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金属材料的基础知识一、 金属材料分类： 1、按组成成分分类a、 纯金属（简单金属）指由一种金属元素组成的物质。b、 合金（复杂金属）指由一种金属元素（为主）与另一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。它的种类甚多，加工业上常用的生铁、钢就是铁碳合金；黄铜就是铜锌合金等。由于合金的各项性能一般较优于纯金属，因此在工业上合金的应用比纯金属广泛。2、实用分类：a、 黑色金属指铁和铁的合金，如生铁，铁合金，铸铁和钢等。b、 有色金属又称非铁金属。指除黑色金属外和金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝、钛、镁及黄铜、青铜、铝合金、钛合金、镁合金和轴承合金等。c、 贵金属铂、金、银d、 稀有金属铀、镭等放射性金属。二、 物理性能名词简介： 1、 密度：（kg/m3） 熔点：指金属材料从固态向液态转化时的熔化温度； 导电性：s/m（导电率） 电阻率m 导热性：或k 单位 w/cmk 热膨胀性：指金属材料受热后产生体积增大的性能。 2、化学性能名词简介： 耐腐蚀性 抗氧化性：高温下抵抗氧化作用的能力； 化学稳定性：而腐蚀性和抗氧化性的总和。三、 力学（机械）性能简介：1、 极限强度：单位MPa（或N/mm3） 指金属材料抵抗外力破坏作用的能力。 按外力作用形式的不同可分为：a、 抗拉强度（抗张强度），代号为：b指外力是拉力时的极限强度；b、 抗压强度，代号为：y指外务是压力时的极限强度；c、 抗弯强度，代号为：w指外力与材料轴线垂直，并在作用后使材料呈弯曲的极限强度；d、 抗剪强度，代号为：指外力与材料轴线垂直，并在材料呈剪切作用时的极限强度。2、 屈服点规定残余伸长应力和规定非比例伸长应力a、 屈服点（物理屈服强度）代号为：S单位：MPa（N/mm2）指金属材料在受外力作用到某种程度时，其变形（伸长）突然增加很大时的材料低抗外力的能力。b、 规定残余伸长应力（屈服强度条件屈服强度）代号r单位MPa（N/mm2）。指金属材料在卸除拉力后，标距部分残余伸长率达到规定数值的应力，当规定数值为0.2%时,代号为r0.2。c、 规定非比例伸长应力代号p单位MPa（N/mm2）指金属材料在受拉力过程中，标距部分非比例伸长率达到规定数值时的应力；当规定数值为0.01%时，代号p0.01。3、 弹性极限 代号e 单位MPa（N/mm2）金属材料在受外力（拉力）到某一极限时，若除去外力，其变性（伸长）即消失，恢复原状。弹性极限是指金属材料抵抗这一限度的外力的能力。 4、伸长率（延伸率）代号单位% 指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，伸长的长度与原业长度的百分比，伸长率按试棒长度的不同分为：a、短试棒5 标距等于5倍直距b、长试棒10 标距等于10倍直距5、断面收缩率：单位%指金属受拉力作用断裂时，断面缩小的面积与原有断面积的百分比。6、硬度：指材料抵抗硬的物体压入自己表面的能力。 按测定方法可分为：布氏硬度 代号 HB 单位 无 洛氏硬度 代号 HR 单位 无 表面洛氏硬度 代号 HR 单位 无 维氏硬度 代号 HN 单位 无7、冲击吸收功和冲击韧性；四、 工艺性能名词简介1、 铸造性：能用铸造的方法获得的合格铸件的性能。包括：a、流动性b、收缩性c、偏析a、 液态金属充满铸模的能力；b、铸件凝固时，体积收缩的程度；c、金属在凝固过程中因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。2、 可锻性：在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。包括在热态或冷态下能够锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工可锻性好坏主要与金属材料的化学成分有关。3切削加工性：被刀具切削后加工后而成为合格工件的难易程度。切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度，允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。它与金属材料的化学成分，力学性能导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常是用硬度和韧性作切削加工好坏的大致判断。一般来讲，金属材料的硬度越高越难切削，硬度虽不高，但韧性大，切削也较困难。4、焊热性：对焊接加工的适应性能。5、热处量： 退火：加热到适当温度，保持一定时间，然后缓冷却的热处理工艺。常见有：去应力、再结晶、球化、完全退火等。目的：降低温度，提高塑性，以利切削或压力加工；减少残余应力；提高组织和成分的均匀化；为后道热处理准备。 正火：钢材（件）加热到AC3或A AC1（钢的上临介点温度）以上30-50，保温适当时间后，在静止的空气中冷却。目的：提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒；消除组织缺陷；以后道作好准备。 淬火：钢材（件）加热到AC3或A AC1（钢的下临介点温度）以上某一温度，保持一定时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见有：盐浴、马氏体、贝氏体等温、表面和局部淬火等。 回火：经淬火后再加热，保温一定时间后自然冷却。常见有：低温、中温、高温、多次回火等。目的：消除淬火时所产生的应力；使钢件具有高的硬度和而磨性，并且有所需要的塑性和韧性。 调质：进行淬火及回火的复合热处理工艺。 化学热处理：金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温使一种或几咱元素渗入它的表层，以改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺。目的：提高表面硬度，而磨性，抗腐蚀性，抗疲劳性和抗氧性等。 固溶处理：将合金热到高温单相压恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得以得到饱和固溶体的热处理工艺。目的：改善塑性和韧性；为沉淀硬化作准备。 沉淀硬化：（析出强化）可获得很高的强度。 时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或锻造后，在较高的温度放置或室温保持，其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。较高温度人工时效处量。室温下或自然条件下自然时效处理。目的：消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能。 淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。 临界直径：（临界淬透直径）。 二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。这种硬化现象，称二次硬化。 回火脆性：淬火钢在某些温度压间回火或从回火温度慢冷却通过该温度压间的脆化现象。第一类 （不可逆）回火脆性第二类 （可逆）回火脆性五、 铸造常用名词：1、 砂型铸造：指铸型用型砂制成的一种铸造2、 型砂：在进行用砂型进行铸造时用的制造砂型所用的砂，它能造成铸件的粘砂及砂眼的缺陷。3、 金属型铸造：指铸型用金属制成的一种铸造。4、 压力铸造：指在压铸机上利用压力将熔化的金属压入金属铸型中的一种铸造。5、 气孔：指分布在铸件表面或内部的孔洞，孔洞内全部或部分为型砂所填塞，是铸件的一种缺陷。6、 冷隔：指在铸件上包含有先凝固的金属块或金属液在铸型内不能融合成一个整体，被表面有圆角的缝隙隔开而言，是铸件的一种缺陷。7、 砂眼：指分布在铸件表面或内部的孔洞，孔洞内全部或部分为型砂所填塞，是铸件的一种缺陷。8、 缩孔及缩松：指存于铸件原断面或厚断面与薄断面交接处的内部（有时也外露在表面）的孔洞，孔洞表面较粗糙，是铸件一种缺陷。9、 粘砂：指粘结在铸件表面上的型砂或型砂与金属的混合物，它使铸件表面粗糙，是铸件的一种缺陷。10、披峰：指铸件在分型面口残余的余金属而言，俗称铁筋。11、冒口：指金属在浇注时，准备液态铁水冒出来的口子；铸件在制成时，这个多余的冒口应被切割掉。12、夹灰：由于材料不纯，当中与灰砂等，金属在锻造时将它锻轧在金属中的一种缺陷，称为夹灰。13、焊接：指利用局部加热的方法，把两块以上金属材料加热到液态或塑性状态，使它们连接在一起的一种金属工艺。14、气焊：利用或燃气体（乙炔）各助燃体（职氧气）组成的混合气体燃烧时产生的热量，将焊接处的金属加热到熔化状态，从而牢固在结合在一起的一种焊接。15、电弧焊：（电焊）指利用电板与焊件之间所产生的电弧的热量，将焊接处的金属迅速加热到熔化状态从而牢固的结合在一起的一种焊接。16、钎焊：指利用熔点较焊为低的焊料和焊件连接处一同加热，使焊料熔化渗入并填满连接处，从而形成牢固地连接的一种焊接。台州万达阀门有限公司铜及 铜 合 金一、纯铜： 1、GB/T467-1997（阴极铜）化学成分：铜+Ag99.95杂质：砷（As）0.0015锑(Sb) 0.0015铋(Bi) 0.0006铁(Fe) 0.002锡(Sn) 0.001镍(Ni) 0.002锌(Zn) 0.002硫(S) 0.0025磷(P) 0.0012、电工用铜线锭。 GB/T468-19973、加工铜 GB5231-1985 铜+银 杂质总和纯铜 T1 99.95 0.05 T2 99.90 0.1 T3 99.70 0.3无氧铜 TU1 99.97 0.03 TU2 99.95 0.05磷脱氧铜 TP1 99.9 0.1 TP2 99.85 0.15银铜 Tag0.1 99.5(铜) 0.3 4、加工铜的主要特性及用途（5231-85） T1T2：有良好的导电、导热、而腐蚀和加工性能，可以焊接和钎焊；含降低导电，导热性的杂质较少，微量的氧对导电导热和加工性能的影响不大，但易引起“氢病”，不宜在高温（如370）还原性气氛中加工（退火，焊接等）使用。用途：导电、导热、耐腐蚀器材，如电线，电缆，导电螺钉爆破用雷管，化学用蒸发器，贮藏器各种管道等。T3： 有较好的导电、导热、耐腐蚀和加工性能，可以焊接和钎焊；但含降低导电，导热性杂质较多，含氧量更高，更易引。TU1：的特性：纯高、导电、导热性能性极好，无“氢病”或极少“氢病”。加工性能和焊接，而腐蚀，耐寒性均好。用途：主要用作电真空仪表器件。TU2二、黄铜 1、加工黄铜 （GB5232-85）代号 化学成分（% 余量为Zn） 杂质总和（%）H96 95.0-97.0 0.2H90 88.0-91.0 0.2H85 84.0-86.0 0.3H80 79.0-81.0 0.3H70 68.5-71.5 0.3H68 67.0-70 0.3H65 63.8-68 0.3H63 62.0-65 0.5H62 60.5-63.5 0.5H59 60.5-60.0 1.0杂质总和0.30.6镍黄铜 HNi65-5 64.0-67.0 0.3 HNi56-3 54.0-58.0 2.0-3.00 0.3-0.5-0.6铅 杂质总和铅黄铜 Hpb63-3 62.0-65 2.4-3.0 0.75 Hpb63-0.1 61.5-63.5 0.05-0.3 0.5 Hpb62-0.8 60.0-63.0 0.5-1.2 0.75 Hpb61-1 59.0-61.0 0.6-1.0 0.75 Hpb59-1 57.0-60.0 0.8-1.9 1.0锡黄铜 HSN-90-1 HSN62-1 HSN-60-1铝黄铜 HAI67-2.5 HAI59-3-2 HAI66-6-3-22、铸造黄铜化学成份及力学性能 （GB1176-87） 力学性能：抗拉强度 屈服强度 伸长率三、常见因素对有色金属材料性能的主要影响。1、铜：铜中杂质元素如氧、硫、铅、铋、砷、磷等，均不同程度降低铜的导电性导热性和塑料变形能力；含氧的铜在与有氢气和一氧化碳等还原气氛中加热时会产生裂纹（氢病），无氧铜的含氧量 0.003%2、黄铜： 锌：黄铜的主要元素，当含锌量时，黄铜的强度和塑性，随含锌量的增加而提高，当32%时，使塑性降低，脆性增加； 铝：提高黄铜的强度、硬度和屈服极限，同时改善抗腐蚀性和铸造性，但会使焊接性能降低，压力加工困难； 硅：提高黄铜的强度和改善铸造性能，但当含硅量过高时，使黄铜的塑性降低； 锡：加入1%的锡能显著提高黄铜抗海水和海洋大气的腐蚀性能，并能改善黄铜的切削加工 锰：提高黄铜的强度、弹性极限面不降低塑性同时还提高黄铜在海水和过热蒸气中的抗腐蚀性； 铁：提高黄铜的力学性能及改善减磨性，铁与锰配合还可改善黄铜的抗腐蚀性； 铅：改善黄铜的切削性；提高耐磨性； 镍：改善黄铜的力学性能，又能改善黄铜的压力加工性，抗腐蚀性和热强性。四、我公司主要用加工黄铜的主要特性：1、加工黄铜，以HO为例：应用较广的铅黄铜，可切削性好，良好