工程材料简介上

工程材料簡介導論金屬的分類鐵系合金有色金屬導論遠古的人類僅能從大自然獲得非常有限的物質,例如:石頭,樹木,黏土,皮毛等原始物質.依現代的分類,材料則可分為金屬(Metals)陶瓷(Ceramics)塑膠(Polymers)複合材料(Composites)半導體(Semiconductors)固體材料其特性大體上可區分為六大類:機械性(Mechanical)電導性(Electrical)熱導性(Thermal)磁性(Magnetic)光特性(Optical)衰退性(Deteriorative)

導論材料用於承受機械負荷者,稱為工程材料.工程材料可分為金屬、塑膠、陶瓷和玻璃、複合材料.金屬塑膠陶瓷和玻璃複合材料技術演進材料的相關特性金屬的分類鋼和鐵的分別碳含量在0.06wt%以下者稱為純鐵.碳含量在0.06wt%至2.0wt%者稱為鋼.碳含量在2.0wt%以上者稱為鑄鐵.鐵-碳平衡變態Ao:磁性有、無的變態.A2:肥粒鐵+碳化鐵波來鐵的共析變態.A1:肥粒鐵的固溶飽和線.A3:肥粒鐵沃斯田鐵的界限.Acm:沃斯田鐵雪明碳鐵的界限.鐵-碳平衡圖是將各種不同含碳量的鐵-碳合金在某一溫度下達成平衡(反應平衡)時的相呈現出來.鋼鐵材料的分類低碳鋼低碳鋼碳含量為0.25wt%以下,淬火時不易形成麻田散鐵,正常的含有肥粒及波來鐵,僅能靠冷加工增加強度.低碳鋼相當軟且強度低,但是延展性及韌性佳,容易加工和焊接,價格低廉.中碳鋼中碳鋼含量介於0.25wt%至0.60wt%之間,經過淬火及回火後可以增加其機械性能.中碳鋼添加鉻、鎳、鉬等元素後變成可熱處理鋼,具有較佳的強度和磨耗性,但是延展性和韌性會降低.高碳鋼高碳鋼含量介於0.60wt%至1.40wt%之間,具有高硬度及高強度.工具鋼和模具鋼是在高碳鋼內添加鉻(Cr)、釩(V)、鎢(W)、鉬(Mo)等元素,而這些元素和碳形成硬又耐磨耗的Cr23C6、V4C3、WC.不銹鋼不銹鋼並非不生銹的鋼,不銹鋼生銹是常見的現象,真正鳴實相符,應該叫做耐蝕鋼.不銹鋼是鐵、碳和鉻的合金,或另外再添加其他合金元素,鉻是第一主要合金元素,鎳是第二主要合金元素.鉻含量至少11%以上才能稱為不銹鋼.不銹鋼是以鐵為基材,添加合金元素煉成的高合金鋼,它有光潔的外觀,能抵抗腐蝕,並具有良好的機械性能.如果需要更大或特殊的腐蝕性能,則需要增加鉻含量,或另外添加其他合金元素,如鎳、鉬、銅、鈦等.不銹鋼暴露於空氣或溶液中,其表面生成一層很薄的皮膜,是氧化鉻,緻密、不透氣,可防止腐蝕性氣體或液向內滲透,所以不能繼續腐蝕,以收到不腐蝕的效果.不銹鋼不銹鋼依其成份及金相組織可分為下列五類:

a.肥粒鐵不銹鋼,包含12-30%Cr及低碳.

b.麻田散鐵不銹鋼,包含12-17%Cr及0.1-1.0%C.c.沃斯田鐵不銹鋼,包含17-25%Cr及8-20%Ni.d.雙相型不銹鋼,包含23-30%Cr及2.5-7%Ni及添加Ti或Mo.e.析出硬化型不銹鋼,以沃斯田鐵或麻田散鐵為基地,添加Cu、Ti、Al、Mo、Nb、N等元素.不銹鋼不銹鋼的性能與化學成份的關係不銹鋼鴻準昆山廠模具加工材料性能一覽表（一）鴻準昆山廠模具加工材料性能一覽表（二）鴻準昆山廠模具加工材料性能一覽表（三）鴻準昆山廠模具加工材料性能一覽表（四）鴻準昆山廠模具加工材料性能一覽表（五）鑄鐵鑄鐵A.灰鑄鐵(GrayIron)

灰鑄鐵的碳含量在2.5wt%至4.0wt%之間,矽含量在1.0wt%至3.0wt%之間.石墨呈長片狀,基地是肥粒鐵或波來鐵(圖a).灰鑄鐵在拉伸狀態時脆又弱.灰鑄鐵具有優越的吸收振動能的特性.B.延性(球墨)鑄鐵(DuctileorNdularIron)

石墨呈球狀(圖b),延伸率可達10-20wt%.C.白鑄鐵(WhiteIron)

對於矽含量在1wt%以下並且快速冷卻,可得含雪明碳鐵石墨之硬又脆的白鑄鐵.D.可鍛性鑄鐵(MalleableIron)

白鑄鐵放在800-900