设计材料与工艺课程 课件 2-2 金属的分类

金属与金属成形MetalandMetalForming主讲人：吴讯、周海海DepartmentofIndustrialDesigninNUAA南京航空航天大学工业设计系PreparedbyXunwu，HaihaiZhou010203金属的分类2.1黑色金属2.2有色金属2.3合金金属

金属成形3.1液态成形3.2塑性成形3.3

固态成形金属与金属成形目录金属材料概述1.1金属材料的定义1.2金属材料应用简史1.3金属的性能0506金属连接—焊接5.1金属焊接加工原理及特点5.2金属焊接加工方法分类5.3焊接结构材料的选择

5.4焊接结构工艺性金属的表面处理与装饰技术6.1金属材料的表面前处理6.2金属材料的表面装饰技术金属与金属成形目录金属切削4.1板材切削

4.2有屑切削4.3无屑切削

4.4火焰/激光切削0402金属的分类Classificationofmetals二/

金属的分类02纯金属由同一类型原子组成，而金属合金有两种或两种以上化学成分组成，其中至少一种是金属。金属的种类可分：（1）黑色金属（2）有色金属（3）合金金属二/

金属的分类022.1黑色金属二/

金属的分类02铁铁用于铸造或锻造，铸铁中至少含有2%的碳以及1%—3%的硅。2.1黑色金属二/

金属的分类02铁的种类（按含碳量不同可分为)：生铁、钢、熟铁。熟铁：一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含量在0.2-1.7%的叫钢，含量在1.7%以上的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性；钢具有生铁和熟铁两种优点，为人类广泛利用。2.1黑色金属二/

金属的分类02灰铁：灰铁用于汽车发动机汽缸。齿轮、调速轮、刹车盘和鼓轮，以及大型机床底座。由于碳在铁的晶阵中过饱和溶解，灰铁具有极好的抗疲劳性和减振性。石墨在液体铁水中有“润滑”作用，使铁水流动性变好，适合于浇注铸件，所以灰口铁又叫铸造铁。白口铁：碳化铁是白色的，又硬又脆，含量过多时，铁会像石头一样。失去可塑性。用这种铁做的零件，切削困难，所以白口铁主要用来炼钢，故又叫炼钢铁。2.1黑色金属二/

金属的分类02钢：碳钢、合金钢。钢是含碳量在0.021%-2.11%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。不锈钢：不锈钢含有至少10．5％的铬作为其主要的合金元素。由于金相结构不同，精炼的不锈钢可以分为四类：奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢、马氏体不锈钢以及沉积硬化不锈钢。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜。

P形模具钢：用于塑料模具和压铸模具。2.1黑色金属二/

金属的分类022.1黑色金属高碳钢在经热处理或冷拔硬化后，具有高的强度和硬度、高的弹性极限和疲劳极限，切削性能尚可，但焊接性能和冷塑性变形能力差。低碳钢强度低、硬度低而软，又称软钢。其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢还具有良好的焊接性。不锈钢耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀，具有良好耐腐蚀性能和较高的硬度。塑性较好，但表面装饰涂覆性能较差。二/

金属的分类022.2有色金属二/

金属的分类02铜：铜易于成形和连接、具有极佳的导电性和导热性、富有魅力的颜色，以及极好的抗腐蚀性。2.2有色金属铜花瓶二/

金属的分类022.2有色金属二/

金属的分类02镁：镁是一种对于产品设计非常重要的金属，因为它是日常应用中最轻的结构金属。典型的压力铸造铸件有飞机发动机部件、赛车车轮以及运动器械。2.2有色金属镁合金外壳笔记本电脑二/

金属的分类02铝：柔韧可塑易，于制成合金，高强度-重量比，出色的防腐蚀性，易导电导热，可回收。2.2有色金属二/

金属的分类02铬：铬作为装饰性的光洁电镀金属而为工业设计师所熟知，同时它也具有抗腐蚀性。铬用于淬火钢可增加其耐磨性和耐腐蚀性。2.2有色金属Zippo纤巧经典铬二/

金属的分类022.2有色金属二/

金属的分类02钛：钛用于外科植入片以及航海设备和化学设备。钛片、钛板在成形时会产生加工硬化。非常高的强度重量比，优良的抗腐蚀性。2.2有色金属二/

金属的分类02铝镁合金：铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一，通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为笔记本电脑增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料，目前大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。2.3合金金属小米90分智能金属旅行箱二/

金属的分类02钛合金：钛合金材质的可以说是铝镁合金的加强版，钛合金与镁合金除了掺入金属本身的不同外，最大的分别之处，就是还渗入碳纤维材料，无论散热，强度还是表面质感都优于铝镁合金材质，而且加工性能更好，外形比铝镁合金更加的复杂多变。其关键性的突破是强韧性更强、而且变得更薄。就强韧性看，钛合金是镁合金的三至四倍。强韧性越高，能承受的压力越大，也越能够支持大尺寸的显示器。因此，钛合金机种即使配备15英寸的显示器，也不用在面板四周预留太宽的框架。至于薄度，钛合金厚度只有0.5mm，是镁合金的一半，厚度减半可以让笔记本电脑体积更娇小。钛合金唯一的缺点就是必须通过焊接等复杂的加工程序，才能做出结构复杂的笔记本电脑外壳，这些生产过程衍生出可观成本，因此十分昂贵。目前，钛合金及其它钛复合材料依然是IBM专用的材料，这也是IBM笔记本电脑比较贵的原因之一。2.3合金金属紫金版钛马4.0指尖陀螺二/

金属的分类022.3合金金属Q460低合金高强度钢，受力强度为460兆帕。知识点1金属的分类及其在工业设计中的运用。点击添加相关标题文字知识点二