textbook8-材料及其性能

1、常用工程材料基本知识培训,黑色金属,有色金属,生铁 铸铁钢,工程材料,金 属,非金属,高分子材料,复合材料,铝及铝合金 铜及铜合金 钛合金 镁合金,玻璃 水泥 陶瓷,塑料 橡胶 合成纤维,聚合物基复合材料金属基复合材料,工程材料的分类,第一部分 金属材料 第二部分 工程塑料 第三部分 橡胶,内容提纲,第一部分 金属材料,第一章 黑色金属分类,钢铁材料又称黑色金属材料，钢铁是指钢和铁的统称，都是以铁和碳为主要元素组成的合金。,生铁,铸铁,钢,一、 黑色金属分类,第一部分 金属材料,1.生铁的分类 生铁：碳的质量分数c大于2%的铁碳合金称为生铁。,（1）按用途分： 炼钢生铁：指平炉、转炉炼钢用生铁

2、，其含Si量较低，si不大于1.75%，含硫较高，s不大于0.07%。炼钢生铁硬而脆，断口成白色，所以也叫白口铁。占生铁产量的80%-90% 铸造生铁:又称翻砂铁，一般含Si量较高，si达3.75%，含硫量较低，s不大于0.06%。断口呈灰色又称灰口铁。 它占生铁产量的10% （2）按化学成份分： 普通生铁：普通生铁是指不含其它合金元素的生铁，如炼钢生铁、铸造生铁 特种生铁： a.天然合金生铁： 天然合金生铁是指含有共生金属，如铜、钒、镍等的铁矿石或精矿石，用还原剂还原而炼成的一种生铁，它含有一定量的合金元素，可用来炼钢或铸造。 b.铁合金：是在炼铁中特意加入其它成份，炼成含有多种合金元素的特

3、种生铁，如硅铁、锰铁、铬铁、钼铁等等。,第一部分 金属材料,2、铸铁的分类 碳的质量分数c超过2%（一般为2.5%-3.5%）的铁碳合金称为铸铁。 按断口颜色分： 灰铸铁：铸铁中碳大部或全部以自由状态的片状石墨形式存在，断口是暗灰色，故称灰铸铁，有一定力学性能和良好的被切削加工性。 白口铸铁：组织中完全没有或几乎没有石墨的一种铁碳合金，其中碳完全以渗碳体形式存在。 麻口铸铁：介于白口铸铁与灰口铸铁之间的一种铸铁，断口呈灰白相间的麻点，故称麻口铸铁，性能不好，极少应用。 按化学成份： 普通铸铁：指不含任何合金元素的铸铁。如常用的灰铸铁，可锻铸铁等。 特殊铸铁：在普通铸铁中有意加入一些合金元素，借

4、以提高铸铁某些特殊性而配制的一种高级铸铁，如各种耐热、耐腐蚀、耐磨铸铁。,第一部分 金属材料,按生产方式和组织性能分： 孕育铸铁：又称变质铸铁，在灰铸铁基础上，采用“变质处理”即是在铁水中加入少量的变质剂（硅铁或硅钙合金）造成人工晶核，获得细晶的珠光体和细片状石墨组织的一种高级铸铁。这种铸铁强度塑性和韧性比一般灰铸铁好，主要用来制造力学性能要求较高而截面尺寸变化大的大型铸件。 可锻铸铁：是一种由一定成份的白口铸铁经石墨化退火后而成，其中碳大部或全部成团絮状石墨的形式存在。比灰铸铁具有较高的韧性，故又称韧性铸铁，此种铸铁并不可以锻造，多用来制造承受冲击载荷的铸件。 球墨铸铁：球墨铸铁又称球铁。它

5、是通过在浇铸前往铁水中加入一定量的球化剂（如纯镁或其合金）和墨化剂（硅铁或硅铝合金）以促进碳呈球状石墨结晶而获得的。在机械工程上获得广泛应用。,第一部分 金属材料,3、 钢的分类 （1）按冶炼方法分： 平炉钢：主要有普通碳钢、低合金钢、优质碳素钢。 转炉钢：转炉钢的主要品种是普碳钢，也生产优质碳素钢和合金钢。 电炉钢：主要品种：优质钢和合金钢。 （2）按脱氧程度和浇注分： 沸腾钢：这是脱氧不完全的钢，在浇注时钢锭模里产生沸腾。这类钢大量用来轧制普通碳素钢、钢板型钢。 镇静钢：它是脱氧完全的钢，在浇注时钢液镇静，没有沸腾现象，一般合金钢和优质碳素钢都是镇静钢。 半镇钢：它是脱氧程度介于沸腾钢与镇

6、静钢之间的钢，在钢生产中的的比重不大。 注：（i）脱氧方法表示符号：F、b、Z、TZ （ii）F-沸腾钢 、 b-半镇静钢 、 Z-镇静钢 、TZ-特殊镇静钢 （Si0.07%） (Si0.17%) Si下限值0.12%,第一部分 金属材料,按化学成份分： 合金钢：在碳素钢基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时，特意加入一些合金元素（如铬、镍、硅、锰、钛、硼等）而炼成的钢。 a.低合金钢 合金元素总量5% b.中合金钢 合金元素总量5%10% c.高合金钢 合金元素总量10% 碳素钢：c低于2% ，并含有少量锰、硅、硫、磷、氧等杂质的铁、碳合金。 工业纯铁 c0.04%的铁碳合金 低碳钢 c0.2

7、5%的钢 中碳钢 c0.25%-0.60%的钢 高碳钢 c0.60%的钢,第一部分 金属材料,按用途分： 建筑及工程用结构钢 （i）.建筑及工程用结构钢 ： a、普通碳素结构钢； b、低合金钢 （ii）.机械制造用结构钢：a、优质碳素结构钢；b、合金结构钢； c、易切削钢； d、弹簧钢 ；e、滚动轴承钢 工具钢 （i）按化学成份分：a、碳素工具钢； b、合金工具钢 ；c、高速钢 （ii）按用途分： a、刃具钢（或刀具钢） b模具钢 c量具钢 特殊钢：指用特殊方法生产具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢。如： （i）不锈耐酸钢 （ii） 耐热不起皮钢 （iii）高电阻合金钢 （iv）低温用钢 （

8、v）耐磨钢 （vi）磷钢 （vii）抗磁钢 （viii）超高强度钢（指b1400MPa的钢） 专业用钢：指工业部门用钢： （i）汽车用钢 （ii） 农机用钢 （iii）航空用 钢 （iv）化工用钢 （v）锅炉用钢等等,第一部分 金属材料,按品质分 （i）普通钢：这类钢含杂质较多，主要用作建筑结构既要求不太高的机械零件， 如普通碳素钢、低合金结构钢(cp均限在0.07%内) （ii）优质钢：杂质少、质量好，其中硫与磷含量s、p限制在0.04%内，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢等 （iii）高级优质钢：含杂质极少，其中硫与磷含量sp限制在0.03%内，主要机械零件和工具，在钢号后

9、加A或文字。 按制造加工形式分 （i）铸钢：c一般在0.15-0.60%的钢，制造一些复杂难于锻造或切削加工成型又要求较高强度和塑性的零件。 （ii）锻钢：指用锻造方法而生产出来的各种锻材和零件，锻钢件的质量一般比铸钢件高，能承受大的冲击力，塑性、韧性和其它力学性能都比铸钢件高。 （iii）热轧钢：热轧用来生产型钢、钢管、钢板，也用来轧制线材。 （iv）冷轧钢：表面光洁、尺寸精确、力学性能好。 （v）冷拔钢：指用冷拔方法生产出的各种冷拔钢材，其特点是精度高，表面质量好，主要生产冷拔钢丝、圆钢、六角钢、钢管。,第一部分 金属材料,二、钢铁产品名称、用途、特性,1、常用钢铁产品所涉及到的化学元素及

10、符号,第一部分 金属材料,2、钢铁产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号,第一部分 金属材料,3、常用钢铁产品的牌号表示方法 （1）碳素结构钢 GB/T700-1988 （i）常用牌号： Q235Bb Q195AF Q255A Q275 （ii）牌号符号意义,Q 235 B b,脱氧方法： b-半镇静钢,质量等级A、B、C、D,屈服点（强度）值MPa,钢材屈服强度“屈”字的拼音首位字母,50 Mn F A,优质无符号 质量等级：A-高级优质 脱氧方法：同碳素结构 锰元素，锰含量较高Mn0.70%-1.00% 含碳量：以平均万分之几表示,（2）优质碳素结构钢 GB/T699-1999 （i）常

11、用牌号：08、10、15、20、25、30、35、45、20A、40Mn、50、55等 （ii）牌号符号意义,第一部分 金属材料,Q 390 A,质量等级A、B、C、D、E 屈服点（强度）值（MPa） 钢材屈服强度“强”字的拼音首位字母,(3) 低合金高强度钢 GB/T1591-1994 （i）牌号： Q295 Q390B Q345A Q420C Q460 09MnV 16Mn 15MnTi等 （ii）牌号符号意义：,DR 1750 G 35,厚度值的100倍 G-表示频率为400Hz时在强磁场下检测的钢板 无符号-表示频率为50Hz时在强磁场下检验的 钢板铁损值的100倍 代表电工用热轧硅钢

12、薄钢板,电工用热轧硅钢薄钢板 GB5212-1985 DR510-50 DR1750G35,化学元素符号，以百分之几表示 含Cr量，以千分之几表示 代表滚动轴承,滚动轴承钢 GB/T5216-1985 GCr9、GCr15SiMn等,GCr15 SiMn,第一部分 金属材料,三、金属材料基本性能 1、金属材料主要性能 物理性能：a、密度b、热性能（熔点C导热率膨胀系数）c、电阻性能（电阻率e、导电率k、电阻温度系数p）d、磁性能指标（导磁率、磁感应强度B、磁场强度H、铁损e、减磨耐磨性能（摩擦系数相对摩擦系数）。 力学性能：弹性指标（弹性模量E（MPa）、切变弹性量G）、强度（强度极限、抗拉强

13、度b、抗弯强度w或Y、抗剪切强度、抗扭强度b）屈服极限s、屈服强度0.2。,第一部分 金属材料,化学性能： a、耐腐蚀性 (i)化学腐蚀：指抵抗周围介质（大气、水蒸气、有害气体、酸碱盐等）腐蚀作用的能力 (ii)电化学腐蚀：金属与酸、碱、盐等电解液时发生作用而引起的腐蚀 (iii)点腐蚀 (iv)腐蚀速度 (v)腐蚀率等 b、抗氧化性：指在室温或高温下抵氧化的能力，金属的氧化过程实际上是属于化学腐蚀的一种形式。 c、化学稳定性：指金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。,第一部分 金属材料,2、金属材料的工艺性能 铸造性（流动性、收缩率、偏析倾向） 锻造性：指金属材料在锻造过程承受塑性变形能力。

14、焊接性：用焊接方法将金属材料焊合在一起的性能。低碳钢好、中碳钢中等、高碳钢和高合金钢、铸铁、铝合金焊接性差。 加工性：指金属在切削时的难易程度。 热处理工艺性：是指金属或合金在固态范围内通过加热、保温和冷却方法以改变金属或合金内部组织所需工艺。工艺性指淬硬性、淬透性（指钢在淬火时能够得到的淬硬层深度）、淬火变形及开裂趋势、表面氧化及脱碳趋势、回火稳定性、回火脆性、时效趋势等。 金属材料工艺性能试验 i顶锻试验：锻短至原长1/3或1/2，检查是否有裂纹。 ii冷弯试验：将材料试件围绕具有一定直径圆柱弯到一定角度，或弯到两端面接触，查弯曲处塑性变形有无裂纹。 iii杯突试验：规定的钢球或球形冲头顶

15、压在压模内的试样，直至试样产生第一个裂纹为止，压入深度称为杯突深度。 iv金属管液压试验：用以检查金属管的质量和耐液压强度，查有无漏水，浸湿和永久变形。 铁-碳平衡图（略）,第一部分 金属材料,3、金属材料力学性能指标名称、符号、单位的说明 （1）弹性弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性。 弹性模量 E=/（Mpa） -应力 -应变 切变模量 G= b/ （Mpa） b切应力 相应扭转滑移 （2）强度强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。(续见下页表格) （3）硬度指金属抵抗硬的物体压入其表面的能力。 （4）塑性指金属材料在外力作用下，产

16、生永久变形不至破裂的能力。 伸长率 断面收缩率 （5）韧性指金属材料在冲击力（动力载荷）的作用下而不破坏的能力。 （6）疲劳指金属材料在极限强度下，长期承受交变负荷（即大小方向反复变化的载荷）的作用下不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象。,第一部分 金属材料,第一部分 金属材料,四、衡量金属材料物理性能指标,第一部分 金属材料,五、常用标准代号,1、国外标准,2、我国国家标准和行业标准,第一部分 金属材料,六、合金钢 合金钢：在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、硫、磷元素以外，还含有一定量的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、镍、铬、矾、硼、铝、稀土等其中一种或几种，这种钢叫合金钢。

17、,1、优质碳素结构钢（GB/T699-1999） 优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少，机械性能较为优良。此类钢是依靠调整含碳（C）量来改善钢的力学性能，因此，根据含碳量的高低，此类钢又可分为： 低碳钢-含碳量一般小于0.25%，如10、20钢等； 中碳钢-含碳量一般在0.250.60%之间，如35、45钢等； 高碳钢-含碳量一般大于0.60%。此类钢一般不用于制造钢管。 实际上，他们之间的含碳量并没有明显的界限。 此类钢产量较大，用途较广，一般多轧（锻）制成圆、方、扁等型材、板材和无缝钢管。主要用于制造一般结构及机械结构零、部件以及建筑结

18、构件和输送流体用管道。根据使用要求，有时需热处理（正火或调质）后使用。,第一部分 金属材料,2、低合金高强度钢GB/T1591-1994 Q295、Q345、Q390、Q420、Q460（按顺序强度增大） 主要用于建筑结构、工业厂房、低压锅炉、低中压化工容器等 3、合金结构钢 GB/T3077-1999 合金结构钢含碳量分子数c比碳素结构钢低一些，一般在0.15%-0.50%的范围内，除含碳外，还含有一种或多种合金元素，如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等。 20Mn2-50Mn2 40B50B 15Cr 15CrA 40Cr 45Cr 50Cr 15CrMo35CrMo 45CrMnTi 20

19、CrTi 还有弹簧钢、优质结构钢、冷拉钢材等,第一部分 金属材料,4、工具钢 GB/T1298-1986 碳素工具钢 T7、T8T13A 合金工具钢 GB/T1299-2000 合金工具钢是含多种合金元素，如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢，合金工具钢容易淬硬、不易产生变形和裂纹，适于制造尺寸大、形状复杂的刀具、模具和量具。 9SiCr 9Cr2 Cr12MoV等，高耐磨性，切削不剧烈。板牙、钻头、绞刀、拉刀、冲模、锻模。 高速工具钢 GB/T9943-1988 W18CrV等，广泛用于制造加工中等强度的各种刀具、车刀、铣刀、拉刀、齿轮刀具等高硬度高速切削刀具、滚刀、车刀。,第一部分 金属材料

20、,七、常用钢板、圆钢、钢带、钢丝标记示例,标记示例2 选用10号钢，厚度2.5，B级精度，表面质量为级，拉延级别为P级的冷轧薄钢板表示为： 钢板,标记示例3 选用08AL钢，厚度为1.0，B级精度，表面质量为级，拉延级别为ZF的钢板表示为： 钢板,2、冷拉圆钢 标记示例，选用45号钢，尺寸公差为12级，直径为18mm的冷拉圆钢表示为： 冷拉圆钢,（GB/T3077-94为热轧圆钢）,1、钢板 标记示例1 选用Q235，厚度1mm，B级精度冷轧薄钢板表示为： 钢板,第一部分 金属材料,3、钢管 标记示例，选用10号钢，外径为38mm，壁厚为3.5mm，外径为高精度、壁厚为普通精度的冷拔钢管表示为

21、： 钢管拔10-35高3.5-GB/T8162-1989 4、钢带 标记示例，选用45钢，普通精度等级组，切边、退火的厚度1mm，宽度50mm钢带 标记示例： 45-P-Q-T-150-GB/T3522-1983 选用08钢，普通精度组，不磨光、切边、软，厚度0.8mm，宽70mm的低碳钢带 标记示例： 钢带08-P-BM-Q-R-0.870-GB/T3526-1983 5、钢丝 标记示例，选用10号钢，软态，直径允许偏差11级，直径为10mm的冷拉碳素结构钢丝表示为 ： 钢丝,第一部分 金属材料,第二章 有色金属,一、有色金属 的概念,有色金属 ：我们通常把铁、锰、铬及其合金称为黑色金属，把

22、其他金属及其合金称为有色金属。有色金属及其合金具有钢铁材料所没有的许多特殊的机械、物理和化学性能，是现代工业中不可缺少的金属材料。它们的种类很多，本章仅简单介绍较常用的几种，如铝、铜、钛、镁等。,常用有色金属和合金元素的名称及代号,第一部分 金属材料,二、铜及铜合金 1、纯铜Cu 特性：原子量 63.54，密度8.9，熔点1083,电阻率0.01673 ，线性膨胀数17.610-6/，导热率0-100 399W/mk。软态 280MPA，延伸率40%。 用途：各种导线、电缆、导电牌、电器开关等导电器材和各种冷凝管、散热管、热交换器、真空电弧炉的结晶器等。导电器材用量占铜材总量一半以上。 所有杂

23、质和加入元素，不同程度降低铜的导电、导热性能。固溶于铜的元素(除Ag、Cd外)对铜的导电、导热性降低较多，而呈第二相析出的元素则对铜的导电、导热性降低较少。,第一部分 金属材料,2、工业纯铜的牌号 纯铜含铜 99.90-99.99%，加工铜国家标准有9个牌号：3个纯铜牌号、3个无氧铜牌号、2个磷脱氧铜牌号、1个银铜牌号；高纯铜纯度可达 99.99%99.9999% ，又称为4N、5N、6N铜。 工业纯铜的牌号用字母T加上序号表示，如T1，T2，T3等，数字增加表示纯度降低。 无氧铜用 “T”和“U”加上序号表示，如TUl、TU2。 用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如T

24、UP、TUMn。,第一部分 金属材料,3、铜合金 铜合金：黄铜、青铜、白铜。 黄铜：铜、锌二元合金称普通黄铜，如H62，含铜62%，含锌38% ；还可加入少量铅、锡、铝、锰等，组成多元合金。第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜。 黄铜性能（导电、导热性等）随Zn等金属含量的增加而下降，而机械性能(抗拉强度、硬度、耐磨、铸造等)则随上升，所以黄铜在工业上的应用，主要根据其性能来选择。,黄铜的成分和机械性能,二元黄铜,第一部分 金属材料,三元黄铜,第一部分 金属材料,青铜：是铜合金的一种，铜锡合金叫青铜，在青铜前面附上加入元素的名称，青铜按主添元素（如Sn、Al、Be等）分别命名为锡青铜、铝青铜

25、、铍青铜等。是最古老的铜合金。用于鼎、钟、武器、铜镜等。耐蚀、耐磨、弹性好和铸件体积收缩率小等。 锡青铜：用作高强、弹性材料。用作耐磨材料。铸件体积收缩小、耐蚀，用来制作艺术铸件。 铝青铜：含铝或铁、镍、锰等其它元素的合金铜。同时添加镍和铁，能获得更佳的性能。 含镍和铁的铝青铜作为高强度合金在航空工业中广泛用来制造阀座和导向套筒，也在其它机器制造部门中用来制造齿轮和其它重要用途的零件。 铍青铜：铍青铜即含1.52.5Be的铜合金。铍青铜用作高级弹性元件(如弹簧、膜片，手表的游丝)，特殊要求的耐磨元件，高速，高压下工作的轴承、衬套、齿轮等。,第一部分 金属材料,白铜：是铜合金的一种，是以镍为主要

26、加入元素的铜合金。其耐蚀性、耐热性、耐寒性好，中等强度，高塑性，能冷、热压加工，还有很好的电学性能，用作结构材料外、高电阻和热电偶合金。按用途分为结构白铜和电工白铜。 结构白铜：具有很好的耐蚀性，优良的机械性能和压力加工性能，焊接性好，用于造船、电力、化工及石油等部门中制造冷凝管、蒸发器、热交换器和各种高强耐蚀件等。还分为铁白铜、锌白铜、铝白铜。 电工白铜：应用最广泛的电工白铜是康铜、锰铜和考铜,第一部分 金属材料,三、铝及铝合金 1、纯铝Al 特性：原子序数为13，原子量为26.98，面心立方结构，熔点660，密度2.702 ，晶格常数4.05，原子直径2.86 ，标准电极电位1.67V 用

27、途：高纯铝主要用于科研、化学工业、电子工业以及其它一些特殊用途。日常生活用品用1050A(L3)制造。大部分纯铝用于熔制铝合金，有些纯度不高的铝有时也用来加工成各种半成品。,第一部分 金属材料,2、纯铝Al的牌号,高纯铝： 99.999工业高纯铝： 99.9599.996工业纯铝： 99.0099.85,高纯铝牌号 Al含量% Si Fe Cu Pb Zn Ga Ti Cd Ag In 总量Al-05 99.999 2.8 2.8 2.8 0.5 1.0 0.5 1.0 0.2 0.2 0.2 10.0 (ppm) Al-055 99.9995 Si+Fe+Cu+Zn+Ti+Ga 5.0(pp

28、m),工业高纯铝 牌 号 Al含量% Fe Si Cu Zn Ti 其它杂质每种 总和Al99.996 99.996 0.0010 0.0010 0.0015 0.001 0.001 0.001 0.004 Al99.993 99.993 0.0015 0.0013 0.0030 0.001 0.001 0.001 0.007Al99.99 99.99 0.0030 0.0030 0.0050 0.002 0.002 0.001 0.04Al99.95 99.95 0.02 0.02 0.01 0.005 0.002 0.005 0.05,工业纯铝 牌号 Al含量% Fe Si Cu Ga M

29、g 其它每种 总和Al99.85 99.85 0.12 0.08 0.005 0.030 0.030 0.015 0.15Al99.80 99.80 0.15 0.10 0.01 0.03 0.03 0.02 0.20Al99.70 99.70 0.20 0.13 0.01 0.03 0.03 0.03 0.30Al99.60 99.60 0.25 0.18 0.01 0.03 0.03 0.03 0.40Al99.50 99.50 0.30 0.25 0.02 0.03 0.05 0.03 0.50Al99.00 99.00 0.50 0.45 0.02 0.05 0.05 0.05 1.0

30、0,第一部分 金属材料,3、铝合金 纯铝中加入适量其它元素如Si、Cu、Mg、Zn等即为铝合金 铝合金的牌号、分类与应用,按铝合金所处相图的位置分类：形变铝合金、铸造铝合金,形变铝合金：相图中D点以左的部分。该类铝合金加热至固溶线FD以上时能形成单相固溶体，塑性好，适用于压力加工成形。,第一部分 金属材料,铸造铝合金：相图中D点以右的部分，有共晶铝合金、亚共晶铝合金和过共晶铝合金之分。这类是我们常涉及到的材料。,第一部分 金属材料,典型铸造铝硅合金的成分、性能和应用,第一部分 金属材料,典型铸造铝铜合金的成分、性能和应用,第一部分 金属材料,四、锌及锌合金 1、纯锌Zn 性能：锌 Zn 65。

31、锌是重要的有色金属原材料，目前，锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝，锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性，能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。 用途： 镀锌，用作防腐蚀的镀层(如镀锌板)，广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业，约占锌用量的46%。 制造铜合金材(如黄铜)，用于汽车制造和机械行业，约占15%。 铸造锌合金，主要为压铸件，用于汽车、轻工等行业，约占15%。 锌具有良好的抗电磁场性能。锌板是一种非常有效的屏蔽材料， 氧化锌广泛用于橡胶(21380,115,0.54%)、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业，约占11%。 用于制造干电池，以锌饼、锌板形式，约占13%。,第一部分

32、 金属材料,四、锌及锌合金 2、锌合金 特性：以锌为基体加入铝、铜、镁等其他元素而构成的有色合金。锌合金比重大，常温下呈蓝白色，有光泽，质硬脆。锌合金的熔点约为380，浇铸温度为440460之间，铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。 牌号及应用：,第一部分 金属材料,锌合金的主要用途,第一部分 金属材料,铸造锌合金力学性能,第一部分 金属材料,五、镁及镁合金 1、纯镁Mg 性能：原子量24.3 ，银白色，密度1.74克/厘米3，熔点648.9，沸点1090。电离能7.65电子伏特。具有延展性，无磁性，且有良好的热消散性。热导率: 156 W/(mK)。 用途： 生产铝合金

33、：铝合金中的添加元素。压铸镁合金铸件：镁消费中，压铸占35%以上。炼钢脱硫：用于炼钢脱硫，占总量的15.70%。 金属还原剂：如稀土合金、钛等。 镁牺牲阳极保护阴极：防腐性能好、不需外加直流电源、安装后自动运行、不需维护、占地面积少、工程费用低、与外界环境不发生任何干扰。,第一部分 金属材料,五、镁及镁合金 2、镁合金 纯镁中加入Al、Zn、Mn、Zr及稀土等元素，制成镁合金。Mg-Mn系、Mg-Al-Zn 系、Mg-Zn-Zr系 和Mg-RE-Zr系等合金系。分为变形镁合金和铸造镁合金。 用途： 变形镁合金：主要用于在航空、航天工业中，制作飞机及宇航器结构件。 铸造镁合金：主要用于制造飞机、

34、导弹、发动机中承受较高载荷的结构件或壳体。及制造250以下工作的高气密零件。,第一部分 金属材料,五、钛及钛合金 1、纯钛Ti 性能：原子量为47.9，密度为4.5。钛的弹性模量低，只有铁的一半。熔点1668，导电性较差（仅为铜的3.1%），导热系数（铁的六分之一）和线胀系数（与玻璃的相近）均较低。 钛无磁性，在强磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。钛阻尼性低，适宜做共振材料。 用途： 工业纯钛可制成板、管、棒、线、带材等半成品。 工业纯钛可作为重要的耐蚀结构材料，用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置和舰艇零部件。 制造钛合金。,第一部分 金属材料,五、钛及

35、钛合金 2、钛合金 钛合金中常用的合金元素有铝、锡、锆、钒、钼、铬、铁、硅、铜、稀土。 常用牌号TA5、TA7等：主要用于制造500以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。 型钛合金：TB2、TB3、TB4，这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，难于焊接,应用受到限制。主要用于350以下工作的结构件和紧固件,如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。 +型钛合金主要用于制造400以下工作的飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等. 高温钛合金：可在400以上长期工作的钛合金。主要用于航空发动机的压气机盘和叶片等，用它代

36、替部分钢，可使发动机减重，提高推重比。,第二部分 塑料,一、概念,塑料(广义定义)：,塑料(狭义定义)：,指具有塑性行为的材料。,是指以合成树脂(或在加工过程中 用单体直接聚合)为主要成分，以填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、色料等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。,塑料是一种以高分子有机物质为主要成分的材料，在制造以及加工过程中，借助熔融态流动(flow)来造型， 加工完成呈现固态形状。,第二部分 塑料,一、概念,1、它是合成有机高分子化合物 ； 2、种类繁多，由不同的单体聚合而形成不同种类的塑料； 3、它以多种型态存在，例如：液体、固体、胶体溶液等； 4、具有不同的性质；

37、 5、可以用不同的加工方法成型 ； 6、产品呈现多样化，用途广泛。,第二部分 塑料,二、塑料的性能塑性、弹性、刚性,塑性：材料在某种给定载荷下，产生永久变形，撤去外力后 不能恢复原状的性质的材料特性；,弹性：物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原 来大小和形状的性质。,刚性：两个物体相碰撞不会发生变形，因此两个刚体就不会占据同一个空间。微粒、原子就是这样的物质。,弹性变形：可以恢复的那部分变形 塑性变形：不可恢复的那部分变形 在一个具体的变形中，一定有弹性变形，可能会有塑性变形。,第二部分 塑料,三、塑料的成分,塑料的主要成分是合成树脂。,何为树脂？树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂

38、质而得名，如松香、虫胶等。 目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。,树脂,树脂约占塑料总重量的40%100%。,有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或 少含添加剂，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。,第二部分 塑料,塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但是添加剂也起着十分重要的作用(强化或改性)。,所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但它是经过化学反应合成得到的具有可塑性的材料，而被称之为塑料。,通常所用的塑料并不是一种纯物质，它的主要成分是合成树脂。,除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。,它是由合成树脂

39、、填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、色料等添加剂组成的。,第二部分 塑料,四、塑料分类,第二部分 塑料,3、常用的热塑性塑料： 聚烯烃：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚异戊二烯. 聚卤代烯烃：聚氯乙烯、聚四氟乙烯. 聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯晴、聚丙烯酸酯类. 聚砜、聚苯醚、氯化聚醚.。,热塑性塑料,1、定义：在加热时变软以至流动，冷却后变硬，这种过程是 可逆的，可以反复进行。,2、原理：热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结 构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流 动。冷却变硬的过程是物理变化。,第二部分 塑料,第二部分 塑料,1、定义：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，

40、产 生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的。 正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的 塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺 寸的制品。这种材料称为热固性塑料。,、热固性塑料,2、固化原理：热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的， 固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅 不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。,3、常用的热固性塑料：酚醛树脂、三聚氰胺甲醛、环氧、不 饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。,4、主要用途：主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在 恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料，最常用的是 炒锅锅把手和高低压电器的壳体及绝缘件。,第二部分 塑料,第二部分 塑料,五、塑料添加剂,对塑料添加剂的主要要求是： 高效：在塑料加工和应用中能有效地发挥其应有的功能。添加剂的选用应依据配混料的综合性能要求； 相容性：能与合成树脂较好地相容； 持久性：在塑料加工和应用过程中不挥发、不渗出、不迁移、不溶出； 化学稳定性：在塑料加工和应用过程中不分解，不与合成树脂及其他组分发生化学反应； 无毒：对人体无任何毒性作用； 价格低廉。 塑料添加剂：填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、色料等； 塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂.，以满足不同的使用要求。,第二部分 塑料,塑料添加剂的功能,塑料添加剂按其特定功能可分为七