常用金属材料知识介绍一、金属材料的分类金属材料通常按组成成分和色泽分类1、金属材料按组成成分分类类型组成特点工业应用情况纯金属由单一金属兀素组成的物质称为纯金属。目前已知的金属有80多种，如纯金、纯银、纯铁••等纯金属在工业结构件中应用极少合金由一种金属兀素为主体与另外一种或几种金属兀素工程构件的主要材料，如钢等。合金的综合性能优于纯金属合金是工程结构件的主要原材料，应用广泛2、金属材料按色泽分类类型主要品种黑色金属生铁、铁合金、铸铁和钢。黑色金属是工业生产的主导性材料有色金属除黑色金属以外的金属及其合金统称为有色金属，如铜、铝、锌、铅、锡、镁钛等及其合金二、金属材料的机械性能金属材料的机械性能包括强度、弹性、屈服极限、延伸率和断面收缩率以及硬度等1、金属材料的强度极限种类和代号意义单位抗拉强度。b金属材料抵抗拉伸破坏作用时的最大能力，其值按国家准提供MPa(N/mmJ抗压强度。be金属材料抵抗压缩破坏作用时的最大能力抗弯强度。bb金属材料抵抗弯曲变形破坏作用时的最大能力抗剪强度T金属材料抵抗剪切变形破坏作用时的最大能力注：材料强度是指材料对外力破坏的抵抗能力，具体的表现形式由材料的性质（塑性或脆性）其所处的应力状态共同决定。2、金属材料的弹性极限代号意义单位金属材料受到外力（如拉力）作用时，会产生变形（如伸长）；外力去除后，所产生的变形会消失，材料恢复原来形状。金为弹性极限MPa(N/mMPa(N/mmJ3、金属材料的屈服极限种类和代号意义单位屈服极限。s金属材料受外力作用超过其弹性极限时，即便外力不再增加了，材料的塑性变形也会不断加大，表明材料失去了抵抗变形的能力，处于屈服状态。材料开始处于屈服状态的应力，称为屈服极限MPa(N/mtf)条件屈服极0.2对于无明显屈服点的材料，规定其产生0.2%塑性变形时对应的应力，称为条件屈服极限4、金属材料的延伸率和断面收缩率代号意义表达式延伸率5金属材料标准试样在拉伸试验中被拉断，标定长度的伸长与原来长度的比值，称为延伸率58=1-10x100%=A/0x100%断面收缩率标准试样拉断后，其横截面积的减少与原面积之比称为断面收缩率e=A0-Ax100%==AA/x100%注：延伸率、断面收缩率都是塑性指标。一般将8^5%的材料称为塑性材料；5595%种类和代号意义布氏硬度HB定用HBS;硬质合金球用HBW）以一定负荷将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压人材料表面，保持规定时间后卸除负荷，测量材料表面的压痕，按公式计算所得的硬度洛氏硬度HR（HRC:负荷1471.1N）（HRA：负荷588.4N）（HRB：负荷980.1N）以一定的负荷把淬硬钢球或顶角的120的圆锥形金刚石压入器,压入材料表面，开云app官网然后以材料表面上凹坑的深度来计算的硬度维氏硬度HV将相对面夹角为136的方锥形金刚石压入器以适当的压力压入材料表面，保持规定时间后，测量压痕对角线长度，再按一定公式计算出硬度的大小6、金属材料的冲击韧度代号意义单位ak将带有规定缺口的试样，在冲击机上冲断，材料所吸收的冲力与试样缺口底部横截面积之比，称为材料冲击韧度J/cm2三、钢、铁和钢材种类来源主要成分用途生铁（块）将铁矿石放入高炉中冶炼成液态生铁浇铸成的块状产品含碳量超过0.2%的铁碳合金。此外，尚含有硅、硫、磷、锰等元素用于冶炼钢材或制成灰组成的合金统称为铁合金各种铁合金组成比例应控制在规定范围内工业特种用料铸铁将铸造生铁放入熔铁炉中熔炼而成的产品为铸铁。用液态铸浇铸成的元件称铸件同生铁用作灰铸铁件的浇铸，可煅铸铁原料，球墨铸铁原1、工业用铁2、钢的组成及分类方法钢的来源组成成分分类方法将炼钢用生铁放入炼钢炉内冶炼，再把钢液浇铸成钢锭，轧制成各种钢材均比生铁低（1）按化学成分分类（2）按3、钢按化学成分分类（GB/T13304-1991）钢按化学成分分成三大类：非合金钢、低合金钢和合金钢。合金元素合金元素含量（％）非合金钢（V）低合金钢合金钢（三）A10.100.0005Bi0.10010Cr0.300.30~0.500.50Co0.100.10Cu0.100.10~0.500.50Mn1.01.0~1.41.4Mo0.050.05~0.100.10Ni0.300.30~0.500.50Nb0.020.02~0.060.06Pb0.400.40Se0.100.10Si0.500.50~0.900.90Te0.100.10Ti0.050.05~0.130.130.040.04~0.120.120.10-一一0.10Zr0.050.05~0.120.12La系每种兀素0.020.02~0.050.05其他兀素0.050.054、非合金钢按质量等级分类类型主要质量主要品种1.普通质量非合金钢不规定生产过程中需要特别控制质量要求，但需同时满足四个条件：T13304-1991对非合金元素含量要求(第一部分)不规定热处理(退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待)如产品标准或技术条件有规定，其特性值应符合下列条件：碳含量三0.10%、硫或磷含量三0.45%、氮含量三0.007%；360MPa、延伸率W33%；弯心直径最低值20.5X试样厚度、冲击功最低值(20C,形，纵向标准试样)W27J、洛氏硬度HRB260；未规)碳素钢筋钢，如Q235T13031)(3)铁道用一般碳素钢，如轻轨、垫扳用钢(GB/T11264)2.优质非合金除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢，生产过程中需要特别控制质量(如控制晶粒度，降低S.P达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求(如良好的抗脆断性能，良好的冷成型性能等)，但其生产控制严格程度又不如特殊质量的非合金钢699规定的条钢(70-85钢，65Mn、70Mn除外)5213,GB/T3276规定的优质碳素)镀层板、带用的碳钢，如GB/T2518、GB/T2520、GB4174713、GB/T3087等规定的碳素钢船用碳素钢，如GB/T712规定铁道用优质碳素钢，如GB2585规定重轨用钢焊条用碳素钢，如GB/T13碳素钢，但成品分析S.P不大于0.25%的钢除外用于冷锻、冷挤压、冷拔有特殊要求的棒料和线)电工用非合金钢板、带(无硅(12)优质铸造碳素钢，如GB7659定之铸造钢3.特殊质量非合金钢生产过程中需要特别严格控制质量和性能的非合金钢，并应符合下列条件之一:(1)对要进行热处理的钢材，限制非金属杂质含量及淬火后硬度或韧性要求)不进行热处理的钢材，含硫量0.25%，含磷W0.25%(3)具有规定的导电性能或磁性的钢材 (1)保证淬透性非合金钢(GB T5216)；(2)铁道用特殊非合金钢 (车轮用钢)；(3)兵器用非合金钢； (4)核设备用非合金钢；(5)特殊 焊条 非合金钢；(6)碳素弹簧钢；(7) 特殊盘 条钢、钢丝；(8)电磁纯铁； (9)原料纯铁 5、非合金钢按主要性能与用途分类 种类 主要性能与用途 (1)冷成型用薄钢板 以最高强度(硬度)为主要特性的非合金钢，用作冷加工成型材料＜ 强度高于规定值不得使用 (2)造船、压力容器、 以最低强度为主要特性的非合金钢。强度低于规定值者，不得在有关产品中使用 (3)线材、调质钢 限制碳含量为主要特性的非合金钢 (4)易切削钢 钢中含硫量不小于0.070%，并加入Pb, Bi，Te、Se 元素6、低合金钢按质量等级分类 种类 主要质量标准 主要品种 普通质量合 金钢 冶炼时不规定生产过程中需要特别 控制质量要求，用作一般用途的低 GB/T13304-1991 对低合金钢的规定； W690MPa、屈服强度W360MPa、 度、径22x冲击动 屈服强度W360MPa 的低合金度W 360MPa 结构钢 低合金钢筋(GB/T1499［铁道用 一般低合金钢 矿用一般低合金钢 优质低合金 在生产过程中需要特别控制质量(如晶粒度、降低S.P 含量；改善表面质 量等)，以达到比普通质量非合金钢 较特殊的要求(良好的抗脆断性，良 好的冷成型性等)，但其生产控制又 不如特殊质量非合金钢严格(如不控 可焊接的高强度结构钢，os在360〜 420MPa 之间； 用低合金钢；汽车、桥梁、铁道用低合金钢；低 合金耐候钢； 输油、气管用低合金钢特殊质量低 合金钢 生产过程中需要特别严格控制质量 和性能(如 S.P 含量及纯度)的低合 金钢，并符合下列要求： 规定限制非金属夹杂物含量及内 部材质均匀性，保证抗层状撕裂性 限定残余元素含量：CuWO.10%、CoW0.05%%、V0.005%; 舰船、兵器用低合金钢7、合金钢按性能和用途分类 种类 范围 工程结构用合金钢一般工程结构用合金钢；合金钢筋钢；压力容器用合金钢；地质、 石油钻探用钢；高锰耐磨钢 (2)机械结构用合金钢 调质处理合金结构钢；表面硬化合金结构钢；冷塑性成型合金结 构钢；合金弹簧钢 (3)不锈钢、耐蚀钢和耐 不锈钢、耐酸钢、抗氧化钢和热强钢(4)工具钢 合金工具钢、高速工具钢 (5)轴承钢 高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢和无磁轴承钢