常用工程材料

1、常用的工程材料分享中的注意事项 本次分享约为90分钟，中途不休息！ 建议将手机调为震动状态。如遇到紧急电话，最好出培训室接听！ 分享过程中如有问题请记下，分享完毕后我们再共同讨论！ 分享完毕后，需要大家填写一份培训效果调查表！常用的工程材料列表 金属材料 如（钢、铁、铝、铜等纯金属及其合金 ） 非金属材料 如（塑料、橡胶、陶瓷） 复合材料 如（钢筋混凝土、轮胎）一、金属材料 金属材料是含有一种或几种金属元素（有时亦含有非金属元素），以极微小的晶体结构所组成的，具有金属光泽的，有良好导电导热性能的，有一定力学性能的材料。通常指钢、铁、铝、铜等纯金属及其合金。 （一）、钢 钢是含碳质量分数小于2.

2、11%（实际上小于1.35%），并含有少量杂质元素的铁碳合金。钢具有良好的使用性能和工艺性能，而且产量大、价格较为低廉，因此应用非常广泛。 钢的分类方法很多，常见的分类方法有如图22所示的几种：1.碳素钢的牌号、性能及用途 碳素钢的熔炼过程比较简单，生产费用较低，价格便宜，主要用于工程结构，制成热轧钢板、钢带和棒钢等产品，广泛用于工程建筑、车辆、船舶以及桥梁、容器等构件。 常用的碳素钢的分类、牌号及应用见表22所示。表22 常用的碳素钢的分类、牌号及应用 2.合金钢的牌号、性能及用途 为了改善钢的某些性能或使之具有某些特殊性能，在炼钢时有意加入一些元素，称为合金元素。含有合金元素的钢，就叫合金

3、钢。 钢中加入的合金元素主要有：Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Al、B及稀土元素(Re)等。这类钢比碳钢具有更高的机械性能和某些特殊性能(如耐热、耐蚀、耐磨性能等)，常用作重要的机器零件和工具，或要求特殊性能的零件。 常用的合金钢的分类、牌号及应用见表2-3所示。表2-3 常用的合金钢的分类、牌号及应用 （二）铸铁 铸铁是指含碳质量分数大于2.11的铁碳合金。工业上常用铸铁的含碳量一般在2.54之间，此外，铸铁中还含有较多的锰、硅、磷、硫等元素。 铸铁与钢相比，虽然机械性能较低(强度低、塑性低、脆性大)，但却有着优良的铸造工艺性、切削加工性、消震性和减磨性等。因此，铸铁在生产中仍

4、获得普遍应用。 铸铁中的碳，由于成分和凝固时冷却条件的不同，可以呈化合状态(Fe3C)或游离状态(石墨)存在，这就使铸铁的内部组织、性能、用途方面存在较大的差异，通常铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。 常用的铸铁的分类、牌号及应用见表2-4所示。表2-4 常用的铸铁的分类、牌号及应用 （三）铸钢 与铸铁相比，铸钢具有较高的综合机械性能，特别是塑性和韧性较好，使铸件在动载荷作用下安全可靠。此外，铸钢的焊接性较铸铁优良，这对于采用铸焊联合工艺制造复杂零件和重要零件十分重要。但是，铸钢的铸造工艺性能差，为保证铸钢件的质量，还必须采取一些特殊的工艺措施，这就使铸钢件的生产成本高于铸铁

5、。 我国碳素铸钢件的牌号根据GB561385规定，用铸钢汉语拼音字首“ZG”加两组数字组成，第一组数字代表屈服强度值(MPa)，第二组数字代表抗拉强度值(MPa)。铸钢的牌号有ZG200400、ZG230450、ZG270500、ZG310570、ZG340640等。（四）有色金属 除黑色金属钢铁以外的其它金属与合金，统称为有色金属或非铁金属。 有色金属具有许多与钢铁不同的特性，例如：高的导电性和导热性(银、铜、铝等)；优异的化学稳定性(铅、钛等)；高的导磁性(铁镍合金等)；高的强度(铝合金、钛合金等)；很高的熔点(钨、铌、钽、锆等)。所以，在现代工业中，除大量使用黑色金属外，还广泛使用有色金

6、属。 常用的有色金属主要有铝及铝合金和铜及铜合金两类。1.铝及铝合金 （1）工业纯铝 工业纯铝的加工产品，按纯度的高低，分为L1、L2、L7等七个牌号，其中，L是“铝”字汉语拼音的首字母，数字表示编号，编号越大，纯度越低。 工业纯铝的强度低，b为80100MPa，经冷变形后可提高至150250MPa，故工业纯铝难于满足结构零件的性能要求，主要用作配制铝合金及代替铜制作导线、电器和散热器等1.铝及铝合金 （2）铝合金 用于铸造生产中的铝合金叶铸造铝合金，它不仅具有较好的铸造性能和耐蚀性能，而且还能用变质处理的方法使强度进一步得到提高，应用较为广泛。如用作内燃机活塞、气缸头、气缸散热套等。 这类铝

7、合金的牌号由铸铝两字汉语拼音字首“ZL”和三位数字组成。其中第一位数字为主加元素的代号(1表示AlSi系合金；2表示AlCu系合金；3表示AlMg系合金；4表示AlZn系合金)，后两位数字表示顺序号。如ZL102表示铸造铝硅合金材料。 除了铸造铝合金外，还有一类铝合金叫形变铝合金，主要有防锈铝、锻造铝、硬铝和超硬铝四种。它们大多通过塑性变形轧制成板、带、棒、线材等半成品使用。其中硬铝是一种应用较多的由铝铜镁等元素组成的铝合金材料。它除了具有良好的抗冲击性、焊接性和切削加工性外，经过热处理强化(淬火加时效)后强度和硬度能进一步提高，可以用作飞机结构支架、翼肋、螺旋桨、铆钉等零件2.铜及铜合金 铜

8、及铜合金的种类很多，一般分为紫铜(纯铜)、黄铜、青铜和白铜等。 （1）纯铜 纯铜因其表面呈紫红色，故亦称紫铜。它具有极好的导电和导热性能，大多用于电器元件或用作冷凝器、散热器和热交换器等零件。纯铜还具良好的塑性、通过冷、热态塑性变形可制成板材、带材和线材等半成品。此外，纯铜在大气中还具有较好的耐蚀性。 我国工业纯铜的牌号是用符号“T”(铜字汉语拼音字首)和顺字数字组成。如T1、T2、T3、T4，其中顺序数字越大，表示纯度下降。（2）黄铜 铜和锌所组成的合金叫黄铜。当黄铜中含锌量小于39%时，锌能全部溶解在铜内。这类黄铜具有良好的塑性，可在冷态或热态下经压力加工(轧、锻、冲、拉、挤)成型。按其加

9、工方式不同，可将黄铜分为压力加工黄铜和铸造黄铜两种。 压力加工黄铜的牌号是符号“H”(黄字汉语拼音字首)和数字组成。如H68黄铜，表示其含铜量为68%，含锌量为32%。 铸造黄铜其牌号前冠以ZCu主加元素符号主加元素平均含量辅加元素符号辅加元素平均含量组成。如ZCuZn38表示含锌量为38%的铸造黄铜，ZCuZn40Pb2表示含锌量为40%，含铅量为2%的铸造铅黄铜。（3）青铜 由于主加元素不同，青铜分为锡青铜、铍青铜、铝青铜、铅青铜及硅青铜等。除锡青铜外，其余均为无锡青铜。 青铜的牌号是用符号“Q”(青字汉语拼音字首)和数字组成。如QSn43，表示其含锡量为4%，含锌量为3%的锡青铜。QAl

10、17，表示其含铝量为7%的铝青铜。 铸造青铜其牌号表示法与铸造黄铜类似。如ZCuSn5Pb5Zn5表示含锡量为5%，含铅为5%，含锌量为5%的铸造锡青铜。二.非金属材料 非金属材料是近年来发展非常迅速的工程材料，因其具有金属材料无法具备的某些性能(如电绝缘性、耐腐蚀性等)，在工业生产中已成为不可替代的重要材料，如高分子材料和工业陶瓷。 1. 塑料 塑料是高分子化合物，其主要成分是合成树脂，在一定的温度、压力下可软化成形，是最主要的工程结构材料之一。由于塑料具有许多优良的性能，例如：具有良好的电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性、成形性，而密度小等，因此不仅在日常生活中到处可见，而且在工程结构中也被广泛地

11、应用。 塑料的种类很多，按性能可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。 热塑性塑料在加热时软化和熔融，冷却后能保持一定的形状，再次加热时又可软化和熔融，具有可塑性。属于热塑性塑料的如有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和ABS等。热固性塑料是在固化后加热时，不能再次软化和熔融，不再具有可塑性。属热固性塑料的如有酚醛树脂(PF)、环氧塑料(FP)等。塑料按用途可分为通用塑料和工程塑料两类。例如，通用塑料有：酚醛塑料、聚乙烯(PF)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等。工程塑料有：聚烯胺(P A即尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和ABS等

12、。工程塑料具有良好的力学性能，能替代金属制造一些机械零件和工程结构件。还有一些舆有特殊性能的塑料，如聚四氟乙烯，它具有很好的耐蚀、耐磨和耐热性，有塑料王之称。 常用热塑性塑料和热固性塑料的名称、性能、用途见表25所示。表25 常用热塑性塑料和热固性塑料的名称、性能、用途 表25 常用热塑性塑料和热固性塑料的名称、性能、用途 2.橡胶 橡胶与塑料的不同之处是橡胶在室温下具有很高的弹性。经硫化处理和碳黑增强后，其抗拉强度达2 53 5 MPa，并具有良好的耐磨性。如表26所示为常见橡胶的名称、性能、用途。 表26 常见橡胶的名称、性能、用途 3.陶瓷材料 陶瓷是各种无机非金属材料的统称，在现代工业中具有很好的发展前途。未来世界将是 陶瓷材料、高分子材料、金属材料三足鼎立的时代，它们构成了固体材料的三大支柱。 常见工业陶瓷的分类、性能、用途见表27。 表27 常见工业陶瓷的分类、性能、用途 三.复合材料 复合材料是由两种或两种以上物理、化学性质不同的物质，经人工合成的材料。它保留了各组成材料的优良性能，从而得到单一材料所不具备的优良的综合性能。最常见的人工复合材料，如钢筋混凝土是由钢筋、石子、沙子、水泥等制成的复合材料；轮胎是由人造纤维与橡胶合成的复合材料。 复合材料一般由增强材料和基体材料