常用金属材料及特性

关于常用金属材料及特性第1页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四一.什么是金属材料？金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳2％～4％的铸铁，含碳小于2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。设备中心专业知识系列教材（一）第2页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四二、金属材料的工艺性能金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：

（1）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。

（2）可锻性：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。

（3）可铸性：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。

（4）可焊性：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅速熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。设备中心专业知识系列教材（一）第3页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四1.铝材2.铜材3.钢材（板材）4.钢材（圆钢）设备中心专业知识系列教材（一）第4页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第5页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第6页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第7页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第8页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第9页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第10页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四设备中心专业知识系列教材（一）第11页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四1.冷作模具钢

1.1高碳低合金冷作模具钢

9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV

1.2抗磨损冷作模具钢

6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1

1.3抗冲击冷作模具钢

4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si

1.4冷作模具碳素工具钢

T7、T8、T9、T10、T11、T12

1.5冷作模具用高速钢

W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V

1.6无磁模具用钢

7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti设备中心专业知识系列教材（一）第12页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四2.热作模具钢

2.1低耐热性热作模具钢

5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi

2.2中耐热性热作模具钢

4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr3

2.3高耐热性热作模具钢

3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV3.塑料模具钢

3.1碳素塑料模具钢

SM45、SM50、SM55

3.2预硬化型塑料模具钢

3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo、5CrNiMnMoVSCa、40Cr、42CrMo、30CrMnSiNi2A

3.3渗碳型塑料模具钢

20Cr、12CrNi3A

3.4时效硬化型塑料模具钢

O6Ni6CrMoVTiAe、INi3Mn2CuAeMo常用模具钢设备中心专业知识系列教材（一）第13页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四常用模具钢设备中心专业知识系列教材（一）第14页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四常用模具钢设备中心专业知识系列教材（一）第15页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四常用模具钢设备中心专业知识系列教材（一）第16页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四（1）、铝及其合金的牌号分类

轧延材非热处理型合金

纯铝合金(1000系列)

铝锰合金(3000系列)

铝硅合金(4000系列)

铝镁合金(5000系列)热处理型合金

铝铜镁合金

(2000系列)

铝镁硅合金(6000系列)

铝锌镁合金(7000系列)铸造材非热处理型合金纯铝合金

铝硅合金(ADC1)铝镁合金(ADC5,ADC6)热处理型合金铝铜硅合金

(ADC10,ADC12)

铝铜镁硅合金(ADC14)铝镁硅合金(ADC3)设备中心专业知识系列教材（一）第17页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四

合金系统合金称呼材

料

特

性

之

概

要用

途

例JISA.A1000

系列纯铝系10601060作为导电材料IACS保证61%，需要强度时使用6061电线10851080107010501N301085108010701050─成形性、表面处理性良好，在铝合金中其耐蚀性最佳。

因为是纯铝、其强度较低，纯度愈高其强度愈低。日用品、铝板、照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材1100120011001200AL纯度99.0%以上之一般用途铝材，阳极氧化处理后之外观略呈白色外与上记相同。一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、热交换器组件1N00－强度比1100略高，成形性良好，其化特性与1100相同。日用品（2）纯铝合金(1000系列)设备中心专业知识系列教材（一）第18页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四2000

系列ALxCu系

20112011快削合金，切削性好强度也高。但耐蚀性不佳。要求耐蚀性时，使用6062系合金音量轴、光学组件、螺丝头201420172024201420172024含有多量的Cu，耐蚀性不佳，但强度高，可作为构造用材使用。锻造品亦可适用。航空器、齿轮、油;压组件、轮轴21172117固溶化热处理后，作为铰钉用材，为延迟常温时效速度之合金。铰钉2018221820182218锻造用合金。锻造性良好且高温强度较高，因此使用于需要耐热性之锻造品。耐蚀性不佳。汽缸头、活塞、

VTR汽缸26182618锻造用合金。高温强度优越但耐蚀性不佳。活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件22192219强度高，低温及高温特性良好，溶接性也优越，但耐蚀性不佳。低温用容器、航天机器20252025锻造用合金。锻造性良好且强度高，但耐蚀性不佳。螺旋桨、磁气桶2N01－锻造用合金。具耐热性，强度也高，但耐蚀性不佳。航空器引擎、油压组件（3）铝铜镁合金

(2000系列)设备中心专业知识系列教材（一）第19页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四3000

系列ALxMn系

3003320330033203强度比1100约高10%，成形性、溶接性、耐蚀性均良好。一般器物、散热片、化妆板、复印机滚筒、船舶用材3004310430043104强度比3003高，成形性优越，耐蚀性也良好。铝罐、灯炮盖头、屋顶板、彩色铝板30053005强度比3003高约20%，耐蚀也比较好。建材、彩色铝板31053105强度比3003略高，其他之特性与3003类似。建材、彩色铝板、瓶盖4000

系列

ALxSi系

40324032耐热性、耐摩秏性良好，热膨胀系数小。活塞、汽缸头40434043汤流良好，凝固收缩少，用硫酸阳极氧化处理呈灰色之自然发色。溶接线、建筑嵌板（4）铝锰合金(3000系列)、铝硅合金（4000系列）设备中心专业知识系列教材（二）第20页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四5000

系列ALxMg系5005－50055050强度与3003相同，加工性、溶接性、耐蚀性良好，阳极氧化后之修饰加工良好，与6063形材颜色相称。建筑用内外装、车辆之内装、船舶之内装50525052为中程度强度之最具代表性合金，耐蚀性、溶接性及成形性良好，特别是疲劳强度高，耐海水性佳。一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板56525652限制5052之不纯物元素，并抑制过氧化氢分离之合金，其他特性与5052同过氧化氢容器51545154强度比5052约高20%，其他特性与5052相同与5052同样、压力容器52545254限制5154之不纯物元素，并抑制过氧化氢分解之合金，其他特性与5154相同。过氧化氢容器54545454强度比5052约高20%，其特性与5154大致相同，但在恶烈环境下之耐蚀性比5154良好。汽车用车轮50565056耐蚀性优越以切削加工作表面修饰，阳极氧化处理性及其染色性良好。相机本体、通信机器组件、拉链50825082强度与5083相近，成形性、耐蚀性良好。罐盖51825182强度比5082约高5%，其他之特性与5082相同。

罐盖（5）铝镁合金(5000系列)设备中心专业知识系列教材（一）第21页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四51825182强度比5082约高5%，其他之特性与5082相同。

罐盖50835083溶接构造用合金。在实用非热处理合金中是最高强度之耐蚀合金，适用于溶接构造。耐海水性、低温特性良好船舶、车辆、低温用容器、压力容器50865086强度比5154高，为耐海水性良好的非热处理系溶接构造用合金。船舶、压力容器、磁气圆盘5N01－强度与3003相同，光辉处理后之阳极氧化处理可有很高的光辉性。成形性、耐蚀性良好。厨房用品、相机、装饰品、铝板5N02

铰钉用合金，耐海水性良好铰钉（5）铝镁合金(5000系列)设备中心专业知识系列教材（一）第22页，共25页，2022年，5月20日，0点9分，星期四6000

系列

ALxMgxSi系

60616061热处理型之耐蚀性合金。用T6处理能有非常高的耐力值，但溶接接口之强度低，因此使用于螺钉、铰钉船舶、车辆、陆上构造物6N01

中强度之挤型用合金，有6061与6063之中间的强度，挤出性冲压淬火性均良好，可作复杂形状之大型薄肉形材，耐蚀性、溶接性均佳。车辆、陆上构造物、船舶60636063代表性的挤出用合金，强度比6061低，挤出性良好，可作复杂的断面形状之形材，耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品61016101高强度导电用材。55%IACS保证电线、61516151锻造加工性特别好，耐蚀性及表面处理性亦佳，适用于复杂的锻造品