常用材料介绍,热处理及表面处理

1、常用材料介绍，热处理和表面处理，报告大纲，1。常用金属材料选择介绍，2。常用金属材料用法介绍及对照表，3。常用非金属材料选择介绍，4。普通材料热处理导论，5。常见材料的表面处理。常用金属材料选择介绍，1)。黑色金属黑色金属包括：生铁、铁合金、碳素结构钢、低合金结构钢和优质钢等。下面主要介绍一些常用的钢材。1.碳素结构钢：碳素结构钢可直接用于建筑结构和机械机构，无需冷热加工或热处理。它也可用于制造机器零件，如螺钉、螺栓、螺母、铆钉、连杆、轴、销等。它属于普通钢。其钢号由屈服点“屈”拼音的首字母“Q”和保证屈服点的最小值表示。常用钢号Q195Q235A，其中Q235A具有较好的强度和塑性协调性，应

2、用最为广泛。通常轧制成盘条、圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢和中厚钢板(4毫米)等。低合金结构钢：低合金结构钢是含0.10.22%碳和少量合金元素的钢。由于合金元素强化铁素体和增加珠光体的相对量，这种钢的屈服点比碳素结构钢高2570%。低合金结构钢因其强度高、生产工艺简单，通常在热轧状态下直接使用，可制成大型工字钢、槽钢、角钢、中厚钢板(4毫米、4毫米，以下简称薄钢板)等。广泛应用于桥梁、船舶、锅炉、集装箱、建筑等行业。优质钢：优质钢包括优质碳素结构钢、合金结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢、工具钢、不锈钢耐酸钢、耐热钢等。以下是常见的情况：3.1优质碳素结构钢是使用最广泛的优质钢类型。其纯度和成

3、分均匀性优于普通钢。因此，钢具有较好的塑性和韧性。主要分为：低碳钢、中碳钢、高碳钢。这种优质钢由于价格低廉，在机械制造业中得到了广泛的应用。3.1.1低碳钢(含碳量0.25%)的特点是强度低、塑性好、韧性和可焊性好，并且具有一般的可加工性。这种钢可用于各种冷加工或焊接方法，以制造各种低应力、高韧性要求且无需热处理的机械零件或设备，不适用于退火处理。3.1.2中碳钢(含碳量0.30.5%)的特点是强度较高，韧性较低，一般在淬火、回火或正火后使用。它们属于调质钢，淬火温度取决于碳含量，回火温度取决于零件所需的强度和韧性。这种钢主要用于制造承受重载荷的机器零件，如直轴、曲轴等。它很少用于制造焊接部件

4、。3.1.3高碳钢(含碳量为0.55%或以上)的特点是高强度和良好的弹性。由于含碳量高，在水中淬火时容易产生裂纹，所以通常采用双液淬火(水淬火和油冷却),而油淬火主要用于小截面零件。这些钢种主要用于制造易磨损的弹簧和零件。(1) 10:这种钢具有高的塑性和韧性，易于在冷态下成型。用作拉杆、钢管、垫片、钢丝、钢板和型材。(2) 15:这种钢具有良好的塑性、韧性、可焊性和冷冲压性，但强度低。用于制造应力小但韧性要求高的零件，如螺栓、螺钉、支架、法兰盘、蒸汽锅炉等。这种钢切削性能差，可在880 900水中淬火，以提高切削性能。(3) 20、25:这种钢的强度略高于15号钢，很少淬火。这种钢用于不会承

5、受很大应力但需要较高韧性的零件，如杠杆、衬套、螺钉、起重机吊钩、轻载齿轮、链轮等。这种钢有很好的性能(5) 45: 45钢是一种广泛使用的优质碳素结构钢，通常用于调质或正火状态，具有良好的综合力学性能。这种钢用于制造齿轮、轴、活塞销、紧固件、涡轮叶轮、压缩机和机器中泵的运动部件。(6) 55:这种钢热处理后表面硬度和强度高，韧性好。通常用于正火或调质后制造齿轮、连杆、板簧等。(7) 65，70:这种钢基本上属于弹簧钢。经过适当的热处理，它具有相当高的强度和弹性。大尺寸的零件通常是正火的，而小尺寸的零件只能在低温下淬火和回火。3.2合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上添加一种或多种合金元素精制而

6、成的钢种。它们具有较高的强度或韧性，主要优点是良好的淬透性。零件在使用前通常经过淬火和回火、化学热处理、火焰淬火或高频淬火，以获得具有良好综合力学性能的均匀组织。主要分为以下三类：3.2.1低碳渗碳合金结构钢。这种钢常用的牌号是20Cr和20CrNTI，它们的含碳量一般在0.10%到0.25%之间。主要加入钼、钒、钛等元素，形成合金碳化物，提高钢的回火稳定性，使渗碳后可直接淬火。这种钢的最终热处理是渗碳(或氰化)，然后淬火和低温回火。品牌20CrMnTi是制造汽车和拖拉机齿轮的常用材料。3.2.2中碳调质合金结构钢常用牌号为40Cr和35CrMoA，含碳量在0.30%-0.50%之间。由于这种

7、钢的高淬透性，可以在较低的冷却速度下获得硬化层，并且通常使用油淬火。调质钢的最终性能取决于回火温度。高温回火温度在500到650之间。在此温度范围内，随着温度的升高，强度和硬度降低，韧性增加。它通常用于制造轴、连杆、进气门、大齿轮、紧固件等。承受很大的负荷。3.2.3氮化钢氮化钢是一种含铝的中碳调质合金钢，这种钢的常用牌号是38CrMoAlA。由氮化钢制成的零件需要进行淬火和回火或表面淬火和高频淬火处理以获得所需的机械性能，然后进行最终的切削精加工，然后进行氮化处理以进一步提高表面硬度和耐磨性。这种钢主要用于制造高耐磨性、高疲劳强度和处理后尺寸准确的氮化零件，如气缸套、齿轮、量规、高压阀门、蜗

8、杆、磨床和自动车床主轴。3.3弹簧钢弹簧钢是一种用于制造弹簧或一些弹性元件的钢。广泛用于飞机、汽车、拖拉机、铁路车辆、起重机械机身或机身下的抗震弹簧。弹簧钢常用品牌有60Si2MnA和65Mn，根据化学成分可分为碳弹簧钢和合金弹簧钢。弹簧钢通常是圆钢，扁钢是方钢。弹簧钢的常见品牌如下：60号和70号-火车车厢用螺旋弹簧，通用机器用圆形、方形螺旋弹簧，小型机器用弹簧。65Mn -用于各种较大尺寸的扁圆形弹簧，如汽车离合器弹簧。60s 2 mna-汽车、拖拉机、铁路车辆用钢板弹簧、安全阀机械用止回阀弹簧、承受交变载荷和在高应力下工作的大弹簧等。3.4、滚动轴承钢滚动轴承钢又称滚柱钢、滚珠钢，简称轴

9、承钢，主要用于制造各种机械轴承，包括滚珠、内外圈等。分为以下几类：3.4.1高碳铬轴承钢高碳铬轴承钢采用电炉冶炼，真空脱氧。有四个等级：GCr9钢具有高耐磨性和淬透性。当硬度约为HB200时，它具有良好的可加工性，用于制造机械传动的钢球和滚子GCr15SiMn钢比GCr15钢具有更高的耐磨性和淬透性，并且具有回火脆性。用于制造大型轴承钢球和滚子。其他用途类似于GCr15。3.4.2渗碳轴承钢渗碳轴承钢用电炉或平炉或电炉冶炼，平炉钢水在炉外精炼。优质钢也应进行电渣重熔。3.4.3高碳铬不锈钢轴承钢采用电炉和电渣重熔，或非真空感应炉或真空感应炉和电渣重熔。3.5工具钢是现代工业中广泛使用的一种钢，

10、具有大量的钢种。主要用于制造各种工具、模具、量具等工具。工具钢的使用性能要求：硬度和红硬性(加热时仍能保持足够高的硬度和切削能力)、耐磨性、强度和韧性。工具钢的工艺性能要求：良好的热锻变形性和冷切削加工性，宽的淬火温度范围，淬火能力和淬透性，脱碳敏感性和热处理变形性。3.5.1碳素工具钢的含碳量在0.651.35%之间，常用品牌有T8A、T10A、T12A。热处理后，可获得高硬度和高耐磨性。由于其生产成本低，加工性能好，被广泛用于工具钢。不足之处是红色硬度差。它不适合制造大型工具。它不适合制造能承受冲击的工具。3.5.2合金工具钢，合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入铬、钨、钼、钒、硅、锰、镍

11、、钴等合金元素后冶炼、轧制而成的钢，其突出优点是淬透性好，热处理时开裂倾向低，耐磨性和耐热性高，能适应不同应用的需要。根据用途，可分为三种类型：切削工具钢、模具钢和测量工具钢。常用的刀具钢品牌有9SiCr、CrWMn，主要用于刀具，属于低合金钢品种。模具钢是一种用于锻造、冲压、切边、压铸等模具的钢，包括热模具钢和冷模具钢。热处理后，量具用钢具有尺寸稳定性、高耐磨性、高硬度和足够的韧性。常用品牌有Cr12、CrWMN和Cr06，用于制造量规、量块和模板。这种钢淬火后硬度高，淬火变形小。3.5.3高速工具钢和高速工具钢的突出优点是高的热刚性和一定的韧性。它是一种高碳高合金钢，含碳量为0.7-1.6

12、%，合金元素有钨、钼、铬、钒、钴等。合金元素总量在10%以上，高达23%。3.6不锈钢耐酸钢不锈钢耐酸钢是不锈钢和耐酸钢的总称，能在空气中抗腐蚀的钢叫不锈钢，能在化学腐蚀介质中抗腐蚀的钢叫耐酸钢，不锈钢不一定是耐酸钢，耐酸钢一般具有良好的耐腐蚀性。3.7耐热钢耐热钢是一种化学稳定性好、高温强度高的合金结构钢，能更好地适应高温工作。它分为两种类型：抗氧化钢和热强钢。耐热钢通常用于制造锅炉、汽轮机、工业炉以及航空、石化和其他工业部门的高温零件。(2)有色金属除了黑色金属以外的所有金属都称为有色金属。有色纯金属分为重有色金属(指密度大于4.5g/cm3的普通有色金属，如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、汞

13、、镉、铋等)。)，轻有色金属(指密度小于4.5g/cm3的有色金属，如铝、镁、钠、钙、钾、锶、钡等。)、贵金属(包括金、银和铂族元素)、半金属(指硅、硒、锑、砷、硼，其物理和化学性质介于金属和非金属之间)和稀有金属(如钛、锂、铯、铍、钨、钼、钒等。)非下面介绍常用的有色金属及其合金：1。有色金属和：碳结构钢可以不用Q195Q235A，其中Q235A具有强度和塑性，1.1铜和铜合金：1.1纯铜：纯铜也称为紫铜，密度为8.94克/立方厘米，熔点为10830，非磁性。纯铜的突出特征是导电性、良好的导热性、高化学稳定性、在大气、淡水和水蒸汽中良好的耐腐蚀性以及优异的可加工性和可焊性。它的强度不高，但可

14、塑性很好。1.2铜合金：分为黄铜、青铜、白铜、铸造铜合金等。1.2.1黄铜是以锌为主要元素的铜合金，常用品牌和用途：H96 -散热器、冷凝管、散热器、导电部件等。H68 -外壳和工业零件。H62 -散热器、垫圈、弹簧、螺钉、螺母等。HSI 80-3-船舶部件、蒸汽管和水管部件。1.2.2以锡为主要元素的青铜称为青铜或锡青铜，以及铝青铜、铍青铜、硅青铜等。其中除了铍元素之外，铍青铜还添加了镍和钛合金元素。淬火时效后，抗拉强度可达1250 1500兆帕，硬度为HB 350 400，接近中等强度钢的性能。铍青铜在淬火状态下具有优异的塑性，可冷加工成各种型材，如管子、棒材、带材等。它还具有优异的耐腐蚀

15、性和导电性及导热性，冲击时不会产生火花，因此被广泛用作各种仪表弹簧、重要弹性元件、耐磨零件、防爆工具等。1.2.3铸造铜合金中的铸造铜合金包括两大类：铸造黄铜和铸造青铜。铸造铜合金用于铸造复杂的机械配件，如阀门、管件、轴瓦、缸套、涡轮机等。铝及其合金：2.1纯铝：纯铝是一种银白色金属，密度为2.7g/cm3，熔点为660。它具有良好的导电性，仅次于银和铜。它具有良好的导热性和耐腐蚀性。铝具有良好的塑性，能承受各种冷热加工，可制成各种型号、板材、管材等材料。同时，铝具有吸音性能，可用于建筑物、天花板和其他需要隔音的设施的室内装饰。2.2铝合金：根据铝合金的成分和生产工艺特点，分为两类：变形铝合金

16、和铸造铝合金。2.2.1变形铝合金通过热加工或冷加工变形。以板材、管材、棒材和锻造毛坯形式供应的铝合金都是变形铝合金。防锈铝合金-包括铝锰合金和铝镁合金，不能通过热处理进行强化；硬铝-主要是铝-铜-镁-锰合金，是最广泛使用的铝合金之一，可以通过热处理来强化。超硬铝-铝-锌-镁-铜合金是一种强度最高的铝合金，常用品牌为A7075。锻造铝是铝镁硅铜合金，具有良好的热塑性和铸造性能以及良好的耐腐蚀性，常用品牌有A6061、A6063等。2.2.2铸造铝合金用于直接铸造机械零件的铝合金称为铸造铝合金，在此不再详细描述。(2)常用金属材料用途及对照表，(3)常用非金属材料选择介绍，(1)塑料包括：热塑性塑料、热固性塑料、泡沫塑料、塑料异型管、塑料板和进口工程塑料等。下面主要介绍一些常用的塑料。1.聚乙烯：聚乙烯是通过各种工艺方法生产的具有各种结构和特性的一系列品种，主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和一些具有特殊性能的品种。聚乙烯具有良好的韧性和冲击强度，但其硬度、刚性、弹性模量和一系列强度均低于普通塑料。聚乙烯是贴标机上用于固定环的材料。2.聚氯乙烯：聚氯乙烯具有优异的综合性能，可满足建筑材料、运输、包装、家电等需求。聚甲醛：聚甲醛是一种综合性能优异的工程塑料，俗称赛钢。它具有大硬