金属及陶瓷材料介绍精品PPT课件

➢ 铸铁的性能特点
铸铁的力学性能如抗拉强度、塑性、韧性等均低于 钢，但硬度和抗压性能与钢接近。另外，石墨的存在使 铸铁具有以下特殊性能：
1、优良的铸造性； 2、良好的切削加工性； 3、优良的耐磨性与减震性； 4、生产成本低廉。
➢ 铸铁的分类
白口铸铁
碳以Fe3C的形式存在于铸铁中，断口呈银白色，组织 硬而脆，难以切削加工。很少直接用来制造机械零件，可 利用它硬而耐磨的特性，制成耐磨零件（如轧辊等）。
的强烈作用下氧化膜才会遭到破坏）； 5、优良的工艺性能（极好的铸造性能，良好的可塑性）。
➢ 铝合金分类
➢ 变形铝合金
变形铝合金是指合金元素含量较低，可以通过压力加 工制成各种型材及成形零件的一类铝合金。
防锈铝合金 这类合金主要有Al-Mg和Al-Mn系等，塑性好、耐腐蚀
，可冷变形强化，多用于制造受力小、质轻、耐腐蚀的冲 压件和焊接结构件等。
4.不锈钢及耐热钢 这两类钢钢号前面的数字表示含碳量的千分之几， 如9Cr18和1Cr18Ni9。 5.铸钢 如“ZG200—400”表示其屈服点为200MPa,其抗拉 强度为400MPa。
铸铁
铸铁是含碳量大 于2.11％（一般为2.5 ～4.0％）的铁碳合金， 同时还含较多数量的 Si、Mn、S、P等元素。
磨铸铁。
第二节 有色合金
铝、镁、钛、铍等轻金属具有相对密度小、比强度 高等特点，广泛用于航空航天、汽车、船舶和军事领域； 银、铜、金（包括铝）等贵金属具有优良导电导热和耐 蚀性，是电器仪表和通讯领域不可缺少的材料；镍、钨、 钼、钽及其合金是制造高温零件和电真空元器件的优良 材料；还有专用于原子能工业的铀、镭、铍；用于石油 化工领域的钛、铜、镍等。
第十三章 金属及陶瓷材料介绍
第一节 黑色金属 第二节 有色合金 第三节 功能金属材料（略） 第四节 先进陶瓷材料
第一节 黑色金属
工程上将Fe、Mn、Cr和以铁为基的合金称 为黑色金属；以其他金属为基的合金成为有色合 金。铁及其合金（主要是钢）的产量占世界金属 总和的90％左右；而有色合金中，则以铝、铜、 钛、镁及其合金居多。
➢ 合金钢编号
1.合金结构钢 钢的牌号是由“数字+元素+数字”组成。数字表示 钢中平均含碳量的万分之几，合金含量为百分之几，如 36Mn2Si 和18Cr2Ni4WA。
2.合金工具钢 数字表示钢中平均含碳量的千分之几，如9Mn2V和 CrMn，特殊：W6Mo5Cr4V2。
3.滚动轴承钢
在钢号前冠以“滚”或“G”，其后为铬（Cr）+数字来 表示，数字表示铬含量平均值的千分之几。如GCr15。
灰口铸铁
碳全部或大部分以游离状态的石墨形式存在，断口 呈暗灰色，生产工艺简单，价格低廉，应用广泛。
球墨铸铁
球墨铸铁是石墨呈球状分布的灰口铸铁，简称球铁。 与片状石墨和团絮状石墨相比，圆球状石墨对基体的割裂 和应力集中作用最小，球墨铸铁是各种铸铁中力学性能最 好的一种。
生产球墨铸铁要进行脱硫处理、球化处理（浇注前必 须先往铁液中加入能促使石墨结晶成球状的球化剂）和孕 育处理（球化处理后立即加入石墨化元素而进行的处理）。
➢ 铸铁的牌号
普通灰口铸铁：HT(灰铁）+数字（最低抗拉强度） HT100表示最低抗拉强度为100MP的普通灰口铸铁。
可锻铸铁：KT(锻铁）+数字（同上）－数字（延伸率百分数） KT300-06表示最低抗拉强度为300MP，延伸率为6％的
可锻铸铁。
球墨铸铁：QT(球铁）+数字（同上）－数字（同上） QT450-05表示最低抗拉强度为450MP，延伸率为5％的球
钢的通常分类
➢ 按用途分类：
钢
➢ 按化学成分分类：
➢ 按质量分类：
钢
分别用A、B、C表示 ，如AY2F钢 （如45、T12钢） （在编号尾加“A”，如T12A钢）
碳钢
➢ 碳钢的编号
我国钢材的编号是按碳含量、合金元素的种类和数 量以及质量级别来编号的。
1.普通碳素结构钢 分别用A、B、C表示 ，如A3钢 2.优质碳素结构钢
➢ 碳素工具钢
随碳含量的增加，碳素工具钢在热处理（通常为淬 火+低温回火）后的硬度和耐磨性提高，而韧性则降低。
Hale Waihona Puke 高韧性工具（如冲模、冲头等），宜选用低碳工具 钢（如T7、T8等）。
高耐磨性工具（如量具、锉刀、剃刀等），宜选用 高碳工具钢（如T12、T13等）。
➢ 碳钢的局限性
1、具有一定的塑性和韧性，但强度难以超过690MPa； 2、厚截面碳钢零件，淬火时通常不能淬透； 3、耐蚀性和抗氧化性较差； 4、中碳钢淬透时，易出现变形或开裂； 5、低温抗冲击能力差。
措施：为解决上述缺点，通常向碳钢中加入合金元素（如
Mn、Ni、Cr、Al、W、V 等来改善其性能。
合金钢
与碳素钢相比，合金钢的强度大大提高，同时耐蚀 性、抗氧化性和耐磨性均显著提高；但价格较高。
16Mn是我国低合金高强钢中发展最早、使用最多、 产量最大的钢种。例如南京长江大桥、广州电视塔等。 15MnVN是具有代表性的中等强度级别的钢种。较广泛用 于制造大型桥梁、锅炉、船舶和焊接结构。
铝及铝合金
➢ 铝合金概述
1、产量占有色金属首位；成本低廉（地壳含量8.2%）； 2、密度小（2.7g/cm3），熔点低（660℃），比强度高； 3、导电，导热性好（纯铝的导电性仅次于Ag、Cu、Au而
位居第四位，约为纯铜导电率的60％）； 4、耐蚀性好（Al2O3膜的存在，只有在卤素离子及碱离子
硬铝合金 这类合金主要有Al-Cu-Mg系合金，可通过固溶时效来
显著提高强度，硬度和耐热性能都有所改善，但耐蚀性较 差，多用于制造中等强度的飞机结构件等。
该类钢的牌号用钢中平均含碳量的两位数字表示， 单位为万分之一。如钢号45。
3. 优质碳素工具钢 碳素工具钢是在牌号前加“碳”或“T”表示，其后 跟以表示钢中平均含碳量的千分之几的数字。如T8或
➢T1碳0A素。结构钢
这类钢一般需要热处理来提高力学性能，如45＃钢。
低碳钢强度低，延性好，适于零件冲压、焊接、表 面渗碳等。中碳钢属于调质钢，经过淬火和高温回火 （又称调质处理）后具有较好的强韧性。含碳更高的60 钢主要用于制造弹簧（淬火和中温回火）。