机械常用金属材料与特性
机械加工常用金属材料及其特性
在进行对工件进行加工的过程中，金属材料的选择，往往会直接影响到之后加工产品的结果。
因此，了解常用金属材料及特性是每个机加工人必做的功课。
下面我们就来通过这篇文章具体介绍一下加工生产中常用的钢材料及其特性。
加工中常用材料有以下几种：1、45号钢这种钢是优质的碳素结构钢，在加工中是比较常用的。
45号钢具有综合力学性能好，淬透性低，水淬容易产生裂纹的特点。
加工45号钢的小型件一般采用调质处理，大型件采用正火处理。
主要用于制造强度比较高的运动件，例如，透平机叶轮、压缩机活塞。
齿轮、齿条等。
焊接件需要注意焊接前的预热，焊接后要注意消除应力退火。
2、Q235A（A3钢）这种钢是最常用的碳素结构钢。
它具有高塑性、高韧性和焊接性能、同时，还具备冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性。
这种钢被广泛用于一般要求的零件和焊接结构中。
例如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母等。
3、40Cr这是使用最广泛的钢种之一，它属合金结构钢。
这种钢的主要特征是经过调质处理后，可以具备良好的综合力学性能，淬透性良好，油冷时可以得到比较高的疲劳强度，水冷时会出现复杂形状零件裂纹。
冷弯塑性中等，回火或者调质后切削加工性能好，焊接性不好，会产生裂纹。
这种钢材适合制造中载的零件，例如常见的机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。
调质并高频表面淬火后可以得到高硬度表面、耐磨零件，例如齿轮、主轴、曲轴、心轴、套筒、进气阀等。
经过淬火和中温回火后，可以制造重载、中速冲击的零件，例如油泵转子、滑块等。
4、HT150灰铸铁这种材质主要应用与齿轮箱体、机床床身、液压缸、泵体、飞轮、气缸盖、带轮等地方。
5、 35号钢这种材质适合加工各种各种标准件、紧固件。
35号钢强度适当，具有良好的塑性，冷塑性较高，焊接性尚可。
淬透性低，正火或调质后使用。
这种材质适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件。
机械零件的常用材料特性及应用
用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性。
零件材料 各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标 和机械设计手册中查得。
以功能來分: 依其機械、電氣、熱學及其他性質功能來分。
1 )泛用塑膠： 通常以美觀及低功能使用要求，為訴求重點。 如：PE 、 PVC 、 PMMA、ABS
轴用材料
要求: 充分強度/耐磨性/耐疲勞性/充分硬度/充 分橈度
選用
一般用軸材料(A3/S10C/S45C) 強力用軸材料(SNCM240(价高)/42CrMo)
齿轮用材料
要求: 充分強度/耐磨性/充分硬度/耐衝擊性/易 加工性
選用
高周波淬火處理材料(S45C/42CrMo) 滲碳淬火處理材料(42CrMo) 氮化相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
选用原则： 优选碳素钢(A3.S45C)，其次是硅、锰、硼、钒类合
金钢,特殊硬度可以选合金工具钢（Cr12).
金属热处理方式
热处理方式：退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，俗称金 属热处理的“四把火”。 1.退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不 同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达 到 或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为 进一步淬火作组织准备。 2.正火：是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效 果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削 性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 3.淬火：是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水 溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 (S45C可以达到42-50HRC, Cr12可以达到52-60HRC) 4.回火：是为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而 低于 710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这 种工艺称为回火
机械材料与加工认识常用机械材料的性能和加工工艺
机械材料与加工认识常用机械材料的性能和加工工艺机械材料与加工：认识常用机械材料的性能和加工工艺在机械制造业中，选择合适的机械材料对于产品的质量、性能以及工艺流程至关重要。
本文将介绍一些常用的机械材料，并针对其性能特点和加工工艺进行分析。
一、金属材料1. 铁类材料铁类材料在机械制造中具有重要的地位，常见的有铸铁、钢和不锈钢。
- 铸铁具有良好的流动性和耐磨性，适用于大型零部件的生产，如发动机缸体和机床床身。
- 钢具有较高的强度和韧性，广泛应用于制造零件和构件，如汽车零部件和建筑结构。
- 不锈钢具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能，适用于制造耐酸碱、耐高温的零件，如化工设备和压力容器。
2. 铝合金铝合金具有轻质、强度高、导热性好等特点，广泛应用于航空、汽车和电子等领域。
由于其良好的可塑性，铝合金可以通过挤压、拉伸和压铸等工艺进行成型。
3. 铜合金铜合金具有良好的导电性和热导性，适用于制造电子元件和导热部件。
同时，铜合金还具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，广泛应用于制造轴承、齿轮和紧固件等零部件。
二、非金属材料1. 塑料塑料具有轻质、可塑性好、绝缘性能强等特点，广泛应用于汽车、家电和电子产品等领域。
常见的塑料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，它们可以通过挤出、注塑和吹塑等工艺进行成型。
2. 玻璃玻璃具有良好的透明性和抗压性能，适用于制造窗户、瓶罐和光学元件等。
玻璃制品的加工过程主要包括熔化、吹制和热处理等。
3. 复合材料复合材料由两种或多种不同材料组合而成，具有综合性能优异的特点。
例如，碳纤维和环氧树脂的复合材料具有轻质、高强度和耐腐蚀等特性，广泛应用于航空航天和运动器材等领域。
三、机械材料的加工工艺1. 金属加工金属材料的加工工艺主要包括切削加工、冲压加工和焊接加工等。
其中，切削加工是将金属材料从整体中去除一部分以获得所需形状的工艺，如车削、铣削和钻削等。
冲压加工是通过金属板材的弯曲、剪切和冲孔等操作实现零件成型，广泛应用于汽车和家电制造。
机械加工常用金属材料性能详解
一.什么是金属材料？
设备中心专业知识系列教材（一）
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。
设备中心专业知识系列教材（一）
常用模具钢
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、6Cr4Mo3Ni2WV 3.塑料模具钢 3.1碳素塑料模具钢
佳。
品、化学工业容器、散热片、溶接线、导
因为是纯铝、其强度较低，纯度愈高其强度愈低。 电材
AL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。
强度比1100略高，成形性良好，其化特性与1100相 同。
一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、 热交换器组件
用途例
1060 1060
1085 1085
1
1080 1080
0 0 0 系
纯 铝 系
1070 1050 1N30
1070 1050 ─
列
1100 1100
机械常用金属材料及热处理
第二十三页，共69页。
1．2钢的热处理
1.2.1．退火(tuì huǒ)
1.2.2．正火
1.2.3．淬火
1.2.4．回火
1.2.5．钢的表面热处理
第二十四页，共69页。
引子(yǐn zi)——
热处理：将钢在固 态下通过(tōngguò) 加热、保温和不同 的冷却方式，改变 金属内部结构，从 而获得所需性能的 操作工艺，工艺曲 线如图1－4。
焊接性能好——焊缝中 不易产生气孔、夹渣或 裂纹。
焊接性能比较：低碳钢 好，高碳钢和铸铁较差。
第二十二页，共69页。
4．切削(qiēxiāo)加工性能
切削加工性能：对工件材料(cáiliào)进行切削 加工的难易程度。
与材料(cáiliào)本身化学成分、金相组织、刀 具几何形状有关。
硬度过高或过低、韧性过大——切削性能较 差。
显然，试样不能在承受此载荷的条件下工作， 这样将导致构件破坏。
第八页，共69页。
1.1.1.2 塑性(sùxìng)
金属在外力作用(wài lì zuò yònɡ)下产生塑性 变形，其表示：
1）断后伸长率
2）断面收缩率
第九页，共69页。
1）断后(duàn hòu)伸长率
断后伸长(shēn chánɡ)率：试样拉断后，标距 的伸长(shēn chánɡ)与原始长度的百分比。
热处理工艺相比，退火钢的硬度最低，内应
力可全部消除，可提高刚才冷变形后的塑性。
又由于退火过程中发生重结晶，故可细化晶
粒，改善组织，所以退火可以达到(dá dào)各
个不同的目的。
第四十页，共69页。
退火(tuì huǒ) 正火
机械常用材料
机械常用材料
机械制造是现代工业中的重要组成部分，而材料的选择对于机械性能和使用寿
命起着至关重要的作用。
在机械制造过程中，常用的材料有金属材料、塑料材料和复合材料等。
本文将重点介绍机械常用的金属材料，包括钢、铝、铜和铸铁等。
首先，钢是机械制造中使用最广泛的金属材料之一。
钢具有较高的强度和硬度，同时具有良好的塑性和韧性，因此在制造机械零部件和结构件时得到广泛应用。
根据不同的成分和热处理工艺，钢可以分为碳素钢、合金钢和不锈钢等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。
其次，铝也是一种常用的机械材料。
铝具有较低的密度和良好的导热性能，因
此在制造轻型机械零部件和结构件时具有优势。
此外，铝具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣环境下使用，因此在航空航天和汽车制造领域得到广泛应用。
另外，铜也是一种重要的机械材料。
铜具有良好的导电性和导热性，因此在制
造电气设备和散热器等零部件时得到广泛应用。
此外，铜还具有良好的加工性能，可以制成各种复杂形状的零部件，满足不同机械结构的需求。
最后，铸铁是一种常用的铸造材料。
铸铁具有较高的热膨胀系数和较低的收缩率，因此在制造大型机械零部件和机床床身等铸件时得到广泛应用。
根据不同的成分和组织状态，铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。
综上所述，机械常用的金属材料包括钢、铝、铜和铸铁等，它们各具特点，在
机械制造中发挥着重要作用。
在实际应用中，需要根据机械零部件的具体要求和工作环境的要求，选择合适的材料，以确保机械的性能和使用寿命。
常见的机械材料有哪些
机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。
一、金属材料金属材料主要指铸铁和钢,它们都是铁碳合金。
它们的区别主要在于含碳量的不同,含碳量小于2%的铁碳合金称为钢,含碳量大于2%的称为铸铁。
1铸铁：常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。
其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料,不能辗压和锻造,不易焊接,但具有适当的易熔性和良好的液态流动性,因而可铸成形状复杂的零件。
灰铸铁的抗压强度高,耐磨性、减振性好,对应力集中的敏感性小,价格便宜,但其抗拉强度较钢差。
灰铸铁常用作机架或壳座。
球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有定的塑性,球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。
2钢：钢的强度较高,塑性较好,可通过轧制锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件,并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能,因此,其应用极为广泛钢的类型很多,按用途分,钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。
结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。
工具钢可用于制造各种刀具、模具等。
特殊用途钢(不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢)主要用于特殊的工况条件下。
按化学成分分,钢可分为碳素钢和合金钢。
碳素钢的性能主要取决于含碳量,含碳量越多,其强度越高,但塑性越低。
碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
普通碳素结构钢(如Q215、0235)般只保证机械强度而不保证化学成分,不宜进行热处理通常用于不太重要的零件和机械结构中。
碳素钢的性能主要取决于其含碳量。
低碳钢的含碳量低于0.25%,其强度极限和屈服极限较低,塑性很高,可焊性好,通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。
含碳量在0.1%-0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧,一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。
中碳钢的含碳量在0.3%-0.5%之间,它的综合力学性能较好,因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母键、齿轮和轴等零件。
做机器人的材料
做机器人的材料在制作机器人时，选择合适的材料对于机器人的性能和功能起着至关重要的作用。
不同的材料具有不同的特性和用途，因此在选择材料时需要考虑机器人的用途、环境以及性能要求。
以下是一些常用的材料以及它们在制作机器人中的应用。
1. 金属材料金属材料是制作机器人中最常用的材料之一。
它们具有良好的强度和韧性，可以用于制作机器人的结构部件，如机械臂、关节等。
常用的金属材料包括铝合金、钢材、钛合金等。
铝合金具有轻质、耐腐蚀的特性，适用于制作轻型机器人的结构部件；钢材具有良好的强度和刚性，适用于制作重型机器人的结构部件；钛合金具有良好的强度和耐腐蚀性能，适用于制作需要高强度和轻质的机器人部件。
2. 塑料材料塑料材料是制作机器人中另一个常用的材料。
它们具有良好的成型性和耐腐蚀性能，可以用于制作机器人的外壳、外壳和其他非结构部件。
常用的塑料材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
这些材料具有良好的成型性和耐腐蚀性能，适用于制作机器人的外壳、外壳和其他非结构部件。
3. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种轻质、高强度的材料，具有良好的抗拉强度和抗压强度，可以用于制作机器人的结构部件。
碳纤维复合材料具有良好的耐腐蚀性能和热稳定性，适用于制作需要高强度和轻质的机器人部件。
4. 电子材料电子材料是制作机器人中不可或缺的材料之一。
它们包括导电材料、绝缘材料、半导体材料等。
导电材料用于制作机器人的电路板、导线等电子部件；绝缘材料用于保护机器人的电子部件，防止短路和漏电；半导体材料用于制作机器人的传感器、执行器等部件。
总之，选择合适的材料对于制作机器人至关重要。
不同的材料具有不同的特性和用途，因此在选择材料时需要根据机器人的用途、环境以及性能要求进行合理的选择。
希望以上内容能对制作机器人时选择材料提供一些帮助。
金属材料和其特性
金属材料和其特性金属是指具有金属性质的元素、化合物和合金等的总称，具有良好的导电、导热、延展性、塑性和强度等优异的物理性质。
金属材料作为一种重要的工程材料，广泛应用于各个领域。
本文将从金属材料的特性、分类以及应用领域等方面进行探讨。
一、金属材料的特性1.导电性和导热性：金属材料具有良好的导电性和导热性，是传递电能和热能的理想材料。
2.机械性能：金属材料的机械性能表现在塑性、延展性和强度等方面。
其中塑性和延展性是金属材料的重要特点，可以使金属材料形成各种形状、大小和结构；强度是指金属材料抗拉、抗压、抗剪的能力，强度越高，材料的使用寿命就越长。
3.耐腐蚀性：金属材料的耐腐蚀性表现在不易氧化、不受酸碱腐蚀等方面，是金属材料能够长期保存和应用的重要保证。
4.可塑性：金属材料具有强大的可塑性，可以通过锻造、拉拔、挤压等加工工艺制备出各种形式的零件。
二、金属材料的分类从元素化学性质上看，金属材料可以分为铁类金属和非铁类金属。
1.铁类金属：铁类金属包括纯铁、钢、铸铁等。
其中，纯铁是指纯度高于99.5%的铁，一般用于电磁材料、热交换器等领域；钢是指含碳量小于2%的铁合金，在建筑、机械、船舶等领域被广泛应用；铸铁是指含碳量大于2%的铁合金，常用于汽车制造、机床制造等领域。
2.非铁类金属：非铁类金属包括黄铜、铝、铬、镍、锡等。
其中，黄铜是一种铜合金，具有良好的机械性能和加工性能，广泛应用于管道、水表等领域；铝是一种轻质强度高、可再生的金属，广泛应用于飞机、汽车、建筑等领域；铬主要用于制造不锈钢等领域；镍是一种强度高的合金材料，被广泛应用于航空航天等领域；锡主要用于焊接、电子器件等领域。
三、金属材料的应用领域1.建筑领域：金属材料在建筑领域应用广泛，例如用于制造结构件、铁门窗、屋面大棚等。
2.机械制造领域：金属材料在机械制造领域中起着重要的作用，包括制造机床、汽车、船舶、飞机等各类机械设备。
3.电子器件领域：金属材料作为电子器件中的重要材料，广泛应用于集成电路、电容器、变压器等电子器件的制造中。
机械方面常用机械材料
机械方面常用机械材料1. 引言在机械设计和制造中，选择适合的材料对于产品的性能和寿命具有重要影响。
机械材料需要具备一定的力学性能、热性能、化学性能和耐磨性能，以满足不同工况和使用要求。
本文将介绍一些机械方面常用的机械材料，包括金属材料、塑料材料和复合材料。
2. 金属材料金属材料是最常用的机械材料，其具有高强度、高刚度和良好的导电和导热性能。
常用的金属材料包括钢材、铝合金、铜合金等。
2.1 钢材钢材是最常见的金属材料之一，其主要成分为铁和碳，同时添加少量的合金元素来改变其性能。
常见的钢材包括碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢。
碳素结构钢具有良好的可塑性和机械性能，在机械制造中广泛应用。
合金结构钢通过添加合金元素如铬、钼等来提高其耐磨性和耐腐蚀性。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，常用于制造耐酸、耐碱的零件。
2.2 铝合金铝合金具有良好的强度和轻质特性，常用于制造飞机、汽车等需要重量轻的产品。
铝合金具有良好的导热性能，可以有效散热，同时具有一定的可塑性和耐腐蚀性能。
2.3 铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备和导热元件。
铜合金具有较高的强度和耐磨性，适用于制造摩擦零件。
3. 塑料材料塑料材料是一种具有可塑性的合成材料，其主要成分为高分子化合物。
塑料材料具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性能和减震性能，常用于制造各种零件和外壳。
聚乙烯是最常见的塑料材料之一，具有良好的韧性和抗冲击性能。
聚乙烯适用于制造容器、管道和绝缘材料。
3.2 聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯具有良好的耐热性和耐腐蚀性能，常用于制造电线、电缆和管道。
聚氯乙烯还可以通过添加不同的添加剂来改变其性能，如增塑剂可以增强其柔韧性。
聚丙烯具有较高的熔融温度和良好的刚性，常用于制造容器、管道和模具。
聚丙烯具有较好的耐腐蚀性能和化学稳定性。
4. 复合材料复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料，具有优良的综合性能。
复合材料常用于制造高强度、低密度的零件和结构。
机械工程中常用的材料及其特性分析
机械工程中常用的材料及其特性分析机械工程是应用物理学和材料科学的领域，其中涉及到广泛的材料选择。
在机械工程中，材料的选择和使用对于提高产品性能和延长寿命至关重要。
本文将分析机械工程中常用的几种材料及其特性。
1. 金属材料金属材料是机械工程中最常见的材料之一。
金属具有良好的导电性、热传导性和可塑性。
常用的金属材料包括钢、铝、铜和铁等。
- 钢：钢具有强度高、硬度大的特点，同时具有较好的塑性。
它被广泛应用于制造机械零件和结构件。
- 铝：铝具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于制造轻型结构和航空航天器件。
- 铜：铜具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子设备和导线等领域。
- 铁：铁是常见的结构材料，具有良好的韧性和可塑性。
2. 塑料材料塑料是一种具有可塑性、耐腐蚀性和绝缘性的高分子化合物。
它们在机械工程领域中得到了广泛应用。
- 聚乙烯（PE）：聚乙烯具有较高的强度和良好的耐化学性，常用于制造管道、储罐和塑料零件等。
- 聚丙烯（PP）：聚丙烯是一种具有良好耐腐蚀性和高韧性的材料，常用于汽车零部件和容器等领域。
- 聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯是一种广泛使用的塑料材料，它具有优异的耐化学性和电绝缘性能，常用于制造管道、电线等。
- 聚苯乙烯（PS）：聚苯乙烯具有低成本、良好的耐冲击性和绝缘性能，在包装和电子器件等领域有广泛应用。
3. 纤维材料纤维材料是由纤维形状的颗粒组成的材料，常用于机械工程领域的结构件和强度要求较高的零件。
- 碳纤维：碳纤维具有极高的强度和刚度，同时重量很轻，被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
- 玻璃纤维：玻璃纤维具有优异的强度、耐腐蚀性和绝缘性能，在船舶、风力发电和建筑等领域有广泛应用。
- 聚酰胺纤维（ARAMID）：聚酰胺纤维具有很高的强度和耐热性，广泛用于防弹材料、绳索和高温隔热材料等。
4. 陶瓷材料陶瓷材料是一类脆性材料，具有良好的耐磨、耐高温和绝缘性能。
在机械工程中，陶瓷材料主要用于制造轴承、绝缘体和切削工具等。
机械工程材料教学课件第7章常用金属材料
7.3 合金钢
（2）形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素：常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等（按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列），它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体， 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低，一般不超过0.2%，合金
元素的含量不超过3%，因含碳量较低，所以其塑性、韧性和焊接 性能较好，此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等，其中以Mn最为常用。
C：在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要 0.01~0.02％，所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中，它能够增加钢的强度和硬度， 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显，[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显，]特别是在低温时，它使钢材显著 变脆，这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏，含磷越高，冷脆性越大，故钢中对含磷量控制较严，所以一般 说磷也是有害元素。
Mn：Mn/C比值越高，越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度，有利于针状铁素体的形核；另外，在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化，可以抵消晶格效应的强度损失。
常用材料化学成分及机械性能
常用材料化学成分及机械性能常用材料的化学成分和机械性能是工程领域中非常重要的信息。
以下是几种常见材料的化学成分和机械性能的概述。
1.钢：钢是一种合金，主要成分是铁和碳，其中碳含量在0.04%到2.1%之间。
其他常见的合金元素包括锰、硅和钼。
钢的机械性能取决于合金的成分和热处理工艺。
通常，钢的强度高，具有良好的可塑性和韧性。
一些常见的钢的机械性能包括抗拉强度在400MPa到2000MPa之间，屈服强度在200MPa到1800MPa之间。
2.铝合金：铝合金是由铝与其他元素（如铜、锌、锰、镁）形成的合金。
铝合金具有轻质、良好的导热性和电导率。
铝合金的机械性能因合金化元素和热处理方式而异。
强化型铝合金通常具有较高的强度和耐腐蚀性能。
一般铝合金的抗拉强度在100MPa到600MPa之间。
3.黄铜：黄铜是由铜和锌组成的合金，也可以添加其他元素如铝、锰和铁。
黄铜具有良好的可塑性和导电性，而且具有较高的耐腐蚀性能。
机械性能因合金化元素的含量而有所差异。
普通黄铜的抗拉强度范围在200MPa到800MPa之间。
4.不锈钢：不锈钢是一种含有至少10.5%铬的钢合金。
除了铬，还可以含有其他合金元素如镍、钼和钒等。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，同时也具有较高的硬度和强度。
不锈钢的机械性能因合金元素的含量和热处理方式而异。
一般不锈钢的抗拉强度在500MPa到2000MPa之间。
综上所述，不同材料的化学成分和机械性能会影响材料的性能和用途。
在选择材料时，需要综合考虑材料的特性和所需的性能，以确保材料能满足工程项目的要求。
机械材料手册
机械材料手册机械材料是指用于制造机械零部件的材料，其性能直接影响着机械产品的质量和使用寿命。
在机械制造领域，选择合适的材料对于提高产品的性能和降低成本至关重要。
因此，本手册将介绍一些常见的机械材料，包括金属材料、塑料材料和复合材料，以及它们的特性、用途和加工工艺。
首先，金属材料是机械制造中最常用的材料之一。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、铸铁等。
钢是一种铁碳合金，具有优良的机械性能和加工性能，广泛用于制造各种零部件。
铝具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，常用于制造航空器和汽车零部件。
铜具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备和导热器材。
铸铁具有良好的铸造性能和低成本，广泛用于制造机床床身、发动机缸体等。
其次，塑料材料在机械制造中也占据重要地位。
塑料材料具有较低的密度、良好的耐腐蚀性和电绝缘性，广泛用于制造各种零部件。
常见的塑料材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
聚乙烯具有良好的韧性和耐磨性，常用于制造容器、管道等。
聚丙烯具有良好的耐热性和化学稳定性，常用于制造化工设备和管道。
聚氯乙烯具有良好的耐候性和耐腐蚀性，常用于制造建筑材料和电缆。
聚苯乙烯具有良好的绝缘性和抗震性，常用于制造包装材料和保温材料。
最后，复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有优异的综合性能，广泛用于制造高性能零部件。
常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维复合材料、陶瓷复合材料等。
玻璃钢具有良好的耐腐蚀性和绝缘性，常用于制造化工设备和船舶。
碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，广泛用于制造航空器和汽车零部件。
陶瓷复合材料具有良好的耐高温性和耐磨性，常用于制造发动机零部件和刀具。
综上所述，机械材料是机械制造中不可或缺的一部分，选择合适的材料对于提高产品的性能和降低成本至关重要。
本手册介绍了一些常见的机械材料，包括金属材料、塑料材料和复合材料，希望能对机械制造领域的从业人员有所帮助。
机械常用金属材料及热处理
机械常用金属材料及热处理1. 引言金属材料是机械工程中常用的材料之一，具有良好的机械性能和热导性能。
在机械设计和制造中，了解机械常用金属材料的特性以及正确的热处理方法是非常重要的。
本文将介绍一些常见的机械金属材料以及它们的热处理方法。
2. 钢材钢材是机械行业常用的金属材料之一，具有高强度、耐磨性和良好的可塑性。
常见的钢材类型包括碳钢、合金钢和不锈钢等。
2.1 碳钢碳钢是最常见的钢材类型之一，其主要成分为碳和铁。
碳钢具有良好的强度和韧性，广泛应用于机械零件和结构件的制造。
热处理方法包括淬火、回火、正火和退火等。
•淬火：通过快速冷却使碳钢的组织变质，提高其硬度和强度。
•回火：通过加热和冷却过程，使碳钢的硬度降低并提高其韧性。
•正火：将碳钢加热至临界温度，然后进行连续冷却，使碳钢的组织产生相应的变化。
•退火：将碳钢加热至适当温度，然后缓慢冷却，以改善碳钢的塑性和可加工性。
2.2 合金钢合金钢是一种含有其他元素（如镍、铬、钼等）的钢材，具有更高的强度、硬度和耐磨性。
热处理方法和碳钢类似，但因合金元素的添加，热处理过程可能会有所不同。
2.3 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性的钢材，主要成分为铁、铬和镍。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于食品加工、化工和航空航天等领域。
常见的不锈钢类型包括奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等。
3. 铝合金铝合金是另一种常用的金属材料，具有低密度、良好的导热性和可塑性。
铝合金广泛应用于汽车、航空和建筑等领域。
铝合金的热处理方法主要包括固溶处理和时效处理。
•固溶处理：将合金加热至一定温度，使可溶固溶于固体溶液中，然后快速冷却。
•时效处理：将固溶处理后的合金加热至适当温度，然后冷却，以产生所需的强化相。
4. 铜合金铜合金是一种具有良好导电性和热导性的金属材料，广泛应用于电子、航空和化工等领域。
铜合金的热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。
•退火：将铜合金加热至特定温度，然后缓慢冷却以改善材料的可塑性。
机械设计常用材料(一)
常用机械设计材料（一）目录常用设计材料分类及应用金属材料非金属材料成品及半成品材料黑色金属有色金属铸铁金属材料常用工程材料铝及铝合金铜及铜合金非金属材料：橡胶塑料…常用设计材料分类：锌合金镁合金陶瓷钢有机非金属材料成品及半成品材料……常用工程材料金属材料：黑色金属1．铸铁的成分铸铁和钢都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。
含碳量小于2.11％的铁碳合金称为钢，含碳量大于2.11％的称为铸铁铸铁是碳质量分数较高的铁碳合金，常含有C、Si、Mn、S、P五大元素。
常用铸铁成分大致为：2.5～4.0％C、1.0～3.0％Si、0.5～1.4％Mn、0.02～0.2％S、0.01～0.5％P。
此外，还含有一定量的合金元素如Cr、Mo、V、Cu、Al等，含有合金元素的铸铁，称合金铸铁。
2．铸铁的特性强度、塑性、韧性比钢差，不能进行锻造。
但具有优良铸造性和切削加工性，良好的减摩性、耐磨性、消震性以及缺口敏感性低，并且生产工艺及设备简单，价格低廉，因此，铸铁被广泛地应用于机械制造、冶金、石油化工、交通等工业部门。
下水井盖（球墨铸铁）皮带轮（灰铸铁）铸铁的分类根据碳在铸铁中存在的形式及石墨的形态，可将铸铁分类：灰口铸铁：碳以片状石墨形式存在，断口呈暗灰色；可锻铸铁：团絮状石墨，塑性很低，不能锻造，只有钢能锻造，铸铁不能锻造，经过两个生产过程制得的，首先制得白口铁铸件，然后再经石墨化退火而最终制得可锻铸铁；球墨铸铁：球状石墨；白口铸铁：一般液体铁水冷却下来，发生石墨化，变成石墨，若冷的太快，变不成石墨，而是作为渗碳体保存下来，白口铸铁很硬，没有用，要避免出现；合金铸铁：在铸铁中加入数量不等的合金元素，从而改善铸铁的物理、化学和力学性能，如耐磨性、耐蚀性和耐热性。
管接头（可锻铸铁）泥浆泵（白口铸铁）常用铸铁（其中灰铸铁应用最广，球墨铸铁次之）Array灰口铸铁•片状石墨•铸铁的性能，但片状石墨对基体的分割作用，和引起应力集中效应，故其抗拉强度远低于钢，其强度、塑性低。
常见机械材料特性及表面处理
1、钢铁类1. 1、碳素钢。
（1）根据含碳量分低碳钢：含碳量＜0.25%中碳钢：含碳量0.25%～0.6%高碳钢：含碳量＞0.6%（2）按含有害杂质S、P含量分普通碳素钢：含S、P分别低于0.035%～0.050%和0.035%～0.045%优质碳素钢：含S、P分别低于0.035%高级优质碳素钢：含S、P分别低于0.020%～0.030%和0.025%～0.030% （3）按用途分碳素结构钢：主要用于构件和机器零件。
碳素工具钢：主要用于刀具、工具量具、模具。
1.2、钢的牌号。
（1）普通碳素结构钢。
屈服点拼音字头Q、屈服极限值（单位MPa）质量等级符号、脱氧方法符号四部分组成。
质量等级四级A、B、C、D表示。
脱氧方法以F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢、例，Q235AF表示屈服极限235MPa、质量等级A、沸腾钢。
（2）优质碳素结构钢。
用两位数字表示含碳量为万分之几。
如45钢，指含碳量为0.45%45Mn，指锰的含量较高，0.7%～1.2%（3）铸造碳钢牌号ZG、屈服极限、横线、抗拉极限表示例ZG200—400表示屈服强度≥200Mpa, 抗拉极限≥400Mpa的铸造碳钢。
（4）碳素工具钢。
含碳量0.65%～1.35%T+数字如T8，含碳量为0.8%。
T8A，指高级优质碳素工具钢（5）合金结构钢两位数字+合金元素符号+数字如：12GrNi3钢，指含碳量0.12%，含Gr小于1.5%，平均含Ni 3%（6）合金工具钢含碳量大于等于1%时不注；小于1%时以千分之几表示。
如9GrSi表示碳量0.9%，含Gr、Si均小于1.5%（7）滚动轴承钢G+Gr+数字例GGr13表示含Gr小于1.30%，1.3、常见钢材性能1.3.1 45号钢(优质碳素结构钢)（价格：7元/KG）常见图纸标示：45#，S45C 含碳量：0.45% ；密度：7.85g/cm³抗拉强度: ≥600 (MPa)屈服强度: ≥355 (MPa)是机械设计中使用最多的金属材料，常用于：支撑件、普通轴、导向件、定位件、连接件曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。
常用金属材料特性大全
常用金属材料特性大全铁- 特点：铁是最常见的金属材料之一，具有良好的机械性能和热导性能。
它在常温下是固态的，但可以通过加热使其熔化。
铁具有很高的强度和耐腐蚀性。
- 应用：铁广泛应用于建筑、机械制造、汽车工业、航空航天等领域。
铜- 特点：铜是一种优良的导电和导热金属材料，具有良好的韧性和可塑性。
它的颜色呈现出红色或棕色。
铜具有良好的抗腐蚀性，可在多种环境中使用。
- 应用：铜广泛应用于电气、建筑、通信、制冷等领域。
铝- 特点：铝是一种轻巧、耐腐蚀的金属材料，具有良好的导热性和导电性。
它的颜色呈现出银白色。
铝具有良好的可塑性，可以通过冷加工、热加工等方式制成各种形状。
- 应用：铝广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑领域。
不锈钢- 特点：不锈钢是一种具有高抗腐蚀性的金属材料。
它主要由铁、铬和一些其他合金元素组成。
不锈钢具有良好的机械性能和耐高温性能。
- 应用：不锈钢广泛应用于设备制造、食品加工、化工等领域。
钢- 特点：钢是一种含碳量较高的金属材料，具有高强度和良好的韧性。
它主要由铁和碳组成，其中还可以添加其他合金元素以改变其性能特点。
- 应用：钢广泛应用于建筑、机械制造、汽车工业等领域。
合金- 特点：合金是由两种或多种金属元素组成的材料。
通过合金化可以改变金属材料的性能特点，如提高强度、抗腐蚀性等。
- 应用：合金广泛应用于航空航天、军工、汽车工业等领域。
以上是常用金属材料的特性简介，不同的金属材料适用于不同的领域和应用需求。
根据具体的使用要求选择合适的金属材料可以提高产品的性能和寿命。
参考资料：1. 材料与金属工程导论，XXX，XXX出版社，2010年。
2. 材料科学与工程概论，XXX，XXX出版社，2015年。
3. 现代材料科学与工程，XXX，XXX出版社，2018年。
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1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。
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主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。
小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。
轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2、Q235（A3钢）——最常用的碳素结构钢。
主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等
5、35——各种标准件、紧固件的常用材料
主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
冷态下可局部镦粗和拉丝。
淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件
6、65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。
7、0Cr18Ni9——最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备
8、Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)
特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。
该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等
9、DC53——常用的日本进口冷作模具钢特性和应用: 高强韧性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。
高温回火后具有高硬度、高韧性，线切割性良好。
用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等10、SM45——普通碳素塑料模具钢（日本钢号S45C）
10、DCCr12MoV——耐磨铬钢国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改善,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒增加韧性.此钢有高淬透性,截面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,较Cr12有高的韧性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和良好的综合机械性能.所以可以制造截面大,形状复杂,经受较大冲击的各种模具,例如普通拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准工具,量具等。
11、SKD11——韧性铬钢.日本日立株式生产.在技术上改善钢中的铸造组织,细化了晶粒.较Cr12mov的韧性和耐磨性有所提高.延长了模具的使用寿命.
12、D2——高碳高铬冷作钢,美国产.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高温抗氧化性能好,淬火和抛光后抗锈蚀能力好,热处理变形小,宜制造各种要求高精度,长寿命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷挤压模,冷剪切刀等。
13、SKD11(SLD)——不变形韧性高铬钢.日本日立株式生产.由于钢中MO,V含量增加,改善钢中的铸造组织,细化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此钢的强韧性(抗弯强度,挠度,冲击韧度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.实践证明此钢模具寿命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,冲击砂轮片的模等。
14、DC53——高韧性高铬钢,日本大同株式生产.热处理硬度高于SKD11.高温(520-530)回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11.韧性是SKD11的两倍.DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂.大大提高了使用寿命.残余应力小.经高温回头减少残余应力.因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制.切削性和研磨性超过SKD11.用于精密冲压模,冷锻,深拉模等.
15、SKH-9——耐磨性,韧性大的通用高速钢.日本日立株式生产.用于冷锻模,切条机,钻头,铰刀,冲头等。
16、ASP-23——粉末冶金高速钢,瑞典产.碳化物分布极均匀,耐磨损,高韧性,易加工,热处理尺寸稳定.用于冲头,深拉伸模,钻模,铣刀和剪切刀片等各类长寿命之切削工具。
17、P20——一般要求的大小塑胶模具,美国产.可电蚀操作.出厂状态预硬
HB270-300.淬火硬度HRC52。
18、718——高要求的大小塑胶模具,瑞典产.尤其电蚀操作. 出厂状态预硬
HB290-330. 淬火硬度HRC52
19、Nak80——高镜面,高精度塑胶模具,日本大同株式产. 出厂状态预硬
HB370-400.淬火硬度HRC52
20、S136——防腐蚀及需镜面抛光塑胶模具,瑞典产. 出厂状态预硬HB＜215.淬火硬度HRC52。
21、H13——普通常用压铸模,用于铝,锌,镁及合金压铸.热冲压模,铝挤压模,
22、SKD61——高级压铸模,日本日立株式产,经电碴重溶技术,在使用寿命上比H13有明显的提高. 热冲压模,铝挤压模,
23、8407——高级压铸模,瑞典产. 热冲压模,铝挤压模。