常用金属材料特性及选择
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• 这是因为在这些排号的钢材中多了许多元 素，正是这些元素的作用影响改变了原本 铁朴素的性质。
• 主要钢材种类：
• 碳素钢：
•
指含碳量小于2%的铁碳合金。
• 碳素钢中含碳量越高硬度越高，强度越高，但是塑性随 之下降。
• 碳素结构钢：
• 指含碳量小于0.8%的碳素钢 • 其中： • 含碳0.1%--0.25%称为低碳钢 • 含碳0.25%--0.6%称为中碳钢 • 含碳0.6%--1.7%称为高碳钢，也叫工具钢 • 优质碳素结构钢： • 与普通碳素结构钢的区别在于：其中含有的硫、磷等
常用材料特性及选择
金属材料----钢材
• 我们设计产品零件时，考虑问题的的顺序 是什么？
• 1.形状、功能 • 2.强度、刚度 • 3.耐用程度 • 4.成本
形状和功能
• 要获得我们想要的形状和功能，一定是通 过一定的加工手段。
• 钣金件：对应材料特点延展性 • 焊接成型件：对应材料特点可焊性 • 机加工件：易切性 • 铸造成型件：高温化学稳定性 • 锻压成型件：可塑性 • 粉末冶金件：依制件使用要求而不同
• 但是在高温高压下，对氧介质的抗腐蚀能 力没有明显的效果，反而会脱碳促使钢腐蚀 破裂。
• 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti
磁率。
• 热处理时易于促使石墨化，产生脱碳现象，故常加入 W、V、Cr等元素来加以防止
• 含硅较高时，焊接时喷溅严重，有损焊接质量
• 60Si2Mn
• 钢材中的Mn
• 是炼钢过程中很好的脱氧剂和脱硫剂，所 以钢中0.3%--0.5%的Mn是基本含量。
• 碳素钢中加入0.7%--1.8%或以上的Mn时， 才能称为“锰钢”
• 是不锈耐酸钢的总称
• 不锈钢：能抵抗大气腐蚀的钢
• 耐酸钢：能抵抗化学介质（如酸类）腐蚀
的钢
一般来讲，含铬量超过12%的钢就具有不锈钢 的特点。
不锈钢分为：铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、 奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化 不锈钢5大类。
• 钢材中的第一非铁元素：碳 • 随着碳的含量的增加，材料的刚性在增加，
塑性在减小，热处理性能在改善。
• 08F、20#、Q235A、45#、T8、T10
• 钢材中的Si • 是炼钢过程中的还原剂和脱氧剂，所以在钢材中一般
含有0.2%--0.3%，如果含量超过0.5%--0.6%时，就算 做特殊合金元素，这种钢就称为“硅钢”。
• 能显著提高弹性极限、屈服强度、和抗拉强度 • 能增加钢材的淬透性和淬火后的抗回火性。 • 有提高抗腐蚀性和抗高温氧化的作用 • 1%--4.5%的含量能极大地改善低碳钢或极低碳钢的导
按化学成分分 碳素钢 合金钢
• 按用途分 • 建筑工程用结构钢 • 机械制造用结构钢 • 工具钢 • 特殊钢 • 专用钢
• 按照金相组织分
• 按退火后金相组织分
•
亚共析钢
•
共析钢
•
过共来自百度文库钢
•
莱氏体钢
• 按正火后的金相组织分
•
珠光体钢
•
贝氏体钢
•
马氏体钢
•
奥氏体钢
•
碳化物钢
• 按加热、冷却时有无相变和室温时的金相组织分
非金属杂质较少。
• 易切结构钢：
• 在结构钢中含硫量在0.08%--0.3%，含 锰量0.60%--1.55%，且钢中的硫和锰以硫 化锰形式存在，硫化锰很脆且有润滑效能， 是切屑容易碎断，并利于获得好的加工表 面质量。
• 合金钢：
• 钢材中除了含有铁、碳和少量的不可避 免的的硅、锰、磷、硫元素以外；还含有 一定量的硅、锰、镍、铬、钒、钛、铝等 的其中一种或几种。这种钢称为合金钢
• 其中：
• 含碳量0.15%-0.5%的合金钢，称为合 金结构钢
• 含碳量0.5%--1.5%的合金钢，称为合 金工具钢
• 含碳量0.7%--1.4%，同时含有高硬度 碳化物的合金元素，如钨、钼、铬、钒的 合金钢，称为高速工具钢。
• 弹簧钢
• 碳素弹簧钢：含碳量在0.6%--0.9%的优 质碳素结构钢。如65Mn
• 供货状态有：
•
冷轧、热轧、酸洗板
•
板材、带料
• 45#钢 • 65Mn
• 钢材
• 什么是铁？什么是钢？ • 碳的质量分数大于2%的铁碳合金称为生铁 • 碳的质量分数小于2%的铁碳合金称为钢
• 其实，上述所讲的都是书本的知识，只要 有一本金属材料手册，照着抄下来就可以 讲一个月，甚至一年的课。
•
铁素体钢
•
半铁素体钢
•
半奥氏体钢
•
奥氏体钢
• 按品质分 • 普通钢 • 优质钢 • 高级优质钢
• 按制造加工形式分 • 铸钢 • 锻钢 • 热轧钢 • 冷轧钢 • 冷拔钢
钢中的合金元素
• 铁其实是一种延展性、塑性都很好的材料， 对于纯铁来说有很好的磁化性能，并且去 磁后剩磁很少。
• 那么为什么会有那么多种类繁多的钢材排 号？
• 常用钣金材料：
• Q235A
• 屈服强度235MPa的优质碳素结构钢，有的时候，后面还 有个尾缀F。
• 这个材料属于浅拉伸材料。
• 拉伸系数由杯凸实验获得。
• 供货状态有：
•
冷轧、热轧、镀锌
•
板材、带料、棒料和其他型材
• 08F
• 含碳量0.08%的沸腾钢
• 这个材料是目前最常用的拉伸材料
• 拉伸系数由杯凸实验获得。
• 难道你们看不懂这样的书？
• 不是
• 是我们不知道，手册上那么多的材料，哪 个才是我们想要的。
• 所以，选材料首先要搞清楚我们要什么？
钢的分类
• 按冶炼方法分 • 冶炼设备不同 • 平炉钢 • 转炉钢 • 电炉钢
• 按脱氧程度和浇铸程度分 • 沸腾钢（F） • 镇静钢（Z） • 半镇静钢（B）
• 能较好地改善碳素钢的韧性、强度、硬度， 能提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。
• 使钢的抗腐蚀性减弱，对焊接性能有不利 的影响。
• 40Mn 、 65Mn 、 60Si2Mn
• 钢材中的Ni • 能改善钢的低温性能，使钢强化，特别是
韧性；还可以提高钢的淬透性。
• 能较大地改善钢的抗锈性，提高对酸、碱 和海水的耐腐蚀能力。
• 合金弹簧钢：含碳量稍低，主要含有硅、 铬、钨、钒的合金钢。如60Si2Mn、50CrV
• 轴承钢
•
是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈
的钢；能承受极大压力和摩擦力。
• 分为高碳铬轴承钢（GCr15）、无铬轴 承钢、渗碳轴承钢（G20CrMo）、不锈轴 承钢、中高温轴承钢和防磁轴承钢六类。
• 不锈钢
• 主要钢材种类：
• 碳素钢：
•
指含碳量小于2%的铁碳合金。
• 碳素钢中含碳量越高硬度越高，强度越高，但是塑性随 之下降。
• 碳素结构钢：
• 指含碳量小于0.8%的碳素钢 • 其中： • 含碳0.1%--0.25%称为低碳钢 • 含碳0.25%--0.6%称为中碳钢 • 含碳0.6%--1.7%称为高碳钢，也叫工具钢 • 优质碳素结构钢： • 与普通碳素结构钢的区别在于：其中含有的硫、磷等
常用材料特性及选择
金属材料----钢材
• 我们设计产品零件时，考虑问题的的顺序 是什么？
• 1.形状、功能 • 2.强度、刚度 • 3.耐用程度 • 4.成本
形状和功能
• 要获得我们想要的形状和功能，一定是通 过一定的加工手段。
• 钣金件：对应材料特点延展性 • 焊接成型件：对应材料特点可焊性 • 机加工件：易切性 • 铸造成型件：高温化学稳定性 • 锻压成型件：可塑性 • 粉末冶金件：依制件使用要求而不同
• 但是在高温高压下，对氧介质的抗腐蚀能 力没有明显的效果，反而会脱碳促使钢腐蚀 破裂。
• 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti
磁率。
• 热处理时易于促使石墨化，产生脱碳现象，故常加入 W、V、Cr等元素来加以防止
• 含硅较高时，焊接时喷溅严重，有损焊接质量
• 60Si2Mn
• 钢材中的Mn
• 是炼钢过程中很好的脱氧剂和脱硫剂，所 以钢中0.3%--0.5%的Mn是基本含量。
• 碳素钢中加入0.7%--1.8%或以上的Mn时， 才能称为“锰钢”
• 是不锈耐酸钢的总称
• 不锈钢：能抵抗大气腐蚀的钢
• 耐酸钢：能抵抗化学介质（如酸类）腐蚀
的钢
一般来讲，含铬量超过12%的钢就具有不锈钢 的特点。
不锈钢分为：铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、 奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化 不锈钢5大类。
• 钢材中的第一非铁元素：碳 • 随着碳的含量的增加，材料的刚性在增加，
塑性在减小，热处理性能在改善。
• 08F、20#、Q235A、45#、T8、T10
• 钢材中的Si • 是炼钢过程中的还原剂和脱氧剂，所以在钢材中一般
含有0.2%--0.3%，如果含量超过0.5%--0.6%时，就算 做特殊合金元素，这种钢就称为“硅钢”。
• 能显著提高弹性极限、屈服强度、和抗拉强度 • 能增加钢材的淬透性和淬火后的抗回火性。 • 有提高抗腐蚀性和抗高温氧化的作用 • 1%--4.5%的含量能极大地改善低碳钢或极低碳钢的导
按化学成分分 碳素钢 合金钢
• 按用途分 • 建筑工程用结构钢 • 机械制造用结构钢 • 工具钢 • 特殊钢 • 专用钢
• 按照金相组织分
• 按退火后金相组织分
•
亚共析钢
•
共析钢
•
过共来自百度文库钢
•
莱氏体钢
• 按正火后的金相组织分
•
珠光体钢
•
贝氏体钢
•
马氏体钢
•
奥氏体钢
•
碳化物钢
• 按加热、冷却时有无相变和室温时的金相组织分
非金属杂质较少。
• 易切结构钢：
• 在结构钢中含硫量在0.08%--0.3%，含 锰量0.60%--1.55%，且钢中的硫和锰以硫 化锰形式存在，硫化锰很脆且有润滑效能， 是切屑容易碎断，并利于获得好的加工表 面质量。
• 合金钢：
• 钢材中除了含有铁、碳和少量的不可避 免的的硅、锰、磷、硫元素以外；还含有 一定量的硅、锰、镍、铬、钒、钛、铝等 的其中一种或几种。这种钢称为合金钢
• 其中：
• 含碳量0.15%-0.5%的合金钢，称为合 金结构钢
• 含碳量0.5%--1.5%的合金钢，称为合 金工具钢
• 含碳量0.7%--1.4%，同时含有高硬度 碳化物的合金元素，如钨、钼、铬、钒的 合金钢，称为高速工具钢。
• 弹簧钢
• 碳素弹簧钢：含碳量在0.6%--0.9%的优 质碳素结构钢。如65Mn
• 供货状态有：
•
冷轧、热轧、酸洗板
•
板材、带料
• 45#钢 • 65Mn
• 钢材
• 什么是铁？什么是钢？ • 碳的质量分数大于2%的铁碳合金称为生铁 • 碳的质量分数小于2%的铁碳合金称为钢
• 其实，上述所讲的都是书本的知识，只要 有一本金属材料手册，照着抄下来就可以 讲一个月，甚至一年的课。
•
铁素体钢
•
半铁素体钢
•
半奥氏体钢
•
奥氏体钢
• 按品质分 • 普通钢 • 优质钢 • 高级优质钢
• 按制造加工形式分 • 铸钢 • 锻钢 • 热轧钢 • 冷轧钢 • 冷拔钢
钢中的合金元素
• 铁其实是一种延展性、塑性都很好的材料， 对于纯铁来说有很好的磁化性能，并且去 磁后剩磁很少。
• 那么为什么会有那么多种类繁多的钢材排 号？
• 常用钣金材料：
• Q235A
• 屈服强度235MPa的优质碳素结构钢，有的时候，后面还 有个尾缀F。
• 这个材料属于浅拉伸材料。
• 拉伸系数由杯凸实验获得。
• 供货状态有：
•
冷轧、热轧、镀锌
•
板材、带料、棒料和其他型材
• 08F
• 含碳量0.08%的沸腾钢
• 这个材料是目前最常用的拉伸材料
• 拉伸系数由杯凸实验获得。
• 难道你们看不懂这样的书？
• 不是
• 是我们不知道，手册上那么多的材料，哪 个才是我们想要的。
• 所以，选材料首先要搞清楚我们要什么？
钢的分类
• 按冶炼方法分 • 冶炼设备不同 • 平炉钢 • 转炉钢 • 电炉钢
• 按脱氧程度和浇铸程度分 • 沸腾钢（F） • 镇静钢（Z） • 半镇静钢（B）
• 能较好地改善碳素钢的韧性、强度、硬度， 能提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。
• 使钢的抗腐蚀性减弱，对焊接性能有不利 的影响。
• 40Mn 、 65Mn 、 60Si2Mn
• 钢材中的Ni • 能改善钢的低温性能，使钢强化，特别是
韧性；还可以提高钢的淬透性。
• 能较大地改善钢的抗锈性，提高对酸、碱 和海水的耐腐蚀能力。
• 合金弹簧钢：含碳量稍低，主要含有硅、 铬、钨、钒的合金钢。如60Si2Mn、50CrV
• 轴承钢
•
是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈
的钢；能承受极大压力和摩擦力。
• 分为高碳铬轴承钢（GCr15）、无铬轴 承钢、渗碳轴承钢（G20CrMo）、不锈轴 承钢、中高温轴承钢和防磁轴承钢六类。
• 不锈钢