材料成型概论材料成型的基础.pptx

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1、产品标准和技术条件产品标准和技术条件1.1.对产品的品种规格、化学成分、表面质量以及组织性能等方面的要求通称为：对产品的品种规格、化学成分、表面质量以及组织性能等方面的要求通称为：产产品的标准品的标准。2.2.由于产品的使用条件不同，用户对产品的技术要求也是不同的。由于产品的使用条件不同，用户对产品的技术要求也是不同的。3.3.生产者按产品的产品标准组织生产。生产者按产品的产品标准组织生产。金属压力加工产品标准和技术要求金属压力加工产品标准和技术要求是产品检查、验收的统一衡量尺度，是企业之间订货、签订合同的唯一依据第1页/共74页 按适用范围分为：国家标准、部颁标准、企业标准。按适用范围分为：

2、国家标准、部颁标准、企业标准。指对全国经济、技术发展有重大意义而必须指对全国经济、技术发展有重大意义而必须 在在全国范围内全国范围内统一的标准，用代号统一的标准，用代号“GBGB”表示。表示。指国家标准中暂时未包括的产品标准和其他指国家标准中暂时未包括的产品标准和其他 技术规定，或只用于技术规定，或只用于本专业范围内本专业范围内的标准。的标准。指在尚无国家标准和部颁标准的情况下由指在尚无国家标准和部颁标准的情况下由企企 业制定业制定的标准。的标准。金属压力加工产品标准和技术要求金属压力加工产品标准和技术要求 国家标准国家标准 部颁标准部颁标准 企业标准企业标准第2页/共74页 内容包括：内容包

3、括：1 1 规格标准规格标准规定了钢材形状和尺寸精度方面的要规定了钢材形状和尺寸精度方面的要求求2 2 技术条件技术条件规定了品种规格、表面质量、钢材性规定了品种规格、表面质量、钢材性能、组织结构及化学成分要求等。能、组织结构及化学成分要求等。表面质量表面质量：表面缺陷多少、表面平坦和光洁程度：表面缺陷多少、表面平坦和光洁程度 钢材性能钢材性能：力学性能（强度性能、塑性韧性等）、：力学性能（强度性能、塑性韧性等）、工艺性能（弯曲、冲压、焊接性能等）以及特殊工艺性能（弯曲、冲压、焊接性能等）以及特殊物理化学性能（磁性、抗腐蚀性能）的要求。物理化学性能（磁性、抗腐蚀性能）的要求。金属压力加工产品标

4、准和技术要求金属压力加工产品标准和技术要求第3页/共74页 内容包括：内容包括：3 3 验收试验标准验收试验标准验收规则、做试验时的取样部位、验收规则、做试验时的取样部位、试样形状和尺寸、试验条件和试验方法。试样形状和尺寸、试验条件和试验方法。4 4 交货标准交货标准钢材交货时的包装和标志方法，以及钢材交货时的包装和标志方法，以及资料证明书内容等。资料证明书内容等。金属压力加工产品标准和技术要求金属压力加工产品标准和技术要求第4页/共74页钢铁材料的种类及编号工程上常采用的分类方法主要有：工程上常采用的分类方法主要有：按主要性能及用途分类按主要性能及用途分类 按化学成分分类按化学成分分类 按合

5、金元素种类分类按合金元素种类分类 按质量等级分类按质量等级分类 按冶炼方法分类按冶炼方法分类 按金相组织分类按金相组织分类第5页/共74页钢铁材料的种类及编号q19911991年颁布实施的年颁布实施的GB/T15574-1999GB/T15574-1999【钢产品分钢产品分类和定义】是我国关于钢分类的最新国家标准，类和定义】是我国关于钢分类的最新国家标准，它非等效采用它非等效采用ISO 6929ISO 692919871987国际标准。国际标准。q该标准规定了三种分类方法：该标准规定了三种分类方法：按按主要性能及用途主要性能及用途分类分类按按化学成分化学成分分类分类按按质量等级质量等级分类分类

6、 第6页/共74页 1.按化学成分分类按化学成分分类 分成分成碳素钢碳素钢、合金钢合金钢 两大类两大类 化学元素化学元素碳素钢又按含碳量分为三类碳素钢又按含碳量分为三类:低碳钢（质量分数低碳钢（质量分数W WC C 0.250.25）中碳钢（中碳钢（W WC C0.250.250.600.60）高碳钢（高碳钢（0.600.60 W WC C 2.11 2.11）具具有有较较好好的的力力学学性性能能和和工工艺艺性性能能，产产量量大大价价格较低，在机械工程上应用最广泛。格较低，在机械工程上应用最广泛。第7页/共74页 1.钢材按化学成分分类钢材按化学成分分类合金钢按合金元素总含量分为三类合金钢按合

7、金元素总含量分为三类:低合金钢（低合金钢（W WM M5 5）中合金钢（中合金钢（W WM M5 51010）高合金钢（高合金钢（W WM M1010）为为了了改改善善和和提提高高钢钢的的性性能能或或得得到到某某些些特特殊殊性性能能在在碳碳钢钢基基础础上上特特意意加加入入某某些些合合金金元元素素而而得得到到的的钢钢种种。比比碳碳钢钢具具有有更更优优良良的的特特性性，用用量量逐逐年年增大。增大。第8页/共74页钢钢 类类碳碳 素素 钢钢合合 金金 钢钢P PS SP PS S普通质量钢普通质量钢0.0450.0450.0450.0450.0450.0450.0450.045优优 质质 钢钢0.0

8、350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035高级优质钢高级优质钢0.0300.0300.0300.0300.0250.0250.0250.025特级优质钢特级优质钢0.0250.0250.0200.0200.0250.0250.0150.015 2.2.钢材按质量分类钢材按质量分类 钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。分为分为普通质量钢普通质量钢、优质钢优质钢、高级优质钢高级优质钢和和特级优质特级优质钢钢.根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：第9页/共74页3.钢材按用途分类钢材按

9、用途分类 工程用钢工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆建筑、桥梁、船舶、车辆渗渗 碳碳 钢钢调调 质质 钢钢弹弹 簧簧 钢钢滚动轴承钢滚动轴承钢耐耐 磨磨 钢钢机械用钢机械用钢结结 构构 钢钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢工工 具具 钢钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢耐磨钢耐磨钢特特 殊殊 性性能能 钢钢挤压模具挤压模具第10页/共74页结构钢结构钢工程结构钢、机械结构钢工程结构钢、机械结构钢工工程程结结构构钢钢：大大多多规规定定了了钢钢的的最最最最低低低低抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度、最最最最低低低低屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度,使使钢钢具具有有一一定定的的综综合合力力学学性性能能，保保

10、证证材材料料设计和使用中结构部件的最低安全要求。设计和使用中结构部件的最低安全要求。工程结构钢分为：工程结构钢分为：1.1.通通用用工工程程结结构构钢钢碳碳素素结结构构钢钢、低低合合金金高高强强度度结结构构钢钢 2.2.专专用用工工程程结结构构钢钢压压力力容容器器用用钢钢、锅锅炉炉用用钢钢、桥桥梁梁用用钢钢；焊焊接接用用钢钢、汽汽车车大大梁梁用用钢钢；地地质质钻钻探探钢钢管管用用钢、钢轨、铆螺钢；船用钢、管线钢、锚链钢等。钢、钢轨、铆螺钢；船用钢、管线钢、锚链钢等。第11页/共74页机械结构钢机械结构钢机机械械结结构构钢钢：就就是是适适用用于于制制造造机机器器和和机机械械零零件件的的钢。这类钢

11、通常是要经过热处理后使用。钢。这类钢通常是要经过热处理后使用。主主要要包包括括：优优质质碳碳素素结结构构钢钢、合合金金结结构构钢钢、碳碳素素弹簧钢和合金弹簧钢等弹簧钢和合金弹簧钢等。机械结构钢按热处理和加工方式分为：机械结构钢按热处理和加工方式分为：易切结构钢易切结构钢调质结构钢、调质结构钢、表面硬化结构钢、表面硬化结构钢、冷塑性成型用钢冷塑性成型用钢（渗渗碳碳钢钢、氮氮化化钢钢、表表面面高频淬火钢）高频淬火钢）（冷冷顶顶锻锻用用钢钢、冷冷挤挤压用钢）压用钢）第12页/共74页 结构钢结构钢工程结构钢、机械结构钢工程结构钢、机械结构钢第13页/共74页 工具钢工具钢刃具钢、模具钢、量具钢刃具钢

12、、模具钢、量具钢按用途分为：按用途分为：刃具钢、模具钢、量具钢刃具钢、模具钢、量具钢模具钢根据使用特性又可分为：模具钢根据使用特性又可分为：冷冷作作模模具具钢钢、热热作作模模具具钢钢、无无磁磁模模具具钢钢、塑塑料料模模具钢具钢按主要化学成分可分为：按主要化学成分可分为：碳素工具钢碳素工具钢、合金工具钢合金工具钢、高速工具钢高速工具钢第14页/共74页特殊性能钢特殊性能钢不锈钢、耐蚀钢耐热钢、耐磨不锈钢、耐蚀钢耐热钢、耐磨钢钢 不不锈锈钢钢是是在在大大气气、水水、酸酸、碱碱和和盐盐溶溶液液或或其其他他腐腐蚀蚀性性介介质中具有高度化学稳定性的合金钢的总称。质中具有高度化学稳定性的合金钢的总称。耐耐

13、蚀蚀钢钢：在在酸酸、碱碱、盐盐等等浸浸蚀蚀性性较较强强的的介介质质中中能能抵抵抗抗腐腐蚀作用的钢叫蚀作用的钢叫耐蚀钢耐蚀钢，或称耐酸钢。，或称耐酸钢。在在空空气气中中不不易易生生锈锈的的钢钢不不一一定定耐耐酸酸、耐耐蚀蚀，而而耐耐酸酸、耐耐蚀的钢一般都有良好的不锈性。蚀的钢一般都有良好的不锈性。耐耐热热钢钢：是是在在高高温温下下具具有有较较高高的的强强度度和和良良好好的的化化学学稳稳定定性的一类合金钢的总称。性的一类合金钢的总称。耐耐磨磨钢钢：是是指指在在运运动动或或运运转转的的条条件件下下具具有有很很高高的的耐耐磨磨性性和韧性的合金钢。和韧性的合金钢。第15页/共74页钢铁材料的种类及编号q

14、我国钢材的编号是按碳含量、合金元素的种类和我国钢材的编号是按碳含量、合金元素的种类和含量以及质量级别来编号的。含量以及质量级别来编号的。q钢铁产品牌号表示方法钢铁产品牌号表示方法 GB/T 221-2000GB/T 221-2000第16页/共74页钢铁材料的种类及编号q依据国家标准规定采用依据国家标准规定采用汉语拼音字母汉语拼音字母、化学元素化学元素符号符号和和阿拉伯数字阿拉伯数字并用的原则。并用的原则。1.1.即钢号中的化学元素采用化学元素符号表示，即钢号中的化学元素采用化学元素符号表示，如如 SiSi、MnMn、CrCr等。仅稀土元素例外，用等。仅稀土元素例外，用“RERE”表示其总含量

15、。表示其总含量。2.2.产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，采用汉产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，采用汉语拼音字母表示，见语拼音字母表示，见表表2 2-3-3和和表表2 2-4-4。3.3.钢中主要化学元素含量（钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表）采用阿拉伯数字表示。示。第17页/共74页常用钢产品的名称、用途、特性和工艺常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号方法表示符号（GB/T 221GB/T 22120002000）名称名称符号符号位置位置名称名称符号符号位置位置碳素结构钢碳素结构钢Q头头桥梁用钢桥梁用钢q尾尾低合金高强度钢低合金高强度钢Q头头锅炉用钢锅炉用钢g尾尾易切削

16、钢易切削钢Y头头焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢HP尾尾碳素工具钢碳素工具钢T头头车辆车轴用钢车辆车轴用钢LZ头头(滚珠滚珠)轴承钢轴承钢G头头机车车轴用钢机车车轴用钢JZ头头焊接用钢焊接用钢H头头沸腾钢沸腾钢F尾尾铆螺钢铆螺钢ML头头半镇静钢半镇静钢b尾尾船用钢船用钢国际符号国际符号镇静钢镇静钢Z尾尾汽车大梁用钢汽车大梁用钢L尾尾特殊镇静钢特殊镇静钢TZ尾尾压力容器用钢压力容器用钢R尾尾质量等级质量等级A.B.C.D.E尾尾第18页/共74页碳素结构钢牌号、化学成分、力学性能及应用（碳素结构钢牌号、化学成分、力学性能及应用（GB700GB7008888）第19页/共74页低合金高强度结构钢的牌号、成

17、分、性能和用途低合金高强度结构钢的牌号、成分、性能和用途 第20页/共74页优质碳素结构钢的牌号、成分和性能优质碳素结构钢的牌号、成分和性能 第21页/共74页 1.1.碳素结构钢和低合金高强度钢碳素结构钢和低合金高强度钢 Q+Q+最低屈服强度值最低屈服强度值+质量等级符号质量等级符号+脱氧方法符号脱氧方法符号Q Q表示表示“屈服强度屈服强度”；屈服强度值单位是；屈服强度值单位是MPaMPa；质量等级符号为质量等级符号为A A、B B、C C、D D、E E。由。由A A到到E E，其，其P P、S S含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。l脱氧方法符号脱氧方法符号:沸腾钢沸腾钢F

18、F；镇静钢；镇静钢Z Z；半镇静钢；半镇静钢b b；特殊镇静钢；特殊镇静钢TZTZ。l如碳素结构钢牌号表示为如碳素结构钢牌号表示为Q235AFQ235AF、Q235BZQ235BZ。钢钢钢钢板板板板第22页/共74页低合金高强度结构低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其其 牌号中没有表示脱氧方法的符号。如牌号中没有表示脱氧方法的符号。如Q345CQ345C。根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如和化学

19、元素符号，按顺序表示，如16Mn16Mn。l*说明：说明：通常情况下，通常情况下，屈服强度值小屈服强度值小300MPa300MPa时为碳素结构钢，大时为碳素结构钢，大于于300MPa300MPa时为低合金时为低合金高强度钢。高强度钢。热连轧钢板热连轧钢板热连轧钢板热连轧钢板第23页/共74页 1 1）碳素结构钢）碳素结构钢（0.06%0.38%）力性要求力性要求 结构钢结构钢的牌号表示方法的牌号表示方法 为镇静钢和特殊镇静钢时，为镇静钢和特殊镇静钢时，Z Z和和TZTZ符号可以省略。符号可以省略。Q+Q+最低屈服强度值最低屈服强度值+质量等级符号质量等级符号+脱氧方法符号脱氧方法符号第24页/

20、共74页 2 2）低合金高强度结构钢）低合金高强度结构钢 结构钢结构钢的牌号表示方法的牌号表示方法 仅有仅有镇静钢镇静钢和和特殊镇静钢特殊镇静钢，所以在牌号中没有表示，所以在牌号中没有表示脱氧方法的符号。脱氧方法的符号。第25页/共74页齿齿轮轮加加工工方钢方钢 2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢 牌号用两位数字表示牌号用两位数字表示这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。如如4545钢钢平均含碳量为万分之四十五（即平均含碳量为万分之四十五（即0.45%）的优质碳素结构钢。）的优质碳素结构钢。第26页/共74页钢钢带带*说明：说明：含含MnMn量为量为0.71

21、.0%0.71.0%时，在两位数字后加元素时，在两位数字后加元素符号符号“Mn”，如，如4040Mn。l 对于沸腾钢和半对于沸腾钢和半镇静钢镇静钢,在钢号后分在钢号后分别加字母别加字母F F和和b b，如，如08F08F、10b10b。l 高级优质钢在钢高级优质钢在钢号后加字母号后加字母A A，如，如20A20A。第27页/共74页 3.3.合金结构钢和合金弹簧钢合金结构钢和合金弹簧钢两位数字（表示平均含碳量的万分之几）两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元合金元素符号素符号+该元素百分含量数字该元素百分含量数字+当合金元素的平均含量小于当合金元素的平均含量小于1.50%1.50%时，只

22、标元素符时，只标元素符号，不标含量；号，不标含量；当合金元素的平均含量为当合金元素的平均含量为1.50-2.49%1.50-2.49%、2.50-2.50-3.49%3.49%、3.50-4.49%3.50-4.49%、4.50-5.49%4.50-5.49%、时，在相时，在相应的合金元素符号后标应的合金元素符号后标2 2、3 3、4 4、5 5 等数字。等数字。如如20CrNi320CrNi3。高级优质钢高级优质钢在牌号后加字母在牌号后加字母A A，如如60Si60Si2 2MnAMnA。特级优质钢特级优质钢在牌号后加字母在牌号后加字母E E，如如30CrMnSiE30CrMnSiE。第28

23、页/共74页 3 3）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢 (0.06%0.70%)结构钢结构钢的牌号表示方法的牌号表示方法钢号：钢号：0808、1010、1515、20208080、8585、10Mn10Mn、20Mn20Mn65Mn65Mn、70Mn70Mn用途：用途：低碳系列低碳系列垫圈、铆钉、渗碳零件、紧固件垫圈、铆钉、渗碳零件、紧固件中碳系列中碳系列轴、曲轴轴、曲轴高碳系列高碳系列弹簧、钢丝绳、工具弹簧、钢丝绳、工具第29页/共74页 4 4）合金结构钢）合金结构钢 结构钢结构钢的牌号表示方法的牌号表示方法第30页/共74页1 1）碳素工具钢）碳素工具钢（0.65%1.35%）4.工具钢的

24、牌号v 钢号钢号：T7T7、T8T8T12T12、T13T13。用途：木工工具、铣刀、锉刀、拉丝模、冲模。用途：木工工具、铣刀、锉刀、拉丝模、冲模。碳素工具钢都是优质以上质量的。高级优质钢在钢号碳素工具钢都是优质以上质量的。高级优质钢在钢号 后加后加“A A”，如，如T12T12A A。丝丝锥锥第31页/共74页2 2）合金工具钢）合金工具钢4.工具钢的牌号铣刀铣刀铣刀铣刀*含铬量小于含铬量小于1%时，在含铬量时，在含铬量(以千分之一为单以千分之一为单位位)前加数字前加数字“0”，如，如Cr06。第32页/共74页3 3）高速工具钢）高速工具钢 高速钢高速钢不标含碳量，如不标含碳量，如W6Mo

25、5Cr4V2W6Mo5Cr4V2(含含0.85%C0.85%C).).注注:1 平均合金含量平均合金含量1.5%者，只标出元素符号，不注含量者，只标出元素符号，不注含量 2 平均合金含量为平均合金含量为1.5%2.49%，2.50%3.49%，22.5%23.49%，时相应地标注为时相应地标注为2、3、23 3 成分含量皆指质量分数成分含量皆指质量分数4.工具钢的牌号表示方法第33页/共74页不锈钢和耐热钢牌号采用合金元素符号和阿拉不锈钢和耐热钢牌号采用合金元素符号和阿拉伯数字表示。一般用一位阿拉伯数字表示平均伯数字表示。一般用一位阿拉伯数字表示平均含碳量含碳量(千分之几千分之几)1 Cr13

26、 化学元素符号及含量：以百分之几表示。化学元素符号及含量：以百分之几表示。含含碳碳量量千千分分之之几几：一一个个“0”表表示示含含碳碳量量0.09 二二个个“0”表表示示含含碳碳量量0.035.不锈钢及耐热钢的牌号表示方法第34页/共74页含含碳碳量量没没有有规规定定下下限限时时采采用用阿阿拉拉伯伯数数字字表表示示含含碳量的上限数字。碳量的上限数字。合金元素含量表示方法同合金结构钢。合金元素含量表示方法同合金结构钢。含含碳碳量量上上限限为为0.08，平平均均含含铬铬量量为为18，含含镍镍量量 为为 9 的的 铬铬 镍镍 不不 锈锈 钢钢，其其 牌牌 号号 表表 示示 为为“0Cr18Ni9”；

27、5.不锈钢及耐热钢的牌号表示方法第35页/共74页 铝 铝合金及铜 铜合金 铝铝（AluminiumAluminium）在在全全球球的的贮贮量量仅仅次次于于铁铁，贮贮量量巨巨大大。自自然然界界主主要要以以铝铝土土矿矿形形式式存存在在。金金属属铝是主要的有色金属。铝是主要的有色金属。（1 1）密度小、比强度高密度小、比强度高 纯纯铝铝的的密密度度只只有有2.72.7g gcmcm3 3，仅仅为为铁铁的的1 13 3。铝铝合合金金的的密密度度也也很很小小，采采用用各各种种强强化化手手段段后后，铝铝合合金金可可以以达达到到与与低低合合金金结结构构钢钢相相近近的的强强度度，因因此此比强度比强度要比一般

28、低合金结构钢高得多。要比一般低合金结构钢高得多。铝铝第36页/共74页 铝 铝合金（2 2）有优良的物理、化学性能有优良的物理、化学性能 铝铝的的导导电电性性好好，仅仅次次于于银银、铜铜和和金金，用用于于制制造造各各种种导导线线。铝铝资资源源丰丰富富，成成本本较较低低。铝铝及及铝铝合合金金有有相相当当好好的的抗抗大大气气腐腐蚀蚀能能力力，其其磁磁化化率极低，接近于非铁磁性材料。率极低，接近于非铁磁性材料。铜包铝线铜包铝线第37页/共74页（3 3）加工性能良好加工性能良好 铝及铝合金铝及铝合金(退火状态退火状态)的塑性很好，可冷成型。的塑性很好，可冷成型。切削性能也很好。切削性能也很好。超超高

29、高强强铝铝合合金金成成型型后后经经热热处处理理，可可达达到到很很高高强强度度 铸造铝合金的铸造性能极好。铸造铝合金的铸造性能极好。铝 铝合金第38页/共74页 铝合金的应用第39页/共74页 铝合金的应用铝的表面具有高度铝的表面具有高度的反射性。辐射能、的反射性。辐射能、可见光、辐射热和可见光、辐射热和电波都能有效地被电波都能有效地被铝反射。铝反射。第40页/共74页 铝通常显示出优良的电导率和热导率，在重量相铝通常显示出优良的电导率和热导率，在重量相等的基础上，铝合金的热导率大约是铜的等的基础上，铝合金的热导率大约是铜的50-60%50-60%，这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事，这对

30、制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。用具，以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。铝合金的应用第41页/共74页变形铝制品和铸造铝制品在汽车结构中应用颇广。因为变形铝制品和铸造铝制品在汽车结构中应用颇广。因为节节约约能源能源、减少汽车尾气对空气的污染和保护日趋恶化的臭氧减少汽车尾气对空气的污染和保护日趋恶化的臭氧层层、回收铝回收铝。铝材比例由。铝材比例由19801980年的年的4%4%提高到提高到20002000年的年的12.5%12.5%，而而且还有上升的趋势，预计到且还有上升的趋势，预计到20102010年可达年可达25%25%以上，将部分以上，将部分替替代钢

31、铁成为汽车工业的基础材料。代钢铁成为汽车工业的基础材料。铝合金的应用第42页/共74页年代：年代：19801980年年 19901990年年 20002000年年 20102010年年(车重量车重量)（1520kg1520kg）（1400kg1400kg）（1225kg1225kg）（1100kg1100kg）材料：材料：钢铁钢铁 69 58 39 25 69 58 39 25 轻合金轻合金(铝材铝材)5 5（4 4）10(8)23(12.5)10(8)23(12.5)27(25)27(25)非金属非金属 12 14 20 24 12 14 20 24 其他其他 14 18 18 24 14

32、18 18 24 铝合金的应用第43页/共74页q纯铝中含有铁、硅、铜、锌等杂质元素，使性能略微降纯铝中含有铁、硅、铜、锌等杂质元素，使性能略微降低。纯铝材料按纯度可分为三类低。纯铝材料按纯度可分为三类q高纯铝高纯铝 ：纯度为：纯度为 99.93 99.9399.9999.99，牌号有，牌号有 L01L01、L02L02、L03L03、L04L04等四种，编号越大，纯度越高。等四种，编号越大，纯度越高。高纯铝主要用于科学研究及制作电容器等。高纯铝主要用于科学研究及制作电容器等。q工业高纯铝工业高纯铝 ：纯度为：纯度为98.8598.8599.999.9，牌号有，牌号有L0L0、L00L00等，

33、用于制作铝箔、包铝及冶炼铝合金的原料。等，用于制作铝箔、包铝及冶炼铝合金的原料。q工业纯铝工业纯铝 ：纯度为：纯度为98.098.099.099.0，牌号有，牌号有L1L1、L2L2、L3L3、L4L4、L5L5等五种，编号越大，纯度越低。等五种，编号越大，纯度越低。铝 铝合金第44页/共74页1 1 按成型方式分类按成型方式分类成形法成形法 利用铝的特性利用铝的特性 产品方向产品方向铸造成形法铸造成形法 流动性和可填充性流动性和可填充性 铸件、压铸件铸件、压铸件塑性成形法塑性成形法 塑性塑性 板板,带带,箔箔,管管,线线,型型,锻锻深加工法深加工法 利用铸利用铸,塑半成品塑半成品 表面处理表

34、面处理,机械加工机械加工,焊焊,拉拉铝及铝合金分类第45页/共74页2 2 按按铝合金成分及热处理方式铝合金成分及热处理方式分类分类 铸造铝合金铸造铝合金 变形铝合金变形铝合金 热处理不可强化热处理不可强化 工业纯铝工业纯铝 如如:1050,1200:1050,1200 热处理可强化热处理可强化3 3 按工件在变形过程中的受力按工件在变形过程中的受力分类分类 轧制：轧制：板、带、箔板、带、箔 挤压：挤压：热挤、冷挤热挤、冷挤 拉拔：拉拔：管棒、型材管棒、型材 锻造：锻造：自由锻、模锻自由锻、模锻铝及铝合金分类第46页/共74页不可热处理强化铝合金不可热处理强化铝合金不能通过热处理来不能通过热处

35、理来提高机械性能，只能通过退火或冷加工变形来实提高机械性能，只能通过退火或冷加工变形来实现强化。现强化。可热处理强化铝合金可热处理强化铝合金可以通过淬火和时效可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能、物理性能和抗腐等热处理手段来提高机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。蚀性能。铝合金的加工方法第47页/共74页 铝合金典型的二元相图 根据铝合金的成分、组织根据铝合金的成分、组织和工艺特点，可以将其分和工艺特点，可以将其分为铸造铝合金与变形铝合为铸造铝合金与变形铝合金两大类。金两大类。变形铝合金变形铝合金是将铝合金铸锭是将铝合金铸锭通过压力加工（轧制、挤压通过压力加工（轧制、挤压模锻等）制成半成品

36、或模锻模锻等）制成半成品或模锻件，所以要求有良好的塑性件，所以要求有良好的塑性变形能力。变形能力。铸造铝合金铸造铝合金则是将熔融的合则是将熔融的合金直接浇铸成形状复杂的甚金直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的成型件，所以要至是薄壁的成型件，所以要求合金具有良好的铸造流动求合金具有良好的铸造流动性性.第48页/共74页 铝合金典型的二元相图 成分在成分在F点以左点以左的合金其的合金其固溶体成分不随温度变化，固溶体成分不随温度变化，不能通过热处理强化；不能通过热处理强化；成分在成分在D点以左点以左的合金，的合金，在加热至高温时能形成单在加热至高温时能形成单相固溶体组织，合金塑性相固溶体组织，合金塑性较

37、高；适用于压力加工；较高；适用于压力加工；成分在成分在D点以右点以右的合金，的合金，因含有共晶组织，液态的因含有共晶组织，液态的流动性较高，适用于铸造流动性较高，适用于铸造.第49页/共74页 （国际四位数字国际四位数字体系牌号）体系牌号）AlAl含量不小于含量不小于99.00%99.00%，1 1系列系列 最后两位数字表示最低铝百分含量中小数点最后两位数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位。第二位数字表示合金元素或杂质后面的两位。第二位数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况。如果为零，表示无特殊极限含量的控制情况。如果为零，表示无特殊控制；如果是控制；如果是1-91-9，表示有特殊控制。

38、，表示有特殊控制。10501050，10601060，12001200等等铝合金国内新牌号纯纯 铝铝第50页/共74页工艺性能工艺性能 熔炼温度熔炼温度/铸造温度铸造温度/轧制温度轧制温度/挤压温度挤压温度/退火温退火温度度/720720760760 700700760 290760 290500 250500 250450 450 低温低温210210260260 完工完工310310410 410 铝合金国内新牌号 纯纯 铝铝第51页/共74页 组别按照主要合金元素划分组别按照主要合金元素划分 Cu 2Cu 2系列系列 Mn 3 Mn 3 系列系列 Si 4 Si 4 系列系列 Mg 5

39、Mg 5 系列系列 Mg+Si 6 Mg+Si 6 系列系列 Zn 7 Zn 7 系列系列其他元素其他元素 8 8 系列系列 备用组备用组 9 9 系列系列 铝合金国内新牌号合合 金金第52页/共74页 2 2-8-8系列系列 牌号中的最后两位数字没有特殊意义，仅用来牌号中的最后两位数字没有特殊意义，仅用来识别同一组中的不同合金。识别同一组中的不同合金。第二位表示改型情况，如果第二位为零，表示第二位表示改型情况，如果第二位为零，表示为原始合金；如果是为原始合金；如果是1 19 9，则表示为改型合金。，则表示为改型合金。30033003，3102(3102(防锈铝防锈铝)，50525052，80

40、068006，80118011等等铝合金国内新牌号第53页/共74页铝合金国内新牌号 在新的牌号表示方法中，凡是化学成分与变形铝在新的牌号表示方法中，凡是化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织命名的合金相同的，及铝合金国际牌号注册协议组织命名的合金相同的，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号。其牌号直接采用国际四位数字体系牌号。除此以外的其他合金，采用除此以外的其他合金，采用GB/T16474-1996GB/T16474-1996变变形铝及铝合金牌号表示方法形铝及铝合金牌号表示方法规定的规定的四位字符体系四位字符体系牌号牌号。四位字符牌号的第四位字符牌号的第1 1、3 3、4 4位采用阿拉

41、伯数字，其位采用阿拉伯数字，其含义等同国际四位数字牌号体系的规定。含义等同国际四位数字牌号体系的规定。第二位为英文大写字母，目前有第二位为英文大写字母，目前有143143个合金新牌号个合金新牌号2A50,3A212A50,3A21等等第54页/共74页表表2 28 8 几种常用变形铝合金的牌号、化学成分、性能和用途几种常用变形铝合金的牌号、化学成分、性能和用途 第55页/共74页表表2 29 9 常用铸造铝合金的牌号、成分、性能及用途常用铸造铝合金的牌号、成分、性能及用途 第56页/共74页（1 1）优异的物理、化学性能）优异的物理、化学性能 纯纯铜铜导导电电性性、导导热热性性极极佳佳。在在所

42、所有有金金属属中中，铜铜的的导导电电性性仅仅略略逊逊于于银银。铜铜合合金金的的导导电电、导导热热性性也也很很好好。铜铜及及铜铜合合金金对对大大气气和和水水的的抗抗蚀蚀能能力力很很高高。铜铜是抗磁性物质。是抗磁性物质。（2 2）良好的加工性能）良好的加工性能 铜铜及及其其某某些些合合金金塑塑性性很很好好，塑塑性性加加工工性性能能优优良良，容容易易冷冷、热热成成型型；切切削削加加工工性性能能优优良良，铸铸造造铜铜合合金有很好的铸造性能。铜及铜合金焊接方便易行。金有很好的铸造性能。铜及铜合金焊接方便易行。铜 铜合金第57页/共74页（3 3）某些特殊机械性能）某些特殊机械性能 例例如如优优良良的的减

43、减摩摩性性和和耐耐磨磨性性（如如青青铜铜及及部部分分黄黄铜铜），抗抗卡卡咬咬，高高的的弹弹性性极极限限和和疲疲劳劳极极限限（如如彼青铜等），弹性稳定。彼青铜等），弹性稳定。（4 4）色泽美观）色泽美观 铜铜及及铜铜合合金金主主要要应应用用于于电电气气工工业业、仪仪表表工工业业、造船工业及机械制造工业部门。造船工业及机械制造工业部门。铜 铜合金第58页/共74页q纯铜呈紫红色，常称紫铜，主要用于制作电导体纯铜呈紫红色，常称紫铜，主要用于制作电导体及配制合金。及配制合金。q根据杂质含量的不同，工业纯铜分为四种：根据杂质含量的不同，工业纯铜分为四种：T1 T1、T2T2、T3T3、T4T4。编号越大

44、，纯度越低。表编号越大，纯度越低。表2 21111q还有一类无氧铜，其氧质量分数极低还有一类无氧铜，其氧质量分数极低(0.003(0.003)。牌号有。牌号有TU1TU1、TU2TU2。主要用于制作电真空器主要用于制作电真空器件及高导电性导线，能抵抗氢的作用，不发生氢件及高导电性导线，能抵抗氢的作用，不发生氢脆。脆。铜 铜合金第59页/共74页表表2 21 10 0 工业纯铜的牌号、成分及用途工业纯铜的牌号、成分及用途 第60页/共74页q纯铜还用于印刷电路、集成电路中。纯铜的强纯铜还用于印刷电路、集成电路中。纯铜的强度低，不宜作结构材料。度低，不宜作结构材料。q铜中加入的合金元素有：铜中加入

45、的合金元素有：ZnZn、SnSn、AlAl、SiSi、BeBe、MnMn、NiNi、PbPb等，可获得较高的强度、硬度良好等，可获得较高的强度、硬度良好的韧性，且可进一步改善铜的抗蚀性及工艺性的韧性，且可进一步改善铜的抗蚀性及工艺性能，同时保持纯铜的某些优良性能，形成系列能，同时保持纯铜的某些优良性能，形成系列铜合金。铜合金。铜 铜合金第61页/共74页q与铝合金相同，因二元合金的元素含量存在最大溶解度，小于最大溶解度的铜合与铝合金相同，因二元合金的元素含量存在最大溶解度，小于最大溶解度的铜合金有利于变形加工，大于最大溶解度的铜合金有利于铸造，故按生产工艺铜合金金有利于变形加工，大于最大溶解度

46、的铜合金有利于铸造，故按生产工艺铜合金分为分为变形铜合金变形铜合金变形铜合金变形铜合金和和铸造铜合金铸造铜合金铸造铜合金铸造铜合金。铜 铜合金第62页/共74页q按生产工艺铜合金分为：按生产工艺铜合金分为：变形铜合金变形铜合金铸造铜合金铸造铜合金q按化学成分铜合金分为：按化学成分铜合金分为：黄铜：黄铜：锌锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜为主要合金元素的铜合金称为黄铜brassbrass青铜：除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜青铜：除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜(bronze)(bronze)白铜：以白铜：以镍镍为主要合金元素的铜合金称为白铜为主要合金元素的铜合金称为白铜 铜 铜合金第6

47、3页/共74页铜 铜合金第64页/共74页q钛及钛合金具有重量轻、比强度高、耐高温、钛及钛合金具有重量轻、比强度高、耐高温、耐腐蚀以及良好低温韧性等优点，同时资源丰富，耐腐蚀以及良好低温韧性等优点，同时资源丰富，所以有着广泛应用前景，已成为航空、造船及化所以有着广泛应用前景，已成为航空、造船及化工工业中不可缺少的材料。工工业中不可缺少的材料。q但由于钛在高温时异常活泼，因此，钛及其合但由于钛在高温时异常活泼，因此，钛及其合金的熔炼、浇铸、焊接和热处理等都要在金的熔炼、浇铸、焊接和热处理等都要在真空真空或或惰性气体惰性气体中进行，加工条件严格、成本较高，使中进行，加工条件严格、成本较高，使它的应

48、用受到限制。它的应用受到限制。钛及钛合金第65页/共74页q纯钛是银白色金属，有如下特性：纯钛是银白色金属，有如下特性：比重为比重为4 4.5g/cm.5g/cm3 3，与铝、镁等金属一样，为轻金属。纯钛及其合金均无磁性。与铝、镁等金属一样，为轻金属。纯钛及其合金均无磁性。熔点为熔点为16681668，高于铁镍。，高于铁镍。在在882.5882.5发发生生同同素素异异构构转转变变-Ti-Ti -Ti-Ti。-Ti-Ti存存在在于于882.5882.5以以上上，具具有有体心立方晶格，体心立方晶格，-Ti-Ti存在于存在于882.5882.5以下，具有密排六方晶格。以下，具有密排六方晶格。热膨胀系

49、数小、导热性差。热膨胀系数小、导热性差。钛及钛合金第66页/共74页q纯钛是银白色金属，有如下特性：纯钛是银白色金属，有如下特性：塑性好强度低、易加工成形，可制细丝和薄片塑性好强度低、易加工成形，可制细丝和薄片钛钛在在大大气气和和海海水水中中有有优优良良的的耐耐蚀蚀性性，在在硫硫酸酸、盐盐酸酸、硝硝酸酸、氢氢氧氧化化钠钠等等介介质质中都很稳定，但不能抵抗氢氟酸的侵蚀作用。中都很稳定，但不能抵抗氢氟酸的侵蚀作用。用用途途：纯纯钛钛主主要要用用于于350350以以下下工工作作、强强度度要要求求不不高高的的零零件件，如如石石油油化化工工用用的的热热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。交换器、反

50、应器，海水净化装置及舰船零部件。钛及钛合金第67页/共74页q工业纯钛中含有氢、碳、氧、铁、镁等杂质元工业纯钛中含有氢、碳、氧、铁、镁等杂质元素，少量杂质可使钛的强度和硬度显著升高，塑素，少量杂质可使钛的强度和硬度显著升高，塑性和韧性明显降低。性和韧性明显降低。q工业纯钛按杂质含量不同分为工业纯钛按杂质含量不同分为TA1TA1、TA2TA2、TA3TA3三三种。种。q牌号中的牌号中的“T T”为钛字的汉语拼音第一个字母，为钛字的汉语拼音第一个字母，A A表示其退火组织为表示其退火组织为单相组织，后面的数字表单相组织，后面的数字表示顺序号。编号越大杂质越多。示顺序号。编号越大杂质越多。钛及钛合金