金属材料学重点知识小结

第一部分 金属材料基本知识及钢的牌号说明
1、钢铁:钢铁是刚和生铁的总称。钢和铁都是以铁和碳为主要元素组成的合金。钢和铁是工业上应用最广、用量最大的金属材料。
钢铁材料分为生铁、铸铁和钢三类。
2、生铁:碳的质量分数大于2%的铁碳合金称为生铁。
按用途分为:炼钢生铁和铸造生铁。
按化学性成分分为:普通生铁和特种生铁(包含天然合金生铁和铁合金)。
3、铸铁:碳的质量分数超过2%(一般为2.5%—3.5%)的铁碳合金成为铸铁。常用于浇铸机械零件。
按端口颜分为:灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁。
按化学成分分为:普通铸铁和合金铸铁。
按生产工艺和组织性能分为:普通灰铸铁、孕育铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。
4、钢:碳的质量分数不超过2%的铁碳合金称为钢。
按用途分为:结构钢(建筑工程用结构钢和机械用结构钢)、工具钢、特殊钢、特殊钢、专业用钢。
按化学成分分为:碳素钢、合金钢。
GB/T 13304—1991《钢分类》的规定,将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢。
5、制造业有金属材料分类:
按生产方式和用途分:有冶炼产品、有加工产品(或称变形合金)、铸造有合金、轴承合金、硬质合金、焊条、金属粉末。
6、制造业常用的有金属:铜合金(黄铜、青铜、白铜)、铝合金、钛合金、镁合金、镍合金、锌合金、铜合金、轴承合金、硬质合金。
7、金属材料牌号的表示方法:采用汉语拼音、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的原则:
1)、钢铁产品牌号中化学元素采用国际常用的化学元素符号表示,混合稀土用“RE”表示。
2)、钢铁产品的名称、用途、特性和工艺方法等,一般采用汉语拼音的编写字母表示;质量等级符号用ABCD、字母来表示。
3)、钢铁牌号中主要化学元素含量(质量分数)采用阿拉伯数字表示
常用金属牌号表示法:
1)生铁(举例:铸造用生铁Z14Z30、炼钢用生铁L04L10、球墨铸铁Q10Q16、铸造磷铜钛低合金耐磨铸铁NMZ14NMZ30、含钒生铁F02F05:两部分组成,字母和数字,字母表示用途,Z表示制造用,L表示炼钢用,NMZ耐磨铸,F表示含钒生铁;数字表示平均硅含量(质量分数)的千分之几(含钒生铁则表示平均含钒量的千分之几)
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2)铁合金(举例:硅铁FeSi90Al1.5、硅钙合金Ca31Si60、硅钡合金FeBa30Si35、硅铝合金FeAl52Si5、锰铁FeMn80C0.2、金属铬JCr98、电解金属锰DJMn99.8、真空法微碳铬铁ZKFeSi67C0.010、稀土硅铁合金FeSiRE23:用真空法微碳铬铁说明,第一部分(Z
K)表示铁合金特性,ZK表示正空法、G表示高炉法、DJ表示电解法、J表示纯金属、Y表示氧化物。第二部分(Fe)表示含铁元素的铁合金产品。第三部分(Si)表示主元素符号。第四部分(67)表示主元素(或化合物)百分含量(质量分数)。第五部分(C)主要杂质元素符号。第六部分(0.010环氧树脂阻燃剂)表示主要杂质元素百分含量(质量分数)或组别号(AB)表示。
3铸铁HT100RuT380QT400-18等):一般用抗拉强度、伸长率、化学成分等组合表示牌号。
4)铸钢:①主要以力学性能表示牌号主体结构为:前缀字母“ZG+两个力学性能值,如工程铸钢ZG200-400、工程与结构铸钢ZGD270-480。②主要以化学成分标示牌号的主体结构为:前缀字母“电机接线柱ZG+化学元素含量及其含量。
5碳素结构钢(Q235各种卧式注塑机射咀):钢号冠与Q后面的数字表示屈服点值MPa)。必要的情况下在刚好的后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号,质量等级为:ABCD,脱氧方法:F-沸腾钢、b-半镇静钢、Z-镇静钢、TZ-特殊镇静钢。
6优质碳素结构钢08Al4520A40Mn70Mn):钢号开头的两个数字表示钢的含碳量,以品均含碳量×100表示,高级优质碳素结构钢在刚好后面加A,特技优质碳素结构钢在钢号后面加E
7)低合金高强度结构钢:钢号冠与Q,与碳素结构钢现行钢号相统一,强度等级系列表中有cwmpABCDE五个质量等级。如Q295Q345A
8)碳素工具钢:钢号冠与T,后面的数字平均碳含量×10,例如:T8表示平均含碳量0.8%Mn含量较高者,在钢号的数字后标出Mn,高级优质碳素结构钢的磷、硫含量较低,在钢号后面加注A
9)弹簧钢:
10)高速工具钢:碳素弹簧钢与优质碳素结构钢钢号表示法基本相同,合金弹簧钢与合金结构钢表示法基本相同。
11)合金工具钢:合金工具钢钢号平均含碳量wc1.0%时,不标出碳含量,平均含碳量wc1.0%时,以×10表示,钢中合金元素含量的表示方法基本上与合金结构钢相同。
8、金属材料主要性能指标有:物理性能指标、弹性指标、强度性能指标、硬度性能指标、塑性指标、疲劳性能指标、断裂韧度性能指标、热性能指标、电性能指标。
物理性能指标:密度。
弹性指标:弹性模量EMPa)、切变模量GMPa)。比例极限σp、弹性极限σe(一般用比例极限代替)。
强度性能指标:强度极限σ、抗拉强度σb、抗弯强度σbb或σw、抗弯强度σbc或σy、抗扭强度τ、抗剪强度τb、屈服点σs、(条件)屈服强度σ0.2
硬度性能指标:布氏硬度HBS、洛氏硬度HRA(BCDEFGK)、维氏硬度HV
塑性指标:伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧度αku或αkv、冲击吸收功AkuAkv
疲劳性能指标:疲劳极限(疲劳强度)σ-1、σ-1n
断裂韧度性能指标:平面应变断裂韧度K1C、条件断裂韧度Ko
热性能指标:熔点、比热容、热导率、线胀系数。
电性能指标:电阻率、电导率、电阻温度系数。
第二部分 金属材料加工、组织和热处理工艺术语
一、金属材料加工常用术语
1、金属合金(锭)ingot:将液态金属或合金浇入模子(常为金属模),经冷却、凝固所获得的块状半成品。
2、铸造casting:将液态金属或合金浇入沙模或金属模等,经冷却凝固获得成型制品的工艺。
3、压力铸造(压铸)high pressure die casting:将液态金属或合金在高压下射入金属模,经冷却凝固获得成型制品的工艺。点钞机电机
4、铸件casting:采用铸造工艺所获得的成型制品。
5、焊接welding:以熔融金属将不同部件连接为一体的工艺,多数情况下使用一定的焊料,热源为电弧、电子束、激光束、高温气体等。
6、焊接件weldment:已焊接工艺相连接的部件。
7、变形加工deformotion processing:在外力作用下,使金属或合金按预定的方式发生变形,形成具有一定几何形状和尺寸的制品的工艺,变形加工可在加热状态或室温进行。
8、轧制rolling:上金属或合金锭坯通过两个旋转的锟间的空隙,在锟压作用下使锭坯横截面积减小长度增加的以重变形加工工艺。
9、挤压extruding:常用的是正向挤压法,使金属或合金锭坯在主柱塞力的作用下,通过挤压筒端的模孔挤出变形,形成一定的几何形状和尺寸的制品。
10、锻造forging:使金属或合金锭坯在上下模之间,由于静压力或动压力的作用发生变形,根据模具几何形状的复杂程度可分为自由锻和模锻。
11、拉制drawing:在拉制力的作用下,将金属或合金皮料从模孔拉出而发生延伸变形的工艺。
12、粉末冶金powder metallurgy:将金属或合金粉末经压实、烧结或热挤工艺制成成型制品的工艺。
13、型材shape:经轧制或挤压所获得的断面几何形状较为复杂的制品。
二、金属组织术语
1、相phase:指金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组分,其中包括固溶体、金属化合物及纯物质。
2、组织structure:泛指用金相观察方法看到的由形态、尺寸不同和分布形式不同的一种或多种结构的总体,以及各种材料缺陷和损伤。
3、晶粒grain:多晶体材料内以晶界分开、晶体学位相基本相同的小晶体。
4、晶界grain boundary:多晶体材料中相邻晶粒的界面。相邻晶粒晶体学位向差小于10°的晶界称为小角晶界;相邻晶粒晶体学位向差较大的晶界称为大角晶界。
5、晶粒度grain sise:意指多晶体内晶粒的大小。可用晶粒号、晶粒平均直径、单位面积或单位体积内晶粒数目定量表征。
6、树枝组织dendritic structure:金属铸造件中呈树枝状的晶体(晶粒)。
7、共晶组织eutectic structure:金属凝固时,由液相同时析出,紧密相邻的两种或多种固体构成的铸态组织。

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