工程材料篇
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:0.42∽0.50% ;密度:7.85g/cm³
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、连接件等。 优点:热处理硬度范围宽,可获得不同的使用性能。 常见热处理:1.淬火+高、低温回火(回火温度不同,硬度不同) 注释:淬火HRC38∽HRC45
2.调质:淬火+高温回火
注释:调质HRC28∽HRC32
3.局部表面高频淬火
注释:表面高频淬火HRC43∽HRC50
常见表面处理:1.镀硬铬
2.发黑
(其它:镀镍、镀锌等)
40Cr(中碳调质钢)
含碳量:0.37∽0.44%;含Cr 0.80∽1.10%
通常调质后适用于中等精度而转速较高的轴类零件。
常见热处理:1.表面渗碳淬火 HRC48∽HRC56
2.调质+氮化 HRC43∽HRC52
常见表面处理:1.镀硬铬
2.发黑
(其它:镀镍、镀锌等)
A3钢(普通碳素结构钢) (价格:6元/KG)
常见图纸标示:A3,Q235,Q235A
含碳量:0.14∽0.22% ;
是仅次于45#的金属结构料,常用于:机架、连接板、支架等及可替代部分不需热处理的45#零件。优点:焊接性能好。例如大部分方通、扁通、角钢、槽钢、工字钢等均为A3材质。
A3钢一般不作为热处理材料使用。
常见表面处理:1.镀硬铬
2.发黑
3.表面喷涂
冷轧板(SPCC,Q235)
规格:厚度为0.2-4mm,宽度为600-2 000mm,钢板长度为1 200-6 000mm。
SK3(高级碳素工具钢)
常见图纸标示:SK3,T10
含碳量:1.05∽1.14% ;
耐磨行优良,可加工性好。
常用来制作冲压模具,工具等
SKD11(高碳高铬合金工具钢)
常见图纸标示:SKD11,Cr12MoV,D3
含碳量:1.40∽1.60% ;含Cr 11.00∽13.00%
应用最广泛的模具钢。常用于:销轴、刀口模、五金冲压模具、成形轧辊、压印模等
常见热处理:淬火+回火 HRC58∽HRC62
淬火+冷处理+回火
淬火+回火+氮化处理
常见表面处理:镀硬铬
SUJ2(高碳铬轴承钢)
常见图纸标示:SUJ2,GCr15,
含碳量:0.95∽1.10% ;含Cr 0.30∽1.60%
用于一般塑胶模具,机床轴承,钢球,滚子,轴套,导柱等
常见热处理:淬火+回火 注释:淬火HRC58∽HRC62
高频淬火HRC58∽HRC62
常见表面处理:镀硬铬
38CrMoAl(高级氮化钢)
含碳量:0.35∽0.42% ;含Cr:1.35∽1.65%;
含钼 Mo:0.15~0.25%;含Al:0.70~1.10%
高耐磨性及疲劳强度,并具有良好的耐热性及腐蚀性,淬透性不高。
常用于制作高耐磨性、高疲劳强度和相当大的强度、处理后尺寸精度高的氮化零件,如仿模、气缸套、齿轮、高压阀门、镗杆、蜗杆、磨床主轴等。
常见热处理:调质+氮化
常用铝合金(6061,7075,5052,2024)
1.1XXX系列 工业纯铝;
2.2XXX系列 Al-Cu、Al-Cu-Mn合金
3.3XXX系列 Al-Mn、可加工纯铝;
4.4XXX系列 Al-Si合金;
5.5XXX系列 Al-Mg合金;
6.6XXX系列 Al-Mg-Si合金;
7.7XXX系列 Al-Zn-Mg-Cu合金;
铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties) |
铝合金牌号 及状态 | 拉伸强度(25°C MPa) | 屈服强度(25°C MPa) | 硬度500kg力10mm球 | 延伸率1.6mm(1/16in)厚度 |
5052-H112 | 175 | 195 | 60 | 12 |
5083-H112 | 180 | 211 | 65 | 14 |
6061-T651 | 310 | 276 | 95 | 12 |
7050-T7451 | 510 | 455 | 135 | 10 |
7075-T651 | 572 | 503 | 150 | 11 |
2024-T351 | 470 | 325 | 120 | 20 |
铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties) |
铝合金牌号及状态 | 热膨胀系数 (20-100℃) μm/m·k | 熔点范围 (℃) | 电导率20℃(68℉) (%IACS) | 电阻率20℃(68℉) Ωmm2/m | 密度(20℃)(g/cm3) |
2024-T351 | 23.2 | 500-635 | 30 | 0.058 | 2.82 |
5052-H112 | 23.8 | 607-650 | 35 | 0.050 | 2.72 |
5083-H112 | 23.4 | 570-640 | 29 | 0.059 | 2.72 |
6061-T651 | 23.6 | 580-650 | 43 | 0.040 | 2.73 |
7050-T7451 | 23.5 | 490-630 | 41 | 0.0415 | 2.82 |
7075-T651 | 23.6 | 475-635 | 33 | 0.0515 | 2.82 |
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铝常见表面处理:
1.氧化(本阳极氧化、硬质阳极氧化、
2.表面拉丝
3.喷砂
常用不锈钢(304,316,2Cr13“带磁性”,310S“耐高温”)
依主成份分类 | 依金属组织分类 |
基本成份区分 | 通称 | 代表的钢种 | 概略组成 |
铬系 | 13铬类 | SUS410 | 13Cr | 马氏体系 |
18铬系 | SUS430合成绝缘子 | 18 Cr | 铁素体系 |
铬、镍系 | 18铬 8镍 (18-8系) | SUS304 SUS316 | 18-8Ni 18Cr-12Ni-2.5Mo超音频电源 | 奥氏体系 |
| SUS304 | SUS316 | SUS430 | SUS410 |
C | ≤0.08 | ≤0.08 | ≤0.12 | ≤0.15 |
Si | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.75 微孔网 | ≤1.00 |
Mn | ≤2.00 | ≤2.00 | ≤1.00 | ≤1.00 |
P | ≤0.045 | ≤0.045 | ≤0.040 | ≤0.040 |
S | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 |
Ni | 8.00~10.50 | 10.00~14.00 | ≤0.6 | ≤0.6 |
Cr | 18.00~20.00 | 16.00~18.00 | 16.00~18.00 | 11.50~13.50 |
Mo | -- | 2.00~3.00 | -- | -- |
钢种 特性 | 奥氏体系 (18-8系) 溯源防伪SUS304 SUS316 | 亚铁盐系 (18铬系) SUS430 | 马丁体系 (13铬系) SUS410 |
磁性 | 无 | 有 | 有 |
淬火硬化性 | 淬火不硬化。 | 淬火烧不硬化。 | 具有淬火硬化性,因碳素含量冷却易切割。 |
加工硬化性 | 加工硬化性大,而镍含量多的钢种加工硬化性小。 | 利用冷却加工后,多少会硬化。 | 与软钢相同具有加工硬化倾向。 |
耐蚀耐候性 | 具有优良特性。 | 作内装用不必担心腐蚀,但屋外使用则不太适宜。 | 差。 |
冲击和延伸 | 很良好,富成形性。 | 比奥氏体系差。 | 比奥氏体系差。 |
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熔接性 | 熔接性良好,但在500~800℃下加热熔接时,耐蚀性会劣化。 | 熔接性稍差,高温加热后影响下结晶粒变粗大而劣化。 | 熔接不好,没作预热,后热处理时则会产生熔接裂痕。 |
耐低温性 | 至-200℃也不降低脆性。 | -10℃以下则易脆。 | -15℃以下易脆。 |
方向性 | 没有方向性。 | 有方向性,依延伸方向可作直角弯曲。 | 有方向性。 |
热膨胀 | 约为生钢的1.5倍。 | 与生钢稍同。 | 与生钢稍同。 |
导热性 | 为生钢的1/3。 | 与生钢的1/2。 | 为钢的1/2。 |
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铜及铜合金
紫铜(红铜,纯铜)
密度:8.96g/cm³
具有很好的导电性和导热性,塑性极好,易于热压和冷压力加工,大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品。
黄铜(铜锌二元合金)
常用牌号:H65
黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
青铜(其它铜合金统称)书法教学系统
铝青铜强度高,耐磨性和耐蚀性好,用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。
铍青铜和磷青铜的弹性极限高,导电性好,适於制造精密弹簧和电接触元件。
嵌入式软件开发铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。
铬锆铜是最常用的电阻焊电极材料
非金属材料
电木:具有绝缘、不产生静电、耐磨及耐高温等特性。
常用来制作电子行业的治具。
有机玻璃(PMMA)、亚克力、透明PVC (常用作设备的透明视窗)
优力胶(聚氨酯):具有塑料的刚性,又有橡胶的弹性。
常用来作缓冲垫,硬度邵氏A10~A95
POM(赛钢):具有良好的物理、机械和化学性能,尤其是有优异的耐摩擦性能。
适于制作减磨耐磨零件,传动零件等
铁氟龙(聚四氟乙烯、塑料王):具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点。
常用来作密封圈等
尼龙 (聚酰胺纤维):广泛代替机械设备的耐磨部件,代替铜和合金作设备的耐磨损件。
其它
银钢枝 (材质:45#,40CR,GCR15)
是应用于自动化设备装配或用作模具粗加工材料的圆形钢棒。整体外观呈银白,精准度高,直线度高,便于各种装配与加工的使用。
一般规格:直径φ4-160mm
长度:100mm-8000mm
硬度:28-32 HRC 直径公差标准:H7、G5