材料金属及加工工艺PPT学习教案.pptx
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1、会计学1材料金属及加工材料金属及加工(ji gng)工艺工艺第一页,共62页。2023/5/25 17:422第1页/共62页第二页,共62页。2023/5/25 17:423第2页/共62页第三页,共62页。2023/5/25 17:4248.5 常用常用(chn yn)金属材料金属材料n n按金属材料构成元素按金属材料构成元素(yun s)(yun s)分为分为n n黑色金属(铁和以铁为基体的合金)黑色金属(铁和以铁为基体的合金)n n纯铁纯铁n n碳钢碳钢n n合金钢合金钢n n铸铁铸铁n n有色金属(铁以外的金属及其合金)有色金属(铁以外的金属及其合金)n n金、银金、银n n铝、铝合
2、金铝、铝合金n n铜、铜合金铜、铜合金n n钛、钛合金钛、钛合金第3页/共62页第四页,共62页。2023/5/25 17:425n n按金属材料主要按金属材料主要(zh(zh yo)yo)性能和用途分为性能和用途分为n n金属结构材料金属结构材料n n金属功能材料金属功能材料第4页/共62页第五页,共62页。2023/5/25 17:426n n按金属材料加工工艺分为按金属材料加工工艺分为n n铸造金属材料铸造金属材料n n变形金属材料变形金属材料n n粉末冶金粉末冶金(fn m y jn)(fn m y jn)材料材料第5页/共62页第六页,共62页。2023/5/25 17:427n n
3、按金属材料的密度按金属材料的密度(md)(md)分为分为n n轻金属(密度轻金属(密度(md)4.5g/cm3(md)4.5g/cm3(md)4.5g/cm3)第6页/共62页第七页,共62页。2023/5/25 17:428钢铁钢铁(gngti)材料材料 工业上应用最广泛的金属材料(cilio)是钢铁材料(cilio),其产量约占金属材料(cilio)总产量的90%以上。钢铁材料(cilio)之间主要的区别是含碳量不同,根据含碳量多少,钢铁材料(cilio)可分为三大类:第7页/共62页第八页,共62页。2023/5/25 17:429n n工业纯铁含碳量不超过0.02%的铁碳合金,工业纯铁
4、虽然塑性好,但强度低,很少用作结构材料和外观材料。n n钢含碳量为0.02%2.11%的铁碳合金,另含有少量磷、硫等杂质元素。钢的种类繁多(fndu),根据化学成分,可分为碳素钢和合金钢两大类,广泛应用于各个领域。第8页/共62页第九页,共62页。2023/5/25 17:4210n n铸铁含碳量为2.11%4.0%的铁碳合金,铸铁是一种使用历史悠久的重要工程材料,其熔点低,具有良好的铸造性能、切削性能及耐磨性和减振性,生产工艺简单,成本(chngbn)低廉,可用来制造各种具有复杂结构和形状的零件。常用的铸铁材料有灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。第9页/共62页第十页,共62页。2023/5/2
5、5 17:42111钢的分类钢的分类(fn li)n n(1)碳素钢n n 碳素钢又称碳钢,含碳量低于2.11%的铁碳合金。除铁、碳及限量以内的硅、锰、磷、硫、氧等杂质外,不含具他合金元素。碳作为钢中的主要元素,其含量对钢的组织结构和性能(xngnng)有决定性影响。通常含碳量增加,钢的强度、硬度增大,塑性、韧性和可焊性降低。第10页/共62页第十一页,共62页。2023/5/25 17:4212碳素钢按含碳量可分为碳素钢按含碳量可分为(fn wi):n n低碳钢(含碳量低碳钢(含碳量0.25%0.25%以下)以下)低碳钢具有低强度、高塑性、高韧性低碳钢具有低强度、高塑性、高韧性及良好的加工性
6、和焊接性,适合制造形状复杂和需焊接的零件和构件。及良好的加工性和焊接性,适合制造形状复杂和需焊接的零件和构件。n n中碳钢(含碳量中碳钢(含碳量0.25%0.25%0.6%0.6%)中碳钢具有一定的强度、塑性和适中碳钢具有一定的强度、塑性和适中中(shzhng)(shzhng)的韧性,经热处理而具有良好的综合力学性能,多用于制的韧性,经热处理而具有良好的综合力学性能,多用于制造要求强韧性的齿轮、轴承等机械零件。造要求强韧性的齿轮、轴承等机械零件。n n高碳钢(含碳量高碳钢(含碳量0.6%0.6%以上)以上)高碳钢具有较高的强度和硬度,耐磨性高碳钢具有较高的强度和硬度,耐磨性好,塑性和韧性较低,
7、主要用于制造工具、刃具、弹簧及耐磨零件等。好,塑性和韧性较低,主要用于制造工具、刃具、弹簧及耐磨零件等。第11页/共62页第十二页,共62页。2023/5/25 17:4213n n碳素钢按质量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。n n碳素钢按用途可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。n n碳素钢是一种用量大、用途广的金属材料,多制成不同规格的板材、管材、型材、线材及铸件,广泛用于建筑、桥梁、车辆(chling)、化工等各领域。第12页/共62页第十三页,共62页。2023/5/25 17:4214(2)合金钢)合金钢n n以碳素钢为基础适量加入一种或几种合金元素的钢,具有较高的综合机械以碳素钢为基
8、础适量加入一种或几种合金元素的钢,具有较高的综合机械性能和某些特殊的物埋、化学性能。合金元素可改善钢的使用性能和工艺性能和某些特殊的物埋、化学性能。合金元素可改善钢的使用性能和工艺性能,常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钛、硼等。如铬可使钢的耐磨性能,常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钛、硼等。如铬可使钢的耐磨性、硬度和高温性、硬度和高温(gown)(gown)强度增加;镍可使钢钢材的耐热性、低温抗冲击强度增加;镍可使钢钢材的耐热性、低温抗冲击性、耐腐蚀性增加,主要用作强韧钢、耐酸钢等;锰可增加高温性、耐腐蚀性增加,主要用作强韧钢、耐酸钢等;锰可增加高温(gown)(gown)的抗拉强度和硬度,与
9、铬的合金钢可作强韧钢,与硅的合金钢可作弹簧钢,的抗拉强度和硬度,与铬的合金钢可作强韧钢,与硅的合金钢可作弹簧钢,与硫的合金钢可作易切削钢;硅可使钢的耐热性、耐蚀性增加,增加低合与硫的合金钢可作易切削钢;硅可使钢的耐热性、耐蚀性增加,增加低合金钢的强度,改善电磁性能,可用作强韧钢、弹簧钢以及电气用的硅钢板。金钢的强度,改善电磁性能,可用作强韧钢、弹簧钢以及电气用的硅钢板。第13页/共62页第十四页,共62页。2023/5/25 17:4215n n合金钢按合金元素总含量分为低合金钢(总含量5%以下)、中合金钢(总含量5%10%)和高合金钢(总含量10%以上);合金钢按合金元素种类分为铬钢、镍钢(
10、ni n)、锰钢、硅钢、铬镍钢(ni n)、锰硅钢等;合金钢按用途分为合金结构钢、合金工具钢和特种合金钢(如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等)。第14页/共62页第十五页,共62页。2023/5/25 17:4216第15页/共62页第十六页,共62页。2023/5/25 17:4217第16页/共62页第十七页,共62页。2023/5/25 17:4218第17页/共62页第十八页,共62页。2023/5/25 17:42192常用钢材常用钢材(gngci)的品种及的品种及用途用途 n n钢材是由钢坯或钢锭加工而成的产品,通常(tngchng)分为型钢、钢板、钢管、钢丝等4大类。可采用轧制、挤压、拉
11、拔、焊接、冷弯等工艺加工,广泛用于各工业部门。第18页/共62页第十九页,共62页。2023/5/25 17:4220(1)型钢)型钢(xnggng)n n具有一定几何形状截面,且长度和截面周长之比相当大的直条钢材。按生成方法可分为热轧型钢、弯曲型钢、挤压型钢、拔制型钢和焊接型钢等;按截面形状可分为圆钢、方钢、扁钢(bin n)、六角钢、角钢、工字钢、槽钢和异形钢等。型钢的规格常以反映截面形状的主要陀廓尺寸来表示。第19页/共62页第二十页,共62页。2023/5/25 17:4221第20页/共62页第二十一页,共62页。2023/5/25 17:4222第21页/共62页第二十二页,共62
12、页。2023/5/25 17:4223第22页/共62页第二十三页,共62页。2023/5/25 17:4224第23页/共62页第二十四页,共62页。2023/5/25 17:4225(2)钢板)钢板(gngbn)n n用钢坯或钢锭轧制而成,且宽厚比很大的矩形板材(bn ci)。按生成方法可分为热轧钢板和冷轧钢板;按质量分为普通钢板、优质钢板和复合钢板;按表面处理方式分为镀层钢板和涂层钢板;按厚度分为薄钢板(厚度小于4mm)、厚钢板(厚度460mm)和特厚钢板(厚度大于60mm)。钢板可按要求剪裁、弯曲、冲压和焊接成各种构件和产品。常见的钢板品种有:第24页/共62页第二十五页,共62页。2
13、023/5/25 17:4226常见常见(chn jin)的钢板品种有:的钢板品种有:n n钢带:又称带钢,是长度很长、大多成卷供应的钢板。宽度在钢带:又称带钢,是长度很长、大多成卷供应的钢板。宽度在600mm600mm以下的以下的称为窄带钢,超过称为窄带钢,超过600mm600mm的称为宽带钢。分为热轧带钢和冷轧带钢。前者在热的称为宽带钢。分为热轧带钢和冷轧带钢。前者在热轧机上轧制,厚度轧机上轧制,厚度1 16mm6mm。主要作为冷轧用带钢以及焊缝钢管、冷弯和焊接。主要作为冷轧用带钢以及焊缝钢管、冷弯和焊接型钢的原料;后者用热轧带钢再冷轧而成,厚度型钢的原料;后者用热轧带钢再冷轧而成,厚度0
14、.10.13mm3mm,具有表面光洁、,具有表面光洁、平整,尺可精度高,机械性能好等优点,大多加工成涂层带钢,供汽车平整,尺可精度高,机械性能好等优点,大多加工成涂层带钢,供汽车(qch)(qch)、洗衣机、电冰箱外壳等冲压件用。冷轧带钢还广泛用于制造焊缝钢、洗衣机、电冰箱外壳等冲压件用。冷轧带钢还广泛用于制造焊缝钢管、弹簧、锯条、刀片及各种冲压制品。管、弹簧、锯条、刀片及各种冲压制品。第25页/共62页第二十六页,共62页。2023/5/25 17:4227n n覆层钢板:在具有良好深冲压性能(xngnng)的低碳钢板表面镀覆锡、锌、铝、铬等金属保护层或涂覆有机涂层、塑料等非金属保护层的制品
15、。包括镀锌钢板、镀锡钢板、无锡钢板、镀铝钢板及有机涂层钢板等,具有良好的抗蚀性和外观装饰性,在工业上广泛使用。第26页/共62页第二十七页,共62页。2023/5/25 17:4228n n镀锌钢板镀锌钢板表面镀锌的低碳钢板。镀锌能有效地防止钢材腐蚀,延长使表面镀锌的低碳钢板。镀锌能有效地防止钢材腐蚀,延长使用寿命。镀锌方法分为热镀法和电镀法。镀锌薄钢板(厚度约用寿命。镀锌方法分为热镀法和电镀法。镀锌薄钢板(厚度约0.40.41.2mm1.2mm)又称镀锌铁皮,俗称白铁皮。镀锌钢板广泛用于建筑、车辆、家电)又称镀锌铁皮,俗称白铁皮。镀锌钢板广泛用于建筑、车辆、家电、日用品等行业。、日用品等行业
16、。n n镀锡钢板镀锡钢板表面镀有纯锡层的低碳钢薄板,俗称马口铁。镀锡方法有热表面镀有纯锡层的低碳钢薄板,俗称马口铁。镀锡方法有热镀和电镀两种。镀锡钢板表面金属光泽强,具有良好镀和电镀两种。镀锡钢板表面金属光泽强,具有良好(lingh(lingh o)o)的耐腐蚀的耐腐蚀性、焊接性,深冲压时有润滑性,并能进行彩色印刷。广泛用来制作罐头性、焊接性,深冲压时有润滑性,并能进行彩色印刷。广泛用来制作罐头盒、食品容器及轻便耐蚀器皿等。盒、食品容器及轻便耐蚀器皿等。第27页/共62页第二十八页,共62页。2023/5/25 17:4229n n无锡钢板无锡钢板不镀锡却可替代镀锡钢板使用的薄钢板。一般采不镀
17、锡却可替代镀锡钢板使用的薄钢板。一般采用电解铬酸法处理钢板表面:先在低碳钢板表面镀一层金属铬,用电解铬酸法处理钢板表面:先在低碳钢板表面镀一层金属铬,然后再镀铬的水合氧化物。无锡钢板生产成本低,可代替镀锡然后再镀铬的水合氧化物。无锡钢板生产成本低,可代替镀锡钢板,用作啤酒、饮料等罐装包装材料。钢板,用作啤酒、饮料等罐装包装材料。n n镀铝钢板镀铝钢板表面镀有纯铝或含硅量为表面镀有纯铝或含硅量为5%5%10%10%铝合金的覆层铝合金的覆层钢板,多用热镀法、电泳法和真空蒸镀法生产。具有良好的抗钢板,多用热镀法、电泳法和真空蒸镀法生产。具有良好的抗高温氧化性、热反射性和优异的耐大气腐蚀性(可抵抗二氧
18、化高温氧化性、热反射性和优异的耐大气腐蚀性(可抵抗二氧化硫硫(r y(r y ng hu li)ng hu li)、硫化氢和二氧化氮等气体的腐蚀),多用作、硫化氢和二氧化氮等气体的腐蚀),多用作汽车排气系统、耐热部件及建筑材料等。真空蒸镀铝钢板可作汽车排气系统、耐热部件及建筑材料等。真空蒸镀铝钢板可作为罐体、瓶盖等包装材料,部分代替镀锡钢板。为罐体、瓶盖等包装材料,部分代替镀锡钢板。第28页/共62页第二十九页,共62页。2023/5/25 17:4230n n有机涂层钢板覆层钢板的一种,通常在冷轧钢板、镀锌钢板或镀铝钢板表面涂覆有机涂料或薄膜,一般采用辊涂法或层压法生产。有机涂层钢板既有钢板
19、的强度,又有良好的耐腐蚀性、耐久性和耐擦洗性。表面制成不同(b tn)色彩和花纹图案,装饰性极强,故有彩色钢板之称。广泛用作建筑材料、汽车制造、电器工业和电冰箱、洗衣机等的原材料。第29页/共62页第三十页,共62页。2023/5/25 17:4231n n花纹钢板表面带有凹凸(o t)花纹的钢板。花纹主要起防滑和装饰作用,可经热轧、冷轧或钻切加工制成。广泛用于造船、汽车、交通、建筑等行业。n n不锈钢板不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐溶液或其他腐蚀介质中具有高耐蚀性的合金钢的总称。钢中的主要合金元素铬的含量通常达12%以上,主要用来制造在各种腐蚀介质中工作的零件或构件。第30页/共62页第三
20、十一页,共62页。2023/5/25 17:4232(3)钢管)钢管(gnggun)n n中空的棒状钢材,截面多为圆形,也有方形、矩形和异形。按生成方法分为无中空的棒状钢材,截面多为圆形,也有方形、矩形和异形。按生成方法分为无缝钢管和焊缝钢管。无缝钢管采用热轧、冷轧、挤压、冷拔等方法生产,由于缝钢管和焊缝钢管。无缝钢管采用热轧、冷轧、挤压、冷拔等方法生产,由于截面封闭无焊缝,具有较高的承载截面封闭无焊缝,具有较高的承载(chngzi)(chngzi)压力,适合作高强度钢管、特殊压力,适合作高强度钢管、特殊钢管和厚壁钢管。焊缝钢管用钢板或钢带卷曲成筒状焊接而成,表面质量好,钢管和厚壁钢管。焊缝钢
21、管用钢板或钢带卷曲成筒状焊接而成,表面质量好,尺寸精度高,生成效率高,成本低。按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋缝焊营。尺寸精度高,生成效率高,成本低。按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋缝焊营。生产薄壁管和大直径管采用焊接方法比较方便。钢管广泛用来输送流体和制造生产薄壁管和大直径管采用焊接方法比较方便。钢管广泛用来输送流体和制造机械构件。机械构件。第31页/共62页第三十二页,共62页。2023/5/25 17:4233(4)钢丝)钢丝(n s)n n用不同质量的热轧盘条冷拔拉制而成的线状钢材。按截面形状可分为圆用不同质量的热轧盘条冷拔拉制而成的线状钢材。按截面形状可分为圆形、椭圆形、三角形和异形钢丝
22、;按尺寸分为特细(小于形、椭圆形、三角形和异形钢丝;按尺寸分为特细(小于0.lmm0.lmm)、较)、较细(细(0.10.10.5mm0.5mm)、细()、细(0.50.5 1.5mm 1.5mm)、中等)、中等 (1.51.5 3mm 3mm)、粗)、粗 (3.03.0 6.0mm 6.0mm)、较粗)、较粗 (6.06.0 8.0mm 8.0mm)、特粗)、特粗 (大于(大于8.0mm8.0mm)钢丝;按化)钢丝;按化学成份分为低碳、中碳、高碳钢丝和低合金、中合金、高合金钢丝;按学成份分为低碳、中碳、高碳钢丝和低合金、中合金、高合金钢丝;按表面状态分为抛光表面状态分为抛光(pogung)(
23、pogung)、磨光、酸洗、氧化处理和镀层钢丝等;、磨光、酸洗、氧化处理和镀层钢丝等;按用途分为普通钢丝、结构钢丝、弹簧钢丝、不锈钢丝、电工钢丝、钢按用途分为普通钢丝、结构钢丝、弹簧钢丝、不锈钢丝、电工钢丝、钢绳钢丝等。绳钢丝等。第32页/共62页第三十三页,共62页。2023/5/25 17:4234第33页/共62页第三十四页,共62页。2023/5/25 17:4235有色金属有色金属(yus jnsh)材料材料有色金属 除铁、锰、铬外的83种金属都叫有色金属。有色金属的分类,各个国家并不完全统一。大致上按其密度(md)、价格,在地壳中的储量及分布情况,被人们发现和使用的早晚等分为五大类
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