金工實(shí)習(xí)第2章--工程材料的基本知識(shí)(編輯修改稿)
2025-08-31 09:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 018；QT50007；QT60003；QT90002； QT：表示球鐵漢語(yǔ)拼音字首；數(shù)字：分別表示材料的最低抗拉強(qiáng)度值(MPa)和最低伸長(zhǎng)(δ％)。例如：QT40018表示抗拉強(qiáng)度σb不低于400MPa，伸長(zhǎng)率δ不低于18％的球墨鑄鐵材料。 用它可以代替部分鑄鋼或鍛鋼件，制造承受較大載荷、受沖擊和耐磨損的零件，例如：大功率柴油機(jī)的曲軸、軋輥、中壓閥門(mén)、汽車(chē)后橋等。（三）鑄鋼與鑄鐵相比，鑄鋼具有較高的綜合機(jī)械性能，特別是塑性和韌性較好，使鑄件在動(dòng)載荷作用下安全可靠。此外，鑄鋼的焊接性較鑄鐵優(yōu)良，這對(duì)于采用鑄－焊聯(lián)合工藝制造復(fù)雜零件和重要零件十分重要。但是，鑄鋼的鑄造工藝性能差，為保證鑄鋼件的質(zhì)量，還必須采取一些特殊的工藝措施，這就使鑄鋼件的生產(chǎn)成本高于鑄鐵。我國(guó)碳素鑄鋼件的牌號(hào)根據(jù)GB5613—85規(guī)定，用鑄鋼漢語(yǔ)拼音字首“ZG”加兩組數(shù)字組成，第一組數(shù)字代表屈服強(qiáng)度值(MPa)，第二組數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度值(MPa)。鑄鋼的牌號(hào)有ZG200—400、ZG230—450、ZG270—500、ZG310—570、ZG340—640等。 （四）有色金屬 除黑色金屬鋼鐵以外的其它金屬與合金，統(tǒng)稱(chēng)為有色金屬或非鐵金屬。 有色金屬具有許多與鋼鐵不同的特性，例如：高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性(銀、銅、鋁等)；優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性(鉛、鈦等)；高的導(dǎo)磁性(鐵鎳合金等)；高的強(qiáng)度(鋁合金、鈦合金等)；很高的熔點(diǎn)(鎢、鈮、鉭、鋯等)。所以，在現(xiàn)代工業(yè)中，除大量使用黑色金屬外，還廣泛使用有色金屬。 常用的有色金屬主要有鋁及鋁合金和銅及銅合金兩類(lèi)。 1. 鋁及鋁合金（1）工業(yè)純鋁 工業(yè)純鋁的加工產(chǎn)品，按純度的高低，分為L(zhǎng)L……L7等七個(gè)牌號(hào)，其中，L是“鋁”字漢語(yǔ)拼音的首字母，數(shù)字表示編號(hào)，編號(hào)越大，純度越低。 工業(yè)純鋁的強(qiáng)度低，σb為80～100MPa，經(jīng)冷變形后可提高至150～250MPa，故工業(yè)純鋁難于滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)零件的性能要求，主要用作配制鋁合金及代替銅制作導(dǎo)線、電器和散熱器等。 （2）鋁合金 用于鑄造生產(chǎn)中的鋁合金葉鑄造鋁合金，它不僅具有較好的鑄造性能和耐蝕性能，而且還能用變質(zhì)處理的方法使強(qiáng)度進(jìn)一步得到提高，應(yīng)用較為廣泛。如用作內(nèi)燃機(jī)活塞、氣缸頭、氣缸散熱套等。 這類(lèi)鋁合金的牌號(hào)由鑄鋁兩字漢語(yǔ)拼音字首“ZL”和三位數(shù)字組成。其中第一位數(shù)字為主加元素的代號(hào)(1表示Al－Si系合金；2表示Al－Cu系合金；3表示Al－Mg系合金；4表示Al－Zn系合金)，后兩位數(shù)字表示順序號(hào)。如ZL102表示鑄造鋁硅合金材料。 除了鑄造鋁合金外，還有一類(lèi)鋁合金叫形變鋁合金，主要有防銹鋁、鍛造鋁、硬鋁和超硬鋁四種。它們大多通過(guò)塑性變形軋制成板、帶、棒、線材等半成品使用。其中硬鋁是一種應(yīng)用較多的由鋁－銅－鎂等元素組成的鋁合金材料。它除了具有良好的抗沖擊性、焊接性和切削加工性外，經(jīng)過(guò)熱處理強(qiáng)化(淬火加時(shí)效)后強(qiáng)度和硬度能進(jìn)一步提高，可以用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)支架、翼肋、螺旋槳、鉚釘?shù)攘慵?2. 銅及銅合金銅及銅合金的種類(lèi)很多，一般分為紫銅(純銅)、黃銅、青銅和白銅等。 （1）純銅 純銅因其表面呈紫紅色，故亦稱(chēng)紫銅。它具有極好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，大多用于電器元件或用作冷凝器、散熱器和熱交換器等零件。純銅還具良好的塑性、通過(guò)冷、熱態(tài)塑性變形可制成板材、帶材和線材等半成品。此外，純銅在大氣中還具有較好的耐蝕性。 我國(guó)工業(yè)純銅的牌號(hào)是用符號(hào)“T”(銅字漢語(yǔ)拼音字首)和順字?jǐn)?shù)字組成。如TTTT4，其中順序數(shù)字越大，表示純度下降。 （2）黃銅銅和鋅所組成的合金叫黃銅。當(dāng)黃銅中含鋅量小于39%時(shí)，鋅能全部溶解在銅內(nèi)。這類(lèi)黃銅具有良好的塑性，可在冷態(tài)或熱態(tài)下經(jīng)壓力加工(軋、鍛、沖、拉、擠)成型。按其加工方式不同，可將黃銅分為壓力加工黃銅和鑄造黃銅兩種。壓力加工黃銅的牌號(hào)是符號(hào)“H”(黃字漢語(yǔ)拼音字首)和數(shù)字組成。如H68黃銅，表示其含銅量為68%，含鋅量為32%。 鑄造黃銅其牌號(hào)前冠以ZCu＋主加元素符號(hào)＋主加元素平均含量＋輔加元素符號(hào)＋輔加元素平均含量組成。如ZCuZn38表示含鋅量為38%的鑄造黃銅，ZCuZn40Pb2表示含鋅量為40%，含鉛量為2%的鑄造鉛黃銅。（3）青銅由于主加元素不同，青銅分為錫青銅、鈹青銅、鋁青銅、鉛青銅及硅青銅等。除錫青銅外，其余均為無(wú)錫青銅。 青銅的牌號(hào)是用符號(hào)“Q”(青字漢語(yǔ)拼音字首)和數(shù)字組成。如QSn4—3，表示其含錫量為4%，含鋅量為3%的錫青銅。QAl17，表示其含鋁量為7%的鋁青銅。鑄造青銅其牌號(hào)表示法與鑄造黃銅類(lèi)似。如ZCuSn5Pb5Zn5表示含錫量為5%，含鉛為5%，含鋅量為5%的鑄造錫青銅。二. 非金屬材料 非金屬材料是近年來(lái)發(fā)展非常迅速的工程材料，因其具有金屬材料無(wú)法具備的某些性能(如電絕緣性、耐腐蝕性等)，在工業(yè)生產(chǎn)中已成為不可替代的重要材料，如高分子材料和工業(yè)陶瓷。 1. 塑料 塑料是高分子化合物，其主要成分是合成樹(shù)脂，在一定的溫度、壓力下可軟化成形，是最主要的工程結(jié)構(gòu)材料之一。由于塑料具有許多優(yōu)良的性能，例如：具有良好的電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性、成形性，而密度小等，因此不僅在日常生活中到處可見(jiàn)，而且在工程結(jié)構(gòu)中也被廣泛地應(yīng)用。 塑料的種類(lèi)很多，按性能可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類(lèi)。 熱塑性塑料在加熱時(shí)軟化和熔融，冷卻后能保持一定的形狀，再次加熱時(shí)又可軟化和熔融，具有可塑性。屬于熱塑性塑料的如有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和A BS等。熱固性塑料是在固化后加熱時(shí)，不能再次軟化和熔融，不再具有可塑性。屬熱固性塑料的如有酚醛樹(shù)脂(PF)、環(huán)氧塑料(FP)等。塑料按用途可分為通用塑料和工程塑料兩類(lèi)。例如，通用塑料有：酚醛塑料、聚乙烯(PF)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等。工程塑料有：聚烯胺(P A即尼龍)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)和ABS等。工程塑料具有良好的力學(xué)性能，能替代金屬制造一些機(jī)械零件和工
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