五金材料基础知识培训资料珠海理想生产管理部品质管理课一、名词解释1. 金属：金属： 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。规律性排列的固体（即晶体）。 2.合金：合金： 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。质。 5. 五金五金: 俗称俗称,古人习惯把金、银、铜、铁、铝叫做五金，后人用古人习惯把金、银、铜、铁、铝叫做五金，后人用“五金五金”泛指各种金属。泛指各种金属。 二、金属材料的性能二、金属材料的性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材 料制成的零构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能） 物理性能 （比重、熔点、导电性、导热 性热膨胀性、磁性） 使用性能使用性能 化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性） 力学性能（机械性能）金属材料的性能金属材料的性能 工艺性能：工艺性能： 材料适应冷、热加工方法的能力 1.机械性能机械性能 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。A.强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位 面积受载荷称应力。 B.屈服点（ss）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到 某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L时 应力值，单位用牛顿/毫米（N/mm）表示。C.抗拉强度（sb）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用 牛顿/毫米（N/mm）表示。D.延伸率（d）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。E.断面收缩率（y）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百 分比。F.硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测 定分维氏硬度（HV、）和洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）G.冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/（J/cm）.2.工艺性能工艺性能 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能A.铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要 包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的 能力；偏析指化学成分不均性。B.焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两 个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的 特性。C.冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯 曲程度一般用弯曲角度a（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比 值表示，a愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。D. 冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常 温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。E.锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的 能力。三、金属材料的分类金属材料种类繁多，习惯分成两大类，即黑色金属材料和有色金属材料，黑色金属材料包括生铁、铁合金、铸铁和钢。1、生铁、生铁生铁是含碳量大于2%（2.1%）的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.5%-4%，并含Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。A.炼钢生铁：炼钢生铁含硅量不大于1.7%，碳以Fe3c状存在。故硬而脆，断口呈白色。B.铸造用生铁:铸造生铁硅含量为1.25-3.6%。碳多以石墨状态存在。断口呈灰色。软、易切削加工。主要用来生产各种铸铁件原料如床身、箱体等。C.球量铸造用生铁：球墨铸造用生铁也是一种铸造生铁，只是低硫低磷。低硫使碳充分在铁中石墨化。低磷提高生铁的机械性能：主要用于生产性能（机械性能）较好的球墨铸铁件。2、铁合金、铁合金 铁合金是指除碳（C）以外的非金属或金属素与铁组成的合金；金属锰、金属铬两种黑色金属锰硅（Mn、Si）Si、Cr）合金。铁合金的种类很多，用途也较广。铁合金是一种炉料，用于钢铁及共它金属冶炼和铸造等用。用作脱氧剂、变质剂。以及作为合金元素加入。3、铸铁、铸铁铸铁铸铁铸铁是含碳大于2.1%的铁碳合金，它是将铸造生铁（部分炼钢生铁）在炉中重新熔化，并加进铁合金、废钢、回炉铁调整成分而得到。与生铁区别是铸铁是二次加工，大都加工成铸铁件。铸铁件具有优良的铸造性可制成复杂零件，一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好，价格低等特点。3.1、铸铁分类白口铸铁白口铸铁：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，因断口呈亮白色。故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。灰口铸铁灰口铸铁：铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。可锻铸铁可锻铸铁：可锻铸铁是用碳、硅含量较低的铁碳合金铸成白口铸铁坯件，再经过长时间高温退火处理，使渗碳体分解出团絮状石墨而成，即可锻铁是一种经过石墨化处理的白口铸铁。球墨铸铁球墨铸铁：在铁水（球墨生铁）浇注前加一定量的球化剂（常用的有硅铁、镁等）使铸铁中石墨球化。由于碳（石墨）以球状存在于铸铁基体中，改善其对基体的割裂作用，球墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性大大提高。并具有耐磨、减震、工艺性能好、成本低等优点，现已广泛替代可锻铸铁及部分铸钢、锻钢件、如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。四、钢四、钢钢是用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的钢中含碳量低于2.1%，并使其杂质（主要指S、P）含量降低到规定标准。钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用途等的不同，可对钢进行多种的分类1、按冶炼方法分类：*转炉钢：*平炉钢：*电炉钢：2、按工艺方法（脱氧程度）分类沸腾钢、镇静钢、半镇静钢3、按化学成分分类非合金钢、低合金钢、合金钢4、按质量分类 5、按用途分类结构钢又分为工程结构钢和机械结构钢。工程结构钢主要是指用作建筑、铁路、桥梁、容器等工程构件用钢，这种钢制成构料大多不再进行热处理。机械结构钢指机床、武器等零构件，构件大多要进行热处理。指按钢使用用途把钢分成结构钢、工具钢和特殊用途钢。工具钢主要用来制造各种工具，如量具、刃具、模具，对工具钢制成的工具都要进行热处理。特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作，对钢有特殊要求，如物理、化学、机械等性能6、钢的综合分类由于钢的分类方法较多，在实际中按其化学成分、质量、用途进行综合分类。下表为钢的主要分类及举例。按化学成分分类非合金钢低合金钢合金钢按质量等级分类普通质量普通质量低碳结构钢板和带钢、碳素结构钢、碳素钢钢筋、铁道用钢、钢板桩钢、一般工程用热处理的普通质量碳素钢、普通碳素钢盘条、一般用途低碳钢丝、花纹钢板中的普通质量低碳结构钢、栅栏用钢丝一般用途低合金钢结构钢、一般低合金钢筋钢、低合金轻轨钢、矿用低合金钢结构钢优质冲压薄板低碳钢、镀层薄板原板碳素结构钢特殊要求，优质碳结钢锅炉和压力容器用钢；造船、铁道、桥梁、汽车、锚链、自行车用钢；输油及输气管用钢；工程结构用铸造碳素钢；予应力及混凝土钢筋用优质非合金钢；一般用途低合金结构钢锅炉和压力容器用低合金钢造船用低合金钢；汽车用低合金钢；桥梁用低合金钢；自行车用低合金钢；低合金高耐侯性钢；可焊接低合金耐侯钢；低合金重轨钢；起重机用低合金钢轨钢；铁路用异型钢；矿用低合金结构钢；易切削结构钢一般工程结构用合金钢合金钢筋钢；地质石油钻探用合金钢；电工用钢；铁道用合金钢；压力容器用合金钢；热处理合金钢筋钢；经热处理的地质、石油钻控用合金钢；高锰钢、机械结构用钢特殊质量优质碳结构特殊要求、保证淬透性钢、保证厚度方向性能钢、铁道用钢、航空、兵器、核压力容器用非合金钢、焊条用钢、碳素弹簧钢、特殊盘条钢、非合金调质钢、非合金表面硬化钢、冷顶锻和冷挤压钢、特殊易切钢碳素工具钢、碳素中空钢、具有规定导电性能的非合金电工钢、具有规定磁性能的非合金软磁钢、原料纯铁核能用低合金钢、压力容器用低合金钢、保证厚度方向性能低合金钢、舰船、兵器用低合金钢、铁路用低合金车轮钢、刮脸刀片用低合金钢不锈、耐蚀和耐热钢、合金工具钢、高速工具钢、轴承钢、特殊物理性五、钢的五、钢的.热处理热处理热处理是把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改变表面性能的热处理工艺。六、碳化与氮化1、碳化将低碳钢零件放入渗碳介质中，通过加热、保温使碳原子渗入钢件表面的热处理称为渗碳处理。它一般有固态渗碳、液态渗碳和气态渗碳之分。渗碳过后一般仍需经过淬火及回火处理。2、氮化：将含铝、铬、钼等合金元素的低碳钢和中碳钢放入渗氮介质中，通过加热并保温使氮原子渗入其表层的热处理称为渗氮处理。一般在精加工后进行。渗氮过后的部品表面硬度可达HRC67以上，耐磨性及疲劳强度比渗碳处理高，氮化层还具有较高的热腐蚀性。七、硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。1、布氏硬度（布氏硬度（HB）以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2(N/mm2)。2、维氏硬度（维氏硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。3、洛氏硬度（洛氏硬度（HR）当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。七、金属材料的检验（一）（一） 包装检验包装检验（二）（二） 标志检验标志检验（三）（三） 规格尺寸的检验规格尺寸的检验（四）（四） 数量的检验数量的检验（五）（五） 表面质量检验表面质量检验（六）（六） 内部质量检验的保证条件内部质量检验的保证条件（七）（七） 化学成分检验化学成分检验（八）内部质量检验（八）内部质量检验金属材料属于冶金产品，从事金属材料生产、订货、运输、使用、保管和检验必须依据统一的技术标准-冶金产品标准。对从事金属材料的工作人员必须掌握标准的有关内容。我国冶金产品使用的标准为国家标准（代号为国标GB）、部标（冶金工业部标准YB、一机部标准JB等、）企业标准三级。以上资料由品质管理课搜集整理，如需查询以上资料由品质管理课搜集整理，如需查询可直接登录可直接登录SV001199/F/USE/品管课品管课/品质培训品质培训/幻灯片幻灯片谢谢大家