| 书名 | 常用金属材料规格及重量速查手册 | 页数 | 564页 |
|---|---|---|---|
| 出版社 | 机械工业出版社 | 出版时间 | 2011年3月 |
| 市场价 | 信息价 | 询价 |
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金属材料一般是指工业应用中的纯金属或合金。自然界中大约有70多种纯金属，其中常见的有铁、铜、铝、锡、镍、金、银、铅、锌等等。而合金常指两种或两种以上的金属或金属与非金属结合而成，且具有金属特性的材料。
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金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。机电工程常用的金属材料主要是制造各种大型金属构件的用钢，如建筑、机电、冶金、石化、电力以及锅炉压力容器、压力管道等工程的用钢。本条主要知识点是：黑色金属材料的类型及应用；有色金属材料的类型及应用。
一、黑色金属材料的类型及应用
（一）碳素结构钢
（二）低合金结构钢
（三）铸钢和铸铁
（四）特殊性能低合金高强度钢
（五）钢材的类型及应用
二、有色金属的类型及应用
通常将钢铁以外的金属及其合金，统称为有色金属。有色金属具有钢铁所没有的许多特殊的力学和物理性能，为机电工程中不可缺少的材料。
有色金属的种类很多，密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属，如铜、锌、镍等；密度小于等于4.5g/cm3的金属称为轻金属，如铝、镁、钛等。
常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度 克/厘米3材料名称密度 克/厘米3 灰口铸铁66"74不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni1879 白口铸铁74"772Cr13Ni4Mn985 可锻铸铁72"743Cr13Ni7Si280 铸钢78纯铜材89 工业纯铁78759、62、65、68黄铜85 普通碳素钢78580、85、90黄铜87 优质碳素钢78596黄铜88 碳素工具钢78559-1、63-3铅黄铜85 易切钢78574-3铅黄铜87 锰钢78190-1锡黄铜88 15CrA铬钢77470-1锡黄铜854 20Cr、30Cr、40Cr铬钢78260-1和62-1锡黄铜85 38CrA铬钢78077-2铝黄铜86 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、 铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢78567-25、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜85 镍黄铜85 铬镍钨钢780锰黄铜85 铬钼铝钢765硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜85 含钨9高速工具钢835-5-5铸锡青铜88 含钨18高速工具钢873-12-5铸锡青铜869 高强度合金钢7826-6-3铸锡青铜882 轴承钢7817-02、65-04、65-01、4-3锡青铜88 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr287754-03、4-4-4锡青铜89 Cr14、Cr17774-4-25锡青铜875 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni97855铝青铜82 1Cr18Ni11Si4A1Ti752锻铝LD8277 7铝青铜78LD7、LD9、LD1028 19-2铝青铜76超硬铝285 9-4、10-3-15铝青铜75LT1特殊铝275 10-4-4铝青铜746工业纯镁174 铍青铜83变形镁MB1176 3-1硅青铜847MB2、MB8178 1-3硅青铜86MB3179 1铍青铜88MB5、MB6、MB7、MB1518 05镉青铜89铸镁18 05铬青铜89工业纯钛（TA1、TA2、TA3）45 15锰青铜88钛合金TA4、TA5、TC6445 5锰青铜86TA644 白铜B5、B19、B30、BMn40-1589TA7、TC5446 BMn3-1284TA8456 BZN15-2086TB1、TB2489 BA16-1587TC1、TC2455 BA113-385TC3、TC4443 纯铝27TC744 防锈铝LF2、LF43268TC8448 LF3267TC9452 LF5、LF10、LF11265TC10453 LF6264纯镍、阳极镍、电真空镍885 LF21273镍铜、镍镁、镍硅合金885 硬铝LY1、LY2、LY4、LY6276镍铬合金872 LY3273锌锭（Zn01、Zn1、Zn2、Zn3）715 LY7、LY8、LY10、LY11、LY1428铸锌686 LY9、LY122784-1铸造锌铝合金69 LY16、LY172844-05铸造锌铝合金675 锻铝LD2、LD3027铅和铅锑合金1137 LD4265铅阳极板1133 LD5275
灰铸铁 HT100～HT350 66--74
白口铸铁 S15、P08、J13等 74--77
可锻铸铁 KT30-6～KT270-2 72--74
铸钢 ZG45、ZG35CrMnSi等 78
工业纯铁 DT1--DT6 787
普通碳素钢 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 785
优质碳素钢 05F、08F、15F
10、15、20、25、30、35、40、45、50 785
碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、
T11A、T12A、T13A、T8MnA 785
易切钢 Y12、Y30 785
弹簧钢丝 Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ 785
低碳优质钢丝 Zd、Zg 785
锰钢 20Mn、60Mn、65Mn 781
铬钢 15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 774 782 780
铬钒钢 50CrVA 785
铬镍钢 12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 785
铬镍钼钢 40CrNiMoA 785
铬镍钨钢 18Cr2Ni4WA 78
铬钼铝钢 38CrMoA1A 765
铬锰硅钢 30CrMnSiA 785
铬锰硅镍钢 30CrMnSiNi2A 785
硅锰钢 60Si2nMnA 785
硅铬钢 70Si2CrA 785
高强度合金钢 GC-4、GC11 782
高速工具钢 W9Cr4V W18Cr4V 83 87
轴承钢 GCr15 781
不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13
Cr14、Cr17
Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28
0Cr18Ni9、1Cr18Ni9
1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9
Cr18Ni11Nb
1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti
1Cr18Ni11Si4A1Ti
2Cr13Ni4Mn9
3Cr13Ni7Si2 77
775
785
785
79
79
752
85
80
(一)金属材料的种类
金属材料通常分为黑色金属和有色金属两大类。钢、生铁及铁合金(合金钢)称为黑色金属;除此之外的所有其他金属及合金称为有色金属,如铜、铝、镁、钛……以及其合金。
(二)金属材料的性能
金属材料的性能包括物理性能、力学性能及其切削加工性能等。在地勘钻探施工使用的机具中,对金属材料的力学性能和切削加工性能涉及考虑较多;特作如下介绍。
1金属材料的力学性能
金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
(1)强度
金属抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度,强度大小通常用应力来表示。根据载荷作用方式不同,强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度共5种。一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。
(2)硬度
材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
硬度是各种零件和工具必须具备的性能指标。钻探用钻头、切削具、管材等,都必须具备足够的强度,才能保证其使用性能和寿命。
(3)塑性
断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性,塑性指标由拉伸试验测得,金属材料拉伸时最大的相对塑性变形用拉断后的伸长率和断面收缩率来表示。
(4)韧性
金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为韧性。
(5)疲劳强度
许多机械零件(如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等)在工作过程中会受到交变应力的作用。虽然零件所受应力大小未超过材料的屈服点,但经过较长时间的工作而产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为金属的疲劳。对于黑色金属,一般规定应力循环107周次而不断裂的最大应力称为疲劳强度。有色金属、不锈钢等取108周次。
2金属材料的切削加工性能
切削加工性能又称为机械加工性能或可切削性,是指刃具对金属材料切削加工成符合要求的工件的难易程度。一般通过零件切削加工后的表面粗糙度、允许的切削速度、切削刀具的磨损程度等来衡量金属材料的切削加工性能。
切削加工性能与金属的化学成分、硬度、韧性、导热性、金相组织和加工硬化程度等许多因素有关,还与切削刀具的几何形状、耐磨程度、切削速度等因素有关,因此评价金属的切削加工性能较为复杂。一般来说,金属材料硬度越高,切削难度越大。此外,硬度不高但韧性优良的金属(如含Ni25%～30%的钢)也难以切削。铸铁、铜合金、铝合金等均有较好的切削加工性能,相对而言,钢的切削加工性能较差,特别是一些不锈钢。有的钢材在切削加工时会产生很长的切屑,影响加工。为改善此类材料的切削性能,可在钢中加入少量S、Se、Pb等元素。
