常用金属材料的类型与应用

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常用金属材料的类型及应用

• 黑色金属
  • I. 碳素结构钢
    • 1. 又名“黑碳钢”
    • 2. 屈服强度4种
      • Q195
      • Q215
      • Q235
        • 含碳量适中，良好塑性韧性，焊接性能，冷加工性能，大量生产钢板、型钢钢筋
          • Q235A/B，钢筋钢板钢管
          • Q235C/D，可用于重要焊接件
      • Q275
      • 型钢、钢板作构件用
    • 3. 良好的塑性和韧性，易于成型和焊接，常以热轧态供货
    • 4. 含硫磷
      • A级最高，D级最低
        • CD相当于优质碳素钢，适用于制造可焊性及韧性要求较高的工程结构机械零部件，如机座、支架、受力不大的拉杆、连杆、轴等。
  • II. 低合金结构钢
    • 1. 又名“低合金高强度钢”
    • 2. 屈服强度8种
      • Q345
      • Q390
      • Q420
      • Q460
        • “鸟巢”钢结构
      • Q500
      • Q550
      • Q620
      • Q690
    • 3. 特点
      • 高强度
      • 高韧性
      • 良好的冷成型和焊接性能
      • 低的冷脆转变温度
      • 良好的耐腐蚀
      • 综合力学性能
    • 4. 用途
      • 桥梁、钢结构、锅炉汽包、压力容器、压力管道、船舶、车辆、重轨、轻轨等制造
  • III. 铸钢及铸铁
    • 又名“碳素铸钢”、“合金铸钢”
    • 特性是将钢铸造成型，既能保持钢的各种优异性能，又能直接制造成最终形状的零件
    • 碳质量分数大于2.11%的铁碳合金，含有较多的Si、Mn、S、P等元素
    • 分类
      • 1. 灰铸铁
        • 普通罩壳、阀壳
      • 2. 球墨铸铁
        • 汽车发动机凸轮轴
      • 3. 蠕墨铸铁
      • 4. 可锻铸铁
      • 5. 特殊性能铸铁
      • 6. 孕育铸铁
        • 液压泵壳体
      • 轧钢机机架、吊车所用的开式小齿轮、大齿轮、过渡齿轮
  • IV. 特殊性能低合金高强度钢
    • 1. 又名“特殊钢”
    • 2. 分类
      • 耐候钢
        • 加少量合金元素，金属基体表面形成保护层，提高耐候性，同时保持良好的焊接性能
      • 耐热钢
        • 高温下具有良好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化能力，以及必要的韧性
        • 加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件
      • 低合金高强度钢
      • 耐磨钢
        • 用于承受严重磨损和强烈冲击的零件
        • 车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机颚板、铁轨及分道岔、吊车轨道等
      • 耐海水腐蚀钢
      • 工程机械用钢
      • 低温用钢
      • 钢轨钢
  • V. 钢材的类型及应用
    • 1. 型钢
    • 2. 板材
      • 1. 厚度
        • 厚板
        • 中板
        • 薄板
      • 2. 轧制方式
      • 3. 冷轧板
        • 只有薄板
      • 4. 材质
        • 普通碳素钢板
        • 低合金结构钢板
        • 不锈钢板
        • 镀锌薄钢板
    • 3. 管材
      • 1. 分类
        • 普通无缝钢管
        • 螺旋缝钢管
        • 焊接钢管
        • 不锈钢无缝钢管
        • 高压无缝钢管
    • 4. 钢制品
      • 1. 焊材、管件、阀门等
• 有色金属
  • 1. 定义：钢铁以外的金属及其合金统称，密度4500kg/m3为界
  • 2. 重金属
    • 1. 铜合金
      • 纯铜
        • 良好的导电性
        • 良好的导热性
        • 良好的焊接性能
        • 强度不高、硬度较低、塑性好
        • 用作导体、制造抗磁性干扰的仪器和仪表零件
      • 铜合金
        • 黄铜
          • 机电设备冷凝器、散热器、热交换器、空调器
        • 青铜
          • 轴承、轴套等耐磨零件和弹簧等弹性元件，以及抗蚀抗磁零件
        • 白铜
          • 船舶仪表零件、化工机械零件及医疗器械
        • 除了纯铜特点，还具有较高强度，塑性好、容易冷热成型、易焊接
    • 2. 锌合金
      • 纯锌
        • 一定的强度和较好的耐腐蚀性
        • 室温较脆
        • 100～150变软
        • 200又变脆
      • 锌合金
        • 变形锌合金
        • 铸造锌合金
        • 热镀锌合金
        • 密度大、铸造性能好、可压铸形状复杂、薄壁的精密件
          • 压铸仪表
          • 汽车零部件外壳
    • 3. 镍合金
      • 纯镍
        • 白色金属
        • 强度较高
        • 塑性好
        • 导电性差
        • 电阻大
        • 表面在有机介质溶液中形成钝化膜保护层而有极强的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀能力突出
      • 镍合金
        • 加入铜铬钼，耐高温，耐酸碱腐蚀
        • 特性及应用领域
          • 耐腐蚀镍合金
          • 耐高温镍合金
          • 功能镍合金
          • 化工、石油、船舶等领域用作阀门、泵、船舶紧固件、锅炉热交换器等
  • 3. 轻金属
    • 铝合金
      • 纯铝
        • 导电性好
        • 磁化率极低
        • 电气工程、航空及宇航工业、一般机械和轻工业中广泛应用
      • 铝合金
        • 分类
          • 变形铝合金
            • 塑性好，易于变形加工
            • 油箱、油罐、管道、铆钉等需要弯曲和冲压加工的零件
          • 铸造铝合金
            • 铸造生产，可直接浇铸成铸件
    • 镁合金
      • 纯镁
        • 强度不高
        • 室温塑性低
        • 耐腐蚀性差
        • 易氧化
        • 作还原剂
      • 镁合金
        • 优点
          • 密度小
          • 强度高
          • 刚度高
          • 抗震性强
          • 可承受较大冲击荷载
        • 分类
          • 变形镁合金
            • 结构件、管件
          • 铸造镁合金
            • 压铸件、抗蠕变压铸件
    • 钛合金
      • 纯钛
        • 强度低
        • 熔点高
        • 比强度高
        • 塑性好
        • 低温韧性好
        • 耐腐蚀性好
        • 易加工成型
      • 钛合金
        • 优点
          • 强度高
          • 耐热性高
          • 耐腐蚀性高
          • 具有无磁性、声波和振动的低阻尼特性
          • 具有超导特性、形状记忆和吸氢特性等优异性能
        • 缺点
          • 加工性能差
          • 抗磨性差
        • 比强度最高的金属材料
        • 飞机发动机，如压气机盘、压气叶轮机发动机罩及喷气管
• 金属复合材料
  • 定义
    • 有两种或两种以上不同性质的金属材料，通过物理或化学的方法，在宏观或微观上组成具有新性能的材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，是复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求
  • 分类
    • 金属基复合材料
      • 分类
        • 用途
          • 结构复合材料
          • 功能复合材料
        • 增强材料形态
          • 纤维增强
          • 颗粒增强
          • 晶须增强
        • 金属基体
          • 铝基
          • 钛基
          • 镍基
          • 镁基
          • 耐热金属基
          • 航天、航空、电子、汽车等工业
        • 增强材料
          • 玻璃纤维
          • 碳纤维
          • 硼纤维
          • 石棉纤维
          • 金属丝
          • ……
      • 特点及用途
        • 高比强度
        • 高比模量
        • 尺寸稳定性
        • 耐热性
        • 航天、航空、电子、汽车、先进武器等高性能结构件
    • 金属层状复合材料
      • 定义
        • 由几层不同性能的材料通过热轧、焊接工艺复合而成
        • 与单组元合金相比，综合性能优越，适合一些特殊工作环境
      • 分类
        • 钛钢
        • 铝钢
        • 铜钢
        • 钛不锈钢
        • 镍不锈钢
        • 不锈钢碳钢
        • ……
      • 特点
        • 耐腐蚀
        • 耐高温
        • 耐磨损
        • 导热导电性好
        • 阻尼减振
        • 电磁屏蔽
        • 制造成本低
      • 用途
        • 石油化工
        • 航天
        • 食品
        • 医药
        • 造船
        • 电力
        • 机械
        • ……
        • 压力容器、储罐、航天、航空零部件
    • 金属与非金属复合材料
      • 钢塑复合管
        • 优点
          • 钢管的强度和刚度
          • 塑料管的耐化学腐蚀
          • 无污染
          • 不滋生细菌
          • 内壁光滑
          • 不积垢
          • 水阻小
          • 施工方便
          • 成本低
        • 用途
          • 石油
          • 化工
          • 建筑
          • 通信
          • 电力
          • 地下输气管道
          • ……
      • 铝塑复合管
        • 优点
          • 与金属管材相当的强度
          • 电屏蔽和磁屏蔽
          • 隔热保温性能好
          • 重量轻
          • 寿命长
          • 施工方便
          • 成本低
        • 用途
          • 建筑
          • 工业
          • ……
          • 机电工程