常用机械加工材料(金属类)

常见八种金属材料及其加工工艺1、铸铁——流动性下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分，很少会有人留意它们。

铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途，主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。

铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。

其中碳的含量越高，在浇注过程中其流动特性就越好。

碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。

铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。

铁锈一般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。

虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施，即在铸件表面加覆一层沥青涂层，沥青渗入铸铁表面的细孔中，从而起到防锈作用。

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生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。

材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。

典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。

2、不锈钢——不生锈的革命不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。

其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们肉眼所看不见的。

我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18：10。

20世纪初，不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中，设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品，涉及到了很多以前从未涉足过的领域。

这一系列设计尝试都是非常具有革命性的：比如，消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。

不锈钢分为四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。

家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。

材料特性：卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。

典型用途：奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性，主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能，所以经常应用于侵蚀性环境。

常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。

金属材料大致可分为黑色金属两大类。

黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。

1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。

碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。

工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。

为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。

（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。

（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量<0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量>0.60%。

（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。

（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。

2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。

其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。

如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A 级沸腾碳素结构钢。

（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。

这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。

例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

机械常用材料
机械制造是现代工业中的重要组成部分，而材料的选择对于机械性能和使用寿
命起着至关重要的作用。

在机械制造过程中，常用的材料有金属材料、塑料材料和复合材料等。

本文将重点介绍机械常用的金属材料，包括钢、铝、铜和铸铁等。

首先，钢是机械制造中使用最广泛的金属材料之一。

钢具有较高的强度和硬度，同时具有良好的塑性和韧性，因此在制造机械零部件和结构件时得到广泛应用。

根据不同的成分和热处理工艺，钢可以分为碳素钢、合金钢和不锈钢等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。

其次，铝也是一种常用的机械材料。

铝具有较低的密度和良好的导热性能，因
此在制造轻型机械零部件和结构件时具有优势。

此外，铝具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣环境下使用，因此在航空航天和汽车制造领域得到广泛应用。

另外，铜也是一种重要的机械材料。

铜具有良好的导电性和导热性，因此在制
造电气设备和散热器等零部件时得到广泛应用。

此外，铜还具有良好的加工性能，可以制成各种复杂形状的零部件，满足不同机械结构的需求。

最后，铸铁是一种常用的铸造材料。

铸铁具有较高的热膨胀系数和较低的收缩率，因此在制造大型机械零部件和机床床身等铸件时得到广泛应用。

根据不同的成分和组织状态，铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。

综上所述，机械常用的金属材料包括钢、铝、铜和铸铁等，它们各具特点，在
机械制造中发挥着重要作用。

在实际应用中，需要根据机械零部件的具体要求和工作环境的要求，选择合适的材料，以确保机械的性能和使用寿命。

机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。

一、金属材料金属材料主要指铸铁和钢,它们都是铁碳合金。

它们的区别主要在于含碳量的不同,含碳量小于2%的铁碳合金称为钢,含碳量大于2%的称为铸铁。

1铸铁：常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。

其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料,不能辗压和锻造,不易焊接,但具有适当的易熔性和良好的液态流动性,因而可铸成形状复杂的零件。

灰铸铁的抗压强度高,耐磨性、减振性好,对应力集中的敏感性小,价格便宜,但其抗拉强度较钢差。

灰铸铁常用作机架或壳座。

球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有定的塑性,球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。

2钢：钢的强度较高,塑性较好,可通过轧制锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件,并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能,因此,其应用极为广泛钢的类型很多,按用途分,钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。

结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。

工具钢可用于制造各种刀具、模具等。

特殊用途钢(不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢)主要用于特殊的工况条件下。

按化学成分分,钢可分为碳素钢和合金钢。

碳素钢的性能主要取决于含碳量,含碳量越多,其强度越高,但塑性越低。

碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。

普通碳素结构钢(如Q215、0235)般只保证机械强度而不保证化学成分,不宜进行热处理通常用于不太重要的零件和机械结构中。

碳素钢的性能主要取决于其含碳量。

低碳钢的含碳量低于0.25%,其强度极限和屈服极限较低,塑性很高,可焊性好,通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。

含碳量在0.1%-0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧,一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。

中碳钢的含碳量在0.3%-0.5%之间,它的综合力学性能较好,因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母键、齿轮和轴等零件。

机械制造常用材料及其选择导言在机械制造领域，材料的选择起着至关重要的作用。

不同的应用场景和要求需要使用不同性能的材料来保证机械设备的可靠性和耐用性。

本文将介绍机械制造常用的材料，并探讨它们的选择因素。

1. 金属材料金属材料是机械制造中最常用的材料之一。

它们通常具有良好的强度、耐热性和导电性，适用于制造各种机械部件。

1.1 钢钢是一种常见的金属材料，具有优秀的强度和可加工性。

根据其成分和处理方式的不同，钢可以具有不同的性能和用途。

在机械制造中，普通碳钢具有较高的强度和可焊性，适用于制造要求较高的零部件。

合金钢经过合金添加，可以提高钢的硬度、韧性和耐腐蚀性，适用于承受高压和高温的场景。

1.2 铝合金铝合金是具有低密度和良好的耐蚀性的材料，常用于制造轻型机械部件和结构。

铝合金具有良好的导热性和导电性，适用于需要散热的场景。

此外，铝合金还可以通过热处理来提高其强度和硬度，满足不同的使用要求。

1.3 铜铜具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子设备和导热元件中。

铜还具有优良的抗腐蚀性和可加工性，适用于制造密封元件和电气连接器等。

2. 非金属材料除了金属材料，机械制造中还广泛使用了一些非金属材料，如塑料、橡胶和陶瓷等。

2.1 塑料塑料具有良好的绝缘性和耐腐蚀性，重量轻且易于加工成型。

在机械制造中，塑料常用于制造非结构性零部件和密封件。

不同种类的塑料具有不同的性能特点，如聚氯乙烯（PVC）耐腐蚀、聚苯乙烯（PS）绝缘、聚四氟乙烯（PTFE）耐磨等。

2.2 橡胶橡胶具有优良的弹性和耐磨性，可以用于制造密封元件、减震器和传动带等。

不同种类的橡胶具有不同的硬度和耐用性，并适用于不同的工作温度范围。

2.3 陶瓷陶瓷具有高硬度、高耐磨性和抗高温性能，适用于制造高速转动部件、耐磨部件和高温元件。

陶瓷材料也可以降低机械设备的摩擦系数和磨损量，提高机械设备的使用寿命。

3. 材料选择因素在选择合适的材料时，需要考虑以下因素：3.1 强度和硬度根据机械设备的使用场景和所需的负载要求，选择具有足够强度和硬度的材料。

常用结构设计材料：金属材料篇金属材料：1、08F:冲压用沸腾钢板，强度低、硬度、塑性、韧性好，易于深冲、拉延、弯曲和焊接。

用途：主要用来制造冷冲压件，易于轧成薄板、薄带、冷变形材，冷拉钢丝。

用于冲压件，压延机，各类不承受载荷的覆盖件，渗碳、渗氮，制作各类套筒、靠模、支架。

力学性能：抗拉强度σb：≥295MPa屈服强度σs ：≥175MPa伸长率δ5 ：≥35%断面收缩率ψ：≥60%硬度：≤131HB（未热处理）2、10F:冲压用沸腾钢板，优质碳素钢，钢强度不大，而塑性和韧性甚高，有良好的冲压、拉伸和弯曲性能，焊接性好。

用途：可作塑性好的零件：管子、垫片、心部强度要求不高的渗碳和氰化零件；套筒、短轴、离合器盘。

力学性能：抗拉强度σb：≥315MPa屈服强度σs ：≥185MPa伸长率δ5 ：≥33%断面收缩率ψ：≥55%硬度：≤137HB（未热处理）3、20钢:冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，为了获得好的深冲压延性能板材应正火或高温回火。

电弧焊和接触焊的焊接性能好。

冷拔、切削加工性正火状态较退火状态好。

用途：受力不大而韧性要求较高的零件，如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。

也可用于表面硬度高而心部强度要求不高的渗碳与氰化零件力学性能：抗拉强度σb：≥410MPa屈服强度σs ：≥245MPa伸长率δ5 ：≥25%断面收缩率ψ：≥55%硬度：≤156HB（未热处理）热处理：普通淬火硬度：30-35HRC。

4、Q235A：普通碳素结构钢又称作A3钢。

韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性能。

用途：一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一些普通的机器零件，如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。

力学性能：抗拉强度σb： 370-500MPa屈服强度σs ： 235MPa热处理：Q235模具钢淬火规范：淬火温度为950℃，盐浴炉加热，10%NaCl盐水冷却淬火。

材质1、A2-70”是不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母的性能标记，“-”前的“A2”表示的是材料组别，即奥氏体钢第二组A2，“-”后的数字部分“70”表示产品的性能等级，其数字为公称抗拉强度的1/10，即，此产品的性能抗拉强度为700N/（mm*mm)。

2、8.8级螺栓的含义是螺栓强度等级标记代号由“•”隔开的两部分数字组成。

标记代号中“•”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.58.8级螺栓的前一个8的含义是每平方毫米的抗拉强度是800牛也就是80公斤的拉力，后一个八的意思是8.8级产品的屈服点为6400N/mm2。

3、65Mn、锰提高淬透性，φ12mm的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。

用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。

有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。

为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。

65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。

退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差。

受中等载荷的板弹簧，直径达7-20mm的螺旋弹簧及弹簧垫圈.弹簧环。

高耐磨性零件，如磨床主轴，弹簧卡头。

精密机床丝杆。

切刀。

螺旋辊子轴承上的套环。

铁道钢轨等。

4、HT200材料名称：灰铁200 指的是最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。

抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。

机械常用金属材料及热处理1. 引言金属材料是机械工程中常用的材料之一，具有良好的机械性能和热导性能。

在机械设计和制造中，了解机械常用金属材料的特性以及正确的热处理方法是非常重要的。

本文将介绍一些常见的机械金属材料以及它们的热处理方法。

2. 钢材钢材是机械行业常用的金属材料之一，具有高强度、耐磨性和良好的可塑性。

常见的钢材类型包括碳钢、合金钢和不锈钢等。

2.1 碳钢碳钢是最常见的钢材类型之一，其主要成分为碳和铁。

碳钢具有良好的强度和韧性，广泛应用于机械零件和结构件的制造。

热处理方法包括淬火、回火、正火和退火等。

•淬火：通过快速冷却使碳钢的组织变质，提高其硬度和强度。

•回火：通过加热和冷却过程，使碳钢的硬度降低并提高其韧性。

•正火：将碳钢加热至临界温度，然后进行连续冷却，使碳钢的组织产生相应的变化。

•退火：将碳钢加热至适当温度，然后缓慢冷却，以改善碳钢的塑性和可加工性。

2.2 合金钢合金钢是一种含有其他元素（如镍、铬、钼等）的钢材，具有更高的强度、硬度和耐磨性。

热处理方法和碳钢类似，但因合金元素的添加，热处理过程可能会有所不同。

2.3 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性的钢材，主要成分为铁、铬和镍。

不锈钢具有优良的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于食品加工、化工和航空航天等领域。

常见的不锈钢类型包括奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等。

3. 铝合金铝合金是另一种常用的金属材料，具有低密度、良好的导热性和可塑性。

铝合金广泛应用于汽车、航空和建筑等领域。

铝合金的热处理方法主要包括固溶处理和时效处理。

•固溶处理：将合金加热至一定温度，使可溶固溶于固体溶液中，然后快速冷却。

•时效处理：将固溶处理后的合金加热至适当温度，然后冷却，以产生所需的强化相。

4. 铜合金铜合金是一种具有良好导电性和热导性的金属材料，广泛应用于电子、航空和化工等领域。

铜合金的热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。

•退火：将铜合金加热至特定温度，然后缓慢冷却以改善材料的可塑性。

1、钢铁类1. 1、碳素钢。

（1）根据含碳量分低碳钢：含碳量＜0.25%中碳钢：含碳量0.25%～0.6%高碳钢：含碳量＞0.6%（2）按含有害杂质S、P含量分普通碳素钢：含S、P分别低于0.035%～0.050%和0.035%～0.045%优质碳素钢：含S、P分别低于0.035%高级优质碳素钢：含S、P分别低于0.020%～0.030%和0.025%～0.030% （3）按用途分碳素结构钢：主要用于构件和机器零件。

碳素工具钢：主要用于刀具、工具量具、模具。

1.2、钢的牌号。

（1）普通碳素结构钢。

屈服点拼音字头Q、屈服极限值（单位MPa）质量等级符号、脱氧方法符号四部分组成。

质量等级四级A、B、C、D表示。

脱氧方法以F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢、例，Q235AF表示屈服极限235MPa、质量等级A、沸腾钢。

（2）优质碳素结构钢。

用两位数字表示含碳量为万分之几。

如45钢，指含碳量为0.45%45Mn，指锰的含量较高，0.7%～1.2%（3）铸造碳钢牌号ZG、屈服极限、横线、抗拉极限表示例ZG200—400表示屈服强度≥200Mpa, 抗拉极限≥400Mpa的铸造碳钢。

（4）碳素工具钢。

含碳量0.65%～1.35%T+数字如T8，含碳量为0.8%。

T8A，指高级优质碳素工具钢（5）合金结构钢两位数字+合金元素符号+数字如：12GrNi3钢，指含碳量0.12%，含Gr小于1.5%，平均含Ni 3%（6）合金工具钢含碳量大于等于1%时不注；小于1%时以千分之几表示。

如9GrSi表示碳量0.9%，含Gr、Si均小于1.5%（7）滚动轴承钢G+Gr+数字例GGr13表示含Gr小于1.30%，1.3、常见钢材性能1.3.1 45号钢(优质碳素结构钢)（价格：7元/KG）常见图纸标示：45#，S45C 含碳量：0.45% ；密度：7.85g/cm³抗拉强度: ≥600 (MPa)屈服强度: ≥355 (MPa)是机械设计中使用最多的金属材料，常用于：支撑件、普通轴、导向件、定位件、连接件曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。