金属材料分类
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一． 金属材料分类
1． 黑色金属 钢铁
2． 有色金属 通常指铜、铝、铅、钛
二． 钢铁材料牌号表示方法
产品名称 牌号举例 牌号表示方法
生铁 L10
Z30 L—表示炼钢用生铁；10—表示平均含硅量10%
Z—表示铸造用生铁；30—表示平均含硅量30%
碳素结构和低合金结构钢 Q195
Q215A
Q215B
Q235A
Q235B
Q235C Q 235 B
质量等级代号，指含硫量高低，A-0.05%;B-0.045%;C-0.04%;D-0.035
屈服点数值（Mpa）
代表“屈服点”
优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢 08F
20
20A
45
45E
65Mn 20 A
表示级别。A—高级；B—特级
表示含碳量万分之20
65 Mn
表示含锰量约0.75-1%
表示含碳量万分之几
合金结构钢和合金弹簧钢 20CrMnSi
35CrMo
60Si2Mn
合金平均含量小于1.5%时，仅表示元素，一般不标含量；平均含量在1.5-2.49%、2.5-3.49%、3.35-4.49%…时，在合金元素后相应写成2、3、4…
60 Si2 Mn
表示含锰量约1%
表示含硅量约2%
表示含碳量万分之60
工具钢 碳素工具钢
T8、T10
合金工具钢
9SiCr
Cr12
Cr12MoV
5CrNiMo
SM45 T8
含碳量千分之几
表示“碳素工具钢”
平均含碳量≥1.00%时，一般不标明。含碳量＜1.00%时，用千分之几表示。钒、钛的表示有时会有特殊。
9SiCr—0.9%C
Cr12—2%C，11.75%Cr
Cr12MoV—2%C，11.75%Cr，0.5%Mo，0.22%V
5CrNiMo—0.5%C，1%Ni，1%Mo
SM45—S表示塑料，M表示模具，45表示含碳量0.45%。
轴承钢 GCr15
G20CrNiMo
在牌号头部加“G”，表示滚动轴承钢的拼音头一个字母
GCr15—普通滚动轴承钢，含C1%，Cr1.5%
G20CrNiMo—含C0.2%，Cr0.5%，Ni0.55%，Mo0.23% 精选文库
-- 2 不锈钢 2Cr13
1Cr18Ni9 2Cr13—马氏体型不锈钢，可热处理，C0.2%，Cr13%
1Cr18Ni9—奥氏体型不锈钢，C0.1%，Cr18%, Ni9%
易切削钢 Y15
Y40Mn
Y45Ca
Y15Pb Y—表示易，材料中加硫、磷，增加脆性，加锰增加强度，加钙、铅增加润滑性。
15、40、45表示含碳量万分之几，Mn1.20-1.55%,Ca0.002-0.006%,Pb0.15-0.35%.
三． 金属材料力学性能代号及含义
代号 名称 单位 含义
σb 抗拉强度
Mpa或
N/mm2 材料试样受拉力时，在拉断前所承受的最大拉力。
σbc 抗压强度 材料试样受压力时，在压坏前所承受的最大拉力
σbb 抗弯强度 材料试样受弯曲力时，在破坏前所承受的最大拉力
τ 抗剪强度 材料试样受剪力时，在剪断前所承受的最大拉力
σs 屈服点 材料试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服，屈服时的最小应力称为屈服点或屈服强度。
对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，为了便于测量，通常按其产生永久变形量等于试样原长0.2%时的应力称为屈服强度。 σ0.2 屈服强度
δ 伸长率
% 材料试样被拉断后，标距长度的增加量与原标距长度之百分比
δ5 伸长率 试样的标距等于5倍直径时的伸长率
ψ 断面收缩率 材料试样在拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原横截面积的百分比
ακ 冲击韧性值 J/cm2 金属材料对冲击负荷的抵抗能力，以冲击试样上所消耗的功与断口处横截面积之比
HB 布氏硬度 kgf/mm2
（一般不标注） 用淬硬小钢球压入金属表面，保持一定时间待变形稳定后卸载，以其压痕面积除以加在钢球上的载荷。 精选文库
-- 3 HRC 洛氏硬度C级 —— 用1471N载荷，将顶角为120o的圆锥形金刚石的压头压如金属表面，取其压痕的深度来计算。用来测量HB=230-700的金属材料
HRA 洛氏硬度A级 —— 用588.4N载荷，将顶角为120o的圆锥形金刚石的压头压如金属表面，取其压痕的深度来计算，用来测量HB＞700的金属材料。
HRB 洛氏硬度B级 —— 用980.7N载荷，直径1.59mm淬硬小钢球压入金属表面，取其压痕的深度来计算, 用来测量HB=60-230的金属材料
HV 维氏硬度 kgf/mm2
用49.03-980.7N(分为6级)的载荷，将顶角为136o 的金刚石四方锥体压入金属的表面，经一定时间后卸载，以其压痕表面积除载荷所得之商。
HS 肖氏硬度 —— 以一定重量的冲头，从一定的高度落于被测试样的表面，以冲头回跳的高度表示硬度。
四． 钢材的规格种类及用途
1． 钢板
a. 按轧制方法分为：热轧、冷轧
b. 按性能及用途可分为：
① 碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带，一般厚度不大于4mm。
② 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带，厚度不大于4mm。
③ 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带，4-200mm钢板及小于25mm钢带。
④ 优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带，厚度不大于4mm。
⑤ 优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带，厚度不大于4mm。
⑥ 合金结构钢薄钢板，厚度不大于4mm的热轧或冷轧。
⑦ 锅炉用钢板
⑧ 压力容器用钢板
⑨ 不锈钢冷轧或热轧钢板
⑩ 耐热钢板
⑪ 花纹钢板
2．型钢
① 热轧扁钢，厚度3-60，宽度10-150。
② 碳素结构钢和低合金热轧圆钢、方钢、六角钢 精选文库
-- 4 ③ 热轧角钢，分为等边及不等边，宽度20-200。
④ 热轧槽钢，宽度50-300。
⑤ 热轧工字钢，高度100-560。
⑥ 热轧T型钢，宽度100-300。
⑦ 冷弯空心型钢。
3．钢管
A．直缝电焊钢管（GB/T 13793—1992）
a. 以热轧或冷轧钢带，经焊接或焊后冷加工方法制造。钢管以不热处理状态交货。
b. 规格：直径5.0—121，壁厚0.5—3.5。
c. 力 学 性 能
钢 号 R（软态钢管） DY（低硬态钢管）
σb δ5 σb δ5
08F,08,10F,10,
15F,15,
20 315
355
390 22
20
19 375
400
440 13
11
9
Q195
Q215-A,B
Q235-A,B 315
335
375 22
22
20 335
355
390 14
13
9
B。无缝钢管（GB/T 8162—1999）
a. 以热轧或冷拔（轧）管加工，有热轧或热处理状态交货。
b. 规格：直径6.0—245，壁厚0.25—24。
c. 力学性能
抗拉强度 屈服点δ5
δ5/% 钢
号 σb/MPa 壁厚≤16mm 壁厚＞16mm
10 335 205 195 24
20 390 245 235 20
35 510 305 295 17
45 590 335 325 14
Q345 490 325 315 21
4．钢丝
材料可有多种材料加工而成，
a. 普通结构钢丝：Q195、Q215、Q235主要制钉及建筑用。 精选文库
-- 5 b. 优质碳素结构钢丝：08F、10F、15、20、25、35、40、45、50，冷拉状态交货，可后热处理，
c. 碳素弹簧钢丝：65、70、75、85，一般淬火—回火状态交货，可后热处理。
d. 合金结构钢丝：15Cr、38Cr、40Cr、20CrNi3等等。交货状态有冷拉—L，退火—T，可热处理。
e. 不锈钢丝：0Cr18Ni9-R、1Cr18Ni9Ti-Q、0Cr19Ni9-L。后缀RQL表示
软拉（R）—钢丝进行光亮热处理和热处理后酸洗或类似的处理。
轻拉（Q）—钢丝热处理后进行小变形程度的拉拔。
冷拉（L）—钢丝热处理后进行常规拉拔。
f. 电阻电热合金丝：Cr15Ni60、Cr20Ni80 、Cr30Ni70、1Cr13Al4，热处理后软态交货。
五． 钢铁材料的热处理
热处理是为了达到材料的使用目的，发挥材料各种元素的作用，调整材料的强韧性，以及加工工艺的需要。
1． 热处理工艺分类：
a． 淬火—加热至相变到奥氏体组织后快速冷却得到马氏体组织，目的为了提高硬度。
b． 回火—低温回火，目的是去除应力；中温回火及高温回火是为了调整材料的强韧性。通常在一定温度下保温一段时间后已一定的速度冷却。
c． 退火—降低材料硬度，便于加工及成形，有完全退火和不完全退火之分。加热保温后慢速冷却。
d． 正火—提高材料硬度，加热后空冷。
e． 调质—达到需要的强韧性或加工工艺的需要。先淬火后回火，是两个工艺的合并。
f． 渗碳—提高材料的表面硬度。通常使含碳量在0.3%以下的材料在表面1mm左右深度提高到1%左右。
g． 氮化—提高材料的表面硬度，或耐腐蚀性。通常使含碳量在0.4%左右的材料在表面0。2mm左右深度形成氮化层，表面硬度可达到HRC70以上。
2． 按种类有：
a. 常规热处理—如淬火、回火、退火、正火、调质。
b. 化学热处理—如渗碳、氮化、碳氮共渗、硼化、渗金属、表面陶瓷。
c. 真空热处理—使用真空设备的热处理，优点是无氧化及脱碳，热处理变形小。
3． 使用设备有：
a. 箱式炉—使用电热丝或碳棒加热，电热丝炉使用温度可在低于950度以下使用，功率一般在3-200KW，用途广泛，可用于淬火、回火、退火，使用成本低。
b. 盐浴炉—用硝盐加热，有高、中、低温炉，可高温加热到1300度，用于
