常用金属材料简介.ppt

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1、,常用金屬材料簡介,目 錄,金屬材料基礎知識介紹常用金屬材料及其焊接性簡介 a.熱浸鍍鋅鋼板(GI料)b.電鍍鋅鋼板(EG料 SECC)c.不鏽鋼(SUS)d.電鍍錫鋼板(馬口鐵 SPTE)e.冷軋碳素鋼板(CRS)f.純鋁及鋁合金板材(AL)g.銅合金板帶材(磷青銅、黃銅)h.壓鑄鎂合金 I.模具、治具用鋼 j.小五金用材料 k.鈦合金(純鈦板/絲材)開發,第一部分,金屬材料基礎知識介紹,一、材料機械性能,金屬材料在各種外力作用下所表現出來的性能稱為机械性能。金屬的機械性能主要包括:強度、塑性、硬度、韌性及疲勞強度等。1.強度:強度是金屬材料在靜載荷作用下，抵抗變形和破斷的 能力。A.彈性极

2、限:材料在外力作用下只產生彈性變形時所能 承受的最大應力稱為彈性极限，符號e。B.屈服极限:材料產生屈服現象時的應力稱為屈服极限 或屈服強度,符號S。,C.抗拉強度:材料在拉斷前所能承受的最大應力為抗拉強度 或強度极限，符號b。2.塑性:金屬材料在斷裂前發生塑性變形的能力稱為塑性。延伸率()和斷面收縮率()是衡量金屬材料塑性的指標。3.衝擊韌性:金屬材料抵抗衝擊載荷作用而不破壞的能力，稱為衝擊韌 性。4.疲勞強度:疲勞強度又稱疲勞极限。減少零件的應力集中，改善零件 表面質量及使零件表面保留壓應力均能有效地提高零件的 疲勞強度。,5.硬度:硬度即指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或划 痕的

3、能力，它是各種零件和工具必須具備的性能指標之一，也是熱處理主要的質量檢驗標準。(1).檢測方法:就是用一定幾何形狀的壓頭，在一定載荷下，壓入被測 金屬材料表面，根據被壓入程度來測定其硬度值。(2).表示方法:壓入硬度測定法(如佈氏硬度、洛氏硬度等);回跳硬度測 定法(如肖氏硬度、里氏硬度)等，而在現場生產中常用的 是壓入硬度測定法，即佈氏硬度、洛氏硬度等。,A.布氏硬度(HB):它是用一定直徑的球體(淬硬鋼球或硬質合金球)，以相應 的試驗力壓入被測鋼料表面，經規定保持時間后卸除試驗 力，用測量表面壓痕直徑來計算硬度的一種壓痕硬度方法。B.洛氏硬度(HRC):洛氏硬度值是用洛氏硬度相應標尺刻度滿

4、量程(100)與殘余 壓痕深度增量之差計算硬度值，HR值可直接從表盤顯示數 字中得出。,常用洛氏硬度及適用範圍,晶體是指原子(或分子)按一定幾何形狀有規律地排列的固態物質。屬晶體的物質的有食鹽、天然金鋼石、鐵等，所有的固體金屬和合金都是晶體。晶體內部原子是有規則秩序地排列的。為了便於分析和描述金屬晶體中原子的排列情況，示意地將原子看成一個小球，(圖A是晶體中原子在空間作有規則排列的簡單模型)。用假想的線條將各原子的中心連結起來，這樣就得到一個抽象化了的空間格架(圖B)。這種用於描述原子在晶體排列形式的空間格架稱為結晶格子，簡稱晶格。,晶胞就是在晶體中取出一個能完全代表晶體中原子排列特征的几何單

5、位(圖C)。,A,B,C,體心立方晶格,面心立方晶格,密排六方晶格,金屬的結晶過程就是晶核的形成及晶核長大兩個過程。每種金屬都有一定的晶格類型，但在不同溫度下，同一種金屬可能具有不同類型的晶格。金屬在固態下隨溫度的改變，由一種晶格轉變為另一晶格，這種現象稱為金屬的同素異構轉變。由同素異構轉變所得的不同晶體，稱為同素異構體。同素異構體一般用希腊字母、等表示。如純鐵的同素異構轉變表示:,金屬的同素異構轉變與液態金屬的結晶有相似之處，即同素異構轉變有一定的轉變溫度；同樣遵循晶核形成和晶核長大的結晶規律；轉變時也有結晶潛熱的放出和過冷現象，所以同素異構轉變也是一個結晶過程，通常稱為重結晶。合金是由兩種

6、或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素熔合而成，具有金屬特性的物質。組成合金最基本的獨立的物質稱為組元。一般說來，組元是組成合金的元素。合金的結構可分為：固溶體、金屬化合物和多種晶體的机械混合物。,固溶體:組成合金的組元在液態相互溶解，結晶時，以一組元為基體保持其原有的晶格類型，其它組元的原子均勻地分布在基體組元的晶格里，形成均勻一致的固體，此合金就稱為固溶體。根椐溶質原子在溶濟晶格中所占據的位置不同，可分為間隙固溶體和置換固溶體。,金屬化合物:組成合金的各組元，按照一定的原子數量比，相互化合而成的一種完全不同於原組元晶格的固體物質，稱為金屬化合物。金屬化合物可用分子式表示，如Fe3C、C

7、uAl2等。機械化合物:組成合金的組元既不是純組元，也不是固溶體或化合物，而是兩種或兩種以上的純組元、固溶體、化合物以彌散的混合物的形式組成在一起的固體物質，稱為機械混合物。,三、Fe-Fe3C平衡相圖,鐵素體:碳溶于Fe中的間隙固溶體，稱為鐵素體。用符號“F”表示。由於碳和鐵的原子直徑和晶格類型等存在著 很大差異，所以當它們以固溶體形式存在時，只能是 間隙固溶體，并且其固溶度是有限的。由於鐵素體的 晶格類型是體心立方，處於立方體中心的原子使立方 體的空隙分散，不利於碳原子 的溶入。因此鐵素體所 能溶入碳的數量很少，其最大固溶度為含0.0218%(727)。室溫時鐵素體中碳的固溶度只有0.00

8、08%。,鐵碳合金的基本組織,鐵素體是鐵碳合金室溫下的主要組織，起著基體相的 作用。奧氏體:碳溶于Fe中的間隙固溶體，稱為奧氏體。用符號“A”表示。奧氏體的最大固溶度為含碳2.11%(1148)。奧氏體是鐵碳合金的高溫組織，在平衡條件下，它的 最低存在溫度是727。在該溫度下奧氏體的成份是一 固定值:含碳0.77%。,滲碳體:滲碳體是鐵和碳形成的間隙化合物。用符號“Fe3C”表 示。它的含碳量為6.69%，是一個固定值。滲碳體具有 復雜的晶體結構，很硬、很脆、幾乎沒有塑性，它是 鐵碳合金中的強化相。因此滲碳體的形態、大小、多 少及分佈對鐵碳合金的性能有直接影響。通過不同的熱 處理方法，可以改變

9、滲碳體在鐵碳合金中的形態、大小、多少及分佈，從而改變材料的性能。這正是熱處理的重 要原理之一。,珠光體:珠光體是鐵素體和滲碳體的機械混合物。用符號“P”表示。珠光體是平衡條件下含碳量為0.77%的奧氏體 在727進行共析轉變的產物，當珠光體中鐵素體和 滲碳體是片層相間的形態時，稱片狀珠光體。經過 一定的熱處理，可以得到鐵素體基體分佈著顆粒狀 的滲碳體，稱為粒狀珠光體。,萊氏體:萊氏體是奧氏體與滲碳體的機械混合物，即碳的質 量分數(含碳量)為4.3%的液態鐵碳合金。在727以 上是奧氏體和滲碳體的機械混合物，稱為高溫萊氏體，用“Ld”表示;低於727則是珠光體和滲碳體的機械混 合物，稱為低溫萊氏

10、體，用“Ld”表示。,1.按用途分類:(1).結構鋼:A.工程構件用鋼;B.機器零件用鋼:B-1.調質鋼;B-2.彈簧鋼;B-3.滲碳、氮化鋼;B-4.滾動軸承鋼。,(2).工具鋼:A.刃具鋼;B.量具鋼;C.模具鋼:C-1.冷作模具鋼;C-2.熱作模具鋼;,(3).特殊性能鋼:A.耐蝕鋼;B.耐熱鋼;C.耐磨鋼;,2.按鋼的化學成份分類:(1).碳素鋼;(2).合金鋼:A.低合金鋼(合金元素5%);B.中合金鋼(合金元素510%);C.高合金鋼(合金元素10%)D.其它如錳鋼、鉻鋼等。,3.按碳含量分類:(1).低碳鋼(C0.25%);(2).中碳鋼(C0.250.6%);(3).高碳鋼(C

11、0.6%)。,第二部分,常用金屬材料簡介,熱浸鍍鋅鋼板(GI料),定義將板材浸入熔化鋅池中在板材兩面浸鍍均勻厚度的鋅層熔池中鋅的重量百分 比 97%鋁 0.3%.目前公司使用的為厚度0.51.5mm的冷軋熱浸鍍鋅鋼卷共使用C1,C2,D1三種材質。標記示范HGCC1-ZSFX 其中HG-熱浸鍍鋅製程(HOT DIP GALVANIZED)C-冷軋底材(COLD ROLLED BASE)C1-商用品質(COMMERCIAL QUALITY)C2-改良商用品質(IMPROVED COMMERICIAL QUALITY)D1-引伸品質(DRAWING QUALITY)Z-無鋅花(ZERO SPANG

12、LE)M-細小鋅花S-調質處理(SKIN-PASSED)B-亮面調質處理F-耐指紋涂覆C-鉻酸鹽處理X-不涂油,熱浸鍍鋅鋼板(GI料),鍍層重量鍍層重量主要為Z08,少量Z10鍍層,應符合下表規定Z08 相當于0.017mm Z10相當0.021mm鍍層以單位面積上鍍層重量來衡量,機械性能材質 抗拉強度(MPa)屈服強度(MPa)伸長率(最小%)硬度(HRB)C1 290-395 230-310 30.5 55-67C2 250-385 220-300 32 50-65D1 230-320 170-240 38 40-53焊接性能 由于存在較厚的鍍鋅層因此對焊接過程有以下影響 A.鋅熔點較低(

13、僅400 左右)在較低溫度時即揮發影響焊接過程中焊接電弧的 穩定因此TIG(Tungsten Inert Gas arc welding)焊時易產生氣孔及夾雜等缺陷 B.不適合于MIG(Metal Inert Gas arc welding)焊接的方法進行焊接(板厚薄且鍍鋅 層影響電弧穩定)C.鍍鋅層存在導致電流不易穿透因此電阻點焊(SPOT welding)時需采用較大電 流焊接表面有發黑現象,電鍍鋅鋼板(EG料 SECC),基體采用JIS G 3141的商用性能(SPCC)標准狀態級別(S)毛面處理(D)化 學成分應符合下表 基體化學成份(%)性能代碼 C Mn P SSPCC 0.12

14、0.50 0.040 0.045鍍鋅層重量電鍍后材料類別標識為SECC最小鍍鋅層重量可以按表2選擇 鍍鋅層重量(單邊)鍍鋅層代號 標准鍍層重量g/m2 最低鍍層重量 大致參考厚度(m)E16(JIS)20 17 3E24(JIS)30 25.5 4B(ASTM)12 11 2 C(ASTM)24 22.5 4表面狀況電鍍后材料表面無鋅花或細小鋅花經鉻酸鹽處理再經耐指紋藥 劑涂覆。機械性能拉伸性能及硬度見下表類別 抗拉強度 屈服強度 不同厚度下的伸長率%硬度 MPa MPa 0.40.6 0.61.0 1.01.6 1.6 HRBSECC 270370 180250 34 36 37 38 42

15、60公稱厚度電鍍前基體金屬卷材和板材的厚度為公稱厚度推荐值(mm)如下0.40 0.50 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.90 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5,電鍍鋅鋼板(EG料 SECC),鍍層防腐蝕原理 隔絕保護(基體不與腐蝕介質接觸)犧牲陽極保護(鍍鋅保護鐵鍍錫、鎳保護鍍層)焊接性能1.由于鍍鋅層較薄因此TIG焊焊接性優于GI料同樣會有氣孔、夾 雜等缺陷mm以上之板厚采用MIG焊作業可獲得較好的焊縫成形 3.點焊焊接性良好焊后表面有輕微燒損。焊接性材料在限定的施工條件下焊接成按規定設計要求的構件并滿足預 定服役要求的能力叫焊接性。,不

16、鏽鋼(SUS),彈性不鏽鋼標準0.12、0.15、0.20、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9(mm)十一種規格 材料狀態要求-固溶 化學成份目前公司使用的最常用的兩種不鏽鋼為SUS301和SUS304奧氏體不鏽鋼帶卷材在供應商質量証明書中一般提供的化學成份為鑄造分析值且符合下表規定化學成份之鑄造分析值(%)牌號 Cr Ni C Si Mn S PSus301 16.0018.00 6.008.00 0.15 1.00 2.00 0.030 0.045Sus304 18.0020.00 8.0010.50 0.08鋼帶入廠進行的化學成份測試為產品分析參照JIS G

17、 0321規定如表2所示牌號 Cr Ni C Si Mn S PSUS301(1Cr17Ni7)15.8018.20 5.908.10 0.16 1.05 2.04 0.035 0.050SUS304(0Cr19Ni9)17.8020.20 7.9010.65 0.09機械性能 拉伸性能()抗拉強度(MPa)屈服強度(MPa)伸長率(%)SUS301 1/2H 930 510 10 3/4H 1130 745 5 H 1320 1030/EH 1570 1275/SUS304 1/2H 780 470 6 3/4H 930 665 3 H 1130 880/硬度和彎曲性彎曲性檢查應在彎曲部位的

18、外邊無裂紋可用520倍放大鏡。,不鏽鋼(SUS),硬度和彎曲性 牌號 狀態 硬度HV()彎曲性(V形彎曲間隙)SUS301 1/2H 310 2T 3/4H 370 2.5T H 430/EH 490/SUS304 1/2H 250 2T 3/4H 310 2.5T H 370/注(1)T為帶材厚度 焊接性能(1)弧焊焊接性良好(2)點焊焊接性良好,電鍍錫鋼板(馬口鐵 SPTE),分類1.一次冷軋板(厚度0.150.60mm)：指在一次冷軋的低碳鋼板上實施鍍錫處理。2.二次冷軋板(厚度0.140.36mm)：指在退火後第二次冷軋的低碳鋼板上實 施鍍錫處理)鍍錫用原鋼板可划分為三種鋼型類 D類-

19、鋁脫氧鋼適用深引伸要求減少表面折痕和拉伸變形等危害。L類-殘留元素含量低以改善耐蝕性適用于食品類容器。MR類-殘留元素含量低但未如L類限制嚴格用途更廣。表面加工分類一次冷軋板有B-光亮處理 R-石墨紋處理 S-銀色處理 M-亞光處 理,二次冷軋板只有R-石磨紋處理。化學成份各類鋼熔煉分析的化學成分如表1所示供方應對每爐鋼做一次化學分析因熔煉方式特點沸騰鋼或半鎮靜鋼成分不均一板材產品分析僅做參考。鍍錫板用低碳鋼熔煉成分(最大%)元素 D類鋼 L類鋼 MR類鋼C 0.12 0.13 0.13Mn 0.60 0.60 0.60Si A 0.03 0.02 0.02P 0.02 0.015 0.020

20、S 0.05 0.05 0.05Cu 0.20 0.06 0.20Ni 0.15 0.04 0.15Cr 0.10 0.06 0.10Mo 0.05 0.05 0.05其它單個B 0.02 0.02 0.02注A-指定硅脫氧時各類鋼最大硅含量可達0.08%B-指定鋁脫氧時鋁含量一般超過0.02%,電鍍錫鋼板(馬口鐵 SPTE),鍍錫層重量等厚電鍍錫鋼板其公稱鍍層重量和最小平均鍍層重量應符合下表規定鍍錫層重量鍍層重量標志 公稱鍍層重量(每面g/m2)最小平均鍍層重量(雙面 g/m2)參考鍍層量標示記號2.8/2.8 2.8/2.8 4.9#255.6/5.6 5.6/5.6 10.5#508.4

21、/8.4 8.4/8.4 15.7#7511.2/11.2 11.2/11.2 20.2#100其它可參照ASTM中的另外組合1.4/1.4 1.4/1.4 2.451.95/1.95 1.95/1.95 3.64.2/4.2 4.2/4.2 7.85調質設計及性能兩種退火方式批次封盒退火在密閉的箱式爐中卷材或板材緩慢加熱至亞臨界溫度保溫并冷卻以軟化材質并消除冷軋產生的應力爐內保持惰性或輕微還原氣氛獲得相對光亮的表面連續退火將相同厚度的連續冷軋帶材通過爐內一系列垂直通道包括加熱保溫和冷卻以 軟化材質并消除冷軋產生的應力爐內保持惰性或輕微還原氣氛獲得相對光亮表面。一次冷軋鍍錫板的調質設計性能和特

22、性見下表,電鍍錫鋼板(馬口鐵 SPTE),批次封盒退火的一次冷軋板調質設計 洛氏硬度HR 30T 特性T-1 49 3 深引伸T-2 53 3 中度引伸T-2.5 55 3 一般引伸T-3 57 3 淺引伸一般用途有中等剛性以減少折痕T-4 61 3 增加剛性的一般用途T-5 65 3 有防止波浪的剛性T-6 70 3 硬度最高變形不易太大以連續退火制成的鍍錫鋼板一般在調質設計后加“CA”表示。盡管兩種退火方式所獲得硬度值相同但機械性能不同只是調質設計必須滿足應用要求。二次冷軋鍍錫板的狀態性能和用途見下表二次冷軋板相對易脆并有很強的各向異性為減少邊緣開裂等缺陷最大變形方向應選擇軋制方向。二次冷

23、軋板調質設計 洛氏硬度HR 30T 屈服強度min(軋制方向)MPa 用途示例DR-8 73 3 550 圓罐基體和端面DR-9 76 3 620 圓罐基體和端面DR-9M 77 3 660 主要用于啤酒飲料桶端面DR-10 80 3 690 變形小的端面注該產品同樣包括批次封盒退火和連續退火。焊接性能1.TIG焊焊接性類似于EG料同樣會有氣孔夾雜等缺陷mm以上之板厚采用MIG焊作業可獲得較好的焊縫成形 3.點焊焊接性良好焊后表面燒損情況較EG料嚴重發黑現象較 嚴重。,冷軋碳素鋼板(CRS),1.概述(1)材料厚0.3、0.4、0.6、0.8、0.9、1.2、2.0、2.3、3.2 電鍍鋅、鎳

24、2.性能、狀態及表面加工代碼代碼 性能SPCC 商用性能SPCD 拉伸性能SPCE 深拉伸性能(1)SPCC要求保証拉伸性能SPCCT表示(2)SPCE要求保証非時效性能SPCEN表示1.2狀態級別 性能代碼之后以“-”隔開接著表示狀態級別表面加工代碼A 退火 S 標準狀態表面加工狀態D毛面處理 用機械或化學方式使表面軋制拉毛產生無光澤 B光亮處理(軋制加工產生光滑處理)2.化學成份(%)C Mn P SSPCC 0.12 0.50 0.04 0.045SPCD 0.10 0.45 0.035 0.035SPCE 0.08 0.40 0.030 0.030 螺母2025%延伸率 31%以上延伸

25、率 厚度 板料 270Mpa 30%延伸率 訂貨要求-去除氧化皮3.機械性能 強度低 延伸率高 SPCCTSPCDSPCE性能代碼 抗拉強度(MPa)伸長率%(按板絕大部分划分 0.250.40 0.400.60 0.601.0 1.01.6 1.62.5 2.5SPCCT 270 32 34 36 37 38 39 SPCD 270370 34 36 38 39 40 41 SPCE 270350 36 38 40 41 42 43,冷軋碳素鋼板(CRS),1.,鋼板硬度 狀態 HRB HV()A 57 105 退火狀態比GI低 S 65 115SPCC鋼板和卷材按下表彎曲試片在彎曲位置外表

26、面應無開裂。材料 彎曲角 內邊半徑SPCC-A 180 自身板厚SPCC-S SPHC熱軋鋼板 含碳量為CRS几倍，S、P含量高於CRS，氧化皮厚焊接性能1.TIG焊焊接性良好 mm以上之板厚采用MIG焊作業可獲得較好的焊縫成形焊接性良好 3.點焊焊接性良好,純鋁及鋁合金板材(AL),1.概述純鋁1100防鏽鋁合金(3003、5050、5052)硬鋁2024(12號硬鋁LY-12),鍛鋁6061(做治具)超硬鋁7075(LC-4)共七個牌號的薄板和厚板牌號及狀態為5052-H32,1100-H16,主要厚度1.0mm、2.0mm、3.0mm合金特性(1)耐蝕性陽極化處理性表面處理涂裝性 1*5

27、*3*和6*2和7*陽極化處理可產生不同色澤、硬度和皮膜(2)材料特性1100 純鋁強度較低成形性優良焊接性和耐蝕性好常用于一般容器建筑材料電器包裝印刷板等類似零件3003 相對于1100強度稍高一點成形性焊接性耐蝕性更優常用于一般容器建筑材料輪船機翼多種包裝等類似零件5052 防鏽鋁合金強度中等耐蝕性優良成形性和焊接性好常用于輪船機車建筑易拉罐等類似零件。2024 強度較高機械加工性優良表面包一層1230鋁以改善耐蝕性常用多種結構件飛機等類似零件。6061 耐蝕性優良常做鉚合結構材料如輪船機車基座等類似零件7075 是強度最高的鋁合金表面用7072包覆以提高耐蝕性用于飛機雪撬等類似零件。50

28、52 鋁鎂系 Mg2.22.82024 鋁銅鎂系 Mg1.21.86061 鋁銅鎂鋅系 純鋁 H16狀態 抗拉強度很低 137167 延伸率不高 5 5052 H32 成形工藝性好 216265 7 H16 9 H加工硬化狀態,純鋁及鋁合金板材(AL),(1)第一位數 H1單純加工硬化 H2-加工硬化+不完全退火 H3加工硬化穩定化處理(2)第二位數 表示全硬(H)之8分之几狀態不可熱處理強化純鋁、防鏽鋁可處理強化硬鋁(2024)、鍛鋁(6061)、超硬鋁(7075)T-熱處理狀態 T3固溶+冷加工+自然時效 T4固溶+自然時效 T6固溶+人工時效 TX51預拉伸 C淬火 Z自然時效 CS時效

29、 1/4英寸以下薄(6.5mm)6.5mm以上厚 薄板推荐厚度0.50.60.70.81.01.21.51.62.03.0mm,純鋁及鋁合金板材(AL),焊接工藝特點 鋁所具有的物理特性導致它與其它金屬不同的焊接工藝特點。首先其在空氣中易氧化生成氧化鋁焊接時在接頭內形成氣孔夾雜未焊透等缺陷需在焊前嚴格清理表面其次鋁的比熱容電導率熱導率高焊接時需采用高度集中的熱源再次鋁的線膨脹系數大焊接時焊件變形趨勢大并且鋁由固態轉變為液態時無塑性過程及顏色變化操作者難掌握加熱溫度。分述如下:1.1.1 鋁合金易氧化生成氧化鋁薄膜厚度為0.10.2m熔點高(約2025)組織致密它保護著基本金屬表面在 68072

30、0間仍具有良好的保護性能焊接時如不將其清除將會阻礙基本金屬的熔化和熔合而且氧化膜比重 大(約為鋁的1.4倍)不易浮出熔池而形成焊縫夾雜。1.1.2 鋁導熱系數大約為鋼的4倍。要達到與鋼相同的焊速焊接線能量應為鋼的2-4倍。鋁的導電性好電阻焊時 比焊鋼需要更大功率的電源。1.1.3 鋁的高溫強度低塑性差(純鋁在640-656間的延伸率0.69%)線脹系數大(2210-6-26106/)以及焊接所需線 能量大等特點造成焊接時焊件產生較大的熱應力變形和裂紋傾向液態鋁能溶解大量氫而固態鋁則几乎 不溶解。氫在焊接熔池快速冷卻和凝固過程中易在焊縫聚集形成氣孔。1.1.4鋁由固態轉變為液態時無塑性過程及顏色

31、變化使操作者難以掌握加熱溫度。,純鋁及鋁合金板材(AL),銅合金板帶材(磷青銅、黃銅),紫銅(工業純銅又稱無氧銅)比重8.9g/cm3熔點1083高於鋁低於鋼用作配作合金青銅(價格為黃銅的1.8倍左右)錫青銅、鋁青銅 鈹青銅 彈性好耐磨性好抗腐蝕性差黃銅(鋅2835%鋅)應力腐蝕脫鋅價格與鋁材差不多(一)磷青銅(大陸稱錫青銅)兩個機種(IVORY,PAOT)合金 形狀 代碼 名稱 特性及用途 合金 C5191 帶材 C5191R 磷青銅 有良好加工性高彈性抗疲勞性高強度高延伸率適宜制造各種 有彈性要求的電子元件2.化學成份C5191帶材的化學成分應為(%)Sn 5.07.0;P 0.030.3

32、5;(Cu+Sn+P)99.5.ASTM中的C51900化學成分為(%)Sn 5.07.0;P 0.030.35;Zn 0.30;Fe 0.10;Pb 0.05;(Cu+以上元素)99.5 QSn 6.5-0.4 Sn:5.5-7.0;P 0.03-0.35(Cu-Sn-P)99.5 3.機械性能C5191帶材的機械性能如下表所示彎曲試驗時彎曲處外面不能出現開裂但裂痕端部不能用來作 為判斷的依據。強度是GI料2倍延伸率GI料1/4 狀態級別 代碼 拉伸試驗 彎曲試驗 硬度試驗 拉伸強度MPa 伸長率(最小)%彎曲方式 內邊半徑 維氏硬度HV O(軟態)C5191R-O 315 42 180或W

33、 0.5X厚度/1/4H(1/4硬)C5191R-1/4H 390510 35 1X厚度 100160 1/2H(半硬)C5191R-1/2H 490610 20 1.5X厚度 150205 H(硬態)C5191R-H 590685 8 2X厚度 180230 EH(極硬)C5191R-EH 635 5/200注(1)-最小厚度0.2mm(2)-最小厚度0.15mm,最低試驗載荷1.961N(即0.2Kg).標准厚度(mm):0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0,銅合金板帶材(磷青銅、黃銅),銅合金板帶材(磷青銅、黃銅)

34、,(二)黃銅帶材 合金標識和性能簡介見下表,銅合金板帶材(磷青銅、黃銅),抗拉強度和伸長率為必檢項目作判廢依據彎曲和硬度在需要時才測試彎曲位置的外邊應無裂紋但試片端部不作判定依據-抗拉強度采用公司訂貨標准(JIS H3100)括號內引用ASTM B36訂貨時最好要求在交叉范圍內以求質量穩定各批之間差異小。-硬度試驗最小載荷為4.9N,所列值作參考。,壓鑄鎂合金,1.概述A.相對鋁、鎂合金比重小(鋁2.7鎂1.8)比強度高、耐疲勞、抗沖擊、不粘膜、流動性好、防靜電好但耐蝕性差、易氧化燒損、鑄造工藝較復雜、高溫脆性和熱裂傾向大;B.熔煉時鎂錠和工具須干燥以防止水分引起爆炸少量的水份都易產生氣孔;C

35、.非密閉熔煉中采用CO2+N2+SF6(劇毒)混和氣體保護;D.最好對零件氧化處理并涂漆。2.化學成份,壓鑄鎂合金,3.特性AZ91(A,B,D)合金流動性好鑄件機械性能(強度硬度)好耐蝕性DAB(按ASTM B 117鹽霧試驗AZ91D 0.13mg/cm2day,即10mil/yr)比重1.81g/cm3.AM60(A,B)鑄件延伸率及韌性好合金流動性差耐蝕性B A,比重1.78g/cm3.AS41(A,B)鑄件 170 的高溫強度好合金流動性差耐蝕性B A,比重1.78g/cm3物理性能,壓鑄鎂合金,壓鑄鎂合金,牌號AZ91A,B,D的其它理化性能澆注溫度625700 20100 線性熱

36、膨脹系數26 m/mk彈性模量拉伸 45GPa;剪切 17GPa泊松比0.3520 以下的比熱1.05KJ/KgK熔化潛熱373KJ/KgK100300 熱導率72W/MK電導率AZ91A 10.1%IACS電阻率170n 焊接性能1.TIG焊焊接性一般由于材質本身緣故焊后易產生縮 孔氣孔裂紋等缺陷 2.MIG焊焊接性差 3.點焊焊接性差。,模具、治具用鋼,(一)合金工具鋼棒1.牌號意義:公司治具常用材料是日本牌號SKD11(相當於中國大陸Cr12MoV,美國D2)一般C0.1%以下S KD 11S-STEEL鋼的縮寫KD-耐磨及不變形冷作模具用11順序號2.化學成份 Cr Mo V C Si

37、 Mn Ni Cu S Fe1113 0.8-1.2 0.2-0.5 1.4-1.6 0.4 0.6 0.5 0.25 0.03 0.03 3.合金特性SKD11特性(1)高C高Cr型合金鋼有極高硬度及適宜韌度有回火硬化效果為典型風冷鋼(正火高)(在靜止空氣中冷卻時可以獲得完全的硬度在正火或大氣中焊接均能產生馬氏體提高硬度)它是目前耐磨性最好的合金工具鋼。(2)加Mo、V元素故兼具耐磨、不變形，耐沖擊等特性。Mo提高高溫穩定性。(3)經二次精煉純潔度高、晶粒微細。4.用途(1)冷加工用模具如沖壓模沖剪模深沖模螺絲頭冷打模等(2)冷加工用工具如剪切刀沖頭滾輪精密樣板量規等(3)陶瓷模PVC耐蝕模

38、等。,模具、治具用鋼,5.機械性能 SKD11 D2(870 900),冷速22/H 退火(830 880)HB 255(217255)淬火(1000 1050)+低溫回火(150 200)HRC 60(5461)如要求高韌性或熱處理后需作線切割放電加工之工模具應利用高溫回火500200 6.注意事項(1)SKD11經線切割后常有剝落或破裂因采用低溫回火殘留許多奧氏體當線切割時產生局部加熱造成局 部體積膨脹及斷面硬度落差大致使線切割周圍剝落或破裂。消除方式需線切割之工模具應用高溫回火消 除殘留奧氏體(2)SKD11熱處理時需慎防表面脫碳(3)矯正后必須再作退火處理此加熱溫度約低于回火溫度102

39、0(4)如放電加工表面未充分研磨去除熔融層和硬化層以至使用時產生破裂。7.工具鋼的工藝和使用性能(1)抗脫碳性中等(2)淬火及回火 1)深度深 2)變形量極低 3)抗開裂性極高 4)大致硬度5461(3)加工和使用 1)機加性低 2)韌性低 3)抗軟化(即穩定化)高 4)抗磨損高很高 8.密度和熱膨脹系數(1)密度7.70g/cm3(2)熱膨脹系數 20 100 10.4um/m.k 20 200 10.3um/m.k,模具、治具用鋼,9.常規性能(1)主要參數(從低1到高9)抗磨性8(隨C含量增加而增加)韌性2(隨C含量和淬硬深度增加而減小)紅硬度6(紅硬性即溫度升高而 保持硬度的能力)(2

40、)次要參數 1)正常工作硬度5864HRC 2)淬硬深度深 3)高碳工具鋼淬火性試驗標准之全硬狀態下最小晶粒度7.5 4)表面淬火硬度HRC:6164 5)芯部硬度(25MM的直徑)HRC6164(即要求淬透)10.紅硬性(HRC)室溫 315 425 540 HRC 60 53 47 3811.退火狀態相對機加工比率 3040(100相當B1112機加工性的30%)焊接性能1.TIG焊焊接性一般由于材質本身緣故焊后易產生裂紋等缺陷 2.MIG焊焊接性差 3.點焊焊接性差。,模具、治具用鋼,(二)中碳鋼棒材1.牌號意義 S 45 C(相當美國1045中國45#)S-STEEL 45-含碳量中間

41、數X100%C-碳元素2.化學成分 C Si Mn Cr Ni Cu P S Fe0.420.48 0.150.35 0.600.90 0.20 0.20 0.30 0.030 0.035 基體3.機械性能()狀態 抗拉強度 屈服強度 伸長率 斷面收縮率 硬度HB 820870正火 569MPa 343MPa 20%45%167229 820870淬火 686MPa 490MPa 17%45%201269 550650回火 GI料抗拉強度的2倍 4.物理性能(退火狀態)(1)線性熱膨脹系數(um/m.):11.6(20 100)相對0 11.2(20 100)相對25(2)熱傳導率100 時5

42、0.8 W/M.K(3)比熱容每Kg物質每變化1攝氏度需要的熱 50 100 486 J/Kg.K(4)電阻率0 0.162.m 100 0.223.m 5.推荐訂購的圓棒直徑 11 13 16 19 22 25 28 30 32 34 36 38 40(mm)焊接性能1.TIG焊焊接性良好 2.MIG焊焊接性良好 3.點焊焊接性良好。,小五金用材料,(一)碳素鋼絲牌號及成份機械性能見下表,小五金用材料,(二)彈簧用不鏽鋼絲1.化學成份 公司所用彈簧為SUS302,SUS304兩個牌號其化學成份按表1.表1.化學成份(%)牌號 Cr Ni C Si Mn P S SUS302 17.0019.

43、00 8.0010.00 0.15 1.00 2.00 0.045 0.030(1Cr18Ni9)SUS304 18.0020.00 8.0010.50 0.08 2.類別 SUS302,304均屬于奧氏體型不鏽鋼其鋼絲類別按表2 表2 鋼絲類別 牌號 分類 代碼 SUS302 A類 WPA B類 WPB SUS304 A類 WPA B類 WPB,WPBS(直條)D類 WPDS(直條)3.制造方法 先固溶處理再拉拔如要求直條鋼絲應先拉拔后矯直。彈簧用鋼絲應適當涂覆4.標准訂購直徑 鋼絲標准訂購直徑按下表 鋼絲抗拉強度按下表,小五金用材料,鈦合金(純鈦板/絲材)開發,1.合金特性(1)純鈦比重4

44、.5g/cm3與鍍鋅鋼板比較比強度(強度/比重)高(2)尺寸熱穩定性好不易導熱(好)無磁性(好)(3)純鈦有高延展性強度相對較低沖壓性好縱向拉伸性好橫向稍差零件成形後回彈較大屈服/抗拉強 度之比較大即塑性變形范圍較小(4)冷作硬化傾向較大(可考慮工序間退火和零件最終消除殘余應力)(5)對切痕和表面缺陷較敏感(6)耐蝕性好表層有很穩定和高結合力的防護氧化膜 當露出新鮮金屬時這層氧化膜自發而迅速生成2.化學成份(1)筆記本電腦和手機介紹中國、美國、日本共7個牌號或類別的純鈦板材表1 化學成份(%)中國 N H O 抗拉強度(MPa)延伸率GB/T3621 TA0 0.15 TA1 0.03 0.0

45、15 0.20 280420 TA1-A 0.012 0.10 370530 45 ASTM B265 GRADE1 240 40 GRADE2 345 24 JIS H4600 CLASS 1 270410 CLASS 23.其它典型牌號化學成份(%)TA2 TA3 TA7 TC1 TC2 TC3 TC4 應用最廣經濟性好與中強度鋼800900Mpa類似4.尺寸公差4.1厚度公差應小於公稱5%5.外觀5.1.外表面光潔無污染可以訂購光亮表面或噴砂表面5.2表面允許有輕微小漬,鈦合金(純鈦板/絲材)開發,(二)純鈦絲材中國GB/T3620美國ASTM GRADE1 GRADE2 B348 GRADE3 GRADE4 日本 JISH CLASS1 CLASS2 4670 CLASS3,焊接性能1.TIG焊焊接性良好mm以上之板厚采用MIG焊作業可獲得較好的焊縫成形3.點焊焊接性良好。,結束語1.本次講座粗淺地對常用金屬材料規格與各位同仁進行了相互的學習不對之處還請指出不足之處還請見諒2.謝謝各位同仁的參與與支持。,