常用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料：金屬材料篇

　常用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料：

　金屬 材料 篇

　金屬材料：

　1 1 、 08F: 沖壓用沸騰鋼板，強(qiáng)度低、硬度、塑性、韌性好，易于深沖、拉延、彎曲和焊接。

　用途：主要用來(lái)制造冷沖壓件，易于軋成薄板、薄帶、冷變形材，冷拉鋼絲。用于沖壓件，壓延機(jī)，各類不承受載荷的覆蓋件，滲碳、滲氮，制作各類套筒、靠模、支架。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥295MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：≥175MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 ：≥35% 斷面收縮率 ψ ：≥60% 硬度 ：≤131HB（未熱處理）

　2 2 、 10F: 沖壓用沸騰鋼板，優(yōu)質(zhì)碳素鋼，鋼強(qiáng)度不大，而塑性和韌性甚高，有良好的沖壓、拉伸和彎曲性能，焊接性好。

　用途：可作塑性好的零件：管子、墊片、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳和氰化零件；套筒、短軸、離合器盤。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥315MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：≥185MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 ：≥33% 斷面收縮率 ψ ：≥55% 硬度 ：≤137HB（未熱處理）

　3 3 、0 20 鋼 鋼: : 冷變形塑性高、一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，為了獲得好的深沖壓延性能板材應(yīng)正火或高溫回火。電弧焊和接觸焊的焊接性能好。冷拔、切削加工性正火狀態(tài)較退火狀態(tài)好。

　用途：受力不大而韌性要求較高的零件，如杠桿、軸套、螺釘、起重鉤等。也可用于表面硬度高而心部強(qiáng)度要求不高的滲碳與氰化零件 力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥410MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：≥245MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 ：≥25% 斷面收縮率 ψ ：≥55% 硬度 ：≤156HB（未熱處理）

　熱處理：普通淬火硬度：30-35HRC。

　4 4 、 Q235A ：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱作 A3 鋼。韌性和塑性較好，有一定的伸長(zhǎng)率，具有良好的焊接性能和熱加工性能。

　用途：一般在熱軋狀態(tài)下使用，用其軋制的型鋼、鋼筋、鋼板、鋼管可用于制造各種焊接結(jié)構(gòu)件、橋梁及一些普通的機(jī)器零件，如螺栓、拉桿、鉚釘、套環(huán)和連桿等。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：

　370-500MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：

　235MPa 熱處理：Q235 模具鋼淬火規(guī)范：淬火溫度為 950℃，鹽浴爐加熱，10%NaCl 鹽水冷卻淬火。

　5 5 、5 35 鋼 鋼: : 有良好的塑性和中等強(qiáng)度，切削加工性較好，多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。焊接性能尚可，但焊前要預(yù)熱，焊后要退火。一般不進(jìn)行焊接。

　用途：多用于制造軸類零件、杠桿、連桿、橫梁、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母、摩托車架等。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥530（54）MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：≥315（32）MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 ：≥20% 斷面收縮率 ψ ：≥45% 硬度 ：≤197HB（未熱處理）

　熱處理：普通淬火硬度：38-45HRC。

　調(diào)質(zhì)硬度：4-17 HRC

　6 6 、5 45 鋼 鋼: : 常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，切削性能良好。調(diào)制后有很好的綜合力學(xué)性能。焊接性能差，但仍可焊接，焊前需預(yù)，熱焊后需退火。水淬有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火。

　用途：軸類零件、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥600MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：≥355MPa 伸長(zhǎng)率 δ5 ：≥16% 斷面收縮率 ψ ：≥40% 硬度 ：≤229HB（未熱處理）/197 HB（退火）

　熱處理：普通淬火硬度：55-58HRC。極值：62HRC

　調(diào)質(zhì)硬度：20-30 HRC

　7 7 、 20Cr: 低淬透性滲碳鋼。有較高的強(qiáng)度及淬透性，鋼的冷應(yīng)變塑性高，可在冷狀態(tài)下拉絲；切削加工性在高溫正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)下良好，但退火后較差；20Cr 為珠光體，焊接性較好，焊后一般不需熱處理，但厚度大于 15mm 的零件在焊前需預(yù)熱到 100～150℃，焊后也可不進(jìn)行回火熱處理。

　用途：多用于制造心部強(qiáng)度要求較高，表面承受磨損、截面在 30mm 以下的或形狀復(fù)雜而負(fù)荷不大的滲碳零件(油淬)，如：機(jī)床變速箱齒輪、齒輪軸、凸輪、

　蝸桿、活塞銷、爪形離合器等；對(duì)熱處理變形小和高耐磨性的零件，滲碳后應(yīng)進(jìn)行高頻表面淬火，如模數(shù)小于 3 的齒輪、軸、花鍵軸等。此鋼也可在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，用于制造工作速度較大并承受中等沖擊負(fù)荷的零件，這種鋼還可用作低碳馬氏體淬火用鋼，更進(jìn)一步增加鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度(約增加 1.5～1.7 倍)。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥835MPa 屈服強(qiáng)度 σs:≥540MPa 伸長(zhǎng)率 δ5:≥10% 斷面收縮率 ψ:≥40% 硬度 :≤179HB（退火-供貨狀態(tài)）

　熱處理：滲碳淬火硬度：

　60-62HRC。

　調(diào)質(zhì)硬度：137-179 HB 8 8 、 40Cr ：冷鐓模具鋼，中碳調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，除調(diào)質(zhì)處理外還適于氰化和高頻淬火處理。在 550-570℃進(jìn)行回火，具有最佳的綜合力學(xué)性能。切削性能較好，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。淬透性良好，切削加工性較好。

　用途：軸類零件、連桿螺栓、齒輪、蝸桿等 力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb:≥980MPa 屈服強(qiáng)度 σs:≥785MPa 伸長(zhǎng)率 δ5:≥9% 斷面收縮率 ψ:≥45% 硬度 :≤207HB（退火-供貨狀態(tài)）

　熱處理：表面淬火硬度:52-60HRC。

　調(diào)質(zhì)硬度:32-36HRC。

　9 9 、 65Mn ：彈簧鋼，熱處理及冷拔硬化后，強(qiáng)度比較高，淬透性較好，具有一定的柔韌性和可塑性；

　用途：彈墊、彈簧、板簧、發(fā)條等 力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥980MPa 屈服強(qiáng)度 σs ：≥785MPa 伸長(zhǎng)率 δ10 ：≥8% 斷面收縮率 ψ ：≥30% 硬度 ：≤302HB（供貨狀態(tài)）

　熱處理：淬火硬度：55-60HRC。

　10 、 GCr15 ：最常用的高碳鉻軸承鋼。綜合性能良好，經(jīng)過淬火加低溫回火后具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工

　塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對(duì)形成白點(diǎn)敏感性能大，有回火脆性。

　用途：軸承、軸承套圈、模具及其他高耐磨性、高彈性極限、高接觸疲勞強(qiáng)度的零件。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：861MPa 屈服強(qiáng)度 σs:518MPa 硬度 ：179-207HB（供貨狀態(tài)）

　熱處理：油淬硬度：62-66HRC。

　不銹鋼 ：一般是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼是指耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼，而耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。不銹鋼是其表面形成的一層極薄而堅(jiān)固細(xì)密的穩(wěn)定的富鉻氧化膜（防護(hù)膜），防止氧原子的繼續(xù)滲入、繼續(xù)氧化，而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因，這種薄膜遭到了不斷地破壞，空氣或液體中氧原子就會(huì)不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來(lái)，形成疏松的氧化鐵，金屬表面也就受到不斷地銹蝕。

　11 、4 304 不銹鋼：業(yè)內(nèi)也叫做 18/8 不銹鋼（行業(yè)認(rèn)為只要 Ni 含量大于 8%，Cr含量大于 18%，就可以認(rèn)為是 304 不銹鋼），具有耐高溫（800 度），耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象。加工性能好，韌性高。

　用途：廣泛使用于工業(yè)和家具、裝飾、食品、醫(yī)療等行業(yè)。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb:≥520 MPa 條件屈服強(qiáng)度 σ0.2:≥205 MPa 伸長(zhǎng)率 δ5:≥40% 斷面收縮率 ψ:≥60% 硬度：≤187HBW;≤90HRB;≤200HV L 304L 與 與 4 304 不銹鋼的比較：L 304L 比 比 4 304 含碳量低，焊接性能更好，塑性韌性更好。但強(qiáng)度稍低。

　12 、6 316 不銹鋼（00Cr17Ni12Mo2 ）：因添加 Mo 元素，使其耐蝕性、和高溫強(qiáng)度有較大的提高，耐腐蝕能力更強(qiáng)，尤其耐氯化物腐蝕能力較 304 出色，更耐海水和化工侵蝕。

　更耐高溫（1200-1300 度）具有好的耐氧化性，可在苛酷的條件下使用。具有良好的焊接性能�？刹捎盟�有標(biāo)準(zhǔn)的焊接方法進(jìn)行焊接。焊接時(shí)可根據(jù)用途，分別采用 316Cb、316L 或 309Cb 不銹鋼填料棒或焊條進(jìn)行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能，316 不銹鋼鋼的焊接斷面需要進(jìn)行焊后退火處理。如果使用 316L不銹鋼，不需要進(jìn)行焊后退火處理。

　用途：主要用于食品工業(yè)、制藥行業(yè)和外科手術(shù)器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。較 其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來(lái)使用。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb:≥520 MPa 條件屈服強(qiáng)度 σ0.2:≥205 MPa 伸長(zhǎng)率 δ5:≥40% 斷面收縮率 ψ:≥60% 硬度：≤187HBS;≤90HRB;≤200HV 316L（ （00Cr17Ni12Mo2 ）與 6 316 不銹鋼的比較：L 316L 比 比 6 316 含碳量低，焊接性能更好，塑性韌性更好。但強(qiáng)度稍低。

　4 304 與 與 6 316 不銹鋼的的比較：6 316 因添加 o Mo 元素，使其耐蝕性、和耐高溫性均有較大提高。比 4 304 不銹鋼 ，在高溫下更耐腐蝕�？孤然�物腐蝕能力更強(qiáng)，更適合在海洋環(huán)境下使用。

　13 、 201（ （1Cr17Mn6Ni5N ）不銹鋼: :具有一定的耐酸、耐堿性能，密度高、拋光無(wú)氣泡、無(wú)針孔等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是：鉻含量與鎳含量達(dá)不到平衡而形成了鐵素體，為此，200 系列不銹鋼中的鉻含量降到 15%～16%，某些情況下降到了13%～14%，其耐腐蝕性是不能與 304 和其他類似的鋼相比的此外，在沉積區(qū)和縫隙的腐蝕部位常見的酸性條件下，錳和有些情況下銅降低了再鈍化的作用。200 系列鋼在這些條件下的毀壞速度大約是 304 不銹鋼的 10-100 倍。

　用途：是各種表殼、表帶底蓋優(yōu)質(zhì)材料等。主要用于做裝飾管、工業(yè)管、一些淺拉伸的制品。

　力學(xué)性能（退火）：

　抗拉強(qiáng)度 σb:805 MPa 條件屈服強(qiáng)度 σ0.2:385 MPa 201（ （1Cr17Mn6Ni5N ）不銹鋼與 304（ （00Cr19Ni10 ）不銹鋼的比較：1 201 不銹鋼碳含量比 4 304 高，強(qiáng)度硬度比 4 304 高，塑性韌性較差，但鉻鎳含量較 304低，所以耐腐蝕性比 4 304 差很多。

　14 、 301（ （12Cr17Ni7 ）不銹鋼：亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼，在充分固溶的條件下，具有完全奧氏體組織。在奧氏體不銹鋼中，301 是最易冷變形強(qiáng)化的鋼種，通過冷變形加工可使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，并且保留足夠的塑、韌性，加之此鋼在大氣條件下具有良好的耐銹性，但在還原性介質(zhì)耐蝕性欠佳，在酸堿鹽等化工介質(zhì)耐蝕性較差，因此不推薦用于腐蝕苛刻的環(huán)境。

　用途：用于以冷加工狀態(tài)應(yīng)用于承受較高負(fù)荷，又希望減輕裝備重量和不生銹的設(shè)備部件。此外，此鋼在受外力撞擊時(shí)易產(chǎn)生加工硬化可吸收更多的撞擊能量，對(duì)設(shè)備和人員將提供更可靠的安全保障。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb:770 MPa 條件屈服強(qiáng)度 σ0.2:280 MPa 301 （ 12Cr17Ni7 ）不銹鋼與 與 304（ （00Cr19Ni10 ）不銹鋼的比較：

　304 是一種通用性的不銹鋼，廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件。4 304 相當(dāng)于我國(guó)的 06Cr19Ni10 (0Cr18Ni9) 不銹鋼。4 304 含鉻 18% ，含鎳 8% 。

　1 301 是得到最廣泛應(yīng)用的不銹鋼、耐熱鋼。用于食品生產(chǎn)設(shè)備、化工設(shè)備、核能等4 . 304 不銹鋼化學(xué)成份規(guī)格

　C Si Mn P S Cr Ni （鎳）

　MoSUS431 ≤ 0.08 ≤ 1.00 ≤ 2.00 ≤ 0.05 ≤ 0.03 18.00- - 20.00 8.25~10.50 - -4 304 就是 0Cr18Ni9 。

　301(17Cr- - 7Ni- - 碳) ) 材質(zhì)：與 4 304 鋼比, ,

　Cr 、i Ni 含量少，冷加工時(shí)抗拉強(qiáng)度和硬度增高，無(wú)磁性，但冷加工后有磁性。用途：列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、彈簧、篩網(wǎng)

　15 、3 6063 鋁合金：常用擠壓材料，主要合金元素為鎂與硅，具有加工性能極佳、優(yōu)良的可焊接性、擠出性及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性，易于拋光、上色膜，陽(yáng)極氧化效果優(yōu)良，是典型的擠壓合金。6063 鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強(qiáng)度、良好的焊接性能以及陽(yáng)極氧化處理后，表面華麗的色澤等諸多優(yōu)點(diǎn)。

　用途：廣泛應(yīng)用于建筑型材、灌溉管材、供車輛、臺(tái)架、家具、升降機(jī)、柵欄等用的管、棒、型材。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：≥205MPa 條件屈服強(qiáng)度 σ0.2：≥170MPa 伸長(zhǎng)率 δ5:≥9% 17 、1 6061 鋁合金: :具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點(diǎn)及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無(wú)缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優(yōu)良特點(diǎn)。

　力學(xué)性能：

　用途：代表用途包括航天固定裝置、電器固定裝置、通訊領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化機(jī)械零件、精密加工、模具制造、電子及精密儀器、SMT、PC 板焊錫載具等等。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：

　205MPa 條件屈服強(qiáng)度 σ：55.2MPa 壓鑄鋁合金：

　低熔點(diǎn)共晶組織，流動(dòng)性好，適于鑄造但不適于壓力加工。

　18 、 YZALSi2 （ YL102 ）：流動(dòng)性強(qiáng)，鑄造性能好，但有集中縮孔，吸氣性差需變質(zhì)處理，耐蝕性焊接性好可切削性差，不能熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度不高，耐熱性較低。

　用途：適于鑄造形狀復(fù)雜，耐蝕性和氣密性高，承受較低載荷不高于 200℃的薄壁零件。如儀表殼罩、蓋、船舶零件等。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：220MPa 伸長(zhǎng)率 δ：2% 硬度：60HBS 19 、 YZALSi10Mg （ YL104 ）：具有良好的室溫力學(xué)性能,可在較高溫度下工作.該合金的鑄造性能優(yōu)良,流動(dòng)性好抗熱裂傾向和氣密性均很好,線收縮小；但形成針孔的傾向較大.合金的耐蝕性好,切削加工性和焊接性一般. 力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：220MPa 伸長(zhǎng)率 δ：2% 硬度：70HBS 20 、 YZALSi2Cu2 （ YL108 ）：密度小，熱膨脹系數(shù)小，熱導(dǎo)率高，耐熱性好，鑄造工藝性能優(yōu)良，氣密性高，線收縮率小，可得到尺寸精確的鑄件無(wú)熱裂傾向，強(qiáng)度高，耐磨性好，需變質(zhì)處理。

　用途：常用的活塞鋁合金。用于鑄造汽車拖拉機(jī)的活塞和其他工作溫度低于250℃的零件 力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：240MPa 伸長(zhǎng)率 δ:1% 硬度：90HBS 壓鑄鋅合金 ：

　以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅合金熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，易熔焊，釬焊和塑性加工，在大氣中耐腐蝕，殘廢料便于回收和重熔；但蠕變強(qiáng)度低，易發(fā)生自然時(shí)效引起尺寸變化。熔融法制備，壓鑄或壓力加工成材。按制造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。

　用途：壓鑄鋅合金的主要添加元素有鋁, , 銅和鎂等. . 鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類. . 鑄造鋅合金流動(dòng)性和耐腐蝕性較好, , 適用于壓鑄儀表, , 汽車零件外殼等。

　21 、 ZZnAl4Y （ YX040 ）：

　用途：用于壓鑄較大鑄件及儀表、汽車零件外殼。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：250MPa 伸長(zhǎng)率 δ：1% 硬度：80HBS 22 、 ZZnAl4Cu1Y （ YX041 ）：

　用途：廣泛用于壓鑄零件用于形狀復(fù)雜零件。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：270MPa

　伸長(zhǎng)率 δ：2% 硬度：90HBS 22 、 ZZnAl4Cu3Y （ YX043 ）：

　用途：用于各種壓鑄件。

　力學(xué)性能：

　抗拉強(qiáng)度 σb：320MPa 伸長(zhǎng)率 δ：2% 硬度：95HBS

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