常用金属材料和热处理知识
常用金属材料和热处理知识
一、金属材料的分类和实际应用
金属材料分为黑色金属和有色金属
黑色金属的主体是钢、铁还有铬、锰
有色金属常用的是指铜、铝、锡及其合金
黑色金属：钢：碳素钢：普通碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素工具钢
合金钢：普通低合金钢
合金结构钢
合金工具钢
特殊合金钢
铸铁：白口铸铁
灰口铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
合金铸铁
有色金属：铜及铜合金：纯铜
黄铜
青铜
铝及铝合金：纯铝
防锈铝
硬铝
铸铝
锡及锡合金及其其他
我们常用的碳素钢按照含碳量又分别分为低碳钢：含碳量≤0.25%
中碳钢：含碳量0.25%~0.60%
高碳钢：含碳量＞0.60%
我们制造部经常使用的普通碳素结构钢有Q235主要用于工装板零件。。。
我们制造部经常使用的优质碳素结构钢有45#主要用于各类轴。。。。。
我们制造部经常使用的碳素工具钢有T8 T10主要用于专机的模头。。。。
二、金属材料的性能
为了合理正确的使用金属材料，我们就应该对它的性能有充分了解。
金属材料性能：使用性能：物理性能：密度
熔点
热膨胀性
导热性
导电性
磁性
化学性能：耐腐蚀性
抗氧化性
力学性能：强度
塑性
硬度
韧性
疲劳及疲劳强度
工艺性能：切削加工性能：
铸造性
可锻性
可焊性
热处理性能
金属材料的切削加工性能是指材料被加工的难易程度，它的评定标准通常以切削时所反映的生产率、刀具寿命的长短及是否容易得到规定的加工精度和表面粗壮度来衡量。
影响金属材料的可切削加工性的有工件材料的硬度、强度、塑性、韧性、导热性系数等力学性能和物理性能。
工件材料的硬度（包含高温硬度）越高，切削力越大，切削温度越高，刀具的磨损越快，因此，切削加工性越差。同样，工件材料强度越高，切削加工性也越差。
工件材料的强度相同时，塑性和韧性大的，切削加工性越差，但工件材料的塑性太小，切削加工性也不好。
一般碳素钢、铸铁、铜合金、铝合金等都有比较好的切削加工性能。
三、钢的热处理
钢的热处理是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却的方式来改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。
钢的热处理：整体热处理：退火：完全退火
球化退火
去应力退火
正火
淬火
回火：低温回火（150℃~250℃）
中温回火（350℃~500℃）
高温回火（500℃~650℃）
调质
时效：自然时效
人工时效
表面热处理：表面淬火：火焰淬火
感应加热淬火
化学热处理：渗碳
渗氮
碳氮共渗
渗金属
氧化处理：发黑
发兰
退火是将金属或合金加热到临界温度（不同钢号的临界温度不同），保持一段时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火的目的是均匀钢的化学成分及组织，细化晶格，降低硬度，改善切削加工性能，去除内应力，为淬火准备。
正火是将钢加热到临界温度以上30~50℃，保持一段时间，然后在空气中冷却的热处理工艺。
正火和退火的目的差不多，但正火的冷却速度比退火快，得到的组织比较细，硬度和强度较退火高。
淬火是将钢件加热到临界温度以上，保持一段时间，然后在水、油中急速冷却的热处理工艺。
淬火的目的是提高材料的强度、硬度、耐磨性，延长零件的使用寿命。
回火是将淬硬的零件加热到临界温度以下，保持一段时间，然后在水、油中急速冷却的热处理工艺。
回火的目的是消除淬火后的内应力，使淬火组织转变为稳定组织，降低脆性，避免变形和开裂。
调质是零件淬火后再进行高温回火的复合热处理工艺。
调质的目的是使钢件获得高韧性和足够的强度，具有良好的综合机械性能。
自然时效是将粗加工的零件露天放一段时间，或者丝杠类挂一段时间。
人工时效是将粗加工的零件低温回火后再加热，保持较长时间冷却。
时效的目的是消除内应力以及内应力引起的变形。
发黑是将工件放在很浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化。
发兰是利用回火的方法，将工件放在盛有木炭粉末的箱子中，加热到350~450℃，保温5~6分钟后取出工件，将需要发兰的表面涂上石油，再放回箱子中加热10~15分钟，而得到一层兰色氧化膜的热处理工艺。
发黑和发兰的目的是使工件表面生成一层保护膜，来增强工件的表面防锈和抗腐蚀能力，同时可以使工件表面光泽美观。
发黑和发兰是不同的工艺，简单说，发黑是“煮黑”，发兰是“烤兰”。
发黑的颜色以蓝黑色、黑色、红棕色、棕黑色。
发兰的颜色以兰色和靛蓝。