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金属特性手册
一, 结构钢特性:
08F 冷塑性好,易成形;焊接性能优良,时效敏感;切削加工性,冷拉正火态较退火态良好。
10 冷塑性好,板材正火或高温回后性能及佳,切削性,冷拉正火较退火态好, 易焊接。
35 冷塑性尚好,各种焊接性能良好;切削性好;用于制作受力不大的机械零件及中小尺寸锻件。
45 中碳优质多强度钢,淬透性低,一般的正火态使用;只有要求高的零件才进行ML4行调质。冷塑性一般;切削性,退火,正火比调质时好;适于氢焊和氩孤焊,不适于气焊。
20Cr,渗碳钢,高硬度;韧性比15CrA差,渗碳时钢晶粒有长大趋向。38CrA,调质钢,钢的最后热处理为淬火和回火;切削加工性好;焊接性差。25CrMnSiA,调质钢,在退火状态下塑性好,允许复杂形状的弯曲、锤拱、冲压;电弧焊和氢原子焊的焊接性好, 气负秃细焊接时,特是电弧焊和混合焊接时,开成裂纹的倾向不大;切削加工性尚好。40Cr,调质钢,淬火与回火后其强度与屈服点都比45钢高得多,淬透性出比较好,零件形状复杂进在冷水中淬火易形成裂纹,故以在油中淬火为宜;有很大的回火脆性;当零件工作表面要求耐磨时还可以进行表面淬火或氰化处理。冷变形时塑性中等,切削加工性尚好。
40CrNiMoA,调质钢,可以进行渗氮处理;在相当高的强度时还有很高的韧性;淬透性很高,可用作截面较大的零件;钢的焊接性差。冷变形塑性中等,为了改善钢的机械加工性能可用高温退火或等温退火。
65Mn,它是一种弹簧钢,最后热处理为淬火和回火;其强度较高,淬透性较大,脱碳倾向小,但有过热敏感性,易出现淬火裂纹,并有回火脆性。在退火状态下切削加工性尚好;焊接性好,冷变形塑性低,带材可供一般弯曲。
50CrVA,合金弹簧钢,钢的最后热处理为淬火和回火;热处理后具有较好的韧性,高的比例极限和强度极限,具有高的疲劳强度,的比值也较高,并有高的淬透性(与65Si2MnWA的淬透性相类似)与较低的过热敏感性;零件使用温度程300℃时,其弹性仍可保持。钢的切削加工尚好,冷变形时塑性低,焊接性差。
二、不锈钢材料特性:
1、铁素体型不锈钢:其含Cr量高,具有良好而 性及高温抗氧化性能。
2、奥氏体不锈钢:典型牌号如/Cr18Ni9,/Cr18Ni9T1无磁性,耐蚀性能良好,
温强度及高温抗氧化性能好,塑性好,冲击韧性好,且无缺口效应,焊接性
优良,因而广泛使用。这种钢一般强度不高,屈服强度低,且不能通过热
处理强化,但冷压,加工后,可使抗拉强度高,且改善其弹性,但其在高温下
冷拉获得的强度易化。不宜用于承受高载荷。
3、马氏全不锈钢:
典型如2Cr13,GX-8,具磁性,消震性优良,导热性好,具高强度和屈服
极限,热处理强化后具良好综合机械性能。加含碳量多,焊后需回为处理
以消除应力、高温冷却易形成8氏体,因此锻后要缓冷,并应立即进行回
火。主要用于承载部件。
例:
10Cr18Ni9 它是一种奥氏体不钢,淬火不能强化,只能消除冷作硬化和获
得良好的抗蚀,淬火冷却必须在水是进行,以保证得到最好的抗蚀性;在
900℃以下有稳定的抗氧化性。适于各种方法焊接;有晶间腐蚀倾向,零
件长期在腐蚀介质、水中及蒸汽介质中工作时可能遭受晶界腐蚀破坏;
钢淬火后冷变形塑性高,延伸性能良好,但切削加工性较差。
1Cr18Ni9 它是标准的18-8型奥氏体不锈钢,淬火炒能强化,但此时具有良
好的耐蚀性和冷塑性变形性能;钢因塑性和韧性很高,切削性较差;适
于各种方法焊接;由于含碳量较0Cr18ni9钢高,对晶界腐蚀敏感性较
焊接后需热处理,一般不宜作耐腐蚀的焊接件;在850℃以下空气介质
、以及750℃以下航空燃料燃烧产物的气氛中肯有较稳定的抗氧化性。
Cr13Ni4Mn9 它属奥氏体不锈耐热钢,淬火不能强化,钢在淬火状态下塑性
很高,可时行深压延及其它类型的冷冲压;钢的切削加工性较差;用点焊
和滚焊焊接的效果良好,经过焊接后必须进行热处理;在大气中具有高
耐蚀性;易产晶界腐蚀,故在超过450的腐蚀介质是为宜采用;在750
~800℃以下的热空气中具有稳定的抗氧化性。
1Cr13 它属于铁素体-马氏体型为锈钢,在淬火回火后使用;为提高零件的
耐磨性,疲劳性能及抗腐蚀性可渗氮、氰化;淬火及抛光后在湿性大气、
蒸汽、淡水、海水、和自来水中具有足够的抗腐蚀性,在室温下的硝酸
中有较好的安定性;在750℃温度以下具有稳定的抗氧化性。退火状态
下的钢的塑性较高,可进行深压延钢、冲压、弯曲、卷边等冷加工;气焊
和电弧焊结果还满意;切削加工性好,抛光性能优良;钢锻造后冷并应立
即进行回火处理。
2Cr13 它属于马氏体型不锈钢,在淬火回火后使用;为提高零件的耐
磨性耐腐蚀性、疲劳性能及抗蚀性可渗氮、氰化;淬火回火后钢的强度
、硬度均较
1Cr13钢高,抗腐蚀性与耐热性稍低;在700℃温度以下的空气介质中仍有稳
定的抗氧化性。钢的焊接性和退火状态下塑性虽比不上1Cr13 ,但仍满
意;切削加工性好;抛光性能优良;钢在锻造后应缓冷,并立即进行回火
处理。
3Cr13 它属于马氏体型不锈钢,在淬火回火后使用,耐腐蚀性和在700℃
以下的热稳定性均比1Cr13 ,2Cr13低,但强度、硬度,淬透性和热强性
都较高。冷加工性和焊接性不良,焊后应立即热处理;在退火后有较好
的切削性;在锻造后应缓冷,并应立即进行回火处理。
9Cr18 它属于高碳含铬马氏体不锈钢,淬火后具有高的硬度和耐磨性;对
海水,盐水等介质尚能抗腐蚀;钢经退火后有很好的切削性;由于会发生
硬化和应力裂纹,不适于焊接;为了避免锻后产生裂纹,必须缓慢冷却
(最好在炉中冷却),在热态下,将零件转放入700~725℃的炉中进行
回火处理。
三、铝合金:
强度/质量大,工艺性好,或用于压力制造及铸造,焊接,目前广泛用
于飞机、发动机各种结构上。
1、变形铝合金:
1.1 防锈铝:
A1-Mn 及A1-Mg系合金(LF21、LF2、LF3、LF6、LF10)
属于防锈铝,其特点是不能热处理强化,只能用冷作硬化强化,强度低、
塑性高、压力加工性良好,有良下的抗蚀性及焊接性。特别适用于制
造受轻负荷的深压延零件,焊接零件和在腐蚀介质中工作的零件。
1.2 硬铝:
LY系列合金元素要含量小的塑性好,强度低;如LY1,LY10,含金
元素及Mg,Cn适中者,强度、塑性中高;如LY11;金中Cn,Mg含量高
则强度高,可用于作承动构件;如LY12,LY2,LY4;
LC 系列这超硬铝,强度高,但静疲劳性能差
LY11,LY17 为耐热铝,高温强度不太多,但高温时蠕度强度高。
1.3 锻铝:
LD2 具有高塑性及腐蚀稳定性,易锻造,但强度较低;LD5,
LD6,LD10强度好,易于作高负载锻件及模锻件;LD7;LD8有较高
耐热性,用于高温零件,具有高的机械性能和冲压工艺性。
2、铸造铝合金:
1). 低强度合金:ZL-102 ; ZL-303
2). 中强度合金:ZL-101 ; ZL-103 ; ZL-203 ;ZL-302
3). 中强度耐热合金:ZL-401
4). 高强度合金:ZL-104 ;ZL-105
5). 高强度耐热合金:ZL-201 ;ZL-202
6). 高强度耐蚀合金:ZL301
不锈钢的特性
1 .一般特性
◆ 表面美观以及使用可能性多样化
◆ 耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用
◆ 耐腐蚀性好
◆ 强度高,因而薄板使用的可能性大
◆ 耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾
◆ 常温加工,即容易塑性加工
◆ 因为不必表面处理,所以简便、维护简单
◆ 清洁,光洁度高
◆ 焊接性能好
2 、品质特性
2-1 不锈钢的品质特性
项目
基本组织
代表钢种 热处理 硬度性 主要用途 耐腐蚀性
STS304 固融化热处理 加工硬化性 建筑物内外装饰 , 厨房用具 , 化学刻度 , 航空机器 高
STS430 退火 微量硬化性 建筑材料 , 汽车零件 , 加用电器 , 厨房器具 , 饭盒等 高
STS410 退火后急冷 小量硬化性 钎、刀机器零部件 , 医院用具 , 手术用具
强度 加工性 磁性 焊接性
高 高 非磁 高
中 中 上磁性 中
高 高 上磁性 低
2-2 不锈钢的品质特性要求
各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。
2-3 品质要求特性微细项目
(1) 材质:
① DDQ ( deep drawing quality )材:是指用于深拉(冲)用途的材料,也就是大家所说的的软料,这种材料的主要特点是延伸率较高( ≧ 53% ),硬度较低( ≦ 170% ),内部晶粒等级在 7.0~8.0 之间,深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业,其产品的加工比( BLANKING SIZE/ 制品直径)一般都比较高,它们的加工比分别达 3.0 、 1.96 、 2.13 、 1.98 。 SUS304 DDQ 用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品,当然加工比超过 2.0 的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话,在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象,影响成品合格率,当然也就加大了厂家的成本;
② 一般材主要用于除了 DDQ 用途外的材料,这种材料的特点是延伸率相对较低( ≧ 45 % ),而硬度相对较高( ≦ 180),内部晶粒度等级在 8.0~9.0 间,与 DDQ 用材比较,它的深冲性能相对稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与 DDQ 材相比有一个优点,就是 BQ 性相对较好,这主要是由于它的硬度稍高的缘故。
(2) 表面品质:
不锈钢薄板是一种价格非常高的材料,客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷,如划伤、麻点、折痕、污染等,从而其表面质量,象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现,而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的,因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率,来确定其表质量等级,从而来确定产品等级。
(3) 厚度公差:
一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等,厚度公差一般要求较高,为 -3~5% ,而一类餐具厚度公差一般要求 -5% ,钢管类要求 -10% ,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为 -8% ,经销商对厚度公差的要求一般在 -4%~6% 间。同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分客户甚至要求 -15% 。
(4) 焊接性:
产品用途的不同对焊接性能的要求也是各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,象二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。
(5) 耐腐蚀性:
绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,象一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用 NACL 水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有 Fe 的成分,会导致测试时表面出现锈斑)
(6) 抛光性能( BQ 性):
目前不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点:
① 原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。
② 原料材质问题。硬度太低,抛光时就不易抛亮( BQ 性不好),而且硬度太低,在深拉伸时表面易出现桔皮现象,从而影响 BQ 性。硬度高的 BQ 性相对就好。
③ 经过深拉伸的制品,变形量极大的区域表面也会出小的黑点和 RIDGING ,从而影响 BQ 性。
3 .各种不锈钢的特性和用途
钢号/特性/用途
奥氏体钢
301
17Cr-7Ni- 低碳
与 304 钢相比, Cr 、 Ni 含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。
列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网
301L
17Cr-7Ni-0.1N- 低碳
是在 301 钢基础上,降低 C 含量,改善焊口的抗晶界腐蚀性;通过添加 N 元素来弥补含 C 量降低引起的强度不足,保证钢的强度。
铁道车辆构架及外部装饰材料
304
18Cr-8Ni
作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度 -196 ℃ ~ 800 ℃ )。
家庭用品( 1 、 2 类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件
304L
18Cr-8Ni- 低碳
作为低 C 的 304 钢,在一般状态下,其耐蚀性与 304 刚相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度 -196 ℃ ~ 800 ℃ 。
应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器,建材耐热零件及热处理有困难的零件
304Cu
13Cr-7.7Ni-2Cu
因添加 Cu 其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,故可进行复杂形状的产品成形;其耐腐蚀性与 304 相同。
保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。
304N1
18Cr-8Ni-N
在 304 钢的基础上,减少了 S 、 Mn 含量,添加 N 元素,防止塑性降低,提高强度,减少钢材厚度。
构件、路灯、贮水罐、水管
304N2
18Cr-8Ni-N
与 304 相比,添加了 N 、 Nb ,为结构件用的高强度钢。
构件、路灯、贮水罐
316
18Cr-12Ni-2.5Mo
因添加 Mo ,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用;加工硬化性优(无磁性)。
海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、 CD 杆、螺栓、螺母
316L
18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳
作为 316 钢种的低 C 系列,除与 316 钢有相同的特性外,其抗晶界腐蚀性优。
316 钢的用途中,对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。
321
18Cr-9Ni-Ti
在 304 钢中添加 Ti 元素来防止晶界腐蚀;适合于在 430 ℃ -900 ℃ 温度下使用。
航空器、排气管、锅炉汽包
铁素体钢
409L
11.3Cr-0.17Ti- 低 C 、 N
因添加了 Ti 元素,故其高温耐蚀性及高温强度较好。
汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。
410L
13Cr- 低 C
在 410 钢的基础上,降低了含 C 量,其加工性,抗焊接变形,耐高温氧化性优秀。
机械构造用件,发动机排气管,锅炉燃烧室,燃烧器。
430
16Cr
作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率抵,成形性及耐氧化性优。
耐热器具、燃烧器、家电产品、 2 类餐具、厨 房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、 CD 杆、筛网
430J 1L
18-Cr0.5Cu-Nb- 低 C.N
在 430 钢中,添加了 Cu 、 Nb 等元素;其耐蚀性、成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。
建筑外部装饰材料,汽车零件,冷热水供给设备。
436L
18Cr-1Mo-Ti 、 Nb 、 Zr 低 C 、 N
耐热性、耐磨蚀性良好,因含有 Nb 、 Zr 元素,故其加工性,焊接性优秀。
洗衣机、汽车排气管、电子产品、 3 层底的锅。
马氏体钢
410
13Cr- 低碳
作为马氏体钢的代表钢,虽然强度高,但不适合于苛酷的腐蚀环境下使用;其加工性好,依热处理面硬化(有磁性)。
刀刃、机械零件、石油精练装置、螺栓、螺母、泵杆、 1 类餐具(刀叉)。
420J1
13Cr -0.2C
淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性)。
餐具(刀)、涡轮机叶片。
420J2
13Cr -0.3C
淬火后,比 420J1 钢硬度升高(有磁性)。
刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪刀、刀)。
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