第二節(jié) 機械工程常用材料
二、常用的工程材料
(一)黑色金屬
指以鋼和鐵為主的合金。
1、碳素鋼。
(1)根據(jù)含碳量分
低碳鋼：含碳量<0.25%
中碳鋼：含碳量0.25%～0.6%
高碳鋼：含碳量>0.6%
⑵按含有害雜質(zhì)S、P含量分
普通碳素鋼：含S、P分別低于0.055%和0.045%
優(yōu)質(zhì)碳素鋼：含S、P分別低于0.040%
高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：含S、P分別低于0.030%和0.035%
⑶按用途分
碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于構(gòu)件和機器零件。
碳素工具鋼：主要用于刀具、工具量具、模具。
2、合金鋼。為提高性能，在煉鋼時加入合金元素所煉出的鋼稱為合金鋼。
(1)根據(jù)用途分：
合金結(jié)構(gòu)鋼。
合金工具鋼。
特殊性能鋼。
(2)根據(jù)合金元素含量分：
低合金鋼：合金含量<5%
中合金鋼：合金含量5%～10%
高合金鋼：合金含量>10%
⑶根據(jù)正火狀態(tài)分
珠光體鋼、馬氏體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼、鐵素體鋼。
3、鋼的牌號分類。
(1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。屈服點拼音字頭Q、屈服極限值(單位MPa)質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號四部分組成。
質(zhì)量等級四級A、B、C、D表示。
脫氧方法以F、b、Z、TZ分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼、
例，Q235AF表示屈服極限235MPa、質(zhì)量等級A、沸騰鋼。
⑵優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。用兩位數(shù)字表示含碳量為萬分之幾。
如45鋼，指含碳量為0.45%
45Mn，指錳的含量較高，0.7%～1.2%
⑶碳素工具鋼。含碳量0.65%～1.35%
T+數(shù)字
如T8，含碳量為0.8%。
T8A，指高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。
(4)合金結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字+合金元素符號+數(shù)字
如：12GrNi3鋼，指含碳量0.12%，含Gr小于1.5%，平均含Ni3%
(5)合金工具鋼含碳量大于等于1%時不注;小于1%時以千分之幾表示。
4、鑄鐵：分為灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵四種。
特點：脆性大，抗壓強度是抗拉強度的3～5倍，耐蝕性好于鋼，成本低，鑄造性好，減振性能好，可制成形狀復雜的零件。
牌號HT后加強度數(shù)字。
例：HT150，表示抗拉強度為150 MPa
球墨鑄鐵：含球狀石墨。
特點：強度、塑性、韌性比灰口鑄鐵好，延展性、耐磨性較高，減振性、耐磨性、切削性能、鑄造性均優(yōu)于鋼。
牌號：QT表示，例QT500-7表示最低抗拉強度為500 MPa，最小伸長率7%
(二)有色金屬
非鐵金屬及合金。
銅合金。黃銅、錫青銅、鋁青銅、鈹青銅及白銅。
(三)非金屬材料
包括工程塑料、橡膠、人工合成礦物。
1、工程塑料。密度小、耐蝕性好，絕緣，加工性好。易老化。
2、橡膠。彈性好，絕緣性好，耐磨，耐蝕，耐放射性。常用天然和合成。
3、人工合成礦物。有剛玉和石英。
4、復合材料。由兩種以上物理化學不同的物質(zhì)結(jié)合。
特點：抗疲勞、減摩、耐磨、自潤滑好、化學穩(wěn)定性好。
二、常用的工程材料
(一)黑色金屬
指以鋼和鐵為主的合金。
1、碳素鋼。
(1)根據(jù)含碳量分
低碳鋼：含碳量<0.25%
中碳鋼：含碳量0.25%～0.6%
高碳鋼：含碳量>0.6%
⑵按含有害雜質(zhì)S、P含量分
普通碳素鋼：含S、P分別低于0.055%和0.045%
優(yōu)質(zhì)碳素鋼：含S、P分別低于0.040%
高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：含S、P分別低于0.030%和0.035%
⑶按用途分
碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于構(gòu)件和機器零件。
碳素工具鋼：主要用于刀具、工具量具、模具。
2、合金鋼。為提高性能，在煉鋼時加入合金元素所煉出的鋼稱為合金鋼。
(1)根據(jù)用途分：
合金結(jié)構(gòu)鋼。
合金工具鋼。
特殊性能鋼。
(2)根據(jù)合金元素含量分：
低合金鋼：合金含量<5%
中合金鋼：合金含量5%～10%
高合金鋼：合金含量>10%
⑶根據(jù)正火狀態(tài)分
珠光體鋼、馬氏體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼、鐵素體鋼。
3、鋼的牌號分類。
(1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。屈服點拼音字頭Q、屈服極限值(單位MPa)質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號四部分組成。
質(zhì)量等級四級A、B、C、D表示。
脫氧方法以F、b、Z、TZ分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼、
例，Q235AF表示屈服極限235MPa、質(zhì)量等級A、沸騰鋼。
⑵優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。用兩位數(shù)字表示含碳量為萬分之幾。
如45鋼，指含碳量為0.45%
45Mn，指錳的含量較高，0.7%～1.2%
⑶碳素工具鋼。含碳量0.65%～1.35%
T+數(shù)字
如T8，含碳量為0.8%。
T8A，指高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。
(4)合金結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字+合金元素符號+數(shù)字
如：12GrNi3鋼，指含碳量0.12%，含Gr小于1.5%，平均含Ni3%
(5)合金工具鋼含碳量大于等于1%時不注;小于1%時以千分之幾表示。
4、鑄鐵：分為灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵四種。
特點：脆性大，抗壓強度是抗拉強度的3～5倍，耐蝕性好于鋼，成本低，鑄造性好，減振性能好，可制成形狀復雜的零件。
牌號HT后加強度數(shù)字。
例：HT150，表示抗拉強度為150 MPa
球墨鑄鐵：含球狀石墨。
特點：強度、塑性、韌性比灰口鑄鐵好，延展性、耐磨性較高，減振性、耐磨性、切削性能、鑄造性均優(yōu)于鋼。
牌號：QT表示，例QT500-7表示最低抗拉強度為500 MPa，最小伸長率7%
(二)有色金屬
非鐵金屬及合金。
銅合金。黃銅、錫青銅、鋁青銅、鈹青銅及白銅。
(三)非金屬材料
包括工程塑料、橡膠、人工合成礦物。
1、工程塑料。密度小、耐蝕性好，絕緣，加工性好。易老化。
2、橡膠。彈性好，絕緣性好，耐磨，耐蝕，耐放射性。常用天然和合成。
3、人工合成礦物。有剛玉和石英。
4、復合材料。由兩種以上物理化學不同的物質(zhì)結(jié)合。
特點：抗疲勞、減摩、耐磨、自潤滑好、化學穩(wěn)定性好。