金属材料的识别与选用.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划金属材料的识别与选用　　金属材料的识别与选用　　金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等不属于金属材料）　　①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金不锈钢、精密合金等广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金　　②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小　　③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等　　鉴别的方法有很多种　　1.化学元素分析65Mn的碳含量较高，在%之间，Mn约%，不含Cr、Ni不锈钢碳含量一般都较低，在%以下。

含有较高的Cr、Ni　　2.外观鉴别：65Mn一般呈黑色或蓝色，不锈钢一般呈白色或灰白色　　3.砂轮打磨火花鉴别：65Mn在打磨时，火花呈亮红色，火花较长，有很多爆花，火花尾部有较粗的弧线不锈钢的火花呈暗红色，火花较小，无爆花　　4.声音鉴别：用锤击材料，65Mn声音较高，较脆不锈钢声音发闷，音频低　　5.酸试：用盐酸滴在材料上，65Mn会起泡，不锈钢没啥反应　　金属材料的分类　　一.碳钢　　一般指含碳量＜%的铁碳合金，按照含碳量的多少，可以分类为：　　低碳钢-含碳量在~%，例如20钢、10钢、Q235钢等低碳钢的塑性好，易于焊接、冲压、渗碳等处理　　中碳钢-含碳量在~%，其中含碳量在~%左右的中碳钢多用作调质处理的结构零件，例如35钢、45钢等含碳量在~%左右的中碳钢多用作高强度结构零件或弹性零件高碳钢-含碳量大于%，或者指含碳量在~%左右，用于不同要求的工　　模具、量具以及刃具等，例如T7和T7A、T8和T8A、T13和T13A等按照碳钢的质量，可以分类为：　　普通碳素钢-含碳量控制不严格，含杂质要求S≤%，P≤%普通碳素钢还分为甲类钢，只保证机械性能而不标明化学成分，例如A3钢，在其后还可以加字母表示其所应用的冶炼方法，例如F表示沸腾钢，J表示碱性转炉钢，S表示酸性转炉钢，等等；乙类钢，只保证化学成分；还有特类钢，机械性能和化学成分都保证。

　　优质碳素钢-含碳量范围控制比较严格，要求含硫量≤%，含磷量≤%，例如45钢就属于优质碳素钢　　高级优质碳素钢-含碳量控制准确，要求含硫量＜%，含磷量＜%，但冶炼成本较高　　按照钢在冶炼时的脱氧方法，可以分类为：　　沸腾钢-钢水浇注时，由于碳和一氧化铁发生反应析出一氧化碳气体，使得钢水液面上呈沸腾状态而得名沸腾钢的组织不致密，性能不均匀，冲击韧性差，质量较低，多用于普通型材，例如A3F钢　　镇静钢-冶炼时脱氧比较完全，因此钢水浇注时无沸腾现象，组织结构比较致密，质量较高，多用于优质和高级优质钢，例如A3R　　半镇静钢-介于沸腾钢与镇静钢之间　　按照钢的用途分类有：　　碳素结构钢-包括建筑结构钢和机械结构钢，例如焊条用钢、压力容器用钢、锅炉用钢，多层高压容器用钢等碳素结构钢的牌号表示方法是：数字表示含碳量；数字后面加字母“A”表示高级优质的意思，如果加字母“Mn”则表示为含锰的优质钢，例如20Mn　　碳素工具钢-优质和高级优质钢，表示方法为字母“T”后加数字表示含碳量，例如T8，T13，T7，如果在数字后面再加字母“A”则表示为高级优质钢，例如T7A，T8A等　　二.合金钢　　按照所含合金元素量分类：　　低合金钢-合金元素总含量＜%，例如16Mn。

　　中合金钢-合金元素总含量为~10%，例如5CrNiMo、40CrNiMo等　　高合金钢-合金元素总含量＞10%，例如Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、1Cr11Ni2W2MoV等　　按照用途分类：　　合金结构钢-包括建筑用钢和机械制造用钢合金结构钢牌号前面两位数字表示含碳量，后面的字母符号以及随后紧跟的数字表示元素及其含量　　合金工具钢-含碳量小于1%时，在牌号前面用数字表示，例如3Cr2W8V、9Mn2V、5CrMnMo、5CrNiMo、4Cr5W2VSi等；含碳量大于等于1%时，牌号前面不标明数字，例如CrWMn、Cr12MoV、W18Cr4V等，字母符号以及随后紧跟的数字表示元素及其含量合金工具钢又可进一步细分为刃具钢、模具钢以及用于制作量具的量具钢等等　　特殊用途钢-按照具体用途不同，可以分为许多种类，其牌号标志方法与合金工具钢相同，或者自有规定的专用代号　　不锈钢-具有耐蚀不锈的性能一般把在大气环境下能抵抗腐蚀的统称为不锈钢；在某些浸蚀性强烈的介质中能抵御腐蚀作用的称为耐酸不锈钢；在高温环境下能抵御腐蚀的称为耐热不锈钢等按照不锈钢的显微组织形态，又可以分为马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢以及半马氏体不锈钢等。

不同的不锈钢各自具有不同的承受腐蚀的性能　　抗磨钢-耐磨性好，例如ZGMn13　　超高强度钢-具有很高的机械强度，例如30CrMnSiNi2A等超高强度钢也分为低合金、中合金与高合金三类　　高温合金-在高温环境中仍能保持较高的强度性能，按照其显微组织形态和化学成分，可分为镍基高温合金与铁基高温合金、铁镍基高温合金三类例如GH33A、GH30、GH16、GH36、GH901、GH220、GH44，以及铸造用高温合金K3等等此外，根据钢的用途还可划分有易切削钢、电工硅钢、焊条用钢、磁钢、硬质合金、桥梁用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、铸造用钢??等等　　三.铸铁　　常见的铸铁主要有以下几种：　　灰口铸铁-其中的碳全部或大部以自由碳的形式存在，代号HT，后面以数字表示其抗拉强度和抗弯强度例如HT38-60，“38”表示抗拉强度不小于38公斤力/平方毫米，“60”表示抗弯强度不小于60公斤力/平方毫米根据灰口铸铁的显微组织形态，还可以进一步划分为铁素体灰铸铁、珠光体/铁素体灰铸铁、珠光体灰铸铁以及变质灰铸铁　　可锻铸铁-其中的碳全部或大部以团絮状石墨形态存在，代号KT，后面用第一个数字表示抗拉强度，第二个数字表示延伸率，例如KT30-6。

　　球墨铸铁-其中的碳全部或大部以球状石墨形态存在，代号QT，后面用第一个数字表示抗拉强度，第二个数字表示延伸率，例如QT30-6合金铸铁-在铸铁中加入了合金元素以提高其机械性能，还可以进一步划分为高强度合金铸铁、耐磨铸铁、耐热铸铁等，例如稀土镁钼、铬钼铜、高硅球铁等　　四.有色金属与合金　　铜与铜合金　　可分为：　　纯铜-以Tx表示，例如T1、T2、T3等　　黄铜-以Hxx表示，主要为铜锌合金，可再划分为普通黄铜，锡黄铜，铅黄铜，铝黄铜，硅黄铜，锰黄铜，铸造黄铜除了普通黄铜，其余的可归为特殊黄铜　　青铜-以Qxx表示，这是指除锌以外的元素与铜组成的合金例如锡青铜，铝青铜，铍青铜，铅青铜等　　白铜-这是铜镍合金，以Bxx表示有普通白铜，铝白铜，锌白铜，铁白铜等等滑动轴承合金-用于滑动轴承、轴瓦等，其种类有锡基合金，铅基合金，锌基耐磨合金，铸造青铜等　　铝合金　　主要分为铸造铝合金和压力加工用铝合金　　压力加工用铝合金可分为：　　防锈铝：以LFxx表示，例如LF21，LF11，LF5，LF2等　　硬铝：以Lyxx表示，例如Ly11，Ly16，Ly12等　　超强度硬铝：以LCxx表示，例如LC4，LC9等。

　　锻造铝合金：以LDxx表示，例如LD5，LD10，LD7等　　和钢相比之下，铝合金有一个明显的特点是淬火后仍能保持良好的塑性，强度没有明显增加，需要经过时效处理后才能使其强度和硬度提高　　镁合金　　镁合金的塑性与耐蚀性都很差，但是其最大的特点是比重轻，能得到较高的比强度，而其表面则通过阳极化处理以及涂敷漆层等方法实现防腐主要应用的镁合金有铸造镁合金和锻造镁合金　　钛及钛合金　　钛合金的比重也是比较轻，能得到较高的比强度，但其很大的特点是耐蚀性强，因而已经得到越来越多的应用　　纯钛的牌号主要有TA1　　钛合金的分类主要依据其显微组织形态与类型，有：　　α型钛合金-例如TA7　　β型钛合金-例如TB1，TB2　　α-β型钛合金-例如TC4，TC6，TC9，TC11等　　此外还有近α型和近β型钛合金　　为了避免因类似材料问题的再次出现，现将我对金属材料的一些常规知识以及材料的一般选用原则的心得体会写出来，与各位同仁一起交流和分享　　一、金属材料的性能　　材料的性能主要包括力学性能、化学性能和加工工艺性能　　材料的主要力学性能——抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率、硬度、冲击韧性；　　材料的化学性能——耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性；　　材料的加工工艺性能——铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理工艺性能、冷加工工艺性能。

材料的工艺性在判断加工可能性方面起着重要的作用　　铸造工艺性——指材料的液态流动性、收缩率、偏析程度及产生缩孔的倾向性等　　锻造工艺性——指材料的延展性、热脆性及冷态和热态下塑性变形的能力等　　焊接工艺性——指材料的焊接性能及焊缝产生裂纹的倾向性等　　热处理工艺性——指材料的可淬性、淬火变形倾向性及热处理介质对它的渗透能力等　　冷加工工艺性——指材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度及切削后可能达到的表面粗糙度等　　二、材料的一般选用原则　　1、材料的化学性能和耐腐蚀性能能满足工况介质的要求；　　2、材料的加工工艺性能能满足设计的要求；　　3、材料有好的性价比，经济效果明显　　三、材料的耐腐蚀性及耐蚀材料选择　　1、金属的腐蚀类型及特征：　　在腐蚀介质中选材时往往涉及的是材料的耐腐蚀性　　金属材料的腐蚀类型及特征如下表所示：　　金属材料的腐蚀类型及特征　　腐蚀类型　　特征　　均匀腐蚀　　在金属材料的整个暴露表面或大面积上均匀地发生化学和电化学反应，金属宏观变薄是常见的腐蚀现象　　晶间腐蚀　　沿金属晶粒边界发生腐蚀现象，主要特点是金属外部尺寸不变，大多数仍保持金属光泽，但金属的强度和延性下降，冷弯后表面出现裂缝。

　　选择性腐蚀　　合金中某元素或某组织在腐蚀过程中选择性地受到腐蚀例如：铬锰钼氮双相钢在工业醋酸中发生的奥氏体选择性腐蚀　　应力腐蚀　　开裂　　金属在持久à-应力和特定的腐蚀介质联合作用下出现的脆性开裂特点是出现腐蚀裂缝甚至断裂，裂缝的起源点往往在点腐蚀小空或腐蚀小坑的底部，裂纹扩散有沿晶、穿晶和混合型三种，断口具有脆性断裂的特征　　腐蚀疲劳　　金属受腐蚀介质和交变应力联合作用而引起的破损现象，其特点是产生腐蚀坑和大量裂纹以致金属丧失疲劳强度裂缝多半穿晶粒，一般不分叉导致疲劳腐蚀的介质有：酸性介质、氯化物、以及含H2S、SO2、O2等　　点腐蚀　　金属的大部分表面不发生腐蚀和腐蚀轻微，局部地方出现腐蚀小空，并向深处延伸发展的腐蚀现象　　缝隙腐蚀　　在电解质溶液中，金属与金属、或金属与非金属之间形成缝隙，由于足以使介质进入，又使介质处于停滞状态而发生的腐蚀　　电偶腐蚀　　在电解质溶液中，两种或两种以上不同电位的金属相接触而使电位较负的金属发生的腐蚀。