常用金属材料及热处理

2022-01-06 10:41:53 作者：慧萱来源：自动化设备维修与管理分享至：

在设备维修或改造过程时，需要委托加工厂对配件进行加工。那么，作为设备技术员而非专业设计人员，在选择配件材料以及热处理方式时，经常无法确定使用哪种材料，并且需要哪种热处理方式。下面对一些常用的金属及热处理方式进行简单的介绍：

一、金属材料分类

1、黑色金属

（1）钢

a、碳素钢

b、合金钢：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、磁钢）

（2）铸铁

白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁

2、有色金属（铝、铜、锡、铅、锌等及其合金）

二、材料的力学性能

1.强度：金属材料在静负载作用下，抵抗变形或破坏的能力。（抗拉强度、抗压强度和抗弯强度）

2.塑性：材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力

3.硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力（洛氏硬度、布氏硬度）

4.韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力

三、常用金属材料及其特性

1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。

主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。

2、Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。

主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。

主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等

5、35——各种标准件、紧固件的常用材料

主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件

6、65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。

7、0Cr18Ni9——最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备

四、热处理

1. 普通热处理

（1）退火：把钢加热到一定温度（800~940℃），经过较长时间的保温，然后缓慢冷却（一般为炉冷）的一种热处理工艺。

目的：使钢中的碳化物球化，降低硬度，改善切削加工性能。

（2）正火：是退火的一种特殊形式，不同之处是正火加热温度高，冷却速度快（采用空气冷却）

目的：使钢中的碳化物球化，降低硬度，改善切削加工性能。但处理后的强度、硬度较高。

（3）淬火：钢加热到硬顶的温度，保温一定时间后，在水、盐水或油等介质中冷却的一种处理工艺