1、初阶五金材料知识金属材料简介一金属材料分类： 通常把金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属包括铁、锰、铬及它们的合金。除铁、锰、铬以外的83种金属及它们的合金都叫做有色金属。有色金属按密度价格和储量等分为五大类：轻有色金属、重有色金属、贵金属、稀有金属及半金属。 1) 轻有色金属：一般指密度在4.5kg/m以下的有色金属：如Al、Mg、Ni、K等。这类金属的共同特点是：比重小(0.53-4.5kg/m),化学活性大，与氧硫碳和卤素的化合物都相当稳定。 2) 重有色金属：一般指密度在4.5kg/m以上的有色金属：如铜、镍、铅、锌等。每种重有色金属根据其特性都有特殊的应用范围和用途。 3) 贵
2、金属：包括金 银和铂族元素。它们在地壳中含量少，开采和提取又比较困难。其共同的特点是：比重大、熔点高、化学性质稳定、能抵抗酸、碱腐蚀(银和钯除外)。其价格都很昂贵。 4) 稀有金属：通常是指那些在自然界中含量少，分布稀散或难从原料中提取的金属。 5) 半金属：一般指硅、硒、碲、砷和硼等。此类金属的物理性能介于金属与非金属之间，如砷是非金属，但能传热导电。 6) 轻有色金属: 4.5kg/m以下的有色金属；包括铝(AL) 镁(Mg) 钠(Na) 钾(K) 钙(Ca) 锶(Sr) 钡(Ba)；特点：比重小，化学活性大，与氧 硫 碳和卤素物都相当稳定； 重有色金属: 密度4.5kg/m以上的有色金属
3、；如铜(Cu) 镍(Ni) 铅(Pb) 锌(Z锡(Sn)等；在国民经济各部门中，每种重有色金属根据其特性都有 有 的应用范围和用途；色 贵有色金属：包括金(Au) 银(Ag) 铂(Pt)族元素，它们在地壳中含量少，开金 采取比较困难；共同特点：比重大,熔点高,化学性质稳定能抵抗属 碱腐蚀(银和钯除外)，价格都很昂贵。 半金属：一般指硅(Si) 硒(Se) 碲(Te) 砷(As) 硼(B)等，此类金属的物理性 介于金属与非金属之间，如砷是非金属，但能传热导电。 稀有金属：通常是指那些在自然界中含量少，分布稀散或难从原料中提取的金如钨、钛等。金 属材料 锰(Mn) 黑 色 金 铁(Fe) 铁元素大
4、约占地壳之元素总量的5.5%，全世界金属总产量中钢铁占 属 99.5%； 铬(Cr)二，五金部常用金属材料的种类1. 钢铁1. 1何谓钢铁钢铁是一种合金，主要成分为铁元素，另外有锰(Mn) 铜(Cu) 铬(Cr)等金属以及碳(C) 硅(Si) 磷(P) 硫(S)等非金属元素组成，其中碳所扮演的角色最重要，它决定铁之强度，韧性、延性、展性、焊接性等性质。1.2 钢与铁之区别 依含碳量多寡可分为纯铁、钢、铸铁三类： 纯铁-指含碳量在0.02%以下之铁碳合金(尚含少量Mn、P、S、O等杂质)。 钢-指含碳量介于0.02至2.0%之铁碳合金尚含有Mn、P、S、Si合称五大元素； 实用上以0.03-1.
5、50%之含碳量较常见。 铸铁-指含碳量在2.0%以上之铁碳合金(碳：2.06.67%)，常用之铸铁在 2.53.8%左右。1. 3钢铁之分类1.3.1以合金含量分类 依添加合金量之多寡可分碳素钢，低合金钢，中合金钢与高合金钢。a. 碳素钢低碳钢：0.0250.25%C 中碳钢：0.260.55%C 高碳钢：0.562.0%Cb. 合金钢低合金钢：合金元素总量在5%以下。 中合金钢：合金元素总量在5%-10%之间。 高合金钢：合金元素总量在10%以上。1.3.2以用途分类 依用途分类可分为普通钢铁及特殊钢铁两大类： A:普通钢铁即碳素钢，仅含C，Si,Mn,P,S五大元素者，并不故意添加合金元素
6、以得合金效应者。 B.特殊钢：为了特殊目的，加入各种合金元素，以得特殊性质者。 合金钢如：scr .SCM.SNCM等 工具钢如：SK SKD SKH等 特殊用途钢如不锈钢SUS(Cr10%) 弹簧钢SUP 轴承钢SUJ 耐热钢(4%Cr10%) 硅钢片2五金部常用材料种类：1)冷轧板(SPCC) 1特性以机械的或化学的方法将钢轧辊，表面较粗糙无光泽处理。2分类SPCC一般冲压用(如咖啡类铁盘)与SPCC-SD SPCD-SD SPCE-SD拉伸用(如熨斗铁壳)， 其中S表示退火处理D表示麻面3适用机种a铁盘SPCCB熨斗铁壳类G2005本体SPCC-SDC其它类4质量要求a铁盘类素材1) 素
7、材平坦度SPCC-SD一般为板料且应整平不适宜卷料以免变形。2) 素材至少保证单面应OK不可刮指甲划磕伤不可凹凸点。3) 表层腐蚀生锈严重(即深红色)不允许一般表层轻微生锈(即淡红色)可接受酸洗即可去除。4) 素材外观表面不可呈针孔麻点颗粒状。粗糙尤其正面以免影响涂装质量。外表面一般使用麻面应细小麻孔较佳。5) 材料规格正常下不可偏小避免缺材略偏大可但成本高。B熨斗铁壳类G2005本体:1)此种素材应可拉伸用硬度保证一般HRB4052间较好素材偏硬即产生破裂尤其因为外观要求，尤其熨斗铁壳需要研磨，因此表面毛细孔越细越好。2) 金光板(SPCC-SB) 铁质表面处理扎棍进行平滑处理表面光亮无针孔
8、成型后可直接电镀B表示光亮表面。一般用于煎烤器铁壳类。3) 电解镀锌板(SECC) 基体为铁质，表面电解镀锌，颜色由灰黑到灰亮，表面处理分为铬酸处理和磷酸盐处理如涂装品181本体采用磷酸处理确保涂层结合强度。SECC分沾手和不沾手两种。前者质量较后者差且价格低根据部件的功能选定如熨斗一般支架可适用沾手若表面要求高如806反射板则需用不沾手。 一般SECC-N2材料质量较差SECC-N4材料质量较好4) 热浸镀锌板(SGCC)，又名亚板 基体为铁质，表面经热浸镀锌而成，呈快状花纹或小米状花纹，有较好的光亮度和耐腐蚀性好一般用于底座盖类。锌花是如何产生让素材浸泡在浓浓的锌液里并用一种风进行吹而产生
9、的。一般锌层为120g/m2,厚度17Um热浸镀锌薄钢板(带)SGCC1， 钢板和钢带的分类与符号： 分类法 类 别 符 号 分类方法 类 别 符 号按加工性能 普通用途 PT 按表面结构 正常锌花 Z 机械咬合 JY 小锌花 X 深 冲 SC 光整锌花 GZ超深冲耐时效 结 构 CS JG 锌铁合金 XT按锌层重量 锌 001 100 200 275 350 450 600 001 100 200 275 350 450 600按表面质量 I组 II组III按尺寸精度 高级精度 普通精度 A B 锌铁 合金 001 90 120 180 001 90 120 180按表面处理 铬酸钝化 涂
10、油 铬酸钝化 加涂油 L Y LY2，标记举例 锌层重量275g/m2,性能JY，表面结构Z，表面处理Y，尺寸精度B，尺寸0.7mmx700mmx2000mm的钢板，标记为：钢板275-JY-Z-Y-B-0.70x700x2000-GB2518-883，锌层重量的规定锌层种类符号 三点试验平均值g/m2双面不小于 三点试验最低值(g/m2)双面单面 锌001100200275350450600-100200275350450600-85170235300385510-346894120154204 锌铁合金00190120180-90120180-76102153-304161 注：180度弯
11、曲试验(锌层符号001-350的弯心直径=厚度，锌层符号450-600的弯心直径=2X厚度)，距试样边部5mm以外不允许出现锌层脱落，但允许表面出现不露钢基的裂纹。4，锌层的表面结构表面结构特 征用 途无锌花首钢、马钢镀锌一般都是无花正常锌花 按正常冷却速度结晶而获得的锌花 一般用途小锌花 冷却速度经特殊控制，锌花尺寸小于正常锌花 适宜涂漆和正常锌花达不到要求的其它用途光整锌花 小锌花经过光整处理 适宜深冲和超深冲加工及表面光洁度要求高的用途锌铁合金(SGACC黑水镀) 在基体金属上的镀层是由锌铁合金组成，无锌花，一般无光泽 适宜直接涂漆的某些用途，涂漆前不需要进行预处理(通常的清洗除外)5，
12、表面质量表面结构锌层牌号表 面 质 量光整锌花I组100200275 外观均匀一致，无任何表面缺陷II组100200275350 允许有轻微的划伤，压痕，大小半均匀的锌花正常锌花小锌花I组001100200 允许有小腐蚀点，大小不均匀的锌花暗斑，气刀条纹，轻微划伤和压痕，小的铬酸盐钝化处理缺陷，小的锌粒与结疤II组275350450600 除允许I组表面缺陷外，还允许存在不大于1mm的边裂，局部的轻微锌层起伏，轻微折痕和宽度不大于20mm轻微镀锌厚边及因原板锈点而形成的轻微斑点锌铁合金I组00190 外观均匀的色泽，允许存在轻微的划伤，压痕和铬酸盐钝化斑点II组120180 外观允许有不均匀的
13、色泽及轻微的划伤，压痕和铬酸盐钝化斑点 注：1， 表面因为运输和短期储存容易产生白锈，因此应该选用一种表面处理方法(L，Y，LY)，如无注明，按铬酸钝化处理（不环保，ROHS有害物质不可有铬）；2， 需方对表面结构无要求时，按正常锌花；3， 表面质量除双方特殊协议外，仅检查一面。5) 热浸镀铝板(SAIC,SAID,SAIE)基体为铁质，表面经热浸镀铝而成，呈灰白色，手感好，具有良好的耐热性，耐腐蚀性，热反射性好常用隔热板反射板类用来隔热反射热能用途可分为一般用与深抽用。适用于煎烤器隔热板与反射板类。6) 镀铝锌铁板（SGLC,SGLD）基体为铁质其加工工艺类似镀铝铁板，表面经热浸镀铝锌而成，
14、外观呈亮色小快状花纹，有更佳可观性其感温导热性能较好适用于保温盘导板类。成份重量体积AL55%80%Zn43.5%19%Si1.5%1%7) 铝板(AL)铝及其合金:铝是一种银白色金属，在地壳中的藏量仅次于氧和硅，约为地壳总量的8.0%,超过了铁(5.8%)的藏量.是地球上储是最多的一种金属元素,其化学性质活泼,与氧的亲和力大,因此,自然矿物中一存在金属铝.铝在金属材料中,其产量仅次于钢铁,为非铁金属产量之首.而增长率却大大超过了钢的增长率,它有着广泛的用途,主要具有以下特点:(1)密度小,约为铁密度的1/3,2.648g/cm3,; (2)可强化,通过添普通元素和热处理而获得,及不同程度的强
15、化,其最佳者的比强度可与优质合金钢媲美; (3)易加工,可铸造,压务加工,机械加工成各种形状; (4)导热,导电性能好,仅次于金银和铜; (5)表面形成致密的Al2O3保护膜而耐腐蚀; (6)无低温脆性,无磁性; (7)对光和热的反射能力强和而核辐射; (8)冲击不产生火花,美观.铝是强度低,塑性好的金属,合金化的首要目的在于提高强度,综合考虑其加工性能,抗腐蚀性能和其它特殊性能的要求.铝能和大多数金属形成合金,大部分以铝-铝合金应用于航空航天工业材料,密度小,弹性模量高,比强度高,中子吸收截面大和放射性半衰期短等特点.但锂的化学性质活泼,提取较困难,价格昂贵,合金化工艺复杂,尚未大量采用.铝
16、合金:一、铝合金的分类与标示： 1.分类:铝合金种类繁多，据生产方法的不同,可以分为变形铝合金和铸造铝合金两大类. 2.变形铝合金塑性好,可通过压力加工方法生产出板、带、线、管、棒、型材或锻件。有几种变形铝合金热理效果不明显，称热处理不强化铝合金，包括工业纯铝和防锈铝。 主要通过固溶强化和加工硬化来提高强度；热处理可强化的变形铝合金主要通过淬火和时效或形变处理来使合金强化，包括硬铝、超硬铝、锻铝及特殊铝。 3.铸造铝合金合金元素含量高,有效多的共晶体,因而铸造性能好,但塑性低,适于铸造零件,亦可通过热处理强化或调整力学性能。二、标示1.我国铸造铝合金的表示方法: -B（变质处理） -S（砂型）
17、 -F（铸态） -J（金属）-T1（不需淬火的人工时效） -R（熔模）-T2（退火） -K（壳型）-T4（淬火加自然时效）-T5（淬火加工不完全人工时效）-T6（淬火加工完全人工时效）-T7（淬火加工稳定化处理）-T8（淬火加工软化处理）说明：a.如为铸造合金锭则在2L后加17,如为优质代号后加A,例:2LD101A,表示铝硅系2L101优质合金锭;B.需表示状态时,在合金代号后用短横线边连代号;c.铸造方法代号不写入合金代号中. 2.变形铝合金的代号:合金牌号标示状态标示(在合金牌号后加状态代号和特性代号)合金代号合金系统状态代号特性代号字母后加1-2位序号铝含量或主要合金化元素工业纯铝L铝
18、含量东主要合金化元素防锈铝LFWal硬铝LY锻铝LD超硬铝LC特殊铝LT钎焊铝LQL代号后的数字表明铝的纯度，其它代号后的数字表示一定成分的合金。3变形铝及变形铝合金的分类(按主要合金元素分类)国外编号主要合金代号常用主要用途纯铝(99%)1*110010501060可作为伸展及其它用途但其强度比AL_Mn系稍差Cu2*/可作为伸展用合金但有不纯物Mn3*3003一般作为伸展用合金之用途（常用于铝锅）Si4*4047铸造用（灿坤有用）Mg5*5052最有名的耐蚀合金但加工性低下（镁铝合金系列，可用于汽车零部件，箱柜加工，箱包，灯具等产品。该系列在H-32状态下折弯，钣金性能较好，防锈耐腐蚀性能
19、优越，是一款优势明显的合金。5052的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用于制造飞机油箱、油管、 电子仪器面板，电脑机箱、以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。，阳极氧化效果良好，有非常好的机械加工性能，特别适用于钣金冲压及其他用途，该系列产品在1.0-6.0mm厚度范围之间能保证90度折弯不出现开裂现象，能很好的适应各种加工条件。目前常用的钣金，折弯加工状态为5052铝板h32状态，如果你需要拉伸加工需要用5052-0态产品。我企业可以提供小块样品让你试样，保证产品质量的稳定性。）Mg+Si6*6061Zn7*/伸展用耐蚀性
20、差一般采用合板使用其它元素8*/备用系列9*/退火状态（表面状态）O状态H12 1/4硬完全退火后冷加工硬化变形量为18%H14 1/2硬完全退火后冷变形约为35%H16 3/4硬完全退火后泠变形约为55%H18 硬性完全退火后冷变形约为75%；H19 超硬性H24 1/2硬H32 硬性H36 硬性H38 硬性常用 “O”-拉伸用（常用于铝锅） “H14”-一般用各种AL之化学成份(%)牌号铝硅铁铜锰镁铬锌钒钛105099.50.250.40.0500.050.050.050.031050A99.50.250.40.0500.050.070.05110099硅+铁0.950.050.20 铍0
21、.00080.1300396.997.550.60.70.050.21.01.5-0.1300495.796.70.30.70.251.01.50.81.30.25404785.6487.6411.013.00.60.300.10.2 铍0.08505092.8593.650.40.70.201.11.80.10.25525195.8596.750.40.50.150.10.51.72.40.10.15505295.996.70.250.40.102.22.80.150.350.1606196.0297.360.40.80.70.150.400.81.20.040.350.250.151仅适用
22、于电焊和堆焊用。各种AL之化学成份(%)(JIS)牌号铝硅铁铜锰镁镍锌铅锡ADC-39100.9max0.6max0.3max0.40.60.5max0.5max0.030.1maxSDC-107.59.50.9max2.04.00.5max0.3max0.5max1.0max0.050.3maxADC-3T1111.50.70.90.5max0.35max0.40.50.5max0.2max0.05max0.1maxADC-129.612.00.9max1.53.50.5max0.3max0.5max1.0max0.3maxAC4C6.57.50.4max0.25max0.35max0.25
23、0.450.1max0.35max0.1max0.05maxADC-3A分类1) AL3003 2) AL1100 3) AL1050 4) AL4047 5) AL5052成份鉴定化验各类铝材特性1) AL3003 具有优良导热性与耐蚀性适宜深抽如成型铝锅类及感温类部件。2) AL1100 具有良好的导热性与耐蚀性适宜浅深抽如732入水盖。3) AL1050 较好的导热性铝成份较高一般生产温杯盘蓄水盖。4) AL4047 较好的导热性与焊接性能优越材料较脆如2808感温焊接铝片等。5) AL5052 隔热性能好用于散热隔热类但不可深抽如7307盖片遮热板。 各类AL材成份范围表:成份材质AL
24、SiFeCuMnMgZnTi钒BiCrAL105099.50.250.400.050.050.050.050.030.05AL110099Si+Fe=0.950.050.20.050.100.0008AL30030.60.70.050.21.01.50.1AL30040.30.70.251.01.50.81.30.25AL404711130.60.30.30.100.20.008AL50520.250.40.10.12.22.80.10.150.35AL50510.250.40.10.11.72.40.150.150.15AL60610.40.80.70.150.40.150.81.20.25
25、0.150.040.35第四部分、铝及铝合金1、铝(Al) 铝之比重为2.7，系由(AL2O3-3H2OAL2O3-H2O)精炼而来；铝之所以有耐腐蚀，系其在空气中表面产生一层薄薄而顽强之氧化物成为渣垢(Dross)，可以阻止内部发生氧化。此氧化物可以被苛性苏打及Halogen酸所溶解，故铝对苛性苏打及Halogen酸无耐蚀性。铝含不纯物Cu、Ni、Fe有害于耐蚀性，但Mg、Si、Mn之影响则较少。铝由于常温加工之条件之差别，其机械性质变化范围相当之广。JIS规格中，常温加工铝可分为软质，1/4硬质、1/2硬质、3/4硬质及硬质5种。纯度99%之铝之硬度(HB)：软质(23)、1/4硬质(28
26、)、1/2硬质(32)、3/4硬质(38)、硬质(44)。2、铝合金铝合金由于热处理实施方法之不同，可分类为析出硬化之热处理合金，及无热处理效果之合金。热处理法可分为三种基本形势：1、 溶体化处理：系加热至完全成为固溶体之温度为止，然后急冷之，组织全体变成过饱和之固溶体之处理。2、 人工时效处理：将过饱和固溶体加热于120200度之温度，使过饱和成分析出之处理。3、 退火加热于溶体化处理温度与人工时效温度之中间温度，使析出后之微粒子凝聚，或为除去残留应力，而希望使材质达到软化目的一种处理。一般之铝合金，在合金记号之后记有如下之热处理记号：-F 具有制出状态后之材质(压延状态挤出状态，铸放等)；-R 具有高温压延状态之材质；-O 退火后之材质(仅用于展伸材)；-H 加工硬化后之材质(此外，并有以下之辅助记号)-H1n 只接受加工硬化之材质-h2n加工硬化后，并接受适度之退火处理之材质-h3n加工硬化后接受安定化处理之材质 N系如下面之数字记入之：N= 2(1/4硬质)，3(3/8硬质)，4(1/2硬质)，5(5/8硬质)，6(3/4硬质)，8(
