1、什么是金属材料？什么是金属材料？金属材料是金属及其合金的总称。具体讲，就是金属材料是金属及其合金的总称。具体讲，就是钢、铁、有色金属及它们的合金。它仍是现代产钢、铁、有色金属及它们的合金。它仍是现代产品设计中的一大主流材质。品设计中的一大主流材质。金属材料金属材料纯铁纯铁钢钢轻金属材轻金属材料料重金属材重金属材料料铸铁铸铁C0.02%C0.02%C2.11%C2.11%4.5g/cm4.5g/cm3 34.5g/cm4.5g/cm3 3一、常用金属材料的分类一、常用金属材料的分类铁有哪些种类？铁有哪些种类？生铁生铁是炼钢原料，碳含量大于是炼钢原料，碳含量大于2 2，含硅量不，含硅量不大于大于1
2、.7%1.7%。故硬而脆，断口呈白色。故硬而脆，断口呈白色。铸造生铁铸造生铁是铸造材料，碳含量大于是铸造材料，碳含量大于2.112.11，硅含量为硅含量为1.25-3.6%.1.25-3.6%.碳多以石墨状态存在。断口碳多以石墨状态存在。断口呈灰色。呈灰色。熟铁熟铁降碳至小于降碳至小于0.40.4就成了就成了纯铁纯铁，也叫熟铁。，也叫熟铁。熟铁很软。熟铁很软。工业纯铁工业纯铁 C0.02 C0.02 主要用作磁铁芯主要用作磁铁芯炼炼 铁铁 过过 程程 铁水先在高炉中从矿石中炼出来，这时候的铁水铁水先在高炉中从矿石中炼出来，这时候的铁水含碳量和杂质都较高，常用来铸成生铁块或直接含碳量和杂质都较高
3、，常用来铸成生铁块或直接送到转炉去炼钢，这种铁水也可以进一步冶炼去送到转炉去炼钢，这种铁水也可以进一步冶炼去掉些杂质（包括近一步脱碳）和使铁三碳分解掉些杂质（包括近一步脱碳）和使铁三碳分解,，石磨状态析出，用作浇铸铸件（铸铁）。石磨状态析出，用作浇铸铸件（铸铁）。如如 何何 炼炼 钢钢？铁水进一步铁水进一步冶炼降碳冶炼降碳，含碳量进一步降低就成了，含碳量进一步降低就成了钢。钢中也常加入其他合金元素，通过冶炼调节钢。钢中也常加入其他合金元素，通过冶炼调节钢中的合金元素（包括碳）的比例关系，就炼成钢中的合金元素（包括碳）的比例关系，就炼成了各种型号的钢，这种过程就是炼钢。了各种型号的钢，这种过程就
4、是炼钢。二、铸二、铸 铁铁 铸铁是碳含量大于铸铁是碳含量大于2.11%2.11%、并常含有较多的硅、锰、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。硫、磷等元素的铁碳合金。铸铁的铸铁的生产设备和工艺简单生产设备和工艺简单，价格便宜，并具有，价格便宜，并具有许多优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常许多优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广泛，是工程上最常用的金属材料之一。广泛，是工程上最常用的金属材料之一。铸铁主要用于生产各种铸件。如铸铁主要用于生产各种铸件。如机床的床身机床的床身、发、发动机的汽缸体、缸套、曲轴、凸轮轴；轧机的轧动机的汽缸体、缸套、曲轴、凸轮轴；轧机的轧辊及机器的底座等。
5、辊及机器的底座等。1 1、铸铁的分类（按石墨化程度分类）、铸铁的分类（按石墨化程度分类）（1 1）灰口铸铁：碳主要以石墨形式存在，应用广泛。）灰口铸铁：碳主要以石墨形式存在，应用广泛。（2 2）白口铸铁：碳主要以）白口铸铁：碳主要以Fe3CFe3C形式存在。（很少应用）形式存在。（很少应用）2 2、灰口铸铁的分类：（以石墨形态分类）、灰口铸铁的分类：（以石墨形态分类）（1 1）灰铸铁灰铸铁：（石墨为片状）：（石墨为片状）成分：成分：C C：2.52.54.0%4.0%，SiSi：1.01.02.5%2.5%，少量，少量MnMn,S,P ,S,P 等。等。性能：性能：抗压不抗拉；抗压不抗拉；耐磨
6、、消振性好；耐磨、消振性好；牌号：牌号：HT+HT+数字数字 表示最低抗拉强度。表示最低抗拉强度。如：如：HT150HT150、HT250HT250 应用：应用：机床床座，床身、工作台；汽车拖拉机的汽缸、汽缸机床床座，床身、工作台；汽车拖拉机的汽缸、汽缸套等。套等。（2 2）球墨铸铁球墨铸铁 （石墨为球状）（石墨为球状）成分：成分：C C：3.84.0%3.84.0%，Si Si：2.02.8%2.02.8%，Re:Re:0.030.05%0.030.05%性能：良好的抗拉强度，弯曲疲劳强度，塑性、性能：良好的抗拉强度，弯曲疲劳强度，塑性、韧性；优异的铸造性。（可热处理或合金化韧性；优异的铸造
7、性。（可热处理或合金化 ）；）；应用：应用：汽车拖拉机底盘零件；阀体、阀盖；汽车拖拉机底盘零件；阀体、阀盖；机机油泵齿轮；代替中碳钢制造柴油机、汽油机曲轴、油泵齿轮；代替中碳钢制造柴油机、汽油机曲轴、连杆、车床主轴。连杆、车床主轴。牌号：牌号：QT +QT +数字数字-数字数字 球铁球铁抗拉强度抗拉强度延伸率延伸率 如：如：QT400-15QT400-15、QT600-3QT600-3、QT800-2 QT800-2。（3 3）可锻铸铁可锻铸铁：成分：成分：C C：2.42.8%2.42.8%；SiSi：1.22.0%1.22.0%；少量；少量 Mn,S,PMn,S,P等元素。等元素。应用：形
8、状复杂、承受冲击载荷的薄壁零件。（汽车的前后轮壳，减速应用：形状复杂、承受冲击载荷的薄壁零件。（汽车的前后轮壳，减速 器的外壳等）器的外壳等）牌号：牌号：KT(Z)+KT(Z)+数字数字-数字数字 KT铁素体型可锻铸铁，KTZ珠光体型抗拉强度延伸率 如如 KT350-10KT350-10、KTZ600-3KTZ600-3性能：介于灰铸铁和球墨铸铁之间。性能：介于灰铸铁和球墨铸铁之间。三、钢材料分类三、钢材料分类钢钢碳碳钢钢合合金金钢钢按含碳量分类：低碳钢、中碳钢、高碳钢按含碳量分类：低碳钢、中碳钢、高碳钢按钢的品质分类：普通碳素钢、优质碳素钢按钢的品质分类：普通碳素钢、优质碳素钢按用途分类：碳
9、素结构钢、碳素工具钢按用途分类：碳素结构钢、碳素工具钢台金结构钢：低合金高强度钢、合金渗碳钢、合金台金结构钢：低合金高强度钢、合金渗碳钢、合金 调质钢、合金轴承钢调质钢、合金轴承钢合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢特殊用途钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等特殊用途钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等 1 1、碳、碳 钢钢 碳钢：以铁、碳为主要成分的合金。碳钢：以铁、碳为主要成分的合金。碳钢的分类和牌号碳钢的分类和牌号 按含碳量分类按含碳量分类低碳钢低碳钢 （C0.25%)C0.25%)中碳钢中碳钢 (0.3%C0.6)(0.3%C0.6)(C 0.6)按质量分类按质量分类普
10、通碳素钢普通碳素钢 S0.035S0.035 P0.035%P0.035%优质碳素钢优质碳素钢 S0.030%P0.030%S0.030%P0.030%高级优质碳素钢高级优质碳素钢 S0.02%P0.03%S0.02%P0.03%按硫磷杂质含量而定硫磷杂质含量越少，钢的质量越高！按用途分类按用途分类l碳素结构钢：碳素结构钢：用于制造工程构件和机器零件的钢用于制造工程构件和机器零件的钢，如桥梁、船舶以及建筑用钢，齿轮、轴、连杆等，如桥梁、船舶以及建筑用钢，齿轮、轴、连杆等，通常是低碳钢、中碳钢。通常是低碳钢、中碳钢。l碳素工具钢：碳素工具钢：用于制造各种刃具、量具、模具等，用于制造各种刃具、量具
11、、模具等，如手工锯锯条、游标卡尺、冷作模具等，如手工锯锯条、游标卡尺、冷作模具等，一般为一般为高碳钢。高碳钢。2 2、合金钢、合金钢 许多工业产品对材料提出了更高的要求，如更高许多工业产品对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求。碳钢已不能及其它特殊物理、化学性能的要求。碳钢已不能完全满足要求。完全满足要求。为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金元素。所获得的钢种称为合金钢。元素。所获得的钢种称为合金钢。合金钢的分类合金钢的分类合金钢的分类合金钢
12、的分类合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢特殊性能钢特殊性能钢（1 1）合金结构钢）合金结构钢合金结构钢的分类：合金结构钢的分类：低合金结构钢、低合金结构钢、合金渗碳钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金调质钢、合金弹簧钢、轴承钢等。合金弹簧钢、轴承钢等。（2 2）合金工具钢）合金工具钢 工具钢的服役条件及性能要求工具钢的服役条件及性能要求（以车刀为例）（以车刀为例）服役条件服役条件 A A：刀刃与工件之间发生剧烈的摩擦，造成严重的磨损：刀刃与工件之间发生剧烈的摩擦，造成严重的磨损 B:B:刀刃部分温度高（高速切削时，温度达刀刃部分温度高（高速切削时，温度达600600度）度）C:C:冲击与振动
13、（进刀）冲击与振动（进刀）失效形式：磨损，刀刃崩缺，刀具折断失效形式：磨损，刀刃崩缺，刀具折断 性能要求：高硬度；性能要求：高硬度；红硬性；红硬性；一定强度、塑性、韧性一定强度、塑性、韧性冷作模具钢冷作模具钢:实际温度不超过实际温度不超过200-300200-3000 0C C 工作条件及要求：负荷重、模具形状复杂，要求模具材料工作条件及要求：负荷重、模具形状复杂，要求模具材料变形小、耐磨性高、有一定的韧性。材料中含变形小、耐磨性高、有一定的韧性。材料中含CrCr较高，较高，常用的有：常用的有：Cr12MoVCr12MoV（传统）、（传统）、7Cr7Mo3VSi(7Cr7Mo3VSi(新钢种）
14、。新钢种）。热作模具：热作模具：型腔表面温度可达型腔表面温度可达6006000 0C C。常用的材料是常用的材料是5CrNiMo 5CrNiMo（传统）、（传统）、35Cr3Mo3W2V(35Cr3Mo3W2V(新钢种）新钢种）等。等。（3 3）特殊性能钢）特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢常用不锈钢常用不锈钢 不锈钢按正火状态的组织可分为不锈钢按正火状态的组织可分为马氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢 成分：成分：WcWc：0.10.11.0%1.0%，WCr:12WCr:1218%18%牌号：牌
15、号：1Cr13,2Cr13 1Cr13,2Cr13，3Cr13,4Cr13,3Cr13,4Cr13,性能和应用：性能和应用：1Cr13,2Cr131Cr13,2Cr13：钢耐蚀性较好，且：钢耐蚀性较好，且有较好的机械性能，用于汽轮机叶片（有较好的机械性能，用于汽轮机叶片（1Cr13,1Cr13,2Cr132Cr13称为叶片钢），结构架、螺栓、螺帽等。称为叶片钢），结构架、螺栓、螺帽等。3Cr13,4Cr133Cr13,4Cr13：强度和耐磨性提高，但耐蚀性降：强度和耐磨性提高，但耐蚀性降低。用于医疗工具、量具、刃具、滚珠轴承。低。用于医疗工具、量具、刃具、滚珠轴承。不锈钢船用螺旋桨不锈钢船用螺
16、旋桨 不锈钢剪刀不锈钢剪刀 铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢 成分：成分：Wc0.15%Wc0.15%，这类钢的铬质量分数为，这类钢的铬质量分数为17%17%30%30%，牌号：牌号：1Cr171Cr17、1Cr17Ti1Cr17Ti等等 性能：耐蚀性比性能：耐蚀性比Cr13Cr13型钢更好，强度较低、塑性型钢更好，强度较低、塑性很好，可用形变强化提高强度。很好，可用形变强化提高强度。应用：用作耐蚀性要求很高而强度要求不高的构应用：用作耐蚀性要求很高而强度要求不高的构件，如化工设备、容器和管道等。件，如化工设备、容器和管道等。奥氏体型不锈钢（用量最多，占奥氏体型不锈钢（用量最多，占656570%7
17、0%；）典型成分：典型成分：Wc:0.12%Wc:0.12%；WCrWCr；18%18%；WNiWNi；8%8%；(称为称为18-818-8不锈钢）不锈钢）牌号：牌号：1Cr18Ni91Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti 性能：耐蚀性很好，强度、硬度低，无磁性性能：耐蚀性很好，强度、硬度低，无磁性,塑塑性、韧性和耐蚀性比性、韧性和耐蚀性比Cr13Cr13型更好。高塑性、高的型更好。高塑性、高的低温韧性、高的加工硬化能力、焊接性能好、无低温韧性、高的加工硬化能力、焊接性能好、无磁性及高的耐腐蚀性。磁性及高的耐腐蚀性。应用：化工行业居多，抗磁仪表、医疗器械等。应用：化工行业居
18、多，抗磁仪表、医疗器械等。1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti不锈钢表带不锈钢表带不锈钢容器不锈钢容器 3 3、钢、钢 材材 由塑性加工和用冷弯焊接生产的原材料，主要有由塑性加工和用冷弯焊接生产的原材料，主要有钢板、钢管、型钢和钢丝。钢板、钢管、型钢和钢丝。四、有色金属及其合金四、有色金属及其合金1 1、有色金属、有色金属（1 1）定义）定义 :除黑色金属除黑色金属 (钢、铁钢、铁 )以外的所有以外的所有金属。金属。（2 2）分类：）分类：重金属重金属(密度密度3.5);Cu3.5);Cu、Ni Ni 等。等。轻金属轻金属(密度密度3.5);Al3.5);Al、Mg Mg 等。等。贵重金属
19、贵重金属;Au;Au金、金、AgAg银、银、PtPt铂铂 等。等。稀有金属稀有金属;W;W钨、钨、TiTi钛、钛、RaRa镭、镭、NbNb铌铌 等。等。半金属半金属;Si;Si、TeTe碲碲 、B B硼硼 等。等。2 2、铝及铝合金、铝及铝合金 铝及铝合金是工业用量最大有色金属，由于其优铝及铝合金是工业用量最大有色金属，由于其优良特性，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工良特性，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工业、一般机械和轻工业中都有广泛的应用。业、一般机械和轻工业中都有广泛的应用。铝及铝合金有以下特点：铝及铝合金有以下特点：密度小、比强度高密度小、比强度高 纯铝的密度为纯铝的密度为 2.7
20、g/cm3,2.7g/cm3,仅为铁的仅为铁的1/31/3。铝合金的密度与纯铝相。铝合金的密度与纯铝相近。铝合金（强化后）的强度与低合金高强钢的强度相近，铝合金比近。铝合金（强化后）的强度与低合金高强钢的强度相近，铝合金比强度比一般高强钢高得多。强度比一般高强钢高得多。有优良的物理、化学性能有优良的物理、化学性能 铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的64%64%。铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力，铝及铝合金磁化率极。铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力，铝及铝合金磁化率极低，接近于低，接近于 非铁磁性材料。非铁磁性材料
21、。加工性能良好加工性能良好 铝及铝合金铝及铝合金(退火退火)的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好。的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好。超高强铝合金成形后可通过热处理获得很高的强度。铸铝合金的铸造超高强铝合金成形后可通过热处理获得很高的强度。铸铝合金的铸造性能极好。性能极好。铝合金的分类铝合金的分类铝合金铝合金变形铝合金变形铝合金铸造铝合金铸造铝合金不能热处理强化铝合金不能热处理强化铝合金（防锈铝合金）（防锈铝合金）能热处理强化铝合金能热处理强化铝合金铝铝纯纯 铝铝硬铝合金硬铝合金锻铝合金锻铝合金超硬铝合金超硬铝合金飞机用座椅轨道及航空零件飞机用座椅轨道及航空零件 铝合金型材料铝合金型材料
22、铝合金散热器铝合金散热器 铜及铜合金具有下列性能：铜及铜合金具有下列性能：3、铜合金、铜合金 优异的物理、化学性能优异的物理、化学性能 纯铜导电性、导热性极佳，铜合金的导电、导热性也很好。纯铜导电性、导热性极佳，铜合金的导电、导热性也很好。铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。良好的加工性能。良好的加工性能。塑性很好，容易冷、热成形；铸造铜合金有很好的铸造性能。塑性很好，容易冷、热成形；铸造铜合金有很好的铸造性能。具有某些特殊机械性能具有某些特殊机械性能 例如优良的减摩性和耐磨性例如优良的减摩性和耐磨性(如青铜及部分黄铜如青铜及
23、部分黄铜)，高的弹性极，高的弹性极 限和疲劳极限限和疲劳极限(如铍青铜等如铍青铜等)。色泽美观色泽美观 铜及铜合金的分类铜及铜合金的分类铜合金铜合金轴承合金轴承合金黄铜黄铜锡青铜锡青铜铜铜纯纯 铜铜(紫铜紫铜)铝青铜铝青铜白铜白铜铍青铜铍青铜普通黄铜普通黄铜特殊黄铜特殊黄铜青铜青铜特殊青铜特殊青铜纯纯 铜铜 纯铜呈紫红色，常称紫铜，铜的含量在纯铜呈紫红色，常称紫铜，铜的含量在99.9%99.9%以上。工以上。工业纯铜分为四种：业纯铜分为四种：T1T1、T2T2、T3T3、T4T4。编号越大，纯度越低。编号越大，纯度越低。纯铜用于制作电导体及配制合金。纯铜的强度低纯铜用于制作电导体及配制合金。纯
24、铜的强度低,不宜作不宜作结构材料。结构材料。黄黄 铜（铜锌合金）铜（铜锌合金）以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。按照化学成以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。按照化学成分，黄铜分普通黄铜和特殊黄铜两种。分，黄铜分普通黄铜和特殊黄铜两种。普通黄铜：普通黄铜：铜和锌二元合金。用字母铜和锌二元合金。用字母H H表示，如表示，如H62,H62,表示含铜量约表示含铜量约为为62%62%，含锌量约为，含锌量约为38%38%。型号有：型号有：H96 H90 H85 H70 H68 H65 H63 H62 H59 H96 H90 H85 H70 H68 H65 H63 H62 H59 特殊黄铜：特殊黄铜：在
25、铜锌合金中加入其他元素（如锡、镍、锰、铅、硅、在铜锌合金中加入其他元素（如锡、镍、锰、铅、硅、铝、铁等）的合金，表示方法是在铝、铁等）的合金，表示方法是在H H后面加除锌外的主要加入元素的符后面加除锌外的主要加入元素的符号及含量。如：号及含量。如：HNi65-5HNi65-5表示铜含量约为：表示铜含量约为：65%65%，镍含量约为，镍含量约为5%5%，其余，其余量为锌含量。量为锌含量。白白 铜（铜镍合金）铜（铜镍合金）以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜（在固态下，铜与以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜（在固态下，铜与镍无限固溶）。也分为普通白铜和特殊白铜。镍无限固溶）。也分为普通白铜和特殊白铜
26、。普通白铜：普通白铜：铜和镍的二元合金（即二元白铜）表示方法是用字铜和镍的二元合金（即二元白铜）表示方法是用字母母B B加镍的含量表示，如：加镍的含量表示，如：B5B5表示镍含量为约表示镍含量为约5%5%，其余约为铜，其余约为铜含量。型号有：含量。型号有：B0.6 B19 B25 B30 B0.6 B19 B25 B30 特殊白铜：特殊白铜：即三元上的白铜加入的元素主要有铁、锰锌铝。表即三元上的白铜加入的元素主要有铁、锰锌铝。表示方法是加第二个主要元素符号及铜含量以外的成分数字组表示方法是加第二个主要元素符号及铜含量以外的成分数字组表示。如示。如BMn3-12BMn3-12表示镍含量约为表示镍
27、含量约为3%3%，锰含量约为，锰含量约为12%12%。性能：有较好的强度和优良的塑性，能进行冷、热变形。冷变形性能：有较好的强度和优良的塑性，能进行冷、热变形。冷变形 能提高强度和硬度；能提高强度和硬度；抗蚀性很好；抗蚀性很好；电阻率较高。电阻率较高。用途：制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械、乐器、饰品用途：制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械、乐器、饰品 等。等。青青 铜（铜锡合金）铜（铜锡合金）青铜原指铜锡合金，常用的锡青铜中含锡在青铜原指铜锡合金，常用的锡青铜中含锡在1010以下以下铸造和机械性能好，曾用作制造大炮，故称炮铜。压力加铸造和机械性能好，曾用作制造大炮，故称炮铜。压
28、力加工锡青铜，其牌号工锡青铜，其牌号“Q”Q”加锡元素和数字表示。铸造锡青加锡元素和数字表示。铸造锡青铜是以铸锭供应，同样在牌号前加铜是以铸锭供应，同样在牌号前加“Z”Z”字。如锡青铜，字。如锡青铜，QSn1.5-0.2QSn1.5-0.2（0.20.2其它合金元素含量为其它合金元素含量为0.2%0.2%）由于锡的价格较高，现在已经出现了多种无锡青铜，由于锡的价格较高，现在已经出现了多种无锡青铜，如硅青铜、如硅青铜、铝青铜等，可作为锡青铜的代替品。铝青铜等，可作为锡青铜的代替品。现在的现在的青铜定义是除以锌（黄铜）和镍（白铜）青铜定义是除以锌（黄铜）和镍（白铜）铜合金以外的铜合金以外的 其他铜
29、基合金。其他铜基合金。这些主要合金有铝、硅、铅、铍、锰这些主要合金有铝、硅、铅、铍、锰等。等。青铜品种多，应用广。青铜品种多，应用广。铜在工业设计中的应用铜在工业设计中的应用 电子、电工器材电子、电工器材 雕塑与工艺品雕塑与工艺品 日用品日用品 水管水管 乐器乐器 电镀材料与装饰材料电镀材料与装饰材料 器皿、容器器皿、容器4 4、镁、镁 镁是一种对于产品设镁是一种对于产品设计非常重要的金属，因为计非常重要的金属，因为它是日常应用中最轻的结它是日常应用中最轻的结构金属。典型的压力铸造构金属。典型的压力铸造铸件有飞机发动机部件、铸件有飞机发动机部件、赛车车轮以及运动器械。赛车车轮以及运动器械。镁合
30、金外壳镁合金外壳笔记本电脑笔记本电脑 铝镁合金：铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量铝镁合金：铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。其导热性能和的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足好、抗压性较强，能充分满足3C3C产品高度集成化、轻薄产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者
31、的三分之一.而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色。蓝色和粉红色。缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比贵，而且成型比ABSABS困难困难(需要用冲压或者压铸工艺需要用冲压或者压铸工艺)，所，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。机型用铝镁合金来制造整个机壳。高熔点金属高
32、熔点金属铬作为装饰性的光洁电镀铬作为装饰性的光洁电镀金属而为工业设计师所熟知，金属而为工业设计师所熟知，同时它也具有抗腐蚀性。铬用同时它也具有抗腐蚀性。铬用于淬火钢可增加其耐磨性和耐于淬火钢可增加其耐磨性和耐腐蚀性。腐蚀性。Zippo Zippo 纤巧经典铬纤巧经典铬5、铬高熔点金属高熔点金属镀铬手机镀铬手机铬质铬质Roller Roller 台灯台灯高熔点金属高熔点金属6、钛 钛用于外科植入钛用于外科植入片以及航海设备和化片以及航海设备和化学设备。钛片、钛板学设备。钛片、钛板在成形时会产生加工在成形时会产生加工硬化。硬化。IBM ThinkPad Z60tIBM ThinkPad Z60t笔
33、记本笔记本 钛合金：钛合金材质的可以说是铝镁合金的加强版，钛合金：钛合金材质的可以说是铝镁合金的加强版，钛合金与镁合金除了掺入金属本身的不同外，最大的分别钛合金与镁合金除了掺入金属本身的不同外，最大的分别之处，就是还渗入碳纤维材料，无论散热，强度还是表面之处，就是还渗入碳纤维材料，无论散热，强度还是表面质感都优于铝镁合金材质，而且加工性能更好，外形比铝质感都优于铝镁合金材质，而且加工性能更好，外形比铝镁合金更加的复杂多变。其关键性的突破是强韧性更强、镁合金更加的复杂多变。其关键性的突破是强韧性更强、而且变得更薄。就强韧性看，钛合金是镁合金的三至四倍而且变得更薄。就强韧性看，钛合金是镁合金的三至
34、四倍。至于薄度，钛合金厚度只有至于薄度，钛合金厚度只有0.5mm0.5mm，是镁合金的一半，厚，是镁合金的一半，厚度减半可以让笔记本电脑体积更娇小。钛合金唯一的缺点度减半可以让笔记本电脑体积更娇小。钛合金唯一的缺点就是必须通过焊接等复杂的加工程序，才能做出结构复杂就是必须通过焊接等复杂的加工程序，才能做出结构复杂的笔记本电脑外壳，这些生产过程衍生出可观成本，因此的笔记本电脑外壳，这些生产过程衍生出可观成本，因此十分昂贵。十分昂贵。五、金五、金 属属 成成 形形金属成型分类金属成型分类液态状体成型液态状体成型 液体状态成型又称铸造，金属受热熔化并浇铸到铸型中。液体状态成型又称铸造，金属受热熔化并
35、浇铸到铸型中。该工艺是一种获得所需要的金属工件的有效方法。该工艺是一种获得所需要的金属工件的有效方法。塑性状体成型塑性状体成型 塑性状态成型塑性状态成型(又称锻造又称锻造)，棒料和预成形的零件被加热，棒料和预成形的零件被加热到接近熔点温度，使得它们容易变形。各种锻造工艺通常劳到接近熔点温度，使得它们容易变形。各种锻造工艺通常劳动强度较大，但这一工艺的优点是提高了零件的强度。动强度较大，但这一工艺的优点是提高了零件的强度。固体状体成型固体状体成型 在固体状态下，通常局限于板料、棒料和管材，并通常在固体状态下，通常局限于板料、棒料和管材，并通常在室温下进行。这些工艺通常劳动强度较大，但计算机控制在
36、室温下进行。这些工艺通常劳动强度较大，但计算机控制加工和板料加工方面的新发展已经大大减少了时间和成本。加工和板料加工方面的新发展已经大大减少了时间和成本。1 1、液态金属成形（铸造）、液态金属成形（铸造）适应性广适应性广。适应铸铁，碳钢，有色金属等材料；铸件。适应铸铁，碳钢，有色金属等材料；铸件大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚大小，形状和重量几乎不受限制；壁厚1mm1mm到到1m 1m。可复杂成形可复杂成形。适合形状复杂，尤其是有复杂内腔的毛。适合形状复杂，尤其是有复杂内腔的毛坯或零件。坯或零件。成本较低成本较低。与其它工艺方法相比，铸造成型生产成本。与其它工艺方法相比，铸造成型生产成本低，
37、低，不足点不足点：容易产生组织缺陷，力学性能偏低，质量不：容易产生组织缺陷，力学性能偏低，质量不稳定。因此，铸件多数做为毛坯用。稳定。因此，铸件多数做为毛坯用。（1 1）铸造工艺特点）铸造工艺特点三个相关的概念三个相关的概念铸铸 型型 模模 型型 型型 腔腔 带有型芯的带有型芯的砂型示意图砂型示意图型腔示意图型腔示意图铸造工艺的应用铸造工艺的应用（2 2）铸造设计原则）铸造设计原则 铸件需要有铸件需要有拔模斜度拔模斜度，分模面应该简单分模面应该简单，不能过，不能过于复杂，同时不能位于拐角或边缘处。于复杂，同时不能位于拐角或边缘处。设计要保持铸件设计要保持铸件壁厚是均匀的或是均匀变化壁厚是均匀的
38、或是均匀变化的，的，厚度的突变将改变冷却速率并会导致翘曲变形、厚度的突变将改变冷却速率并会导致翘曲变形、热裂和收缩；同时，要考虑提供补偿量。热裂和收缩；同时，要考虑提供补偿量。铸件设计要铸件设计要避免有尖角和棱避免有尖角和棱的出现，采用过渡曲的出现，采用过渡曲线和圆角以确保金属液的均匀流动。要避免有较线和圆角以确保金属液的均匀流动。要避免有较大的平面，因为较大的平面趋向于产生翘曲变形大的平面，因为较大的平面趋向于产生翘曲变形并且常常导致表面缺陷。并且常常导致表面缺陷。铸造分类：铸造分类：一次铸型一次铸型 消失模铸造消失模铸造 永久铸型永久铸型一次铸型（损耗型铸模）一次铸型（损耗型铸模）砂型铸造
39、砂型铸造 潮砂型潮砂型 是把潮湿的砂子压实在有木模样或金属两半是把潮湿的砂子压实在有木模样或金属两半模的砂箱中。所装配的铸型可以带型芯或无型芯，模的砂箱中。所装配的铸型可以带型芯或无型芯，熔化金属浇铸到最终形成的型腔中，取出零件时熔化金属浇铸到最终形成的型腔中，取出零件时铸型即被破坏。铸型即被破坏。干砂型干砂型 主要用于大型、重型铸件中，它比湿砂型更主要用于大型、重型铸件中，它比湿砂型更坚固。坚固。一次铸型（损耗型铸模）一次铸型（损耗型铸模）砂型铸造砂型铸造一次铸型一次铸型 （损耗型铸模）（损耗型铸模）砂型铸造砂型铸造自动化的自动化的铸型制造铸型制造砂型铸造砂型铸造的钢铸件的钢铸件消失模铸造消
40、失模铸造熔熔 模模 铸铸 造造 又称失蜡铸造精密又称失蜡铸造精密铸造或整体型铸造，其铸铸造或整体型铸造，其铸型是由型是由70%80%70%80%的石膏和的石膏和20%20%30%30%的加强纤维制成的加强纤维制成的。的。熔模制造的铝铸件熔模制造的铝铸件工工 艺艺 步步 骤骤A.A.用蜡制作所要铸造零件的模型；用蜡制作所要铸造零件的模型；B.B.附加横浇道和浇口并把蜡模焊在附加横浇道和浇口并把蜡模焊在 浇注系统上制成蜡模组；浇注系统上制成蜡模组；C.C.在熔模组表面浸涂上涂层料在熔模组表面浸涂上涂层料,模模 组留有直浇道和浇口杯；组留有直浇道和浇口杯；D.D.当上涂层料固定后，熔模组被翻当上涂层
41、料固定后，熔模组被翻 转、培烧，熔化的蜡从铸型中排转、培烧，熔化的蜡从铸型中排 出，留下一个空腔。出，留下一个空腔。熔模制造工艺示意图熔模制造工艺示意图机壳机壳船舶配件船舶配件熔模铸造工艺的特点：熔模铸造工艺的特点：1 1、可不考虑脱模可不考虑脱模问题，无分型面。问题，无分型面。2 2、铸件形状、铸件形状精度高，表面光洁精度高，表面光洁，不必加工或少加工。，不必加工或少加工。3 3、能够铸造各种合金铸件。、能够铸造各种合金铸件。4 4、适用于中小型、薄壁、复杂的铸件，铸件重量、适用于中小型、薄壁、复杂的铸件，铸件重量 一般不超过一般不超过25kg25kg。5 5、熔模铸造工序多，生产周期长。、
42、熔模铸造工序多，生产周期长。陶瓷壳型铸造陶瓷壳型铸造陶瓷型的制造方法可分为两大类：陶瓷型的制造方法可分为两大类：一类是全部采用陶瓷浆料制造铸一类是全部采用陶瓷浆料制造铸型法；另一类就是采用底套（相型法；另一类就是采用底套（相当于砂型的背砂层）表面再灌陶当于砂型的背砂层）表面再灌陶瓷浆料以制陶瓷型的方法。瓷浆料以制陶瓷型的方法。陶瓷壳型铸造示意图陶瓷壳型铸造示意图陶瓷壳型陶瓷壳型铸造得到铸造得到的零件的零件永永 久久 铸铸 型型 石墨型铸造石墨型铸造石墨型是用石墨加工的整体型，石墨型是用石墨加工的整体型，它是难熔材料并且不像金属型那样它是难熔材料并且不像金属型那样需要陶瓷涂料。使用的金属通常是需
43、要陶瓷涂料。使用的金属通常是锌合金，铸件的重量从锌合金，铸件的重量从28.35g-28.35g-4.54kg4.54kg。用石墨型铸造的零件用石墨型铸造的零件永永 久久 铸铸 型型 金属型铸造中金属型铸造中铝的重力填充铝的重力填充金属型铸造金属型铸造金属型通常是金属型通常是用铁铸成或是用各用铁铸成或是用各种不同的金属机加种不同的金属机加工制成的。型芯可工制成的。型芯可以是金属的、砂子以是金属的、砂子的或是砂壳的，铸的或是砂壳的，铸件材料限于铝、锌、件材料限于铝、锌、某些黄铜、青铜或某些黄铜、青铜或铅。铸型在型腔填铅。铸型在型腔填充之前通常要涂一充之前通常要涂一层陶瓷涂料。层陶瓷涂料。金属型铸造
44、工艺的特点：金属型铸造工艺的特点：1.1.铸件的铸件的表面光洁度和尺寸精度表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件，且铸均优于砂型铸件，且铸件的组织结构致密，力学性能较高。件的组织结构致密，力学性能较高。2.2.适用于中小型有色金属（如铝、铜、镁及其合金）铸适用于中小型有色金属（如铝、铜、镁及其合金）铸件和铸铁铸件的生产。件和铸铁铸件的生产。永永 久久 铸铸 型型低压铸造低压铸造在低压铸造中，金在低压铸造中，金属液属液27kg27kg的空气压力的空气压力下，从加热坩埚中通过下，从加热坩埚中通过升液管被压入铸型，填升液管被压入铸型，填充底部时消除了典型重充底部时消除了典型重力填充铸造时所产生的力填充铸
45、造时所产生的湍流现象湍流现象。铸件凝固后，。铸件凝固后，减小压力，使剩余金属减小压力，使剩余金属流回到坩埚里。流回到坩埚里。叶轮叶轮 低压低压金属型铸造金属型铸造低压铸造低压铸造 工艺示意图工艺示意图低压铸造特点低压铸造特点 浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和铸件大小。浇注压力和速度可调，适应各种铸型、合金和铸件大小。底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷等弊病，底注式平稳充型，无飞溅、气体卷入和型壁冲刷等弊病，铸件合铸件合格率提高格率提高。压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，少切削或零切削，压力下结晶，组织致密，轮廓清晰，表面光洁，少切削或零切削，机械性能高机械性能高，对薄壁
46、件铸造尤其有利。，对薄壁件铸造尤其有利。金属金属利用率高利用率高达达90-98%90-98%。永永 久久 铸铸 型型 压力铸造压力铸造压力铸型压力铸型(模具模具)是用是用P P形工具钢加工的。熔化形工具钢加工的。熔化的铝、镁或锌合金在高压的铝、镁或锌合金在高压下被注入水冷模中然后开下被注入水冷模中然后开模，顶出零件。通常由剪模，顶出零件。通常由剪切模去除飞边，并精整。切模去除飞边，并精整。采用压采用压力铸造力铸造工艺制工艺制造的铝造的铝镁合金镁合金轮架轮架低压铸造与压力铸造低压铸造与压力铸造 低压铸造组织致密，力学性能较好，但生产率较低压铸造组织致密，力学性能较好，但生产率较低。低。压力铸造生
47、产率高，适宜于薄壁铸件，但铸件中压力铸造生产率高，适宜于薄壁铸件，但铸件中缩松，不致密，不使用于气密性要求高的铸件。缩松，不致密，不使用于气密性要求高的铸件。在选择气密性要求高的铸件时用低压铸造，生产在选择气密性要求高的铸件时用低压铸造，生产批量大，无致密性要求的中小件有色金属铸件用批量大，无致密性要求的中小件有色金属铸件用压力铸造。压力铸造。永永 久久 铸铸 型型 真空压力铸造真空压力铸造用于生产对精用于生产对精度和强度高要求的度和强度高要求的铸件。该工艺中，铸件。该工艺中，将钢模放入一个封将钢模放入一个封闭罩里，并浸在金闭罩里，并浸在金属液中。在该腔内属液中。在该腔内抽真空使金属流入抽真空
48、使金属流入浇道和进入型腔中。浇道和进入型腔中。真空压力真空压力铸造工艺铸造工艺采用真空成型铸造采用真空成型铸造的高尔夫击球头的高尔夫击球头2 2、塑、塑 性性 成成 形形 金属塑性加工又称金属压力加工，是指在外力作用下使金属金属塑性加工又称金属压力加工，是指在外力作用下使金属坯料发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械力学性能的坯料发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械力学性能的坯件或零件的加工方法，金属材料塑性加工按加工方法有：坯件或零件的加工方法，金属材料塑性加工按加工方法有：锻造、轧制、冲压、冲挤和拔制加工。锻造、轧制、冲压、冲挤和拔制加工。塑性成型塑性成型（1 1）轧制）
49、轧制 如图示，利用两个如图示，利用两个旋转轧辊旋转轧辊的压力使金属坯料通过的压力使金属坯料通过一个特定空间产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同一个特定空间产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同时改变其组织性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状时改变其组织性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状的原材料，如圆钢、方钢、角钢、的原材料，如圆钢、方钢、角钢、T T字钢、工字钢、槽钢、钢字钢、工字钢、槽钢、钢轨等。轨等。在在热轧热轧中，预热的棒料中，预热的棒料或方坯通过一系列的轧辊挤或方坯通过一系列的轧辊挤压，变薄或变形为板料、片压，变薄或变形为板料、片料或结构形状。料或结构形状。晶粒先被压晶
50、粒先被压碎然后拉长，在回复阶段晶碎然后拉长，在回复阶段晶粒会再生长，形成粗糙的表粒会再生长，形成粗糙的表面面（红色显示晶粒改变）。（红色显示晶粒改变）。在在冷轧冷轧中，预先热轧过中，预先热轧过的板料通过轧辊的板料通过轧辊(冷态下冷态下)进一步压平，碾碎并拉进一步压平，碾碎并拉长晶粒。但在加热或退长晶粒。但在加热或退火阶段，晶粒细化，形火阶段，晶粒细化，形成光滑、细致的表面。成光滑、细致的表面。该工艺改善了钢板性能该工艺改善了钢板性能但增加了但增加了20%20%的成本（红的成本（红色显示晶粒改变）。色显示晶粒改变）。（2 2）锻造）锻造 自由锻自由锻 不使用模具的锻造称为不使用模具的锻造称为自由
