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鋼 材 知 識
目錄： 鋼材分類
什麼是特殊鋼？
理論重量計算方法
對鋼材性能產生影響的元素
冶金術語
金屬材料性能
金屬材料的檢驗
金屬型鑄造
國內外常用鋼鋼號對照表
鋼 材 分 類
線 材：普線 高線 螺紋鋼
型 材：工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 六角鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 矩型管 彈簧鋼
板 材：中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片 彩塗板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼
管 材：焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無縫管 螺旋管 熱軋無縫
一、黑色金屬、鋼和有色金屬
在介紹鋼的分類之前先簡單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。
1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎，以碳為主要添加元素的合金，統稱為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品，主要用來煉鋼和製造鑄件。把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄鐵叫鑄鐵件。
鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是煉鋼的原料之一，在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。
2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋製成各種鋼材的鋼。鋼屬於黑色金屬但鋼不完全等於黑色金屬。
3、有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業上還採用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能，其中鎢、鈦、鉬等多用以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱為工業用金屬，此外還有貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的鈾、鐳等。
二、鋼的分類 鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：
1、按品質分類
(1) 普通鋼（P0.045%，S0.050%）
(2) 優質鋼（P、S均0.035%）
(3) 高級優質鋼（P0.035%，S0.030%）
2.、按化學成份分類
(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C0.25%）；b.中碳鋼（C0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C0.60%）。
(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量5%）b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。
3、按成形方法分類：(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。
4、按金相組織分類
(1) 退火狀態的a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）b.共析鋼（珠光體）c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）d.萊氏體鋼（珠光體+滲體）。
(2) 正火狀態的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。
(3) 無相變或部分發生相變的
5、按用途分類
(1) 建築及工程用鋼：a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼a.機械製造用鋼：(a)調質結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。 b.彈簧鋼 c.軸承鋼
(3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼
(5) 專業用鋼——如橋樑用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。
6、綜合分類
(1)普通鋼a.碳素結構鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金結構鋼c.特定用途的普通結構鋼
(2)優質鋼（包括高級優質鋼）
a.結構鋼：(a)優質碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；
(f)特定用途優質結構鋼。
b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；
(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。
7、按冶煉方法分類
(1) 按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼；(b)鹼性平爐鋼。
b.轉爐鋼:(a)酸性轉爐鋼;(b)鹼性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼;(b)側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。
c.電爐鋼:(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。
(2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼；b.半鎮靜鋼；鎮靜鋼；d.特殊鎮靜鋼。>> 返回
什麼是特殊鋼？
對特殊鋼尚無統一的定義和概念，一般認為特殊鋼是指具有特殊的化學成分（合金化）、採用特殊的工藝生產、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。與普通鋼相比，特殊鋼具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能。
我國與日本、歐盟對特殊鋼的定義比較接近，將特殊鋼分成優質碳素鋼、合金鋼、高合金鋼（合金元素大於10％）三大類，其中合金鋼和高合金鋼占特殊鋼產量的 70％。主要鋼種優特殊碳素結構鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、合金結構鋼、滾珠軸承鋼、合金工具鋼、高合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼，以及高溫合金、精密合金、電熱合金等。目前世界上有近2000個特殊鋼牌號、約50000個品種規格。特殊鋼除了種類繁多之外，在規格上也表現出與普通鋼不同的特點。除了板、管、絲、帶、棒和異型材之外，還有復合材、表面合金化材、表面處理材、精鍛材、精密鑄件、粉末冶金製品等。
一、我國鋼號表示方法概述
鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產品所取的名稱，是人們瞭解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據國家標準《鋼鐵產品牌號表示方法》（GB221 -79）中規定，採用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數字相結合的方法表示。即：①鋼號中化學元素採用國際化學符號表示，例如Si,Mn,Cr…… 等。混合稀土元素用「RE」（或「Xt」）表示。
②產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般採用漢語拼音的縮寫字母表示。
③鋼中主要化學元素含量（%）採用阿拉伯數字表示。
二、我國鋼號表示方法的分類說明
1．碳素結構鋼
①由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以「Q」，代表鋼材的屈服點，後面的數字表示屈服點數值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（σs）為235 MPa的碳素結構鋼。
②必要時鋼號後面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼：Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。
③專門用途的碳素鋼，例如橋樑鋼、船用鋼等，基本上採用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最後附加表示用途的字母。
2．優質碳素結構鋼
①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為「45」，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。
②錳含量較高的優質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。
③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最後特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮靜鋼，其鋼號為10b。
3．碳素工具鋼
①鋼號冠以「T」，以免與其他鋼類相混。
②鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如「T8」表示平均碳含量為0.8%。
③錳含量較高者，在鋼號最後標出「Mn」，例如「T8Mn」。
④高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號最後加注字母「A」，以示區別，例如「T8MnA」。
4．易切削鋼
①鋼號冠以「Y」，以區別於優質碳素結構鋼。
②字母「Y」後的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為「Y30」。③錳含量較高者，亦在鋼號後標出「Mn」，例如「Y40Mn」。
5．合金結構鋼
①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。
② 鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號後亦可標以數字「1」，例如鋼號「12CrMoV」和「12Cr1MoV」，前者鉻含量為0.4-0.6%，後者為0.9-1.2%，其餘成分全部相同。當合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%……時，在元素符號後面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如 18Cr2Ni4WA。
③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。
④高級優質鋼應在鋼號最後加「A」，以區別於一般優質鋼。
⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或後綴）代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。
6．低合金高強度鋼
①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。
②對專業用低合金高強度鋼，應在鋼號最後標明。例如16Mn鋼，用於橋樑的專用鋼種為「16Mnq」，汽車大梁的專用鋼種為「16MnL」，壓力容器的專用鋼種為「16MnR」。
7．彈簧鋼
彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，後者基本上與合金結鋼相同。
8．滾動軸承鋼
①鋼號冠以字母「G」，表示滾動軸承鋼類。
②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。
9．合金工具鋼和高速工具鋼
①合金工具鋼鋼號的平均碳含量1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。
②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，並在表示含量的數字前加「0」，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如Cr06。
③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為「W18Cr4V」。鋼號冠以字母「C」者，表示其碳含量高於未冠「C」的通用鋼號。
10．不銹鋼和耐熱鋼
①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如「2Cr13」鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量0.03%或0.08%者,鋼號前分別冠以「00」及「0」表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。
②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。
11．焊條鋼
它的鋼號前冠以字母「H」，以區別於其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為「H2Cr13」，可以區別於不銹鋼「2Cr13」。
12．電工用硅鋼
①鋼號由字母和數字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。
②字母之後的數字表示鐵損值（W/kg）的100倍。
③鋼號尾部加字母「G」者，表示在高頻率下檢驗的；未加「G」者，表示在頻率為50周波下檢驗的。
例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。
13．電工用純鐵
①它的牌號由字母「DT」和數字組成，「DT」表示電工用純鐵，數字表示不同牌號的順序號，例如DT3。 ②在數字後面所加的字母表示電磁性能：A——高級、E——特級、C——超級，例如DT8A。>> 返回
理論重量計算方法
角鋼：每米重量=0.00785*（邊寬+邊寬-邊厚）*邊厚
圓鋼：每米重量=0.00617*直徑*直徑(螺紋鋼和圓鋼相同)
扁鋼：每米重量=0.00785*厚度*邊寬
管材：每米重量=0.02466*壁厚*（外徑-壁厚）
板材：每米重量=7.85*厚度
黃銅管：每米重量=0.02670*壁厚*（外徑-壁厚）
紫銅管：每米重量=0.02796*壁厚*（外徑-壁厚）
鋁花紋板：每平方米重量=2.96*厚度
有色金屬比重：紫銅板8.9黃銅板8.5鋅板7.2鉛板11.37
有色金屬板材的計算公式為：每平方米重量=比重*厚度
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對鋼材性能產生影響的元素
鋼材的質量及性能是根據需要而確定的，不同的需要，要有不同的元素含量．
（ 1 ）碳；含碳量越高，剛的硬度就越高，但是它的可塑性和韌性就越差．
（ 2 ）硫；是鋼中的有害雜物，含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時，容易脆裂，通常叫作熱脆性．
（ 3 ）磷；能使鋼的可塑性及韌性明顯下降，特別的在低溫下更為嚴重，這種現象叫作冷脆性．在優質鋼中，硫和磷要嚴格控制．但從另方面看，在低碳鋼中含有較高的硫和磷，能使其切削易斷，對改善鋼的可切削性是有利的．
（ 4 ）錳；能提高鋼的強度，能消弱和消除硫的不良影響，並能提高鋼的淬透性，含錳量很高的高合金鋼（高錳鋼）具有良好的耐磨性和其它的物理性能．
（ 5 ）硅；它可以提高鋼的硬度，但是可塑性和韌性下降，電工用的鋼中含有一定量的硅，能改善軟磁性能．
（ 6 ）鎢；能提高鋼的紅硬性和熱強性，並能提高鋼的耐磨性．
（ 7 ）鉻；能提高鋼的淬透性和耐磨性，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用．
（ 8 ）釩；能細化鋼的晶粒組織，提高鋼的強度，韌性和耐磨性．當它在高溫熔入奧氏體時，可增加鋼的淬透性；反之，當它在碳化物形態存在時，就會降低它的淬透性．
（ 9 ）鉬；可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性，防止回火脆性，提高剩磁和嬌頑力．
（ 10 ）鈦；能細化鋼的晶粒組織，從而提高鋼的強度和韌性．在不銹鋼中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現象．
（ 11 ）鎳；能提高鋼的強度和韌性，提高淬透性．含量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力．
（ 12 ）硼；當鋼中含有微量的（ 0.001 － 0.005 ％）硼時，鋼的淬透性可以成倍的提高．
（ 13 ）鋁；能細化鋼的晶粒組織，阻抑低碳鋼的時效．提高鋼在低溫下的韌性，還能提高鋼的抗氧化性，提高鋼的耐磨性和疲勞強度等．
（ 14 ）銅；它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時更為明顯．>> 返回
冶金術語
1 、燒結 sintering 粉末或壓坯在低於主要組分熔點的溫度下的熱處理，目的在於通過顆粒間的冶金結合以提高其強度。
2 、填料 packingmaterial 在預燒或燒結過程中為了起分隔和保護作用而將壓坯埋入其中的一種材料。
3 、預燒 presintering 在低於最終燒結溫度的溫度下對壓坯的加熱處理。
4 、加壓燒結 pressure 在燒結同時施加單軸向壓力的燒結工藝。
5 、松裝燒結 loose-powdersintering,gravitysintering 粉末未經壓制直接進行的燒結。
6 、液相燒結 liquid-phasesintering 至少具有兩種組分的粉末或壓坯在形成一種液相的狀態下燒結。
7 、過燒 oversintering 燒結溫度過高和（或）燒結時間過長致使產品最終性能惡化的燒結。
8 、欠燒 undersintering 燒結溫度過低和（或）燒結時間過短致使產品未達到所需性能的燒結。
9 、熔滲 infiltration 用熔點比製品熔點低的金屬或合金在熔融狀態下充填未燒結的或燒結的製品內的孔隙的工藝方法。
10 、脫蠟 dewaxing,burn-off 用加熱排出壓坯中的有機添加劑（粘結劑或潤滑劑）。
11 、網帶爐 meshbeltfurnace 一般由馬弗保護的網帶將零件實現爐內連續輸送的燒結爐。
12 、步進梁式爐 walking-beamfurnace 通過步進梁系統將放置於燒結盤中的零件在爐內進行傳送的燒結爐。
13 、推桿式爐 pusherfurnace 將零件裝入燒舟中，通過推進系統將零件在爐內進行傳送的燒結爐。
14 、燒結頸形成 neckformation 燒結時在顆粒間形成頸狀的聯結。
15 、起泡 blistering 由於氣體劇烈排出，在燒結件表面形成鼓泡的現象。
16 、發汗 sweating 壓坯加熱處理時液相滲出的現象。
17 、燒結殼 sinterskin 燒結時，燒結件上形成的一種表面層，其性能不同於產品內部。
18 、相對密度 relativedensity 多孔體的密度與無孔狀態下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。
19 、徑向壓潰密度 radialcrushingstrength 通過施加徑向壓力測定的燒結圓筒試樣的破裂強度。
20 、孔隙度 porosity 多孔體中所有孔隙的體積與總體積之比。
21 、擴散孔隙 diffusionporosity 由於柯肯達爾效應導致的一種組元物質擴散到另一組元中形成的孔隙。
22 、孔徑分佈 poresizedistribution 材料中存在的各級孔徑按數量或體積計算的百分率。
23 、表觀硬度 apparenthardness 在規定條件下測定的燒結材料的硬度，它包括了孔隙的影響。
24 、實體硬度 solidhardness 在規定條件下測定的燒結材料的某一相或顆粒或某一區域的硬度，它排除了孔隙的影響。
25 、起泡壓力 bubble-pointpressure 迫使氣體通過液體浸漬的製品產生第一氣泡所需的最小的壓力。
26 、流體透過性 fluidpermeability 在規定條件下測定的在單位時間內液體或氣體通過多孔體的數量。 >> 返回
金屬材料性能
為更合理使用金屬材料，充分發揮其作用，必須掌握各種金屬材料製成的零、構件在正常工作情況下應具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應具備的性能（工藝性能）。
材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學性能也叫機械性能。
材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。
（一）、機械性能
機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現出來的特性。
1 、強度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應力。
2 、屈服點（ бs ）：稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應力達到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻繼續增加或產生 0.2%L 。時應力值，單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。
3 、抗拉強度（ бb ）也叫強度極限指材料在拉斷前承受最大應力值。單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。
4 、延伸率（ δ ）：材料在拉伸斷裂後，總伸長與原始標距長度的百分比。
5 、斷面收縮率（ Ψ ）材料在拉伸斷裂後、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。
6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其範圍測定分佈氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ）
7 、衝擊韌性（ Ak ）：材料抵抗衝擊載荷的能力，單位為焦耳 / 厘米 2 （ J/cm2 ） .
（二）、工藝性能
指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。
8 、鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。
9 、焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。
10 、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。
11 、冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度 α （外角）或彎心直徑 d 對材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，則材料的冷彎性愈好。
12 、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。
13 、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。
（三）、化學性能
指金屬材料與周圍介質掃觸時抵抗發生化學或電化學反應的性能。
14 、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質侵蝕的能力。
15 、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產生氧化皮能力。 >> 返回
金屬材料的檢驗
金屬材料屬於冶金產品，從事金屬材料生產、訂貨、運輸、使用、保管和檢驗必須依據統一的技術標準 -- 冶金產品標準。對從事金屬材料的工作人員必須掌握標準的有關內容。
我國冶金產品使用的標準為國家標準（代號為 " 國標 "GB"" ）、部標（冶金工業部標準 "YB" 、一機部標準 "JB" 等、）企業標準三級。
（一） 包裝檢驗
根據金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。
1 ． 散裝：即無包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、生鐵等。
2 ． 成捆：指尺寸較小、腐蝕對使用影響不大，如中小型鋼、管鋼、線材、薄板等。
3 ． 成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產品，如馬口鐵、硅鋼片、鎂錠等。
4 ． 成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。
對捆箱、軸包裝產品應首先檢查包裝是否完整。
（二） 標誌檢驗
標誌是區別材料的材質、規格的標誌，主要說明供方名稱、牌號、檢驗批號、規格、尺寸、級別、淨重等。標誌有；
5 ． 塗色：在金屬材料的端面，端部塗上各種顏色的油漆，主要用於鋼材、生鐵、有色原料等。
6 ． 打印：在金屬材料規定的部位（端面、端部）打鋼印或噴漆的方法，說明材料的牌號、規格、標準號等。主要用於中厚板、型材、有色材等。
7 ． 掛牌：成捆、成箱、成軸等金屬材料在外面掛牌說明其牌號、尺寸、重量、標準號、供方等。
金屬材料的標誌檢驗時要認真辨認，在運輸、保管等過程中要妥善保護。
（三） 規格尺寸的檢驗
規格尺寸指金屬材料主要部位（長、寬、厚、直徑等）的公稱尺寸。
8 ． 公稱尺寸（名義尺寸）：是人們在生產中想得到的理想尺寸，但它與實際尺寸有一定差距。
9 ． 尺寸偏差：實際尺寸與公稱尺寸之差值叫尺寸偏差。大於公稱尺寸叫正偏差，小於公稱尺寸叫負偏差。在標準規定範圍之內叫允許偏差，超過範圍叫尺寸超差，超差屬於不合格品。
10 ． 精度等級：金屬材料的尺寸允許偏差規定了幾種範圍，並按尺寸允許偏差大 小不同劃為若乾等級叫精度等級，精度等級分普通、較高、高級等。
11 ． 交貨長度（寬度）：是金屬材料交貨主要尺寸，指金屬材料交貨時應具有的長（寬）度規格。
12 ． 通常長度（不定尺長度）：對長度不作一定的規定，但必須在一個規定的長度範圍內（按品種不同，長度不一樣，根據部、廠定）。
13 ． 短尺（窄尺）：長度小於規定的通常長度尺寸的下限，但不小於規定的最小允許長度。對一些金屬材料，按規定可交一部分 " 短尺 " 。
14 ． 定尺長度：所交金屬材料長度必須具有需方在訂貨合同中指定的長度（一般正偏差）。
15 ． 倍尺長度：所交金屬材料長度必須為需方在訂貨合同中指定長度的整數倍（加鋸口、正偏差）。
規格尺寸的檢驗要注意測量材料部位和選用適當的測量工具。
（四） 數量的檢驗
金屬材料的數量，一般是指重量（除個別例墊板、魚尾板以件數計），數量檢驗方法有：
17 ．按實際重量計量：按實際重量計量的金屬材料一般應全部過磅檢驗。對有牢固包裝（如箱、合、桶等），在包裝上均註明毛重、淨重和皮重。如薄鋼板、硅鋼片、鐵合金可進行抽檢數量不少於一批的 5% ，如抽檢重量與標記重量出入很大，則須全部開箱稱重。
18 ．按理論換算計量：以材料的公稱尺寸（實際尺寸）和比重計算得到的重量，對那些定尺的型板等材都可按理論換算，但在換算時要注意換算公式和材料的實際比重。
（五） 表面質量檢驗
表面質量檢驗主要是對材料、外觀、形狀、表面缺陷的檢驗，主要有：
19 ．橢圓度：圓形截面的金屬材料，在同一截面上各方向直徑不等的現象。橢圓度用同一截面上最大與最小的直徑差表示，對不同用途材料標準不同。
20 ．彎曲、彎曲度：彎曲就是軋制材料。在長度或寬度方向不平直、呈曲線形狀的總稱。如果把它們的不平程度用數字表示出來，就叫彎曲度。
21 ．扭轉：條形軋制材料沿縱軸扭成螺旋狀。
22 ．鐮刀彎（側面彎）：指金屬板，帶及接近矩形截面的形材沿長度（窄面一側）的彎曲，一面呈凹入曲線，另一面對面呈凸出曲線，稱為 " 鐮刀彎 " 。以凹入高度表示。
23 ．瓢曲度：指在板或帶的長度及寬度方向同時出現高低起伏的波浪現象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的數值叫瓢曲度。
24 ．表面裂紋：指金屬物體表層的裂紋。
25 ．耳子：由於軋輥配合不當等原因，出現的沿軋制方向延伸的突起，叫作耳子。
26 ．括傷：指材料表面呈直線或弧形溝痕通常可以看到溝底。
27 ．結疤：指不均勻分佈在金屬材料表面呈舌狀，指甲狀或魚鱗狀的薄片。
28 ．粘結：金屬板、箔、帶在迭軋退火時產生的層與層間點、線、面的相互粘連。經掀開後表面留有粘結痕跡，叫粘結。
29 ．氧化鐵皮：氧化鐵皮是指材料在加熱、軋制和冷卻過程中，在表面生成的金屬氧化物。
30 ．折疊：是金屬在熱軋過程中（或鍛造）形成的一種表面缺陷，表面互相折合的雙金屬層，呈直線或曲線狀重合。
31 ．麻點：指金屬材料表面凹凸不平的粗糙面。
32 ．皮下氣泡：金屬材料的表面呈現無規律分佈大小不等、形狀不同、周圍圓滑的小凸起、破裂的凸泡呈雞爪形裂口或舌狀結疤，叫作氣泡。
表面缺陷產生的原因主要上由於生產、運輸、裝卸、保管等操作不當。根據對使用的影響不同，有的缺陷是根本不允許超過限度。有些缺陷雖然不存在，但不允許超過限度；各種表面缺陷是否允許存在，或者允許存在程度，在的關標準中均的明確規定。
（六） 內部質量檢驗的保證條件
金屬材料內部質量的檢驗依據是根據材質適應不同的要求，保證條件亦不同，在出廠和驗收時必須按保證條件進行檢驗，並符合要求，保證條件分；
33 ．基本保證條件：對材料質量最低要求，無論是否提出，都得保證，如化學成份，基本機械性能等。
34 ．附加保證條件：指根據需方在訂貨合同中註明要求，才進行檢驗，並保證檢驗結果符合規定的項目。
35 ．協議保證條件：供需雙方協商並在訂貨合同中加以保證的項目。
36 ．參改條件：雙方協商進行檢驗項目，但僅作參考條件，不作考核。
金屬材料內部質量檢驗主要有機械性能、物理性能、化學性能、工藝性能、化學成分和內部組織檢驗。機械性能、工藝性能第一部分已介紹，這裡只對化學成分和內部組織的檢驗方法的原理及簡單過程做概括介紹。
（七） 化學成分檢驗
化學成分是決定金屬材料性能和質量的主要因素。因此，標準中對絕大多數金屬材料規定了必須保證的化學成分，有的甚至作為主要的質量、品種指標。化學成分可以通過化學的、物理的多種方法來分析鑒定，目前應用最廣的是化學分析法和光譜分析法，此外，設備簡單、鑒定速度快的火花鑒定法，也是對鋼鐵成分鑒定的一種實用的簡易方法。
37 ．化學分析法：根據化學反應來確定金屬的組成成分，這種方法統稱為化學分析法。化學分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析，可以鑒定出材料含有哪些元素，但不能確定它們的含量；定量分析，是用來準確測定各種元素的含量。實際生產中主要採用定量分析。定量分析的方法為重量分析法和容量分析法。
重量分析法：採用適當的分離手段，使金屬中被測定元素與其它成分分離，然後用稱重法來測元素含量。
容量分析法：用標準溶液（已知濃度的溶液）與金屬中被測元素完全反應，然後根據所消耗標準溶液的體積計算出被測定元素的含量。
38 ．光譜分析法：各種元素在高溫、高能量的激發下都能產生自己特有的光譜，根據元素被激發後所產生的特徵光譜來確定金屬的化學成分及大致含量的方法，稱光譜分析法。通常借助於電弧，電火花，激光等外界能源激發試樣，使被測元素發出特徵光譜。經分光後與化學元素光譜表對照，做出分析。
39 ．火花鑒別法：主要用於鋼鐵，在砂輪磨削下由於摩擦，高溫作用，各種元素、微粒氧化時產生的火花數量、形狀、分*、顏色等不同，來鑒別材料化學成分（組成元素）及大致含量的一種方法。
（八）內部質量檢驗
常見的內部組織缺陷有：
40 ．疏鬆：鑄鐵或鑄件在凝固過程中，由於諸晶枝之間的區域內的熔體最後凝固而收縮以及放出氣體，導致產生許多細小孔隙和氣體而造成的不緻密性。
41 ．夾渣：被固態金屬基體所包圍著的雜質相或異物顆粒。
42 ．偏析：合金金屬內各個區域化學成分的不均勻分佈。
43 ．脫碳：鋼及鐵基合金的材料或制件的表層內的碳全部或部分失掉的現象。
另外，汽泡、裂紋、分層、白點等也是常見的內部組織缺陷，對內部組織（晶粒、組織）及內部組織缺陷的檢驗辦法常用有：
44 ．宏觀檢驗：利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大鏡觀察金屬材料內部組織及缺陷的檢驗。常用的方法有斷口檢驗、低倍檢驗、塔形車削髮紋檢驗及硫印試驗等。
主要檢驗氣泡、夾渣、分層、裂紋晶粒粗大、白點、偏析、疏鬆等。
45 ．顯微檢驗：顯微檢驗又叫作高倍檢驗，是將制備好的試樣，按規定的放大倍在相顯微鏡下進行觀察測定，以檢驗金屬材料的組織及缺陷的檢驗方法。一般檢驗夾雜物、晶粒度、脫碳層深度、晶間腐蝕等。
46 ．無損檢驗：無損檢驗有磁力探傷、螢光探傷和著色探傷。磁力探傷用於檢驗鋼鐵等鐵磁性材料接近表面裂紋、夾雜、白點、折疊、縮孔、結疤等。螢光探傷和著色探傷用於無磁性材料如有色金屬、不銹鋼、耐熱合金的表面細小裂紋及松孔的檢驗。
47 ．超聲波檢驗：又叫超聲波探傷。利用超聲波在同一均勻介質中作直線性傳播。但在不同兩種物質的界面上，便會出現部分或全部的反射。因此，當超聲波迂到材料內部有氣孔、裂紋、縮孔、夾雜時，則在金屬的交界面上發生反射，異質界面愈大反射能力愈強，反之愈弱。這樣，內部缺陷的部位及大小就可以通過探傷儀螢光屏的波形反映出來。常用的超聲波探傷有 X 光和射線探傷。 >> 返回
金屬型鑄造
金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬製成，可以反覆使用多次（幾百次到幾千次）。
金屬到鑄造與砂型鑄造比較：在技術上與經濟上有許多優點。
（ 1 ）金屬型生產的鑄件，其機械性能比砂型鑄件高。同樣合金，其抗拉強度平均可提高約 25 ％，屈服強度平均提高約 20 ％，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高；
（ 2 ）鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質量和尺寸穩定 ;
（ 3 ）鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節約 15 ～ 30 ％；
（ 4 ）不用砂或者少用砂，一般可節約造型材料 80 ～ 100 ％；
此外，金屬型鑄造的生產效率高；使鑄件產生缺陷的原因減少；工序簡單，易實現機械化和自動化。金屬型鑄造雖有很多優點，但也有不足之處。如：
(1) 金屬型製造成本高；
(2) 金屬型不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷 ;
(3) 金屬型鑄造時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間，以及所用的塗料等，對鑄件的質量的影響甚為敏感，需要嚴格控制。
金屬型鑄造目前所能生產的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。因此，在決定採用金屬型鑄造時，必須綜合考慮下列各因素：鑄件形狀和重量大小必須合適；要有足夠的批量；完成生產任務的期限許可。
金屬型鑄件形成過程的特點
金屬型和砂型，在性能上有顯著的區別，如砂型有透氣性，而金屬型則沒有；砂型的導熱性差，金屬型的導熱性很好，砂型有退讓性，而金屬型沒有等。金屬型的這些特點決定了它在鑄件形成過程中有自己的規律。
型腔內氣體狀態變化對鑄件成型的影響：金屬在充填時，型腔內的氣體必須迅速排出，但金屬又無透氣性，只要對工藝稍加疏忽，就會給鑄件的質量帶來不良影響。
鑄件凝固過程中熱交換的特點：金屬液一旦進入型腔，就把熱量傳給金屬型壁。液體金屬通過型壁散失熱量，進行凝固並產生收縮，而型壁在獲得熱量，升高溫度的同時產生膨脹，結果在鑄件與型壁之間形成了 「 間隙 」 。在 「 鑄件一間隙一金屬型 」 系統未到達同一溫度之前，可以把鑄件視為在 「 間隙」 中冷卻，而金屬型壁則通過 「 間隙 」 被加熱。
金屬型阻礙收縮對鑄件的影響：金屬型或金屬型芯，在鑄件凝固過磋甲無退讓性，阻礙鑄件收縮，這是它的又一特點。
金屬型鑄造工藝
1 金屬到的預熱
未預熱的金屬型不能進行澆注。這是因為金屬型導熱性好／液體金屬冷卻決，流動性劇烈降低，容易使鑄件出現冷隔、澆不足夾雜、氣孔等缺陷。未預熱的金屬型在澆注時，鑄型，將受到強烈的熱擊，應力倍增，使其極易破壞。因此，金屬型在開始工作前，應該先預熱，適宜的預熱溫度（即工作溫度），隨合金的種類、鑄件結構和大小而定，一般通過試驗確定。一般情況下，金屬型的預熱溫度不低於 1500C 。
金屬型的預熱方法有：
（ 1 ）用噴燈或煤氣火焰預熱；（ 2 ）採用電阻加熱器；（ 3 ）採用烘箱加熱，其優點是溫度均勻，但只適用於小件的金屬型；（ 4 ）先將金屬型放在爐上烘烤，然後澆注液體金屬將金屬型燙熱。這種方法，只適用於小型鑄型，因它要浪費一些金屬液，也會降低鑄型壽命。
2 金屬型的澆注
金屬型的澆注溫度，一般比砂型鑄造時高。可根據合金種類、如化學成分、鑄件大小和壁厚，通過試驗確定。下表中數據可供參考。
各種合金的澆注溫度
合金種類 澆注溫度 ℃ 合金種類 澆注溫度 ℃
鋁錫合金 350 ～ 450 黃銅 900 ～ 950
鋅合金 450 ～ 480 錫青銅 1100 ～ 1150
鋁合金 680 ～ 740 鋁青銅 1150 ～ 1300
鎂合金 715 ～ 740 鑄鐵 1300 ～ 1370
由於金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應做到先慢，後快，再慢。在澆注過程中應盡量保證液流平穩。
3 鑄件的出型和抽芯時間
如果金屬型芯在鑄件中停留的時間愈長，由於鑄件收縮產生的抱緊型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金屬型芯在鏡件中最適宜的停留時間，是當鑄件冷卻到塑性變形溫度範圍，並有足夠的強度時，這時是抽芯最好的時機。鑄件在金屬型中停留的時間過長，型壁溫度升高，需要更多的冷卻時間，也會降低金屬型的生產率。
最合適的拔芯與鑄件出型時間，一般用試驗方法確定。
4 金屬型工作溫度的調節
要保證金屬型鑄件的質量穩定，生產正常，首先要使金屬型在生產過程中溫度變化恆定。所以每澆一次，就需要將金屬型打開，停放一段時間，待冷至規定溫度時再澆。如*自然冷卻，需要時間較長，會降低生產率，因此常用強製冷卻的方法。冷卻的方式一般有以下幾種：
（ 1 ）風冷：即在金屬型外圍吹風冷卻，強化對流散熱。風冷方式的金屬型，雖然結構簡單，容易製造，成本低，但冷卻效果不十分理想。
（ 2 ）間接水冷：在金屬型背面或某一局部，鑲鑄水套，其冷卻效果比風冷好，適於澆注銅件或可鍛鑄鐵件。但對澆注薄壁灰鐵鑄件或球鐵鑄件，激烈冷卻，會增加鑄件的缺陷。
（ 3 ）直接水冷：在金屬型的背面或局部直接製出水套，在水套內通水進行冷卻，這主要用於澆注鋼件或其它合金鑄件，鑄型要求強烈冷卻的部位。因其成本較高，只適用於大批量生產。
如果鑄件壁厚薄懸殊，在採用金屬型生產時，也常在金屬型的一部分採用加溫，另一部分採用冷卻的方法來調節型壁的溫度分佈。
5 金屬型的塗料
在金屬型鑄造過程中，常需在金屬型的工作表面噴刷塗料。塗料的作用是：調節鑄件的冷卻速度；保護金屬型，防止高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊；利用塗料層蓄氣排氣。
根據不同合金，塗料可能有多種配方，塗料基本由三類物質組成： 1 ．粉狀耐火材料（如氧化鋅，滑石粉，鋯砂粉、硅藻土粉等）； 2 ．粘結劑（常用水玻璃，糖漿或紙漿廢液等）； 3 ．溶劑（水）。具體配方可參考有關手冊。
塗料應符合下列技術要求：要有一定粘度，便於噴塗，在金屬型表面上能形成均勻的薄層；塗料干後不發生龜裂或脫落，且易於清除；具有高的耐火度；高溫時不會產生大量氣體；不與合金髮生化學反應（特殊要求者除外）等。
6 復砂金屬型 ( 鐵模復砂 )
塗料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度，但採用刷塗料的金屬型生產球墨鑄鐵件（例如曲軸），仍有一定困難，因為鑄件的冷速仍然過大，鑄件易出現白口。 若採用砂型，鑄件冷速雖低，但在熱節處又易產生縮松或縮孔，在金屬型表面復以 4 － 8mm 的砂層，就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。
復砂層有效地調節了鑄件的冷卻速度，一方面使鑄鐵體不出白口，另一方面又使冷速大於砂型鑄造。金屬型無潰散性，但很薄的復砂卻能適當減少鑄件的收縮阻力。此外金屬型具有良好的剛性，有效地限制球鐵石墨化膨脹，實現了無冒口鑄造，消除疏鬆，提高了鑄件的緻密度。如金屬型的復砂層為樹脂砂，一般可用射砂工藝復砂，金屬型的溫度要求在 180 ～ 200℃ 之間。復砂金屬型可用於生產球鐵，灰鐵或鑄鋼件，其技術效果顯著。
7 金屬型的壽命
提高金屬型壽命的途徑為：
1 ．選用導熱係數大，熱膨脹係數小，而且強度較高的材料製造金屬型；
2 ．合理的塗料工藝，嚴格遵守工藝規範；
3 ．金屬型結構合理，製造毛坯過程中應注意消除殘餘應力；
4 ．金屬型材料的晶粒要細小。
金屬型鑄件的工藝設計
根據金屬型鑄造工藝的一些特點，為了保證鑄件質量，簡化金屬型結構，充分發揮它的技術經濟效益，首先必須對鑄件的結構進行分析，並制訂合理的鑄件工藝。
1 鑄件結構的工藝性分析
金屬型鑄造結構工藝性的好壞，是保證鑄件質量，發揮金屬型鑄造優點的先決條件。合理的鑄造構應遵循下列原則：
1 ）鑄造結構不應阻礙出型，妨礙收縮； 2 ）厚差不能太大，以免造成各部分溫差懸殊，從而引起鑄件縮裂和縮松； 3 ）限制金屬型鑄件的最小壁厚。
另外，對鑄件非加工面的精度和光潔度應要求適當。
2 鑄件在金屬型中的澆注位置
鑄件的澆注位置直接關係到型芯和分型面的數量、液體金屬的導入位置，冒口的補縮效果，排氣的通暢程度以及金屬型的複雜程度等。選擇澆注位置的原則如下：
1 ．保證金屬液在充型時流功平穩，排氣方便，避免液流捲氣和金屬被氧化；
2. 有利於順序凝固，補縮良好，以保證獲得組織緻密的鑄件；
3 ．型芯數目應盡量減少，安放方便、穩定、而且易於出型；
4 ．有利於金屬型結構簡化，鑄件出型方便等。
3 鑄性分型面的選擇
分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類（垂直、水平混合分型或曲面分型）三種。選擇分型面的原則如下：
1 ．為簡化金屬型結構，提高稿件精度，對形狀教簡單的鑄件最好都佈置在半型內，或大部分佈置在半型內；
2 ．分型面數目應盡量少，保證鑄件外形美觀，鑄件出型和下芯方便；
3 ．選擇的分型面應保證設置澆冒口方便，金屬充型時流動平穩，有利於型腔裡的氣體排出；
4 ．分型面不得選在加工基準面上；
5 ，盡量避免曲面分型，減少拆卸件及活決數量。
4 澆鑄系統設計
根據金屬型鑄造的某些特點，在設計澆注系統時須注意以下幾點：金屬澆注速度大，超過砂型的約 20 ％。其次，在液體金屬充型時，型腔裡的氣體要能順利排除，其流向應盡可能與液流方向一致，順利的將氣體擠向冒口或出氣冒口；此外，應注意使液體金屬在充型時流動平穩，不產生渦流，不衝擊型壁或型芯，更不可產生飛濺。
金屬型的澆注系統一般分為頂注式底注式和側注式三類。
1 ）頂注式，其熱分佈較合理，有利於順序凝固，可減少金屬液的消耗，但金屬液流動不平穩，易進法，鑄件高時，易衝擊型膠底部或型芯。若用於澆注鋁合金件，一般只適用於鑄件高度小於 100 毫米的簡單件；
2 ）底注式，金屬液流動較平穩，有利於排氣，但溫度分佈不合理，不利於鑄件順利凝固；
3 ）側注式，兼有上述兩者的優點，金屬液流動平穩，便於集渣，排氣等，但金屬液消耗大，澆口
清理工作量大。
金屬型澆注系統的結構與砂型鑄造基本相似，但由於金屬型壁不透氣，導熱能力強，因此要求澆注系統結構，能有利於降低金屬液流速，流動平穩，減少其對型壁的沖刷。除應保證型腔內氣體有充裕的時間排除外，還保證在充型過程中不得產生噴濺。
當用金屬型澆注黑色金屬時，由於鑄件冷速大，液流的粘度急劇增加，因此多採用封閉式澆口，其各部分截面積比例為： F 內： F 橫： F 直＝ 1 ： 1.15 ： 1.25
5 冒口設計
金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時具有同等的作用：即為補縮、集渣和排氣。它的設計原則也與砂型用冒口相同。由於金屬型冷卻速度大，而冒口又常採用保溫塗料或砂層，因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。
4.4.6 金屬型鑄件的工藝參數
由於金屬型工藝的特點，其鑄件的工藝參數與砂型鑄件略有區別。金屬型鑄件的線收縮率不僅與合金的線收縮有關，還與鑄件結構、鑄件在金屬型中收縮受阻的情 況、鑄件出型溫度，金屬型受熱後的膨脹及尺寸變化等因素有關，其取值還要考慮在試澆過程中留有修改尺寸的餘地。
為取出金屬型芯和鑄件，在鑄件的出芯和出型方向應取適當斜度，對各種不同合金鑄件的鑄造斜度參閱有關手冊。
金屬型鑄件精度一般比砂型鑄件高，所以加工裕量可較小，一般在 0.5 ～ 4mm 之間。
在確定鑄件工藝參數之後，就可繪製金屬型鑄件工藝圖，該圖與砂型鑄件的工藝圖基本相同。
金屬型的設計
鑄件工藝圖繪製之後，就可進行金屬型設計。設計內容主要包括確定金屬型的結構、尺寸、型芯、排氣系統和頂桿機構等。
對設計的金屬型應力求結構簡單，加工方便，選材合理，安全可*。 . 金屬型的結構形式
1 金屬型的結構形式
金屬型的結構取決於鑄件形狀、尺寸大小；分型面數量；合金種類和生產批量等條件。按分型面位置，金屬型結構有以下幾種形式：
1 ．整體金屬型，鑄型無分型面，結構簡單，但它只適用於形狀簡單，無分型面的鑄件；
2 ．水平分型金屬型，它適用於薄壁輪狀鑄件。
3 ．垂直分型金屬型，這類金屬型便於開設澆冒口和排氣系統，開合型方便，容易實現機械化生產；多用於生產簡單的小鑄件；
4 ．綜合分型金屬型：它由兩個或兩個以上的分型面組成，甚至由活塊組成，一般用於複雜鑄件的生產。操作方便，生產中廣泛採用。
2 金屬型主體設計
金屬型主體系指構成型腔，用於形成鑄件外形的部分。主體結構與鑄件大小，其在型中的澆注位置，分型面以及合金的種類等有關。在設計時應力求使型腔的尺寸準確；便於開設澆注系統和排氣系統，鑄件出型方便，有足夠的強度和剛度等。
3 金屬型芯的設計
根據鑄件的複雜情況和合金的種類可採用不同材料的型芯。一般澆注薄壁複雜件或高熔點合金（如銹鋼、鑄鐵）時，多採用砂芯，而在澆注低熔點合金（如鋁、鎂合金）時，大多採用金屬芯。在同一鑄件上也可砂芯和金屬芯並用。
4 金屬型的排氣
在設計金屬型時就必須有排氣設施，其排氣的方式有以下幾種：
1 ．利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進行排氣。
2 ．開排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上，芯座或頂桿表面上做排氣槽。
3 ．設排氣孔。排氣孔一般開設在金屬型的最高處。
4. 排氣塞是金屬型常用的排氣設施
5 頂出鑄件機構設計
金屬型腔的凹凸部分，對鑄件的收縮會有阻礙，鑄件出型時就會有阻力，必須採用頂出機構，方可將鑄件項出。在設計頂出機構時，須注意下面幾點：防止頂 傷鑄件，即防止鑄件被頂變形或在鑄件表面頂出凹坑；防止頂桿卡死，首先是頂桿與頂桿孔的配合間隙要適當。如果間隙過大易鑽入金屬，過小則可能造成卡死的現象。根據經驗最好採用 D4 ／ dC4 級配合。
6 金屬型的定位、導向及鎖緊機構
金屬型合型時，要求兩半型定位準確，、一般採用兩種辦法，即定位銷定位和 「 止口 」 定位。對於上下分型，而分型面為圓形時，可採用 「止口 」定位，而對於矩形分型面大多採用定位銷定位。定位銷應設在分型面輪廓之內，當金屬型本身尺寸較大，而自身的重量也較大時，要保證開合型定位方便，可采導向形式。
7 金屬型材料的選擇
從金屬型的破壞原因分析可以看到，製造金屬型的材料，應消足下列要求：耐熱性和導熱性好，反覆受熱時不變形，不破壞；應具有一定的強度、韌性及耐磨性，機械加工性好。
鑄鐵是金屬型最常用的材料。其加工性能好，價廉，一般工廠均能自制，並且它又耐熱、耐磨，是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時，才使用碳鋼和低合金鋼。
採 用鋁合金製造金屬型，在國外已引起注意，鋁型表面可進行陽極氧化處理，而獲得一層由 Al2O3 及 Al2O3·H2O 組成的氧化膜，其熔點和硬度都較高，而且耐熱、耐磨。據報導這種鋁金屬型，如採用水冷措施，它不僅可鑄造鋁件和銅件，同樣也可用來澆注黑色金屬鑄件。
建築用鋼材規格型號
建築用鋼材
建築用鋼材可以分為鋼結構用鋼材，及土建用鋼材。鋼結構用鋼材主要為低合金鋼（Q345系列）及普通結構鋼（Q235系列）板材，部分重要結構設計中要求鋼材採用帶有z15，Z25，Z35等Z向性能要求的材料。輕鋼主結構多採用Q235材料，重鋼主結構多採用Q345材料，預埋地腳螺栓多採用Q235圓鋼，拉條多為熱軋鋼筋，另外角鋼、槽鋼、H型鋼等型鋼也有少量使用。土建鋼材主要為螺紋鋼、圓鋼、線材及型鋼等。
1、螺紋鋼
熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和牌號的屈服點最小值構成。H、R、B分別為熱軋（Hotrolled）、帶肋（Ribbbed）、鋼筋（Bars）三個詞的英文首位字母。熱軋帶肋鋼筋分為HRB335（老牌號為20MnSi)、HRB400（牌號為20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）、HRB500三個牌號。
鋼筋混凝土用鋼筋是指鋼筋混凝土配筋用的直條或盤條狀鋼材，其外形分為光圓鋼筋和變形鋼筋兩種，交貨狀態為直條 和 盤圓兩種。光圓鋼筋實際上就是普通低碳鋼的小圓鋼和盤圓。變形鋼筋是表面帶肋的鋼筋，通常帶有2道縱肋和沿 長度方向均勻分佈的橫肋。橫肋的外形為螺旋形、人字形、月牙形3種。用公稱直徑的毫米數表示。變形鋼筋的公稱直徑相當於橫截面相等的光圓鋼筋的公稱直徑。鋼筋的公稱直徑為8-50毫米，推薦採用的直徑為8、12、16、20、25、 32、40毫米。鋼種：20MnSi、20MnV、25MnSi、BS20MnSi。鋼筋在混凝土中主要承受拉應力。變形鋼筋由於肋的作用，和混凝土有較大的粘結能力，因而能更好地承受外力的作用。鋼筋廣泛用於各種建築結構、特別是大型、重型、輕型薄壁和高層建築結構。
產品標準:(GB1499-1991、BS4449:1988）
規格：8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40、50mm
含釩新Ⅲ級螺紋鋼筋（20MnSiV、400Mpa）在生產過程中加入了釩、鈮、鈦等合金，與普通Ⅱ級螺紋鋼筋相比，具有強度高、韌性好、焊接性能和抗震性能良好的優點。在歐洲等發達國家建築市場、Ⅲ級螺紋鋼筋佔整個螺紋鋼總量的80%。在我國1995年原冶金部和建設部聯合發文推廣應用，建設部將新Ⅲ級螺紋鋼筋技術條件納入國家標準GBJ10-89《混凝土結構設計規範》。
含釩Ⅲ級螺紋鋼筋的優點
A、經濟：由於強度高，使用新Ⅲ級螺紋鋼筋可比Ⅱ級螺紋鋼筋節省鋼材10-15%， 因此可降低建築工程的建設成本。
B、強度高、韌性好：採用微合金化處理，屈服點在400Mpa以上，抗拉強度570Mpa以上，分別比Ⅱ級螺紋鋼筋提高20%。
C、抗震：含釩鋼筋具有較高的抗彎度、時效性能，較高的低周疲勞性能，其抗震性能明顯優於Ⅱ級螺紋鋼筋。
D、易焊接：由於碳含量0.54%，焊接性能好，適應各種焊接方法，工藝簡單方便。
E、施工方便：採用新Ⅲ級螺紋鋼筋增大了施工間隙，為施工方便及施工質量提供了保證。
2、圓鋼
圓 鋼是指截面為圓形的實心長條鋼材。其規格以直徑的毫米數表示，如「 50」即表示直徑為 50毫米的圓鋼。圓鋼分為熱軋、鍛制和冷拉三種。熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米。其中：5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆供應，常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件；大於25毫米的圓鋼，主要用於製造機械零件或作無縫鋼管坯。鋼材理論重量計算方法(單位：公斤)圓鋼：每米重量=0.00617*直徑*直徑(螺紋鋼和圓鋼相同）
標準：（GB699-1988、GB700-1988、GB3077-1988、GB702-1986、QJ/HG02.17-1991）
規格：10-42mm（10、12、14、16、18、20、22、25、28、30、32、34、35、36、38、40、42mm）
鋼種：Q215、Q235、45#、50#、HG3、20CrMnTi、20Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo、60Si2Mn、40Cr
3、盤條分類
產品名稱
低碳鋼熱軋盤條 低碳鋼熱軋盤條
優質結構鋼熱軋盤條 1、優質碳素鋼熱軋盤條 2、合金結構鋼盤條
彈簧鋼盤條 彈簧鋼盤條
滾珠軸承鋼盤條 滾珠軸承鋼盤條
工具鋼盤條 1、碳素工具鋼盤條 2、合金工具鋼盤條 3、高速工具鋼盤條
不銹鋼盤條 不銹鋼盤條
焊接鋼絲用盤條 1、碳素焊條鋼盤條 2、焊絲用盤條 3、焊接鋼絲用不銹鋼盤條
制繩鋼絲用盤條 制繩鋼絲用盤條
冷鐓鋼熱軋盤條 冷鐓鋼熱軋盤條
電熱、精密合金盤條 1、電熱合金盤條 2、精密合金盤條
其 它專用盤條 1、標準件用碳素鋼盤條 2、預應力鋼絲用盤條 3、琴鋼絲用盤條 4、窗紗用盤條5、中強鋼絲用盤條 6、鋼簾連線用盤條 7、石油專用繩用盤條 8、軸承保持器用盤條 9、優質碳素結構鋼冷拉盤條 10、合金結構鋼冷拉盤條 11、軸承鋼冷拉盤條 12、彈簧鋼冷拉盤條
4、型材的分類
a、 簡單斷面型鋼
①方鋼——熱軋方鋼、冷拉方鋼；②圓鋼——熱軋圓鋼、鍛制圓鋼、冷拉圓鋼；③線材；④扁鋼；⑤彈簧扁鋼；⑥角鋼——等邊角鋼、不等邊角鋼；⑦三角鋼；⑧六角鋼；⑨弓形鋼；⑩橢圓鋼
b、複雜斷面型鋼
①工字鋼——普通工字鋼、輕型工字鋼
②槽鋼——熱軋槽鋼（普通槽鋼、輕型槽鋼）、彎曲槽鋼
③H型鋼（又稱寬腿工字鋼）
④鋼軌——重軌、輕軌、起重機鋼軌、其他專用鋼軌
⑤窗框鋼
⑥鋼板樁
⑦彎曲型鋼——冷彎型鋼、熱彎型鋼
⑧其他
二、型鋼中大、中、小型的劃分
大型 中型 小型
工字鋼 高180mm 高＜180mm
槽鋼 高180mm 高＜180mm
等邊角鋼 邊寬160mm 邊寬50-140mm 邊寬20-45mm
不等邊角鋼 邊寬160×100mm 邊寬140×90-50×32 mm 邊寬45×28 mm
圓鋼 直徑90mm 直徑38-80mm 直徑10-36 mm
方鋼 邊寬90mm 邊寬50-75 mm 邊寬10-25 mm
扁鋼 寬120mm 寬60-100 mm 寬12-55 mm
螺紋鋼 直徑40 mm 直徑10-36 mm
鉚釘鋼 直徑10-22 mm
其它 異型鋼：履帶板、鋼板樁等 異型鋼、小農具用復合扁鋼等 異型鋼、農具鋼、窗框鋼等
鋼材的外觀尺寸、化學成分、力學性能
螺紋鋼
牌號 化學成分，％
C Si Mn P S Ceq
HRB335 0.17-0.25 0.40-0.80 1.00-1.60 0.045 0.045 0.52
HRB400 0.17-0.25 0.20-0.80 1.20-1.60 0.045 0.045 0.54
HRB500 0.25 0.80 1.60 0.045 0.045 0.55
力學性能
１）鋼筋的力學性能應符合下表的規定：
牌號 公稱直徑mm δs（或δp0.2）
Mpa δb
Mpa δ5
％
不小於
HRB335 6～25
28～25 335 490 16
HRB400 6～25
28～50 400 470 14
HRB500 6～25
28～50 500 630 12
２）鋼筋在最大力下的總伸長率δgt不小於2.5%。供方如能保證，可不作檢??驗。
３）根據需方要求，可供應滿足下列條件的鋼筋：
a)鋼筋實測抗拉強度與實測屈服點之比不小於1.25；
b)鋼筋實測屈服點與上表規定的最小屈服點之比不大於1.30。
工藝性能
１）彎曲性能
按下表規定的彎心直徑彎曲180度後，鋼筋受彎曲部位表面不得產生裂紋。
牌號 工程直徑a
mm 彎曲試驗
彎心直徑
HRB335 6-25
28-50 3a
4a
HRB400 6-25
28-50 4a
5a
HRB500 6-25
28-50 6a
7a
２）反向彎曲性能
根據需方要求，鋼筋可進行反向彎曲性能試驗。 反向彎曲試驗的彎心直徑比彎曲試驗相應增加一個鋼筋直徑。先正向彎曲45度，後反向彎曲23度，後反向彎曲23度。經反向彎曲試驗後，鋼筋受彎曲部位表面不得產生裂紋。
表面質量
鋼筋表面允許不得有裂紋、結疤和折疊。鋼筋表面允許有凸塊，但不得超過橫肋的高度，鋼筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大於所在部位尺寸的允許偏差。
尺寸、外形、重量和允許偏差
１）公稱直徑範圍及推薦直徑
鋼筋的公稱直徑範圍為6～25mm，標準推薦的鋼筋公稱直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。
２）帶肋鋼盤的表面形狀及尺寸允許偏差
帶肋鋼筋橫肋應符合下列基本規定：
橫肋與鋼盤軸線的夾角β不應小於45度，當該夾角不大於70度時，鋼筋相對兩面上橫肋的方向應相反；
橫肋與間距l不得大於鋼筋公稱直徑的0.7倍；橫肋側面與鋼筋表面的夾角α不得小於45度；鋼筋相對兩面上橫肋末端之間的間隙（包括縱肋寬度）總和不應大於鋼筋公稱周長的20%；當鋼筋公稱直徑不大於12mm時，相對肋面積不應小於0.055；公稱直徑為14mm和16mm，相對肋面積不應小於 0.060；公稱直徑大於16mm時，相對肋面積不應小於0.065。
３）長度及允許偏差
a、長度：鋼筋通常按定尺長度交貨，具體交貨長度應在合同中註明；鋼筋以盤捲交貨時，每盤應是一條鋼筋，允許每批有5%的盤數（不足兩盤時可有兩盤）由兩條鋼筋組成。其盤重及盤徑由供需雙方協商規定。
b、長度允許偏差：鋼筋按定尺交貨時的長度允許偏差不得大於＋50mm。
c、彎曲度和端部：直條鋼筋的彎曲變應不影響正常使用，總彎曲度不大於鋼筋總長度的40%；鋼筋端部應剪切正直，局部變形應不影響使用
低碳鋼熱軋園盤條
標準號：GB/T-701-1997
化學成分：
牌號 化學成分，％ 脫氧方法
C Mn Si S P
不大於
Q195 0.06-0.12 0.25-0.50 0.30 0.050 0.045 F.b.Z
Q215A 0.09-0.15 0.25-0.55 0.30 0.050 0.045 F.b.Z
Q215B 0.045
Q235A 0.14-0.22 0.30-0.65 0.30 0.050 0.045 F.b.Z
Q235B 0.12-0.20 0.30-0.70 0.045
力學性能和工藝性能要求
供建築用盤條的力學性能和工藝性能
牌號 力學性能 冷彎試驗180°
d＝彎心直徑
a＝試樣直徑
屈服點δs，Mpa 抗拉強度δb，Mpa 伸長率δ10，％
不小於
Q215 215 375 27 d＝0
Q235 235 410 23 d＝0.5a
供拉絲用盤條的力學性能和工藝性能
牌號 性能 冷彎試驗180°
d＝彎心直徑
a＝試樣直徑
抗拉強度δb，Mpa不大於 伸長率δ10，％
不小於
Q195 390 30 d＝0
Q215 420 28 d＝0
Q235 490 23 d＝0.5
表面質量要求
1)盤條應將頭尾有害缺陷部分切除。盤條的截面不得有分層及夾雜。
2)盤條表面應光滑，不得有裂紋、折疊、耳子、結疤。盤條不得有夾雜及其他??有害缺陷。
尺寸、外形及允許偏差要求
允許偏差 Ａ級精度：+0.40mm Ｂ級精度：+0.30mm Ｃ級精度：+0.15mm
不圓度 Ａ級精度：0.50mm Ｂ級精度：0.40mm&, amp;, amp;, amp;, nbsp; Ｃ級精度：0.24mm
鋼材的尺寸和重量
, , , 一、鋼材長度尺寸
鋼材長度尺寸是各種鋼材的最基本尺寸，是��
引用：http://tw.myblog.yahoo.com/jw!fmKq9ymQBwD4cMhMwB79yMKVOg--/article?mid=9419
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