《材料与加工》PPT课件

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1、第2章材料與加工2-1材料的分類2-2材料的規格2-3主要機械材料的加工性2-4材料的選用2-1材料的分類2-1.1材料的分類材料主要分為金屬材料和非金屬材料；非金屬材料分為陶瓷材料聚合材料、複合材料和電子材料。1.金屬材料：金屬材料主要分為鐵系金屬和非鐵系金屬。(1)鋼鐵：鋼鐵材料主要分為碳鋼和合金鋼。鋼鐵以含碳量低於0.02%者稱為純鐵，含碳量0.02～2%者稱為碳鋼，含碳量2～6.67%者稱為鑄鐵。(2)鋁：純鋁質軟、強度低，活性大，易腐蝕，鋁密度小只有2.70g/cm），加入其他元素成鋁合金，可以大幅提升機械性質，

2、施以熱處理提高強度。表面處理，可以提高耐蝕性，保有質輕的特性，成為極佳的航太材料。(2)鋁：杜拉鋁，質輕而強韌，是飛機機翼及骨架的主要材料。鋁合金具有良好的鑄造性，鍛造性也很優良。(3)銅：抗蝕性良好，導電性僅次於銀。純銅質軟，機械性質不佳，工業上多應用其合金黃銅及青銅。1.黃銅：黃銅為銅與鋅的合金，耐蝕性良好，可鑄造及加工成型。2.青銅：青銅是銅與錫的合金，鑄造性良好，常用於鑄造成型。2.非金屬材料2-1材料的分類相關影片展示2-1材料的分類陶瓷材料聚合材料1聚合材料2複合材料1電子材料鋼和鐵相關影片展示2-1材料

3、的分類杜拉鋁1杜拉鋁2黃銅青銅1青銅22-2材料的規格2-2.1鋼鐵材料的規格美國鋼鐵學會（AISI）、美國汽車工程學會（SAE）、德國標準學會（DIN）、日本工業標準（JIS）、（中國國家標準;CNS）。1.CNS規格：鋼鐵規格分為鐵及鋼二部分，鐵再分類為生鐵、合金鐵和鑄鐵。鋼再分為普通鋼、特殊鋼及鑄鋼、鍛鋼。(1)鋼鐵：除機械結構用鋼及結構用合金鋼外，其餘鋼鐵材料的符號分為前段、中段和後段3部分：1.前段表示材質，字母F（Ferrum）表示鐵，和S（Steel）表示鋼。2.中段英文名稱或羅馬字組合形狀、種類或用途。3.後

4、段數字表示材料之種類號碼最低抗拉強度或降伏強度。2-2材料的規格表2-1鋼的種類或用途2-2材料的規格2-2.1鋼鐵材料的規格(2)機械結構用鋼：機械結構用鋼與結構用合金鋼為鋼鐵材料的例外，其符號分為5部分：1.字母S（Steel）表示鋼；2.主合金元素符號分為單種和複合；表2-2主合金元素符號2-2材料的規格2-2.1鋼鐵材料的規格3.主合金元素含量代碼為一位數字；4.碳含量之代表值為中間值之點數；5.附加符號由二群英文字組成：碳鋼機械結構用鋼與結構用合金鋼之一，使用SXXC表示法。2.ISI及SAE規格鋼鐵規格有3部分

5、，鋼的種類；接著一位數為主要合金元素之大約成分；最後二位至三位數字為含碳量的點數。2-2材料的規格表2-3SAE與AISI鋼種類2-2材料的規格2-2.2鋼材的顏色標示鋼鐵材料顏　　色中碳鋼黃高碳工具鋼紅高速鋼藍綠各半特種冷模合金鋼紫特種熱壓模合金鋼紅藍各半表2-4常用鋼材之顏色標示2-2材料的規格2-2.3鋁合金規格AA及ASTM。第二位數由0～9，0代表基本合金，1～9分別表示改良順序；第三、四位數在純鋁表示小數點以下二位數，合金則表示原Alcoa的編號。表2-5鋁合金第一位數表示2-2材料的規格2-2.4銅合金規格ASTM最

6、通用，“C”表示銅，CNS和JIS為四位數字。第一位數表示合金種類。第二、三位數字為銅發展協會的編號；第四位數字0表示基本合金，1～9表示改良順序。表2-6銅合金第一位數表示2-3主要機械材料的加工性2-3.1切削性面心立方格子（FCC）的純金屬通常太軟，而易造成積屑刃口；太硬的材料，容易造成刀具磨耗；鑽石的碳容易擴散到鋼鐵材料中，造成損耗；不鏽鋼切削時容易硬化，而切屑導熱係數低，造成刀具溫度升高而加速磨耗。低碳鋼要改善切削性有以下方法：(1)加鉛(2)加硫或硫化鈉(3)加磷、錳、鈣(4)加銻2-3主要機械材料的加工性2-3.2鍛

7、造性必須材料具有較高的延展性，如六方密格子（HCP）結構的材料不適合鍛造。2-3.3鑄造性青銅、鑄鐵皆是自古以來重要的鑄造材料；用壓鑄方式增加熔液的流動性，鑄造出極細薄的工件。2-3.4銲接性低碳鋼之銲接性良好；含碳量增加，銲接性變差。銅材之銲接常用軟銲；鋼鐵材料的硬銲常用黃銅或白銀作銲料。2-4材料的選用2-4.1性質與應用1.機件材料：機件損壞的原因依序為：疲勞、磨耗、氧化、衝擊及強度不足。2.機械構造材料3.腐蝕環境表2-7常見腐蝕環境適合選用之材料2-4材料的選用2-4.1性質與應用1.高溫環境：高溫環境如鍋爐、射出成型模

8、、壓鑄模…等。高溫環境會加速氧化、潛變，降低強度、硬度。2-4.2製造加工有些材料可以透過處理而使加工性提高。2-4.3來源與成本2-4.4丟棄與環保2-4.5使用環境2-4材料的選用2-4.1性質與應用1.高溫環境：高溫環境如鍋爐、射出成型模、壓