材料與加工 下載 (2)

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

非金屬材料

金屬材料

分為——鐵屬金屬如:純鐵、鑄鐵、碳鋼、不鏽鋼等
非鐵屬金屬如:金、銅、鎂、鋁、鉛等


金屬的意義

金屬材料的通性

合金的通性

4.熔點高低不一:金屬在高溫時均能熔化,純金屬之熔點恆為一定,其中鎢熔點最高,錫熔點中,汞熔點最低

5.電與熱的良導體:以銀最佳,依次為銅、金與鋁

3.固體狀態:常溫除汞、銫、鎵外,一般為固體狀態之結晶體

6.具有優良機械性質:一般金屬之塑性變形能力大,富延性、展性及具有熱脹冷縮的特性

2.具有光澤:一般金屬不透明,加工面具有光澤及反射線的能力

7.一般多呈鹼性反應——溶於水中會呈酸鹼兩性反應者如:鈹、鋁、鉻等,一般氧化物或氰化物材料若能溶於水中,一般多呈鹼性反應

1.比眾多大於一:比重在1~4之間者稱為輕金屬:鎂、鋁、鈹比重在4以上者稱為重金屬:鐵、鋁、銅等

金屬材料的分類

純金屬:指單一種元素,大自然界中大約70多種,常見有鐵、鋅、 鉛、金、鈦、 銅、錫等


合金:指兩種或兩種以上的金屬,或金屬與非金屬結合而成,常見有黃銅合金、青銅合金、不鏽鋼等

融化時體積增大:少數合金如:印刷鉛字合金的銻外,其體積在熔化時會增大

具光澤、耐蝕且不意氧化:純銅遇到空氣長生銅綠

硬度高:延性與展性較其成分純金屬微小,但硬度、強度則較高

導電率與導熱率較差:合金之導電率與導熱率,常低於其成分純金屬

合金之熔點較其成分金屬為低:伍德氏合金是鉛、錫、鎘、鉍之合金,熔點僅66˙c,又名易融合金,常作為保險絲的材料

非鐵系金屬及其合金

鐵系金屬及其合金

碳鋼:以鐵、碳為主要成分,常以低碳鋼(含碳量0.02~0.3)、中碳鋼(含碳量0.3~0.6)及高碳鋼(含碳量0.6~1.8),三種作為分類

合金鋼:碳、鐵中加入矽、猛、鉻、鎳等其他合金元素,如不鏽鋼合金鋼,抗蝕性隨Cr之含量而增加,含Cr在12以上稱為不繡鋼,12以下稱為耐蝕鋼

鑄鐵:以鐵、碳為主要成分,含碳量約2.0~6.67,其熔點比純鐵低且流動性佳,常以住造成刑其製品

灰鑄鐵:韓矽量1~2.75且冷卻速度慢,可得粗大結晶粒、質地柔軟之石墨鑄鐵

灰鑄鐵中石墨具有良好潤滑作用;白鑄鐵中碳化鐵易造成刀刃磨耗一般灰鑄鐵中加鎂、鈰等球化劑,使鑄鐵性質由脆辨韌,組織變成球化石墨,可得延性鑄鐵;白鑄鐵冷卻過程中,延長退火時間作脫碳處理,可得展性鑄鐵

白鑄鐵:含矽量0.5~1且冷卻速度快,可得細密結晶粒、質地堅硬之碳化鐵

鋁及其合金

鈦及其合金

銅及其合金

黃酮:為銅、鋅合金,色呈黃色,耐蝕性大,易於鑄造及加工,長製成水龍頭本體

青銅:銅與錫之合金,據高強度與硬度、容點低、流動性佳,鑄造性佳,有優良的耐蝕性及耐磨性

純銅:色澤暗紅、質軟,可塑性高且導電性佳,常以抽拉法製成銅電線或電器接頭

七三黃酮:含鋅30時伸常率最大

六四黃酮:含鋅40時抗拉強度增大

含錫量10時,其延展性、耐磨、耐蝕皆佳,稱砲銅

純鋁:銀白色的青金屬,導熱性比鋼鐵佳

鋁合金:鋁合金強度較純鋁大,耐蝕性佳,易作表面處理

鋅及其合金

鎂及其合金

有機類材料

含有死或活的活的動物、植物細胞或碳者,
其特性是可溶解於酒精、四綠化碳等有機液體中,但不溶解於水

無機類材料

不含上列元素,而具有溶解於水中者,無機材料之耐熱性較有機材料佳

1.概述

2.CNS規格

3.SAE及AISI之構造用鋼符號(增廣教學)

4.選用材料要符合普遍化原則

5.選用材料要考慮量產

3.材料選用要符合加工性

6.選用材料之安定性要好

2.材料價格須符合經濟性

7.材料的選用要符合環保標準

1.材料特性須符合使用條件

8.選用材料要符合製品的形狀及尺寸

2.鑄造性

3.鍛造性

1.切削性

4.熔接性

心得

製作這次心智圖讓我更加認識材料與加工,有切削性、鑄造性、鍛造性、熔接性為機械加工,也讓我認識更多機械材料,使我更加認識這一單元。

第①部分:以字母「S」代表鋼,以「F」代表鑄鐵。

第②部分:以字母表示用途。碳鋼以數字加上字母「C」,代表含碳量百分比,每1點代表含碳量0.01%。

第③部分:表示材料的種類編號或最低抗拉強度(單位:N/mm2)

「鋼鐵符號」由3部分組成:

S 35C   ←以碳鋼為例

F C 300 ←以鑄鐵為例

「鋼鐵符號」由4 個(或5 個)數字組成:

SAE 1 0 2 7  ←以碳鋼為例

第①部分:


用1,2,3,4,5,6,7,8,9代表九大類的鋼,請參考表2-5說明

SAE 1 0 2 7  ←以碳鋼為例

第②部分:


代表主要合金元素含量百分比,若為0表示除了碳之外,未加其他合金元素。例如:SAE1320其中的3代表含錳量約3%,SAE1027其中的0代表除碳之外未加其他合金

SAE 1 0 2 7  ←以碳鋼為例

第③ ④ ⑤部分:


第③ ④個數字代表含碳量百分比。例如:SAE1027含碳量為0.27%;至於第⑤個數字則在需要時用來表示更精確的含碳量

是指材料是否容易切削的性質

切削性的好壞評估項目:刀具壽命、切削力、工件表面粗糙度

純鐵、碳鋼鑄鐵及合金鋼

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①純鐵及低碳鋼:質軟、延性大、容易在刀刃口產生積屑

②中碳鋼:切削性佳。

③高碳鋼與合金鋼:質地較硬、切削阻力大,易使刀具磨損,切削性差

④在碳鋼中加入鉛或硫,可改善其低碳鋼的延性使易於切削,稱為易削鋼。  

⑤鑄鐵中所含的碳是石墨(游離碳),切削性佳。  

⑥不鏽鋼:含有高量的鉻及鎳合金,且容易加工硬化造成很大的切削阻力,使刀具產生很大的磨耗,切削性差。

銅及其合金

①純銅:質軟、延性大、切屑常積在刀刃,切削性差。

②黃銅(銅、鋅合金):硬度不高、稍具脆性,切削性佳。

③青銅(銅、錫合金):質地堅硬、切削性差。

鋁及其合金

鎂及其合金

鈦及其合金

①純鋁:質軟、延性大、容易在刀刃口產生積屑。

②鋁合金:切削性佳。

①純鎂及鎂合金:切削性佳。

②鎂為易燃金屬,需注意材料和切屑之管理,避免發生火災。

①純鈦:強度大、熱傳導性低,切削性差。

②易與刀刃產生熔合現象,比不鏽鋼更難切割。

(1)金屬材料熔點不高、易熔化且流動性良好,可鑄造成任意所需形狀。

(2)鑄鐵、青銅及鋁合金,具有優良的鑄造性。

(3)鐵類金屬的鑄造性是鑄鐵>鑄鋼>碳鋼。

(1)加工過程中,材料的變形量大且不易發生破斷的性質。

(2)延展性佳的純金屬或鐵、銅及鋁及其合金,鍛造性佳。

(1)熔接:熔接是將二塊材料於銲接處加熱、加壓或二者並用,且視需求再加入銲料,使材料結合的方法。

(2)熔接性好壞與材料的成分、熔點、熱傳導性、熱脹冷縮速率等有關。

(3)熔接性比較:純鐵>低碳鋼>中碳鋼>高碳鋼>鑄鐵。

鈦的耐蝕性極佳,能抵抗硝酸、強酸、硫化物及海水之腐蝕,可做為良好的化工設 備材料


鈦及其合金質輕,亦具有高強度、高耐熱性及耐潛變,常用在機身、火箭、噴射引擎或眼鏡架上

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