Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
材料與加工 下載 (2), 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…
材料與加工
2-1 材料的分類
非金屬材料
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
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
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
金屬材料的通性
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
合金的通性
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
金屬材料的分類
非鐵系金屬及其合金
鋁及其合金
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
鈦及其合金
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
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
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
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
含錫量10時,其延展性、耐磨、耐蝕皆佳,稱砲銅
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
鋅及其合金
鎂及其合金
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
2-2材料的規格
1.概述
2.CNS規格
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
3.SAE及AISI之構造用鋼符號(增廣教學)
「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
2-3主要機械材料的加工性
2.鑄造性
(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。
3.鍛造性
(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.切削性
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
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
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。
鎂及其合金
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。
鈦及其合金
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。
4.熔接性
(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。
2-4材料的選用
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
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。