工程材料 11章模具标准及选用

11．1材料的标准11．2各国金属材料牌号表示方法11．2．1我国钢号表示方法概述11．2．2我国钢号表示方法的分类说明11．2．3中国台湾金属材料牌号表示方法简介11．2．4国际标准化组织(ISO)金属材料牌号表示方法简介11．2．5日本工业标准(JIS)11．2．6常用的美国材料编号及规格11．2．7德国工业标准(DIN)11．3材料的选用11．3．1材料选择的依据11．3．2钢铁材料的选用11．3．3材料的取代和新材料的选用第11章模具材料的标准及选用目录11.1材料的标准简介世界各国的工业标准美国的ANS(美国国家标准)日本的JIS(日本工业标准)德国的DIN(德国工业标准)针对机械材料规格方面，常用的还包括ASTM(美国材料试验协会)AISI(美国钢铁协会)SAE(美国汽车协会)11.2.1我国钢号表示方法概述钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法，根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》(GB/T221-2000)的规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示：①钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si，Mn，Cr等。②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等一般采用汉语拼音的缩写字母表示。③钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。11.2.2我国钢号表示方法的分类说明1.碳素结构钢①钢号由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以Q，代表钢的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。例如Q235表示屈服点为235MPa的碳素结构钢。②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A，B，C，D。脱氧方法符号包括:F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。2.优质碳素结构钢①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为45，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。②锰含量较高的优质碳素结构钢应将锰元素标出，例如50Mn。③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。3.碳素工具钢①钢号冠以T，以免与其他钢类相混。②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如T8表示平均碳含量为0.8%。③锰含量较高者，在钢号最后标出Mn，例如T8Mn。④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母A以示区别，例如T8MnA。4.易切削钢①钢号冠以Y，以区别于优质碳素结构钢。②字母Y后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为Y30。③锰含量较高者，亦在钢号后标出Mn，例如Y40Mn。5.合金结构钢①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量低于1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字1，例如钢号12CrMoV和12Cr1MoV，前者铬含量为0.4%～0.6%，后者为0.9%～1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量分别大于等于1.5，2.5，3.5…时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2，3，4…。例如18Cr2Ni4WA。③钢中的钒、钛、铝、硼、稀土等合金元素均属于微合金元素，虽然含量很低，但仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中，钒含量为0.07%～0.12%，硼含量为0.001%～0.005%。④高级(优质钢)应在钢号最后加A，以区别于一般优质钢。⑤专门用途的合金结构钢的钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。8.合金工具钢和高速工具钢①合金工具钢的平均碳含量≥1.0%时，钢号中不标出碳含量;当平均碳含量1.0%时，以千分之几表示。例如Cr12，CrWMn，9SiCr，3Cr2W8V。②钢中合金元素含量的表示方法基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加0，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为W18Cr4V。钢号冠以字母C者，表示其碳含量高于未冠以C的通用钢号。9.不锈钢和耐热钢①当0.10%平均碳含量1.00%时，一般用一位阿拉伯数字表示平均碳含量;当平均碳含量≥1.00%时，用两位阿拉伯数字表示;当碳含量上限0.10%时，以0表示碳含量;当碳含量上限≤0.03%，下限0.01%时（超低碳），以03表示碳含量;当碳含量上限≤0.01%时（极低碳），以01表示碳含量。当碳含量没有规定下限时，采用阿拉伯数字表示碳含量的上限数字。②合金元素含量表示方法同合金结构钢。例如:平均碳含量为0.20%，铬含量为13%的不锈钢，其牌号表示为2Cr13;碳含量上限为0.08%，平均铬含量为18%，镍含量为9%的铬镍不锈钢，其牌号表示为0Cr18Ni9;碳含量上限为0.12%，平均铬含量为17%的加硫易切削铬不锈钢，其牌号表示为Y1Cr17;平均碳含量为1.10%，铬含量为17%的高碳铬不锈钢，其牌号表示为11Cr17;碳含量上限为0.03%，平均铬含量为19%，镍含量为10%的超低碳不锈钢，其牌号表示为03Cr19Ni10;碳含量上限为0.01%，平均铬含量为19%，镍含量为11%的极低碳不锈钢，其牌号表示为01Cr19Ni11。10.焊条钢焊接用钢包括焊接用碳素钢、焊接用合金钢和焊接用不锈钢等，其牌号表示方法是在各类焊接用钢牌号头部加符号H。例如:H08，H08Mn2Si，H1Cr18Ni9。高级优质焊接用钢，在牌号尾部加符号A。例如:H08A，08Mn2SiA。11.塑料模具钢塑料模具钢牌号除在头部加符号SM外，其余表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢牌号表示方法相同。例如:平均碳含量为0.45%的碳素塑料模具钢，其牌号表示为SM45;平均碳含量为0.34%，铬含量为1.70%，钼含量为0.42%的合金塑料模具钢，其牌号表示为SM3Cr2Mo。11.2.3中国台湾金属材料牌号表示方法中国台湾(地区)钢铁牌号表示方法基本上是参照日本工业标准(JIS)的表示方法来确定的，有的钢类，如不锈钢也参考了美国有关牌号的表示方法。中国台湾(地区)标准代号为CNS。11.2.4国际标准化组织(ISO)金属材料牌号表示方法1.国际标准化组织简介ISO是InternationalOrganizationforStandardization的缩写，是国际标准化组织的标准代号。2.以力学性能为主表示牌号的示例（1）非合金钢牌号（2）低合金高强度钢牌号（3）耐候钢牌号3.以化学成分为主表示钢牌号的示例（1）适用于热处理的非合金钢（2）合金结构钢（含弹簧钢）（3）易切削钢（4）冷镦和冷挤压用钢（5）不锈钢（6）耐热钢（7）非合金工具钢（8）合金工具钢（9）高速工具钢（10）轴承钢11.2.5日本工业标准钢铁材料表示方法JIS是JapaneseIndustrialStandard的简称，JIS对于钢铁材料的编号大致可分两大类:1.一般机械构造用碳钢一般机械构造用碳钢的材料编号方法和CNS(台湾)的表示法相同。例如S30C表示碳含量为0.30%的机械构造用碳钢。2.其他用途的碳钢及合金钢这一类钢的材料编号表示法，大致可分三部分:第一部分为材质，钢以S、铁以F表示。第二部分表示钢制品的规格或用途，例如K表示工具钢、TB表示锅炉用钢管、PC2表示冷轧钢板。第三部分为钢料的种别，以1，2，3来表示。此外如果需要，可将材料的加工方法、热处理方式等附注于后，例如:D表示抽制，G表示研磨，T表示车削，Ex表示挤制等。11.2.6常用的美国钢铁材料编号及规格1.美国钢铁学会-美国汽车工程师学会(AISI-SAE)2.美国材料协会及美国机械工程师协会ASTM(ASME)3.美国统一编号系统(UNS)11.2.7德国工业标准（DIN）钢铁材料表示方法DIN并不是英文，而是德文DeutschIndustriellNorm的缩写，以英文字母和数字来叙述其特征，字母表示钢铁种类、冶炼方法、合金材料、处理情况等，数字则表示其碳含量、抗拉强度、主合金之成分等。思考题11-1材料的标准由哪几部分组成?怎样判断采购的材料是符合要求的?11-2简述我国钢号表示方法。11-3企业常用的碳素结构钢A3钢与低合金高强度结构钢16Mn钢在GB/T221-2000标准中是如何表示的?目录