【机械设计】非标机械设计：常用的金属材料有哪些？
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非标机械设计常用的金属材料种类繁多，每种材料都有其独特的物理、化学和机械性能，适用于不同的设计需求和应用场景。以下将详细介绍几种常用的金属材料，包括它们的特性、应用及表面处理等方面。
一、碳钢
碳钢是铁与碳的合金，其性能主要受碳含量影响。根据含碳量的不同，碳钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢：含碳量小于0.25%，如Q235（A3钢）。这种钢材具有较高的塑性和韧性，良好的焊接性和冷冲压性能，但强度相对较低。它广泛应用于制造一般要求的零件和焊接结构，如拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母等。Q235钢的屈服强度在235MPa左右，表面可进行喷漆、喷塑、镀锌、镀铬、发黑等处理以提高防锈和美观性。
中碳钢：含碳量在0.3%0.6%之间，如45号钢。这种钢材具有较高的强度和硬度，切削性能良好，但塑性和韧性较差，焊接性能也不佳。它常用于制造强度较高的运动件和受力较大的机械零件，如齿轮、连杆、曲轴、联轴器等。45号钢经调质处理后，可获得良好的综合力学性能，硬度一般在HRC20HRC30之间。
高碳钢：含碳量大于0.6%，如T10工具钢、SKD11模具钢等。高碳钢硬度高、耐磨性好，但塑性和韧性较差，加工时需要进行退火处理。它常用于制造刀具、模具、弹簧等需要高硬度和耐磨性的零件。
二、不锈钢
不锈钢是一种耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种。根据组织状态的不同，不锈钢可分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢等。
奥氏体不锈钢：如SUS304（0Cr18Ni9）、SUS316L（00Cr17Ni14Mo2）等。这类不锈钢无磁性，具有良好的耐蚀性、塑性和低温韧性，以及高的加工硬化能力。SUS304是最常用的不锈钢之一，广泛用于食品、医疗、化工等领域。SUS316L相比SUS304具有更强的抗氯离子腐蚀能力，适用于更加恶劣的环境。
马氏体不锈钢：如SUS420J2（30Cr13）等。这类不锈钢具有磁性，可通过热处理强化，具有较高的强度和耐磨性。它常用于制造刀具、轴承、模具等需要高硬度和耐磨性的零件。
三、铝合金
铝合金是铝与其他金属（如铜、镁、硅等）的合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀性好、易加工等优点。
6061铝合金：以镁、硅为主要合金元素，强度适中，易于挤压成型。它广泛用于制造工业铝型材、结构件、机械零件等。6061铝合金可进行阳极氧化、喷砂氧化等表面处理，提高耐腐蚀性和美观性。
7075铝合金：是超硬铝板的一种，硬度最高，抗腐蚀性强。它常用于制造航空、航天等领域的零部件，以及需要高强度和高耐腐蚀性的场合。
四、铜合金
铜合金是以铜为基础，加入其他金属元素（如锌、锡、铅等）形成的合金，具有优良的导电性、导热性和耐腐蚀性。
黄铜：由铜和锌组成，耐磨性能强，外观金黄。它常用于制造耐磨、外观要求高的零件和工具。
紫铜：为铜单质，刚度硬度弱于黄铜，但导电导热性能更好。它常用于制造需要高导电性和导热性的零件，如激光焊接的焊接头部分。
青铜：在紫铜中加入锡或铅形成，铸造性好、耐磨、化学性质稳定。青铜常用于制造轴承、齿轮等机械零件。
铍青铜：含少量铍及镍、铬等元素，具有很高的强度、硬度，耐磨、耐腐蚀。它常用于制造重要的弹性元件和耐磨零件。
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文案来源：时光
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