学院科研工作量考核与管理办法

金屬材料常識介紹宋宏智2003.12.1金屬材料分類按金屬元素性能分﹐MPT常用的金屬材料﹕1.鐵Fe7.82.鋼Fe+C7.83.不鏽鋼Fe+C+Ni7.84.銅Cu8.95.鋁Al2.7台灣中鋼電鍍鋅鋼材擠壓成型的鋁材純銅SGCC熱浸鍍鋅鋼材不鏽鋼材料鋼板材料1.普通冷軋板SPCC2.電鍍鋅鋼板SECC3.熱浸鍍鋅鋼板SGCC4.電鍍錫鋼板(馬口鐵)5.噴塑彩色鋼板鍍鋅鋼板生產流程普通冷軋板將鋼錠經過冷軋機連續軋制成要求厚度的鋼板卷料或片料。表面沒有任何的防護﹐暴露在空氣中﹐極易被氧化﹐特別是在潮濕的環境中氧化速度加快﹐出現暗紅色的鐵鏽。鐵的氧化層對本體沒有任何的保護作用。在使用時表面要噴涂油漆或其他防護。電鍍鋅鋼板SECC電鍍鋅鋼卷的底材為一般的冷軋鋼卷﹐在連續電鍍鋅產線經過脫脂、酸洗、電鍍及各種後處理之製程後，即成為電鍍鋅產品。此產品特性不但具有一般冷軋鋼片的機械性質及近似的加工性，且具有優越的耐蝕性及裝飾性外觀。在電子產品、家電及傢具的市場上具有很大的競爭性及取代性。評定電鍍鋅鋼板性能指標1.耐蝕性：當鋅層被刮傷或有切口時，鋅層與曝露與曝露的鋼材之間會產生電化學保護效應，即在腐蝕環境下，鋅層會先腐蝕而放出電子來保護鋼材。此外，對於含有適當鎳含量之鋅鎳合金鍍層，經由鹽霧試驗與循環腐蝕試驗，結果證實其耐蝕性數倍優於相同鍍層重量的純鍍層。電鍍鋅鋼片表面如果經過鉻酸鹽處理，則其耐蝕性將更好，且越厚的鉻酸鹽處理，所提供的防蝕能力愈佳。此外，鉻酸鹽處理從薄鉻到厚鉻，其顏色可從淡青色變化到黃色，。還有一種具耐指紋性的電鍍鋅鋼片，此種產品係在鉻酸鹽處理皮膜上再塗裝一層約1μ的有機皮膜，評定電鍍鋅鋼板性能指標2.上漆性：電鍍鋅鋼片上漆前大多要經過磷酸鹽皮膜處理，以確保漆膜之附著性。但表面有耐指紋塗膜的產品，則可經鹼液或溶劑清洗後直接上漆。也有極佳的漆膜附著性，且可省略磷酸鹽皮膜處理的步驟。3.耐指紋性：耐指紋的電鍍鋅鋼片具有抗指紋性，經後續加工鋼片表面不易沾有油污，且經清洗後仍能保持原有的美觀。4.耐鹼性與耐溶劑性：耐指紋的電鍍鋅鋼片在加後常要經過上漆處理，然而為了確保漆膜的附著性，必須把加工程序中沾附在鋼片表面的油污以鹼液或溶劑清洗，為了確保耐指紋塗膜在經過鹼液或熔劑清洗後仍能保持完整，因此耐指紋塗膜必須具備良好的耐鹼性與耐溶劑性。評定電鍍鋅鋼板性能指標5.成形性：但一般而言，電鍍鋅鋼片的衝壓成形良好，鍍層的粉化及剝離量極微，其成形性幾乎與冷軋鋼片相同。且在較單純的變形路徑下，變形至底材破裂為止，其鍍層仍不會有剝離的現象。熱浸鍍鋅鋼板熱浸鍍鋅又依照鍍鋅生產工藝分為純鋅鍍層之熱浸鍍鋅鋼捲(GI)和鋅鐵合金鍍層之熱浸鍍鋅鋼捲(GA)一般純鋅鍍層之熱浸鍍鋅鋼捲(GI)，係將熱軋酸洗或冷軋後之半成品，經過清洗、退火﹐浸入温度约460℃的溶融锌槽中，而使钢片镀上锌层，再經調質整平及化成處理而成。至於鋅鐵合金鍍層之熱浸鍍鋅鋼捲(GA)，則須在合金化處理爐中以約470℃~530℃之溫度，進行均溫熱處理，使鋅層與底材之間產生擴散作用，形成鋅鐵合金層。熱浸鍍鋅鋼板钢铁热浸镀锌以后，即可防止生锈或产生蚀坑，但锌又很容易产生锌白(即氧化锌)，故镀锌钢片经常被涂上防锈油，或则经过铬酸盐皮膜处理，以防止白锈产生。熱浸鍍鋅鋼板GI钢片与GA钢片的加工性差异：1.加工成形性：由于GA钢片的镀层较硬，在冲压成形加时，镀层较不会黏附在模具上，影响润滑而造成成形破裂，换言之，GA的成形性优于GI钢片。2.焊接性：由于GA钢片之镀层呈合金化，熔点较高，于焊接时较不会融化而污染焊鎗之电极头，以致缩短电极头寿命，且焊接电流亦较GI为小；换言之，GA钢片的焊接性较GI钢片佳。3.耐蚀性：由于GA钢片经涂装后，其附着的密着性较佳，经盐雾试验时，其起泡或脱落性远小于GI钢片，亦即涂装后的耐蚀性，GA钢片优于GI钢片。由于上述原因，GA钢片被大量使用于家电业与汽车业。熱浸純鋅鋼捲規格依用途分：一般成型加工用熱浸純鋅鋼捲衝壓成型加工用熱浸純鋅鋼捲深衝成型加工用途熱浸純鋅鋼捲結構用途熱浸純鋅鋼捲熱浸純鋅鋼捲規格依用途分：一般成型加工用熱浸純鋅鋼捲衝壓成型加工用熱浸純鋅鋼捲深衝成型加工用途熱浸純鋅鋼捲鋼品選用原則---機械性質(一)機械性質1.強度:強度為材料單位面積可承受的外力，鋼板的強度常用的單位有kgf/mm2、N/mm2，Ksi(psi)等；採用高強度鋼板可以適度減少鋼板重量、降低用料成本，增加鋼結構跨距、提高運輸工具的酬載重量等，在鋼板規格中大多採取拉伸試驗求取強度，常見的強度有下列兩點種：(1)降伏強度降伏強度為材料受拉力後，剛產生永久變形(或稱塑形變形)而無法彈回原位時的強度，近似於產生永久變形的最小強度。(2)抗拉強度抗拉強度為材料受拉力產生永久變形後，可承受的最大強度，也可說是拉伸試片截面積頸縮斷裂之前的最大強度。鋼品選用原則---機械性質2.延性延性為材料受力變形斷裂之前的變形比率，鋼板規格通常以拉伸試驗的伸長率表示之。3.韌性對於鋼板規格而言，韌性是阻止裂縫急速延伸的能力，大多是以開45°V型槽做Charpy衝擊試驗所得之吸收能量，做為判斷韌性的基準；一般而言對於35kgf/mm2降伏強度的高張力鋼板，至少要有3.5kg-mCVE的吸收能才能阻止破裂的起源，至於阻止破裂的延伸則要4.8kg-mCVE以上的吸收能量，若是淬火型更高強度者便需要求更高的衝擊吸收能。鋼品選用原則---加工性1.銲接性銲接為鋼板常用的組合加工方式，唯評估鋼料銲接性的方法甚多，簡便的可用碳當量(CeqorCE)或冷裂敏感性(PC.)偏高與否判定。2彎曲性通常規格要求的變曲半徑，多隨強度等級的增加而放大。鋼品選用原則---用途與環境1.用途鋼板的用途大致可分為結構、船用、壓力容器、機械構造、耐蝕與管線用等６類，更詳細的鋼板選用則視構件各部位設計而定。2.環境鋼板使用的環境多樣化，選用鋼板常見的環境參考項目有：(1)腐蝕一般結構用鋼在大氣環境下使用，除了可用塗漆、鍍鋅防蝕外，尚可選用耐候鋼，藉其銅、鉻、磷等元素長期生成的緻密銹皮而保護母材。鋼品的包裝和儲存鋼品的包裝和儲存鋼品的包裝和儲存