第二单元结构材料的选择

1. 这种钢和那种钢之间没有太大的差别；所有的钢他们的机械性能都相似。在进行选择时要考虑如下因素：

淬透性，**和供货能力，而不能因为钢材中某种合金元素的含量由1%增加到2%，或者它有一个神秘的名字，就认为一种钢材具有某些用途，而另一种钢材没有这些用途。经过热处理后，任何钢材都可以获得大部分的性能，这一特点对合金钢来说更是如此。

2.制造中要考虑的因素。

材料的最终性能（硬度，强度和切削性能）而不是锻造所需的性能，决定着材料的选择。锻造所需的性能与材料的最终性能关系不大；因此，不需要做太多工作来提高可锻性。高碳钢很难锻造。

大晶粒是最好的如果后续的热处理能够细化晶粒。

3. 低碳镍铬合金钢在高温520英尺·磅的锻压打击下的可塑性与相似碳含量的碳素钢一样。镍降低了中碳钢的可锻性，但对低碳钢影响不大。

在锻造温度下铬可以使钢变硬，但钒对此没有影响；加工方法对高碳钢也没有影响。

4. 成形性。

钢的冷成形性是它的抗拉强度与它的延展性相结合的一项功能。抗拉强度和屈服点不能太高否则弯曲时所需要的功太大。同样的，钢还要有足够的延展性以在不会断裂的情况下形成所需的形状。

形变所需的力取决于它的屈服点，因为变形在钢的屈服点以上塑形范围内开始。在这里也会出现加工硬化，金属逐渐变硬并引起加工困难，尤其是在低碳钢中更明显。

5. 在这方面，相当有趣的是你将发现有时可通过一次快速加载完成深度拉伸，但以缓慢的方式两三次加载却不能实现。如果一次拉伸只进行了一般就停止了，在继续拉伸前要进行退火处理，更确切的说，如果给了材料加工硬化的时间，就需进行上述处理。

这可能不是一个科学的陈述，但这是实际加工过程中会发生的。

6. 内应力。

冷成型在加工硬化范围内屈服点以上进行，因此很容易产生内应力。其证据是当功离开成型操作时产生**（即成形加工停止产生**）及后续热处理中产生翘曲变形。即使是一个小垫圈，由于冲孔及后续展平加工中产生的内应力，也会在热处理过程中产生严重翘曲。

7. 如果对内应力是否会产生翘曲有疑虑，可以用一个零件来检验，将其加热到1100℉，然后冷却。如果存在内应力，零件会变形。

零件在热处理过程中会产生严重翘曲变形已经被观察到，然而我们希望热处理工人能把它们处理好并生产出比第一次加工更好的产品。

8. 焊接。

如果不进行预热或后续热处理，能够进行焊接的普通碳钢的最高含碳量为0.3%。我们也经常需要对高碳钢进行焊接，但必须进行合理预热。

有两个非常重要的因素：1）热量大小；2）移动速率。

9. 如果以一个较低的速率焊接，就会使金属吸入更多热量并且加热更多金属，因此由于基体金属的热损失引起的冷却的速率就会降低。预热就是要达到这样的效果。

例如，sae4150钢，预热到600℉或800℉，可以很快焊接。当火焰或焰弧从焊缝上移开时，由于周围金属温度较高因此冷却速率不太大，并且减缓了冷却效果。如果进行预热或者以一个较慢的速率焊接，即使是最快的空气硬化钢也是可焊的。

10. 切削性能（机加工性能）

可加工性有好几个含义。对机械加工工人来说，可加工性意味着能够以最快的速度切削工件，获得最好的表面光洁度，并使刀具保持最长的使用寿命。切削性常与工具学结合。

11. 可加工性不仅由硬度决定，还与韧性，显微结构，化学成分，以及冷加工条件下金属硬化的倾向有关。在容易使人误解的表达法“too hard to machine”中，hard通常是difficult的同义词。

很多情况下，材料实际上是太软而不能快速切削。金属的柔软度和韧性会使它在切削工具前面产生破损和塑变而不是光洁的切割下来。如果金属本身很软很韧，工业上有时会牺牲一些它的韧性将其合金化来提高它的切削性能。

比如在黄铜中加入铅或在钢中加入硫。

12. 切削性（可加工性）用来指能够很容易的用锋利的刀具对材料进行加工比如：车，钻，铣，拉，铰。

13. 在金属加工中，被加工金属，切削工具，加工方法及加工工具的类型，以及加工条件，都会影响加工结果。这些因素中任何一个因素的改变都会获得不同的加工结果。

对这些因素的评判标准是：在特定条件下大量材料通过车削被去除时产生的刀具磨损量。