如何选用金属材料：使用性能、工艺性能和经济性能综合考虑

金属材料的选用一般要考虑使用性能、工艺性能和经济性能。

（一）金属材料的使用性能

金属材料的使用性能指的是金属零件在使用时所应具备的材料性能，包括力学性能、物理性能和化学性能。对大多数零件而言，力学性能是主要的性能指标。几种常见金属零件的工作条件、失效形式以及要求的力学性能指标见表2-3-3。

表2-3-3　几种常见零件的受力情况、失效形式以及要求的力学性能

由上表可以看出，在选用金属零件时，应根据零件的工作条件、损坏形式，以及对材料力学性能的要求，这是选择材料的基本出发点。

（二）金属材料的工艺性能

金属材料工艺性能的好坏，主要指零件加工的难易程度。金属材料的工艺性能受本身性能、结构工艺性、生产条件三个方面的影响。

（1）材料本身性能影响。材料铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能会影响零件加工的难易程度。

（2）零件结构工艺性影响。零件结构设计不合理，不仅会增大加工难度，使加工工时延长，生产成本增加，还有可能影响零件的使用寿命，甚至造成零件无法加工、设备无法装配。

（3）现有生产条件影响。生产产品时具有的设备能力、人员技术水平以及外部协作可能性都会影响到金属材料的工艺性能。例如，生产重型机械产品时，在现场没有大容量的炼钢炉和大吨位的起重运输设备条件下，常常选用铸造和焊接联合成型工艺，即首先将大件分成几小块来铸造，然后再用焊接拼成大件。

总之，良好的加工工艺性可以大大减少加工过程的动力、材料消耗，缩短加工周期，降低废品率以及降低产品成本等。

（三）材料的经济性能

产品成本的高低是劳动生产率的重要标志。产品的成本主要包括原料成本、加工费用、报废成本以及生产管理费用等。

材料的选择也要着眼于经济效益，尽量减少材料的品种规格，以减少采购运输和保管费用。要了解市场供应信息，优先选用国产材料和资源充裕的材料。此外，还应考虑零件的寿命及维修费。若选用新材料，还要考虑研究试验费。

材料的相对价格对选材有一定的参考价值，表2-3-4为常用金属材料的相对价格。

表2-3-4　常用金属材料的相对价格

续表

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【思考】

你知道我国在金属材料研究和应用有哪些成就吗？请举一些实例说明，并感受中国科学家的敬业精神和爱国热情。

【实践操作】

有一种城轨车辆转向架的构架采用Q235碳素结构钢。请问Q235碳素结构钢的牌号有什么含义，其性能和用途分别是怎样的?

【任务测评】

1. 碳素结构钢和碳素工具钢各适用于什么场合？

2. 合金钢按用途可分为哪几类？

3. 常见的特殊性能钢有哪几种？各有什么特点？

4. 解释下列牌号的含义

Q235-AF、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、T8、T10A、T12A、HT200、HT300、KTH300-06、QT400-17、H62、HPb59-1、QSn10-1。

5. 将下列两组牌号与其对应的材料名称连起来

HT250 珠光体可锻铸铁

KTH350-10 黑心可锻铸铁

KTZ500-04 蠕墨铸铁

QT600-02 灰口铸铁

RuT420 球墨铸铁

ZL301 铸造锡青铜

H70 铸造铝合金

ZCuSn10-1 普通黄铜