金属材料名称常用基础术语
金属材料名称常用基础
术语
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金属材料名称常用基础术语1．基础术语：黑色金属：铁和铁的合金均称为黑色金属。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。纯铁：纯度很高的铁，化学纯铁含碳量几乎为零，工业纯铁含碳量<%。纯铁是很软的，一般不应用到实际中。铁碳合金：以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。如钢和生铁。生铁：把铁矿石放到高炉中冶炼而成的，含碳量2％～％（也有资料称%—%、%%）的铁碳合金称为生铁。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形，主要用来炼钢和制造铸件，如白口铁、灰口铁和球墨铸铁。也有习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。白口铁：碳以Fe3C形态分布的生铁称为白口铁，其断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。灰口铁：碳以片状石墨形态分布的生铁称为灰口铁，其断口呈银灰色，由于石墨质软并有润滑作用，因而这种生铁具有良好的易切削、耐磨和铸造性能等优点。但是，由于有片状石墨的存在，降低了它的抗拉强度，使它不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造机床床座、铁管等。因此，通常把这种生铁叫做铸造生铁。
球墨铸铁：碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。钢：含碳量在%%之间（也有资料称%%）的铁碳合金称为钢。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝等。第2章：钢的分类基础知识1．按品质进行分类
①普通钢：P≤%S≤%（如普通碳素结构钢Q195、Q235等）
②优质钢：P≤%S≤%（如优质碳素结构钢20号、45号钢等）
③高级优质钢：P≤% S≤%（比优质钢更优质，一般在钢号后加A以示区别，如08A等）2．按化学成份进行分类1）碳素钢：
①低碳钢：C≤%
②中碳钢：C≤~%
③高碳钢：C≥% 2）合金钢：①低合金钢（合金元素总含量≤5%）；
②中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；
③高合金钢（合金元素总含量＞10%）。3．按成形方法分类：
①锻钢
②铸钢
③热轧钢
④冷拉钢。4．按金相组织分类1）退火状态的：
①亚共析钢（铁素体+珠光体）；
②共析钢（珠光体）；
③过共析钢（珠光体+渗碳体）；
④莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。2）正火状态的：
①珠光体钢
②贝氏体钢
③马氏体钢
④奥氏体钢。3）无相变或部分发生相变的5．按用途分类1）建筑及工程用钢：
①普通碳素结构钢；
②低合金结构钢；
③钢筋钢。2）结构钢①机械制造用钢：Ⅰ调质结构钢；Ⅱ表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；Ⅲ易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
②弹簧钢
③轴承钢3）工具钢：
①碳素工具钢；
②合金工具钢；
③高速工具钢。4）特殊性能钢：
①不锈耐酸钢；
②耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；
③电热合金钢；
④耐磨钢；
⑤低温用钢；
⑥电工用钢。5）专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。6．综合分类1）普通钢
①碳素结构钢：
②低合金结构钢
③特定用途的普通结构钢2）优质钢（包括高级优质钢）①结构钢：Ⅰ优质碳素结构钢Ⅱ合金结构钢Ⅲ弹簧钢Ⅳ易切钢Ⅴ轴承钢Ⅵ特定用途优质结构钢。
②工具钢：Ⅰ碳素工具钢Ⅱ合金工具钢Ⅲ高速工具钢。
③特殊性能钢：Ⅰ不锈耐酸钢Ⅱ耐热钢
Ⅲ电热合金钢Ⅳ电工用钢Ⅴ高锰耐磨钢。8．按冶炼方法分类1）按炉种分①平炉钢：Ⅰ酸性平炉钢Ⅱ碱性平炉钢。
②转炉钢：Ⅰ酸性转炉钢Ⅱ碱性转炉钢或Ⅰ底吹转炉钢Ⅱ侧吹转炉钢Ⅲ顶吹转炉钢。
③电炉钢：Ⅰ电弧炉钢
Ⅱ电渣炉钢Ⅲ感应炉钢Ⅳ真空自耗炉钢Ⅴ电子束炉钢。2）按脱氧程度和浇注制度分
①沸腾钢
②半镇静钢
③镇静钢
④特殊镇静钢。第3章：金属材料机械性能基础知识1．1金属材料机械性能基础术语：1）屈服点（σs）：钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，此时应力不增加或开始有所下降，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa 称为兆帕等于N（牛顿）/m m2，（M P a=106P a，P a：帕斯卡=N/m2）
2）屈服强度（σ）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ。3）抗拉强度（σb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= P b/F o（M P a）。4）抗压强度（σl c）材料试样受压力时，在压坏前所承受的最大应力。5）抗弯强度（σc b）材料试样受弯曲力时，在破坏前所承受的最大应力。4）伸长率（δs）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。5）屈强比（σs/σb）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为，低合金结构钢为，合金结构钢为。
6）硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
①布氏硬度（H B）
以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（H B），单位为公斤力/m m2（N/m m2）。
②洛氏硬度（H R）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为、的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是采用100kg载荷和直径淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
③维氏硬度（H V）以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（H V）1．2力学性能与可成形性及使用性能的关系要使钢板获得所需的形状，必须使其永久变形，所采取的工艺可以是局部或整体弯曲、深冲、张拉或这些成型方法的组合。（1）薄钢板的屈服强度表示出成形后的可成形性和强度，对普通碳素钢板的成形，屈服点值过高，常常有可能发生过大的回弹、成形时容易破断，磨具磨损快以及由于塑性不良而出现缺陷。然而材料的屈服点小于140Mpa时，又可能经受不住成形过程中施加的应力，对用于较复杂或复杂成形加工或冲压加工的钢板，通常要求具有比较低的屈服强度值，而且屈服比值愈小，由钢板的成形性能愈好。（2）中厚板的冷态可成形性与材料的屈服强度和伸长率有直接关系。屈服强度值愈低，产生永久变形所需的应力愈小；伸长率值愈高，高的延展性可以允许承受大的变形量而不致断裂。（3）对用于建筑结构、桥梁及机械结构件的钢板，为防止构件断裂，要求钢板材料具有特点的抗拉强度，而为防止构件变形，又要求钢板材料具有一定的屈服强度，因此对这类用途的钢材都要求规定抗拉强度、屈服强度的最小值或范围值。
（4）对用于承受冲击负荷变形，例如船舶、桥梁、石油、天然气管线用钢板，为防止其使用中发生脆性断裂，又要求其具有一定足够高的冲击韧性-冲击功值。2．2．1合金元素对钢的冷态成型性的影响冷态成型性：冷态成型包括许多不同的冷成型工艺，如深冲、拉延成型和弯曲等。其冷态成型工艺性能优劣涉及被变形材料的成分、组织和冷变形工艺参量（模具形状、变形量、变形速度、润滑条件等）。与冷态成型性有关的材料性能参量有：
①低的屈服强度
②高的延伸率
③高的均匀伸长率
④高的加工硬化率（n值），
⑤高的深冲性参量（r值）
⑥适当而均匀的晶粒度；
⑦控制夹杂物的形状和分布；
⑧游离渗碳体的数量和分布。2．1我国钢材牌号表示方法概述：
钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称。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》（GB221-79）中规定，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。即：1）钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si、Mn、Cr等。混合稀土元素用R E或X t表示；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，见表：G B标准钢号中所采用的缩写字母及其涵义名称汉字符号字体位置屈服点屈Q大写头沸腾钢沸F大写尾半镇静钢半b小写尾镇静钢镇Z大写尾特殊镇静钢特镇T Z大写尾氧气转炉（钢）氧Y大写中碱性空气转炉（钢）碱J大写中易切削钢易Y大写头
碳素工具钢碳T大写头滚动轴承钢滚G大写头焊条用钢焊H大写头高级（优质钢）高A大写尾特级特E大写尾铆螺钢铆螺M L大写头锚链钢锚M大写头矿用钢矿K大写尾汽车大梁用钢梁L大写尾压力容器用钢容R大写尾多层或高压容器用钢高层g c小写尾铸钢铸钢Z G大写头轧辊用铸钢铸辊Z U大写头地质钻探钢管用钢地质D Z大写头续表：电工用热轧硅钢电热D R大写头
电工用冷轧无取向硅钢电无D W大写头电工用冷轧取向硅钢电取D Q大写头电工用纯铁电铁D T大写头超级超C大写尾船用钢船C大写尾桥梁钢桥q小写尾锅炉钢锅g小写尾钢轨钢轨U小写头精密合金精J大写中耐蚀合金耐蚀N S大写头变形高温合金高合G H大写头铸造高温合金K大写头3）钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。2．2我国钢材牌号表示方法分类具体说明：在此是以钢材的用途分类作为表示方法分类的基础：1）碳素结构钢：
表示方法：Q+数字+（质量等级符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号）
①钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点；
②“Q”后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。例如Q235表示屈服点（σs）为235M P a的碳素结构钢；
③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：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。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）优质碳素结构钢表示方法：数字+（元素符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号）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%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50M n。
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%的半镇静钢，其钢号为10b。
3）碳素工具钢表示方法：字母T+数字+（元素符号）+（质量等级符号）
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%。
③锰含量较高者，在钢号最后标出“M n”，例如“T8M n”。
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“T8M n A”。4）易切削钢表示方法：字母Y+数字+（元素符号）
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%的易切削钢，其钢号为“Y30”。
③锰含量较高者，亦在钢号后标出“M n”，例如“Y40M n”。5）合金结构钢
表示方法：（专门用途符号）+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）+（专门用途符号）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40C r。
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＜%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“12C r M o V”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为，后者为 %，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥%、≥%、≥%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18C r2N i4W A。
③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20M n V B钢中：钒为，硼为。
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，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30C r M n S i钢，钢号表示为M L30C r M n S i 6）低合金高强度钢表示方法：（专门用途符号）+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）+（专门用途符号）①钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。
②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16M n R”。7）弹簧钢弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。8）滚动轴承钢表示方法：高碳铬轴承钢：字母G+C r元素符号和数字渗碳轴承钢：字母G+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）
①钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。
②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。9）合金工具钢和高速工具钢①合金工具钢钢号的平均碳含量≥%时，不标出碳含量；当平均碳含量＜%时，以千分之几表示。例如C r12、C r W M n、9S i C r、3C r2W8V。