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常用金属材料基础知识教材

第1章：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，T业纯铁含碳量<0.05%。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：把铁矿石放到高炉屮冶炼而成的，含碳最2%〜4.3% （也有资料称3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的铁碳合金称为生铁。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有槊•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，如铸造机床床屎、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0.04%・2.3%Z间（也有资料称0.03%-1.2%）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1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、镒、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：金属材料的分类

1.按品质进行分类

%1普通钢：P<0.045% S<0.050% （如普通碳素结构钢Q195、Q235等）

%1优质钢：P<0.035% S<0.035% （如优质碳素结构钢20号、45号钢等）

%1高级优质钢：P<0.035% S<0.030% （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<0.25%

%1中碳钢:CW0.25〜0.60%

%1高碳钢：C>0.60%

2）合金钢：

%1低合金钢（合金元素总含量<5%）；

%1屮合金钢（合金元素总含量>5〜10%）；

%1高合金钢（合金元索总含量>10%）。

3.按成形方法分类：

%1锻钢

%1铸钢

%1热轧钢

%1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）；

%1共析钢（珠光体）；

%1过共析钢（珠光体+渗碳体）；

%1莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

2）正火状态的：

%1珠光体钢

%1贝氏体钢

%1马氏体钢

%1奥氏体钢。

3）无相变或部分发生相变的

5.按用途分类

1）建筑及工稈用钢：

%1普通碳索结构钢；

%1低合金结构钢；

%1钢筋钢。

2）结构钢

%1机械制造用钢：

I调质结构钢；

II表面硕化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；

III易切结构钢；（d）冷册性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷傲用钢。%1弹簧钢

%1轴承钢

3）工具钢：

%1碳索工具钢；

%1合金工具钢；

%1高速工具钢。

4）特殊性能钢：

%1不锈耐酸钢；

%1耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；

%1电热合金钢；

%1耐磨钢；

%1低温用钢；

%1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：

%1低合金结构钢

%1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优质碳索结构钢

II合金结构钢

III弹簧钢

IV易切钢

V轴承钢

VI特圧用途优质结构钢。

%1工具钢：

I碳素T具钢

II合金工具钢

III高速工具钢。

%1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高猛耐磨钢。

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。

%1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。

%1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

%1半镇静钢

%1镇静钢

%1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（cs）：

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册性变形，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os =Ps/Fo（MPa）, MPa称为兆帕等于N （牛顿）/mm2, （MPa=106Pa, Pa：帕斯卡=N/m2）

2）屈服强度（o0.2）

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，规定产生永久残余槊性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度。0.2 o

3）抗拉强度（cb）

材料在拉伸过程屮，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。