常 用 金 屬 材 料 基 礎(chǔ) 知 識 教 材

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1、常用金屬材料基礎(chǔ)知識教材第1章：金屬材料名稱常用基礎(chǔ)術(shù)語1．基礎(chǔ)術(shù)語：?黑色金屬：鐵和鐵的合金均稱為黑色金屬。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。?純?鐵：純度很高的鐵，化學(xué)純鐵含碳量幾乎為零，工業(yè)純鐵含碳量<0.05%。純鐵是很軟的，一般不應(yīng)用到實(shí)際中。?鐵碳合金：以鐵為基礎(chǔ)，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。如鋼和生鐵。?生?鐵：把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的，含碳量2％～4.3％（也有資料稱3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的鐵碳合金稱為生鐵。生鐵質(zhì)硬而脆，缺乏韌性，幾乎沒有塑性變形能力，因此不能通過鍛造、軋制、拉拔等方法加工成形，主要

2、用來煉鋼和制造鑄件，如白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。也有習(xí)慣上把煉鋼生鐵叫做生鐵，把鑄造生鐵簡稱為鑄鐵。?白口鐵：碳以Fe3C形態(tài)分布的生鐵稱為白口鐵，其斷口呈銀白色，質(zhì)硬而脆，不能進(jìn)行機(jī)械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。?灰口鐵：碳以片狀石墨形態(tài)分布的生鐵稱為灰口鐵，其斷口呈銀灰色，由于石墨質(zhì)軟并有潤滑作用，因而這種生鐵具有良好的易切削、耐磨和鑄造性能等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于有片狀石墨的存在，降低了它的抗拉強(qiáng)度，使它不能鍛軋，只能用于制造各種鑄件，如鑄造機(jī)床床座、鐵管等。因此，通常把這種生鐵叫做鑄造生鐵。?球墨鑄鐵：碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機(jī)械性

3、能、加工性能接近于鋼。?鋼：含碳量在0.04%-2.3%之間（也有資料稱0.03%-1.2%）的鐵碳合金稱為鋼。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。?有色金屬：又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁等。第2章：鋼的分類基礎(chǔ)知識1．按品質(zhì)進(jìn)行分類?①普通鋼：P≤0.045%?S≤0.050%（如普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q235等）?②優(yōu)質(zhì)鋼：P≤0.035%?S≤0.035%（如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20號、45號鋼等）?③高級優(yōu)質(zhì)鋼：P≤0.035%?S≤0.030%（比優(yōu)質(zhì)鋼

4、更優(yōu)質(zhì)，一般在鋼號后加A以示區(qū)別，如08A等）2．按化學(xué)成份進(jìn)行分類1）碳素鋼：?①低碳鋼：C≤0.25%?②中碳鋼：C≤0.25~0.60%?③高碳鋼：C≥0.60%2）合金鋼：?①低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；?②中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）；?③高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。3．按成形方法分類：①鍛鋼②鑄鋼③熱軋鋼④冷拉鋼。4．按金相組織分類1）退火狀態(tài)的：①亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；②共析鋼（珠光體）；③過共析鋼（珠光體+滲碳體）；④萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。2）正火狀態(tài)的：①珠光體鋼②貝氏體鋼③馬氏體鋼④奧氏體鋼。3

5、）無相變或部分發(fā)生相變的5．按用途分類1）建筑及工程用鋼：①普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；②低合金結(jié)構(gòu)鋼；③鋼筋鋼。2）結(jié)構(gòu)鋼①機(jī)械制造用鋼：Ⅰ調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；Ⅱ表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；Ⅲ易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。②彈簧鋼③軸承鋼3）工具鋼：①碳素工具鋼；②合金工具鋼；③高速工具鋼。4）特殊性能鋼：①不銹耐酸鋼；②耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；③電熱合金鋼；④耐磨鋼；⑤低溫用鋼；⑥電工用鋼。5）專業(yè)用鋼?如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。6．綜合分類1）普通鋼①碳素結(jié)構(gòu)鋼：②低

6、合金結(jié)構(gòu)鋼③特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼2）優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級優(yōu)質(zhì)鋼）①結(jié)構(gòu)鋼：Ⅰ優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Ⅱ合金結(jié)構(gòu)鋼Ⅲ彈簧鋼Ⅳ易切鋼Ⅴ軸承鋼Ⅵ特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。②工具鋼：Ⅰ碳素工具鋼Ⅱ合金工具鋼Ⅲ高速工具鋼。③特殊性能鋼：Ⅰ不銹耐酸鋼Ⅱ耐熱鋼Ⅲ電熱合金鋼Ⅳ電工用鋼Ⅴ高錳耐磨鋼。8．按冶煉方法分類1）按爐種分①平爐鋼：Ⅰ酸性平爐鋼Ⅱ堿性平爐鋼。②轉(zhuǎn)爐鋼：Ⅰ酸性轉(zhuǎn)爐鋼Ⅱ堿性轉(zhuǎn)爐鋼或Ⅰ底吹轉(zhuǎn)爐鋼Ⅱ側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼Ⅲ頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。③電爐鋼：Ⅰ電弧爐鋼Ⅱ電渣爐鋼Ⅲ感應(yīng)爐鋼Ⅳ真空自耗爐鋼Ⅴ電子束爐鋼。2）按脫氧程度和澆注制度分①沸騰鋼②半鎮(zhèn)靜鋼③鎮(zhèn)靜鋼④特殊鎮(zhèn)靜鋼。第3章：金屬材料機(jī)械

7、性能基礎(chǔ)知識1．1金屬材料機(jī)械性能基礎(chǔ)術(shù)語：1）屈服點(diǎn)（σs）：鋼材或試樣在拉伸時，當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限，此時應(yīng)力不增加或開始有所下降，而鋼材或試樣仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，稱此現(xiàn)象為屈服，而產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力值即為屈服點(diǎn)。?設(shè)Ps為屈服點(diǎn)s處的外力，F(xiàn)o為試樣斷面積，則屈服點(diǎn)σs=Ps/Fo(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2）屈服強(qiáng)度（σ0.2）?有的金屬材料的屈服點(diǎn)極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規(guī)定產(chǎn)生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時

8、的應(yīng)力，稱為條件屈服強(qiáng)度或簡稱屈服強(qiáng)度σ0.2。3）抗拉強(qiáng)度（σb）?材料在拉伸過程中，從開始到發(fā)生斷裂時所