常 用 金 属 材 料 基 础 知 识 教 材

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1、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，工业纯铁含碳量<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：把铁矿石放到高炉中冶炼而成的，含碳量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

2、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0.04%-2.3%之间（也有资料称

3、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、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≤0.045% S≤0.050%（如普通碳素结构钢Q195、Q235等） ②优质钢：P≤0.035% S≤0.035%（如优质碳素结构钢20号、45号钢等） ③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% 

4、②中碳钢：C≤0.25~0.60% ③高碳钢：C≥0.60%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

5、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

6、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

7、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）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2）屈服强度（σ0.2） 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，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（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σ0.2。3）抗拉强度（σb） 材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所