發(fā)布時間： 2016年10月11日
常用工程材料的性能和特點
金屬材料
1、黑色金屬含碳量小于2.11%(重量)的合金稱為鋼，合碳量大于2.11%(重量)的合金稱為生鐵。
(1)鋼及其合金的分類。
鋼的力學性能決定于鋼的成分和金相組織。鋼中碳的含量對鋼的性質有決定性影響。
在工程中更通用的分類為：
l)按化學成分分類?？煞譃樘妓劁?、低合金鋼和合金鋼。
2)按主要質量等級分類：
①普通碳素鋼、優(yōu)質碳素鋼和特殊質量碳素鋼;
②普通低合金鋼、優(yōu)質低合金鋼和特殊質量低合金鋼;
③普通合金鋼、優(yōu)質合金鋼和特殊質量合金鋼。
(2)鋼牌號的表示方法。按照國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》規(guī)定，我國鋼鐵產(chǎn)品牌號采用漢語拼音字母、化學符號和阿拉伯數(shù)字相結合的表示方法，即：
l)牌號中化學元素采用國際化學元素表示。
2)產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。
3)鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學元素含量(%)采用阿拉伯數(shù)字表示。
合金結構鋼的牌號按下列規(guī)則編制。數(shù)字表示含碳量的平均值。合金結構鋼和彈簧鋼用二位數(shù)宇表示平均含碳量的萬分之幾，不銹耐酸鋼和耐熱鋼含碳量用千分數(shù)表示。平均含碳量<0.1%(用“0”表示;平均含碳量<0.03%，用“00” 表示=。合金工具鋼平均含碳量>1.00%時，不標合碳量，否則用千分數(shù)表示。高速工具鋼和滾珠軸承鋼不標含碳量，滾珠軸承鋼標注用途符號“C”。平均合金含量<1.5%者，在牌號中只標出元素符號，不注其含量。
例：在鋼的分類中,優(yōu)質鋼是按照( )來分類的。
A.化學成分 B.用途 C.冶煉質量 D.冶煉方法
答案:C
(3)工程中常用鋼及其合金的性能和特點。
l)碳素結構鋼
碳素結構鋼生產(chǎn)工藝簡單，有良好工藝性能(如焊接性能、壓力加工性能等)、必要的韌性、良好的塑性以及價廉和易于大量供應，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應用。某些不太重要、要求韌性不高的機械零件也廣泛選用。
2)低合金高強度結構鋼。低合金高強度結構鋼比碳素結構鋼具有較高的韌性，同時有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉變溫度。
3)合金結構鋼。合金結構鋼廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構件。形狀復雜或截面尺寸較大或要求韌性高的淬火零件，一般為合金結構鋼。
4)不銹耐酸鋼。它在化工、石油、食品機械和國防工業(yè)中廣泛應用。
按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類。現(xiàn)將各類不銹鋼的特點簡述如下：
①鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。高鉻鋼有良好的抗高溫氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是鋼的缺口敏感性和脆性轉變溫度較高，鋼在加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。
例：( )是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。
A 鉻 B 鎳 C 錳 D 硅
答案：A
②馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素。通常用在弱腐蝕性介質，如海水、淡水和水蒸汽等中，使用溫度小于或等于580℃、通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。
③奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳。這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。
④鐵素體―奧氏體型不銹鋼。
⑤沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼主要用于制造要求高強度和耐蝕的容器、結構件零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。
5)鑄鋼。鑄鋼具有較好的強度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質量的鑄鋼件。
(4)鑄鐵的分類和牌號表示方法。大部分機械設備的箱體、殼體、機座、支架和受力不大的零件多用鑄鐵制造。某些承受沖擊不大的重要零件，如小型柴油機的曲軸，多用球墨鑄鐵制造。其原因是鑄鐵價廉，切削性能和鑄造性能優(yōu)良，有利于節(jié)約材料，減少機械加工工時，且有必要的強度和某些優(yōu)良性能，如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。
1)鑄鐵的分類。
按照石墨的形狀特征，鑄鐵可分為灰口鑄鐵(石墨成片狀)、球墨鑄鐵(石墨成球狀)和可鍛鑄鐵(石墨成團絮狀)三大類。
按照鑄鐵成分中是否含有合金元素，可分為一般鑄鐵和合金鑄鐵兩大類。一般鑄鐵可分為普通鑄鐵和變質(孕育)鑄鐵。
2)鑄鐵牌號的表示方法：
①用各種鑄鐵相應漢語拼音字母的第一個大寫字母作為鑄鐵的代號，當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時，可在大寫字母后加小寫字母表示。
②在牌號中一般不標注常規(guī)元素C.Si、Mn、S和P的符號，但當它們有特殊作用時才標注其元素符號和含量。
③牌號中代號后面的一組數(shù)字表示抗拉強度值(如灰口鑄鐵HT100)，有兩組數(shù)字時，第一組數(shù)字表示抗拉強度值，第二組數(shù)字表示伸長率值(如球墨鑄鐵QT400-18)，兩組數(shù)字之間用“-” 隔開。
3)工程中常用鑄鐵的性能和特點：
①灰口鑄鐵?；w可以是鐵素體，珠光體或鐵素體加珠光體，相當于鋼的組織。
②球墨鑄鐵。球墨鑄鐵綜合機械性能接近于鋼。
可用球墨鑄鐵來代替鋼制造某些重要零件，如曲軸、連桿和凸輪軸等。
③蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵的強度接近于球墨鑄鐵，并具有一定的韌性和較高的耐磨性;同時又有灰口鑄鐵良好的鑄造性能和導熱性。
蠕墨鑄鐵在生產(chǎn)中主要用于生產(chǎn)汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模和液壓閥等鑄件。
④可鍛鑄鐵?？慑戣T鐵可以部分代替碳鋼。
⑤耐磨鑄鐵。耐磨鑄鐵是在磨粒磨損條件下工作的鑄鐵，應具有高而均勻的硬度。
⑥耐熱鑄鐵。耐熱鑄鐵是在高溫下工作的鑄件，如爐底板、換熱器、鉗鍋、熱處理爐內的運輸鏈條等。
⑦耐蝕鑄鐵。耐蝕鑄鐵是主要用于化工部件，如閥門、管道、泵、容器等。
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