《計量(安裝)》復習資料：金屬材料

　　常用工程材料的性能和特點

　　(一)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：

　?、倨胀ㄌ妓劁摗?yōu)質碳素鋼和特殊質量碳素鋼;

　?、谄胀ǖ秃辖痄?、優(yōu)質低合金鋼和特殊質量低合金鋼;

　?、燮胀ê辖痄?、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《鋼鐵產品牌號表示方法》規(guī)定，我國鋼鐵產品牌號采用漢語拼音字母、化學符號和阿拉伯數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)產品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。

　　3)鋼鐵產品中的主要化學元素含量(%)采用阿拉伯數字表示。

　　合金結構鋼的牌號按下列規(guī)則編制。數字表示含碳量的平均值。合金結構鋼和彈簧鋼用二位數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?，F將各類不銹鋼的特點簡述如下：

　?、勹F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

　?、隈R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。

　?、蹔W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。

　?、荑F素體―奧氏體型不銹鋼。

　?、莩恋碛不筒讳P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：

　?、儆酶鞣N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。

　?、谠谂铺栔幸话悴粯俗⒊Ｒ?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。

　?、叟铺栔写柡竺娴囊唤M數字表示抗拉強度值(如灰口鑄鐵HT100)，有兩組數字時，第一組數字表示抗拉強度值，第二組數字表示伸長率值(如球墨鑄鐵QT400-18)，兩組數字之間用“-” 隔開。

　　3)工程中常用鑄鐵的性能和特點：

　?、倩铱阼T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。

　?、谇蚰T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。

　?、廴淠T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。

　　蠕墨鑄鐵在生產中主要用于生產汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模和液壓閥等鑄件。

　?、芸慑戣T鐵?？慑戣T鐵可以部分代替碳鋼。

　?、菽湍ヨT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。

　?、弈蜔徼T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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