三、有色金属材料金属和合金，如铜.锡、铅、金属材料一.金属材料包括黑色金属材料和有色金属材料.二、黑色金属是指铁和碳的合金。如钢-生铁-铸铁等•超iff.7%生铁是把伙仏右放到S炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸ft2、聾驚喪簧韋放在熔韋罪中熔炼，即得到倚铁（液状），把液状铸铁浇警1.4.1.硅的形响：有益元素-Mn和Si在钢中大部分溶于扶素体•起强化作用•Mn能减轻S的有害作用FeS4-Mn=MnS+Fe,MnS高熔点，可以消除硫的热脆性•硫的影响:有害元素，Fe+S=FeSFeS与Fe易形成低熔点的共晶体可钢引起热脆性.FeS+Fe共晶体的熔点低（989P）对钢进行热加工（锻造•轧制）加热温度常在1000-C以上，这时晶界上的FeS4Fe共晶熔化，导致热磷的影响:有害元素.P在钢中可溶于铁素体，使钢强度、硬度增加，塑性、性减小，易使钢产生冷脆现象。冷脆现磷在纯铁中有相当大的溶解度它使钢的脆性转变温度急剧升高。温度降低时金《材料由韧性状态变化为脆性状态的温度区域叫脆性转变温度•2.钢的分类化学成分使用待性（1）按化学成分分类：根据各种合金元素规定含量界限值，将钢分为非合金钢（碳素钢），见教材27低合金钢（合金元素含量小于5%）合金钢部分合金元素规定质戢分数界限值（％）Cr0.300.30-0.50A050Mn1.001.00-1.401.40Mo0.050.05-0.100.10Ni0.300.30-0.500.50Si0.50050~0900.90(2)按主要质屋等级分类按质量等级普通质量钢优质钢特殊质量钢普通质量钢:即対生产过程中控制质量无特殊规定的、一般用途的非合金钢和低合金钢。S、F含量见教材p28特殊质量钢！即在生产过程中需要严格控制质量和性能的钢，特别是要求严格控制硫、磷等含量和提高纯洁度等。按使用特性分类钢使用特性分类的具体解释合金工具钢：容易淬硬，不易产生变形和裂纹，适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和*具C•工程结构用钢：工程和建筑结构用的合金钢.机械结构钢：制造机器和机械零件的合金钢它是在优质碳姦钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素，用来提高钢的强度、韧性不锈耐蚀钢：它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的.简言之，能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢，而能抵抗化学介质（如酸类）腐蚀的钢叫耐-耐热钢：在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢••钢的牌号和应用非合金钢1）普通碳素结构钢（p28）牌号：例如Q235F表示屈服点，“235”表示屈服点值为235MPa,•T表示脱氧方法（沸腾钢）O用途:碳素结构钢w（C）为006%~038%。主要用来制造一般工程结构和普通机床零件,通常轧制成各种型材.板材和线材等。碳素结构钢部分牌号.成分与力学性能牌号质量等级化学成分（质量分数,％）力学性能MnSiOS/MPaab/MPa不大于Q1950.06-0120.25-0.500.030.0500.045195315-43033Q2150.25-0.550.300.0500.045215335-45031Q2550.18-0•280.40-0.700.300.0500.045255410-55024Q2750.28-0•380.50-0.800.350.0500.04527）优质碳素结构钢牌号：是用二位数字表示，这两位数字表示钢中的平均碳的质量分数（万分数）例如45表示平均w（C）为0.45%的优质碳素结构钢。若为沸腾钢，则在牌号后加符号，如08F。若含猛量较髙，则在数字后加“Mn”符号。开云app官网用途：主要用来制造比较重要的机械零件，如轴、连杆.弹簧等。20钢金相组织示意图表-4优质碳索钢部分牌号、成份、力学性能及应用举例化学成分（质fi分数，％）力学性能（不小于）应用举例SiMn080.05-0.110.030.25~0.要求冷成形性和焊接性良好的零件，017-200.230.17^0.37035~0.同上，且用于要求0.57-600.650.17-0.370.50~0.经淬火和中温回火具有较高弹性的各类弹簧等。3）碳素工具钢:是用规定符号T（碳字的汉语拼音字首）和数字表示（数字表示千分之几）O例如T10A10表示平均w（C）为L%,“A”表示高级优质。:用于制造不受冲击、高硬度、耐磨的工具，如锂刀、手锯条、拉丝模等。TL2钢的金相组织表碳素工具钢部分牌号、成份.硬度和应用牌号化学成分（质量分数，%）试样淬火HRCSiMnT80.75-0.840.40（780-8009,水淬）62承受冲击，要求较高硬的工具.如压缩空气工具T9A0.85-0.94韧性中等，硬度高的工岩工具.T100.95-1.040.350.40（7607809,水淬）62不受剧烈冲击、高硬度、T12A1.15-1.24不受冲击、要求高硬度、（2）低合金高强度结构钢:例如Q390A’’Q”表示屈服点，“390”表示屈服点值为390MPa,“A”表示质量等级为A级。:低合金高强度高强度结构钢一般不用热处理，综合力学性能良好，用于桥梁、船舶、车、高压容器、停道、建筑物等。(3)合金钢1)合金结构钢:例如60Si2Mn,表示平均w(C)=0.6%,Si2”表示平均w(Si)=2%,Mn”表示平均w(Mn)1.5%o:合金结构钢的力学性能优于优质碳素结构钢,常用来制造例：渗碳钢，20CrMnTi；调质钢，40CrMn；弹簧钢，60Si2Mn2)合金工具钢例匕低合金工具钢：9表示平均w(C)=09%,“Si”表示平均W(Si)1.5%“Cr”表示平均w(Cr)1.5%o:合金工具钢的力学性能优于碳素工如钻头.绞刀、量块和冲模等。主要分为：铸造碳钢和铸造合金钢。铸钢将熔炼好的钢液直接铸成零件毛坯，不再进行锻造的钢件称铸钢件。性能特点：铸钢的综合性能和焊接性能均优于铸铁，用途：主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的构件。如锻锤机架、齿轮、轧辐等。在各类铸造合金中，铸钢的应用仅次于铸铁。1）铸造碳钢ZG230—450450—6bM450MPii；230—6(%)N230MPa；ZG“铸钢汉语拼音首字母。有一定的强度和较好的塑性、焊接性能良好，切削加工性尚好。作砧座、轴承盖、齿轮等。图1-18各种铸钢件图1-17铸钢件钩造碳钢部分牌号、成份、力学性能和应用牌号化学成分(质fi分力学性能(最小值)主要特点及应用 SiMn MPa/MPa ZG200-400 0.20 0.50 0.80 200 400 25 塑性、韧性较好，强度、 性能差，用于受力不大，韧 性要求较高的零 件.如机座、 机架等• ZG340 -640 0.60 0.60 0.90 340 640 10 强度、硬度较高，塑性. 韧性 较焊接性和铸造 性能均差 用于受力较大 的耐磨零件.如 齿轮、 轮、车轮尊- 2)铸造合金钢 即为改善性能而添加的合金元素含量 超过铸 造碳钢范围的铸钢。 牌号：例如ZG30MnSil 30——W (C)为0.3%左右。 Si 4%Mn (Mn)为0.9-1.4%主要特点：耐磨性高。 用途：用于受力较大的耐磨零件， 如链轮、齿轮.承力支架等。 0.3%铸铁中，碳的存在 形式 有渗碳体（FCsC） 和游离 状态的石墨（G） 两种。 铁碳合金实际上存在 1.4.2铸铁 -铸铁：含碳量为25%~ -4,0%的铁碳合金。 性能特点： 良好的铸造性能、切削w（C）25%~ 工性能、耐磨性和减震4.0% \\铸铁的 性，且熔炼工艺与设备比 化学 较简单，成本低廉。用途：铸铁件占铸件总产量的 80%左右。 如机床床身、箱体等。 •铁碳合金双重相图(Mn)05% 1.3%w(Si)10%~ 3.0% 图119铁碳双重相图 供铁的石墨化过程&仝过程)铸固时碳以行墨形态析 第一阶段：高温石化阶段，“一次结晶 析出石《6^ 1154*0： og+G(共晶)4.26 以共晶合金为例，开云app官网如果 全部 按照Fc-C(石墨)相图进 则铸铁的石墨化过程可分为二个 阶段： 第二阶段：中间石塑化阶段, 次结晶析岀cr1154-7389： 第•阶段石墨化：温度任1154C时 液态合金通过共品 反应1 时形成石 黑，英反应式 析反应析出AO.68 第一阶段石思化：温度在11 5”「~72 只「站•nmAioM知 铸铁的组织: 铸铁按石墨化程度的不同 可获得三种不同基体的组织： 铁素体+石墨。3•影响铸铁石墨化的因素 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度。 (1)化学成分 碳和硅分别是形成石墨和强烈促进石墨化的元素， 铸铁中碳、硅含量越高， 石墨越容易析出。 虽然阻碍石墨化，但猛与硫能形成硫化猛，有利 于减弱硫的不利影响，而且还能促进珠光体形成, 强化基体，故铸铁中必须含一定量的猛。 磷是微弱促进石墨化的元素，