自强#学习一建的第一天
第一章 机电工程常用材料
常用金属的材料类型及应用
一、黑色金属材料的类型及应用
（一）黑色金属的类型
1. 黑色金属又称钢铁材料，包括工业纯铁、铸铁、碳素钢（非合金钢）、合金钢。广义上即铁、铬、锰及其合金。
2.铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金。
3.工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。
4.铸铁与钢比，熔炼简单、成本低廉，具有优良的铸造性能、很高的减摩性和耐磨性、良好的消振性和切削性及缺口敏感性低等优点，但强度、塑性和韧性较低。
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（二）黑色金属的应用
1.非合金钢类
（1）碳素结构钢：铁道、桥梁、各类建筑工程承受静载荷的金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般的焊接件。含碳量为0.05%~0.7%
（2）优质碳素钢：和普通碳素结构钢比，硫、磷及其他非金属夹杂物的含量比较低
（3）碳素工具钢:制作刃具、模具、量具。机床刀具、游标卡尺
（4）易切削结构钢：提高切削速度和延长刀具寿命，制造螺栓、螺母、销钉、轴、管接头。
（5）工程用铸造碳钢：用于各种铸钢件糖心
2.低合金钢类*
（1）低合金高强度合金钢:碳含量 ≤0.20%的碳素结构钢基础上，加入少量的合金元素（合金元素含量＜5%）；多用于轧制成板材、型材、无缝钢管等。
（2）低合金耐热钢：含一种或几种合金元素，含合金元素总量不超过5%，含碳量不超0.20%。
3.合金钢
（1）工程结构用合金钢：①可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、铁道用合金钢、地质石油钻探用合金钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢
②拖拉机履带、挖掘机铲齿、防弹钢板和保险箱钢板等
（2）机械结构用合金钢：制造机器和机械零件，合金结构钢和合金弹簧钢，按化学成分基本组成系统可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Ni系钢、B系钢等。
（加镍，镍在不锈钢中的耗量最大：耐酸、碱、盐的腐蚀）
（3）轴承钢：轴承钢有5大类，即高碳钢铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢、中碳轴承钢
制造滚动轴承滚珠、滚柱和轴承套圈的钢种，也可用于制作精密量具，冷冲模，机床丝杠、冲模、量具、丝锥及柴油机油泵的精密配件
（4）合金工具钢与高速钢：以钨、钼、铬、钒，有时还有钴为主要合金元素的高碳高合金莱氏体钢;简称高速钢，俗称锋钢。高速钢主要用来制造中、高速切削刀具，如车刀、铣刀、铰刀、拉刀、麻花钻等。
（5）不锈钢与耐热钢：耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀性介质腐蚀的钢为不锈钢。耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢为耐酸钢简称不锈钢。
不锈钢不一定耐酸，而耐酸钢也不一定耐锈。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可作为不锈钢也可作为耐热钢使用。
（6）特殊物理性能钢：有特殊磁性、电性、弹性、膨胀性等物理特性的钢，包括软磁钢、永磁钢、无磁钢以及特殊弹性钢、特殊膨胀钢、高电阻钢和合金等。
（7）铸造合金钢：用于铸造的合金钢。
4.铸铁类
（1）根基碳的形式分类
白口铸铁：炼钢原料和生产可锻铸铁的毛坯
灰口铸铁： 片状石墨存在，应用最广，产量占铸铁总产量80%以上
麻口铸铁：石墨形式+自由渗碳体形式;有较大硬脆性，故工业上应用很少用。
（2）根据石墨墨形态
普通灰铸铁：石墨呈片状存在
可锻铸铁：石墨呈团絮状存在。有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。用
于制造汽车后桥、弹簧支架、低压阀门、管接头、工具扳手、制造动力机械和农业机械的耐
磨零件、汽车后桥桥壳、转向机构、低压阀、管接头等受冲击和震动的零件。
球墨铸铁：石墨呈球状存在。机械性能比灰口铸铁和可锻铸铁高，生产工艺比可锻铸铁简单
蠕墨铸铁：加蠕化剂(镁或稀土)随后凝固，钢锭模、汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用
（3）根据含金属元素不同
普通铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金
合金铸铁：加入合金元素而具有特殊性能，合金元素有硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、钛、锑、锡等。常用的合金铸铁分为:耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。
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