项目二化工机械认知基础2常用金属材料

项目二：化工机械认知基础2常用金属材料主讲：罗鑫源主要内容一、常用的钢铁材料二、有色金属及其合金金属材料是由金属元素或以金属元素为主而组成的并具有金属特性的工程材料。金属材料包括黑色金属和有色金属两大类。黑色金属是以铁或以铁为主而形成的物质，如生铁和钢（习惯上称为钢铁材料）。有色金属是指黑色金属以外的其它金属材料。一、常用的钢铁材料工业上常用的钢铁材料主要是钢和铸铁。钢是以铁为主要元素，碳的质量分数Wc在2.11％以下，并含有其他元素的铁碳合金。按化学成分分为非合金钢（碳钢）、低合金钢、合金钢。铸铁是碳的质量分数Wc＞2.11％，并有较高含硅量的铁碳合金。（一）钢1.非合金钢（碳钢）非合金钢的性能可满足许多机械零件和工程结构的使用要求，且工艺性能较好，价格低廉、产量大、品种多、规格全，在工业中应用很广。碳钢按碳的质量分数可分为低碳钢（Wc＜0.25％)、中碳钢（Wc＝0.25％～0.6％）、高碳钢（Wc＞0.6％）。低碳钢的强度、硬度低，塑性、韧性好，中碳钢通常具有良好的综合力学性能，高碳钢的强度、硬度高，但塑性、韧性较低。2.低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是结合我国资源条件（主要加入锰）而发展起来的一种可焊接的低碳低合金工程结构用钢，它是在低碳钢的基础上加入少量合金元素而制成的。这类钢具有较高强度（σS≥295MPa）和塑性、一定的耐蚀性以及良好的焊接性能，而其成本与碳素结构钢相近，故广泛用于桥梁、车辆、船舶、压力容器等。低合金高强度结构钢的牌号与碳素结构钢相同。3.合金钢

合金钢是指合金元素的种类和含量高于国标规定范围的钢。合金元素是为改善钢的性能在冶炼时有意加入钢中的元素，常用的合金元素有：Si、Mn、Cr、Ni、V、W、Mo、Al、B等。由于合金元素的存在，使钢的力学性能得到提高，特别是使钢的淬透性（指钢淬火后获得淬硬层深度的能力）提高。某些合金元素的加入还可使钢具有一些特殊性能，如耐蚀性、抗氧化性等。合金钢常用来制造更加重要的机械零件和工程结构件以及一些在特殊条件下工作的钢件。不锈钢是以铬为基本元素，能抵抗大气或其他介质腐蚀的钢。（二）铸铁铸铁是具有良好的铸造性能、切削加工性、减震性和减摩性，且价格低廉的铁碳合金材料，在工业生产中广泛应用。铸铁可分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。在工业生产中应用较多的是灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。二、有色金属及其合金有色金属及其合金也称非铁金属，是指除铁和铁合金以外的金属和合金。有色金属及其合金与黑色金属相比有许多优良的性能，如导电性、导热性、耐蚀性、耐高温性，且密度小，因而有色金属及其合金在航空、航海、电器、仪表、化工等领域得到了广泛应用。有色金属的种类非常多，较为常用的是铝及铝合金、铜及铜合金。（一）铝与铝合金1.纯铝纯铝具有良好的导电性、导热性，抗大气腐蚀能力强，密度小，强度低，塑性好。常加工成板、线、管和型材或配制铝合金。2.铝合金铝合金是为了提高铝的强度，在铝中加入某些合金元素所形成的合金。按成分及加工工艺的不同可分为变形铝合金、铸造铝合金两大类。（二）铜与铜合金1.纯铜纯铜又称紫铜，其性能与纯铝相近，但密度较大，价格较高。一般加工成板、线、棒、管等，广泛用于制造电线、电缆、铆钉、冷凝管等以及配制铜合金。2.铜合金为改善力学性能，在纯铜的基础上加人适量的合金元素所形成的合金称为铜合金，按成分可分为黄铜、青铜和白铜，其中黄铜和青铜在工业上较为常用。