钢材的材料力学及其热处理第二部分

三.钢材的基本知识(一).钢结构的定义 1.是指由钢板、型材和钢索、钢束等钢材，经适当加工后，用焊、铆、螺栓或胶等连接而成的、具有一定用途和功能的结构。 2.冷作：将金属材料（在这里我们主要讲钢板）在基本不改变其断面特征的情况下，加工成各种制品和结构的综合工艺，称为冷作，现在一般称为钢结构的加工制作。 冷作是一种综合性的金属加工工艺，常与焊接、机加工、热处理和检验工艺相结合，以形成完整的产品制造过程。3.钢结构工程的过程：工程立项方案设计技术设计，即建筑行业称为施工设计招投标签合同深化设计即施工图详图设计材料准备放样下料加工制作运输至现场现场拼装吊装完工验收(二).钢材的各种性质1.含碳量低于2.11%的铁-碳合金称为钢; 钢中除含有铁、碳以外，还含有硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）和磷（P）以及其他相关的合金元素。 当钢的含碳量a：在0.0218%～0.25%称为低碳钢。 b：在0.25%～0.6%称为中碳钢。 c：在0.6%～2.11%称为高碳钢。 而建筑钢结构一般用低碳钢。当然有部分也用到中碳钢，如销轴就用到45号钢，其含碳量在0.42%到0.50%；或合金结构钢40Cr钢—其含碳量在0.37%～0.44%，含铬Cr在0.80%～1.10%2.金属材料的使用性能 为了保证由金属材料所制成的产品（机械零件或金属结构件）能正常使用而应具备的性能，称为金属材料的使用性能，如物理性能、化学性能、力学性能。 1）物理性能 金属的本质不发生变化所表现出来的性能，称为物理性能。包括密度、熔点、导电性、导热性、磁性等。

（1）密度 密度是指金属单位体积所具有的质量，即：密度=，单位是g/cm3。（2）熔点 物质由固态转变为液态时的温度，称为熔点，钢的熔点为1400～1500℃。 金属材料的熔点是铸造、焊接、热镀、配制合金时必须考虑的重要因素，与金属的应用有很大关系。例如，制造电器保险丝，印刷合金等大多采用铅、锡等配制的低熔点合金，而熔点较高的合金，常用来制造机械零件、结构件、电灯丝及电炉加热元件等。

（3）.导热性 金属传导热量的能力，称为导热性。金属的导热性越差，在加热或冷却时，零件的表面和内部的温差就愈大，因此而产生的内应力就愈大，就愈易发生裂纹；反之，导热性好的金属就不易开裂。 导热系数以物体内维持单位温度梯度时，在单位时间内流经垂直于热流方向的单位面积上的热量表示，符号为λ，单位为（w/m℃）。 纯金属的导热性较合金好。（5）.导电性 金属传导电流的能力，称为导电性。 不同种类金属的导电性不同。银的导电性最好，其次为铜和铝。如果把银的导电性作为100，那么，铜的导电性为94，铝为55，铁为2。一般来说，纯金属的导电性较合金为好。材料的导电性愈好，则电流通过时电能的损失愈小。所以导电材料多选用铜或铝（银的价格太高）。与导电性相反的性能称为电阻。电阻大的金属，则电流通过时会产生很大的热量。所以电热炉内电热元件（电阻丝、电阻带等）都采用铬镍合金、铁铬铝合金等高电阻材料。（6）.磁性 金属能被磁场吸引或磁化的性能，称为磁性。根据磁性，可把金属分为：铁磁性的，即在外磁场中能强烈被磁化的，如铁、镍、钴及其合金都是铁磁性金属；顺磁性的，即在外磁场中只能微弱地被磁化，如锰、铝、铬、钨等都是顺磁性金属。逆磁性的，即能抗拒或削弱外磁场的磁化作用、的，如铜、铅、锌、锡等都是逆磁性金属，通常说的磁性材料，指的是铁磁性金属材料，而弱磁性或无磁性金属材料，则指的是顺磁性和逆磁性金属材料。（7）.耐磨性 机件和工具的磨损是降低机器和工具效率、精度和寿命的主要原因之一。因此，钢材的耐磨性是很重要的一种物理性能。 影响钢材耐磨性能的因素有很多，就钢材本身来说钢材的化学成分、热处理状态、力学性能、热稳定性等都是重要原因。比如滚珠轴承是否经久耐用，不但决定于钢材的质量，而且加工质量也是一个很关键的因素。2）.化学性能 金属材料的化学性能主要指其化学稳定性，即抵抗周围各种介质（如大气、水、各种酸、碱、盐溶液等）腐蚀的能力。（1）.抗蚀性 抗蚀性又叫做耐蚀性，是指金属材料抵抗周围介质腐蚀作用的能力。金属的抗蚀性好，就不易受到周围介质的作用而发生质量上的变化，表现出稳定的化学性能，因此又叫做化学稳定性。根据腐蚀的种类不同，抗蚀性可分为抗氧化性、耐酸性等。（2）.抗氧化性 许多金属容易与氧化合成氧化物，特别是在高温下，氧化速度更快，如果在金属表面的氧化物层比较松散，外界氧气便可以继续与金属接触，并不断进行氧化，致使金属受到破坏。如果生成的氧化物层致密，并且牢固地覆盖在金属表面上，就能使氧气与金属层隔离，使氧化作用中断。金属抵抗高温下气体腐蚀的能力成为抗氧化性。锅炉、汽轮机零部件、内燃机阀门等是在高温下工作的，这些零部件应选用具有良好的抗高温氧化能力的材料制造，不然表面很快就被氧化剥落而破坏。钢材的抗氧化性与钢材的化学成分组成关系很大。 钢材的抗氧化试验方法，国家有统一的标准。对耐热钢来说，这也是一个必须检验的项目。（3）.热强性 热强性是指金属材料在高温下不仅具有抗氧化性，还具有足够的高温强度。 不同使用条件要求金属材料具有不同的耐腐蚀能力，因此选用不同成分的材料。如：化工设备中输送酸的管道，应选用耐酸钢；加热设备的支架、退火炉罩等，应选抗氧化钢；汽轮机的叶片、转子，高温下工作的螺栓、弹簧、紧固件等，应选用热强钢。3）.力学性能 某些零件或工具在使用过程中要受到各种外力的作用，如起重机的钢丝绳受起吊重物拉力的作用；船舶在航行中，船体不仅要受到拉、压作用，还要承受冲击力的作用等。金属材料在外力的作用下表现出来的各种特性，称为力学性能。如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。（1）.弹性 材料受到外力时产生变形，外力去掉后又恢复到原来形状的性质就叫做弹性。这种变形量越大，说明材料弹性越好。在弹性范围内，材料所受到的外力和变形量成正比。 金属的弹性，对制造弹性零部件具有重要意义。（2）.刚度 材料抵抗弹性变形的能力。其衡量指标为弹性模数。（3）.强度 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度。金属材料的强度，是通过屈服强度、抗拉强度等许多强度指标来反映的。（4）.塑性 金属材料在外力作用下产生永久变形（指去掉外力后不能恢复原状的变形），但不会被破坏的能力叫做塑性。塑性用伸长率、断面收缩率表示。 金属的塑性与变形方式有关。例如，有些金属在受拉伸变形时要发生破坏，但受挤压或模锻时可不发生破裂。 金属的塑性是进行压力加工、冷弯工艺等必须考虑的重要因素。另外，适当的塑性对提高金属结构的安全可靠十分必要。（5）.拉力剃试验篇和拉末伸曲沈线拉力虹试验设是按伪标准妨规定帜的形丝式状和具尺寸掌把材贝料制泼成拉债伸试尘样，护装在净拉力椅试验蜡机上炎，对元试样惯施加扰逐渐装增大箭的拉引力，芳使试动样逐叛渐产闸生变捎形，晓直到迎拉断朵为止支。根狭据试室样变汽形值伙随外乔力变驼化的怖关系氧，可肝以画钉出拉澡伸曲某线，罪也称社为拉球伸图眉。拉伸里曲线大多毯数拉活力试战验机流能自君动绘蚂出试透样的母拉伸乱曲线开。下共图1为低雅碳钢今的拉贡伸曲需线，寨图中斤纵坐蜓标表渠示荷拨载即被拉力兔，单激位为N(牛顿)；横采坐标弓表示孕变形苹量，叶单位秤为mm。由下秆图可排以看择出试甩样在丽拉伸垒过程识中，幻玉变形去与荷贷载的聋关系督分为狗以下岗几个热阶段流：图1低碳刑钢的畅拉伸抖曲线图2铸铁磁的拉评伸曲刺线①oe-弹性容变形顿阶段毫。当旧载荷剥小于Fe时，段随载纲荷增咽加，治试样榆被伸浆长，氧如果锁卸除封载荷乳，变黑形会数完全果消失蕉，这苗种随园载荷舅的作智用产统生，慎随载莫荷卸稿除而结消失生的变体形，矩即为陆弹性贸变形着，载祥荷超统过Fp后拉梁伸曲些线开另始偏霉离直超线，佳但发知生的怎仍是箱弹性花变形途，Fe是保挠持弹胀性变樱形的转最大积载荷杰，实班际上Fp和Fe很接抛近。②es-微量祸的塑慌性变芦形阶盯段。征当载稍荷超驳过Fe后，盘试样层进一四步发傻生变睡形，鱼此时族若去恐除载酷荷，晌大部及分变未形随繁之消蝇失（价弹性饶变形置部分端），旱但有挥部分酸（微材量）凯变形秩不能嘉消失觉，这凡种不防能随梦载荷希去除勾而消欠失的徒变形叙，称寨为塑究性变嗽形。Fe是使蚕试样竭只发身生弹唐性变团形的每最大幼载荷都。③ss’-屈服案阶段鬼。当蛋载荷馅大到Fs时，倾载荷剧保持较不变阳而试粪样的膏变形您继续守增加抬，这肚种现饼象称成之为须屈服寇现象狡。这少时在找拉伸超曲线霸上出巴现水结平线柱段（凳或锯叙齿行妄线段菠）。Fs是使笼试样驱发生浓屈服含现象川时的维载荷怠。④s’朝b-均匀叛的塑陪性变涝形阶建段。耍当载未荷超繁过Fs后，暗试样配开始脆发生荣大量这的塑苏性变左形，雨同时闷为使茫变形判量增汤加，针载荷生也必牢须增穴加，沈直到Fb。此搂阶段额试样且的变宴形量或是沿坦试样越长度率均匀瞎发生叨的。Fb是试劣样被折拉断气前，少所能撞承受桥的最染大载栗荷。⑤bk-颈缩绵阶段跌。当甲载荷引超过Fb时，谈试样闹局部逮发生姥大量瓶变形错，称比为颈戚缩现息象，尽此后她，试弱样的封变形钩也局饿限在殊颈缩看现象然部分数。由构于试洞样局恼部截宽面积沃减少按，使浪试样慎需要拖较少尾的载罗荷就歪断裂孤了，Fk为试脉样断卸裂时促的载胳荷。通过肠上述质分析畅可以拔看出天，金袖属材饮料在丝式外力假作用略下发牙生的劫变化懂是开敞始弹通性变冻形；胜然后承是弹坊、塑舍性变酒形、谜直至敲断裂忘。但钱并非筹所有硬的金第属材兵料都购具有醋这三殿个阶诱段的阳变化务，如攻铸铁研，在亭无明窗显塑址性变舍形的障情况寇就断阁裂了率，铸矩铁的华拉伸创曲线角见图2。金属伞材料碑弹性奴、强灯度的趴大小插常用己单位址面积林上承播受的寻载荷——应力客表示宫。公惨式为尝：σ=式中σ=应力匙，单少位为MP柄a，即N/灰mm2；F=载荷享（外民力）泡，单烘位为N；S=横截歼面面摇积，算单位渐为mm2通过西拉伸满曲线世可以盆求出陆弹性锄、强寸度等袭指标太。（6）.弹性妖模数当材盘料在庭外力薪作用蚊下，休发生孤弹性梁变形超，而盾变形缓量和寺外力图总是底成正阀比地皂增长就时，蜓这个羊比例狂系数剥就叫壤弹性斜模数蚁，用E表示催，单份位为MP滋a。E也就陕是拉偶伸曲枝线在音弹性榜变形组阶段春的斜污率。苏弹性抽模数薪相当投于引索起单浊位变阻形所地需的程应力利，它毒是衡季量材淘料抵燃抗弹衫性变驼形能梢力的笔指标以。在联其他啦条件也相同缘瑞时，袖材料顶的弹毁性模渣数越梦高，望由其受制成油的零吧件或死构件滚弹性氏变形围越小凤，也药就是齐刚度喘越大甚。常身用的判金属春材料漫中钢似的弹述性模千数较沟高，疾大约福是（1.朝9～2.逝1）×1疗05MP形a，是比铜合凳金的疮两倍卖，铝炭合金件和铸至铁的不三倍矛。镗汽床的抄镗杆糊若刚屡度不翻足，歉使用手时当近进刀槽具较锤大时尺，镗抓杆本舍身变棒形过借大，术镗出性的内荐孔会软偏小阅而影叠响精雾度。弹性巡寿模数患的大登小，管主要挽取决择于金利属的滩原子垒本性鹊和晶这体结筋构。辉至于佣合金绳化、描热处胳理、踩冷热宰加工揪等因千素对乐它的吵影响渔很小慕，所锦以要床提高史零件堪、构摊件的望刚度娃，必住须改坡变材贞料的景种类产或零袖件、泛构件蹲的断承面形遥状和可结构谋。（7）.比例斧极限在弹蒙性变锐形阶旨段，啊金属深材料颤所承案受的俗和应貌变能渐力保扩持正崖比的倒最大须应力雕，称容为比私例极辫限。矩由于袖比例恼极限辩很难耀测定翼，所乡丰以常企常采贪用发捆生很喇微小荡的塑乡丰性变检形量受的应斥力值纷来表键示，碑称为踪蝶规定赚的比找例极团限。搜用σp表示凤，单竹位为MP糕a。计术算公绢式为除：σp=（8）弹顶性极剥限金属什能保思持弹失性变笑形的牛最大驶应力局，称叛为弹单性极影限。急由于煤弹性爪极限专很难孤测定怀，所光以常傅常采锦用很猴微小顷的塑照性变东形量组的应亏力值暴来表鸽示。尽弹性械极限控为σe表示懒，单袋位为MP秩a。σe=（9）.屈服道点金属暑试样俩在拉聋伸过瞧程中馒，载季荷不锅再增屈加，宵而试偿样仍诱继续钟发生拢形变别的现菌象，根称为京“屈椅服”设。发盛生屈蓝服现误象时拖的应爆力，叼即开倡始出剃现塑伍性变砖形时届的应娇力，末称为薯屈服国点或沉屈服介极限伟，用σs表示厨，单参位为MP骄a。计矿算公撇式为岔：（10）.屈服提强度拉伸库试验亚时，最只有篇少数忠材料央如低幸碳钢吼、中拿碳钢贼等有决明显牧的屈衡服现煌象，粘其他呢大多垫数材肃料没洞有明箱显的徐屈服筛现象尿，因卵此，虚对这鉴些材档料规撤定以拢屈服税强度米代替袭屈服飘点，徒用σ0谎.2表示杨。屈沟服强耗度指努材料轿产生0.丧2%塑性梅变形转时的丸应力妈。由于违屈服衬点（洲或屈帖服强过度）歼和弹箩性极抗限的恒数值演相差险不大它，而在弹性下极限模又不贫易测统定，那因此泪，实登际工吗作中制常常煤用屈竿服点爬而不双用弹鞭性极骄限来被衡量珍材料要的弹冈性。（11）.抗拉粮强度指材周料被漆拉断霸之前消，所衣能承腔受的万最大水应力哑，用σb表示淋：屈服衫点（访屈服懒强度哀）和委抗拉销强度挑是工化程技免术上确设计猛和选萄材的敢重要镜依据游，因限此，杆也是仇金属吴材料最购销文和检叔验工商作中续的重选要性勇能指融标。工程晓上所尖用的内金属苦材料状往往餐对屈缺强比五还有桶一定颠要求旨。所枣谓屈罢强比哑是指献屈服耐点σs和抗傅拉强颜度σb的比钞。屈尿强比留愈小表，愈拾不易生发生违突然悟断裂壳，但思屈强专比太渡低，投材料涛的强感度水田平就御不能朋充分泳发挥志。因喝此，闲不同溉的零补件对时屈强溪比有辉不同财要求炼，如地弹簧证就要粥求有荷高的伶屈强秤比。对我证们建扩筑用烤钢的乘屈强都比，怨一般咏要求听为：（12）伸土长率金属授在拉荐伸试售验时石，试霉样拉缓断后米，其斗标距担部分窗所增略加的劝长度宇与原枝标距侨长度眉的百价分比艘，称倍为伸穴长率案。以δ表示廉，单石位为%，计伐算公坝式为筛：标距桥长度订对伸赴长率社影响完很大站，所悦以伸仗长率可必须教注明例标距鬼。如诸对长样试样施，伸文长率朽用δ10或δ表示现；对短抚式样唐，伸包长率圈用δ5表示脉。S0为试在样原校横截隔面面拒积，d0为试多样之府原直钟径。屠凡L0与S0满足艰上面纤括号订内关痰系的哄试样杨，称织为比甜例试键样。给非比砍例试解样的L0与F0之间琴无上斗述一稀定关扰系。脂对特勤薄板寨、线抵材及恭部分铸小型跑材，津其试隙样通教采用就非比艰例试迎样（挑按有童关标搁准规惠定）僵。同一清材料凯的δ5＞δ，这弟是因姑为试探样拉要断后黑总伸左长量云是均垄匀伸系长量毅与缩置颈部命分伸睛长量最之和麦。其垄中缩荒颈部愁分伸伯长量战与试添样长悔度无描关，嫩所以晕，短除试样结测得抓的伸煮长率味大于怠长试紫样。莲对于续不同征材料则，只运有采茫用相评同长肾度的怨试样剖，δ值才市能比帝较。（13）.断面驼收缩芹率金属荐拉伸规试验今中，插在断歪裂处妄试样钉截面捷面积礼减小尖的百搏分率诉，称石为断锯面收肺缩率跑。以ψ表示宏，单版位为%。计浆算公粮式为宿：断面沸收缩止率与瘦试样价尺寸第无关芳，它汗能较棒可靠旅地代览表金社属材宪料的端塑性砖。伸长消率和啄断面捉收缩淘率其档值愈烦大，粥材料慎的塑隐性愈妇好，老使用哪中安羊全可味靠性威越大恨，齿料轮、汇轴类幼等许添多零淘件，家工作训中是靠不允苏许产多生塑垄性变解形的哗，但计在选攻材时偷，除去了强详度外罗，还冶要求子材料绞有一惰定的输塑性周，就烂是为赢了零往件的亚安全叫可靠晌性。吸工程隆上通鼻常把δ＞5%的材璃料称安为塑驰性材夺料；δ≤乘5立%的材信料成纲为脆添性材把料或塑处于陪脆性评状态缝的材欣料。对厚屡度方撒向性妙能Z向钢秒要求语：三从个试孩样的距断面候收缩陷率的挖平均举值：当为Z1鞠5时，ψ≮揪15毙%；Z2嚷5时，ψ≮油25搅%；Z3需5时，ψ≮床35茅%；（14）冲轰击吸疗收功恨或冲纪击韧残性值金属酬材料卸对冲油击载萄荷的衰抵抗假能力斩称为烘韧性家，通模常用歪冲击瓦吸收丈功或漏冲击觉韧性逗值来百度量尾。冲击厌吸收钩功是馅指试尼样在厌冲击慰载荷否作用泊下，根折断交时所司吸收俱的功个，用闷符号Ak表示割，单沫位为J。冲击锡韧性务值是圆指吸悲收功构除以蹄试样铁缺口朴处底仁部横造截面时面积热所得咸的商将。用ak表示征，单都位为J/壳cm2。冲击亡吸收棚功和侵冲击促韧性栏值通障常通修过一崖次摆魄锤弯泼曲冲会击试严验求伟得。蹦采用市的试臂样有河两种垦：V型缺敢口试冤样和U型缺检口试禽样，姨见图3，试恋验时菠先将慨试样释放在彻试验草机的绞支座玻上，菌使其协缺口仗背向妹摆锤厦的冲视击方肯向，炼然后义将重收量为G的摆穿锤举供至一品定高墙度H1，使其抓由此萌高度骑下落律，将假试样读冲断诸后，闭又继扣续提储起一欺定高截度H2，见扩图4图3冲击消试样饱及安丸放图4冲击射试验阴原理恢图式中祸，S0—试样牺缺口朝处底约部的队横截鹅面积霉，单球位为cm2。我国惧目前趁一般假是以维冲击析韧性祥值作蕉为材惭料韧弦性指互标的暖。实絮际上朗把ak作为群材料述冲击积韧性倡指标验不是洪很合完适的诵，因恒为ak值的潜大小虏不仅患决定赖于材涌料本跟身，鞋它还惕随试益样尺洗寸、上形状疯及缺裹口加炕工质炕量等惭在很猛大的宪范围联内变顺化，莫所以替现在含有些淡国家产已不挎再采孙用ak值，大而是镜直接诊用Ak来表喇示试醒验结驴果，熄这样滤既简探便，所误差买也小款。应煎该指锣出，题即使搁用冲逮击吸老收功Ak来表傻示冲啦击韧富性，努也还治是有舌误差腹的，秤因为介试验牛所消宜耗的扶冲击玩功、炉除用见于试爱样变返形和泛断裂莫外，删还有悔一部桑分被清冲掉瓜的试绳样带绍走和者消耗群于试塑验本踪蝶身的张震动纳。一般小认为ak或Ak越大教，材消料的没韧性卡越好辅。在冲暂击载届荷下套工作李的零另件，摄很少尸因受羊一次奏超载沸荷冲珠击而属破坏趣，大决多数役情况粉下是贝承受掏小能潜量的盆多次赔冲击码载荷坝而破氧坏。畅其破鞠坏过顽程是话由于怎多次平冲击锯损伤穗的积虫累所绸导致揉的裂丝式缝的茫发生捞和发春展。予因此疮为了硬更符砌合实眼际情般况，干应进庆行小董能量啄多次肺冲击忘试验唇，找犯出材恒料在谎多次热冲击稀作用辰下破串坏过疮程的奏变化美规律永，而陡不应届以一建次冲田击试杂验得幻玉出的ak值作乱为选烧材和俯设计膏的唯易一依眠据。州近来栽研究饥的结源果说廉明，搭材料蜜承受承多次镰重复蜓冲击线的能丢力，琴主要闷是取易决于袋其强婚度高梦低，带而不昂是主挖要取效决于工其冲碰击值估大小上，因杨此对外于在底能量件不太厌大多锦次冲脏击载未荷作懒用下里工作胆的零咐件，很主要兵强调柜的是普应具岸有足镇够的挣强度柄。低温风冲击鲁韧性这和高航温冲沉击韧叨性金属父材料怠在常剖温、疯低温羽及高族温下诊所测倦得的触冲击败吸收锹功或膏者冲叙击韧吃性值狗是不秃一样攀的。表低温贿条件遭下测趋得的圆冲击掌韧性容，称顺为低止温冲吃击韧争性；惩高温车条件其下测堡得的硬冲击凡韧性香，称关为高颈温冲孟击韧昼性。硬低温肤或高稠温下堂测得次的冲矿击吸蜓收功践或冲盗击韧醉性值剑都要垃注明脑试验清温度涉。（15）.硬度金属另材料胆的硬仔度，杯一般鸭是指刺材料葬表面埋局部每地区凭抵抗静变形惭或破宵裂的哭能力株。硬糕度这颤个概球念不纷是一绸个确稿定的格物理蠢量，辈随测泛量方应法不约同，汇其含遗义也侮不同好。根编据试柜验方免法和霉适用垂范围蛾不同就，硬侦度大再致可税分为散压痕票硬度樱、刻政痕硬注度、上回弹矛硬度乞三种错类型漠。例宵如：如压痕哭硬度上的硬四度值移，是赔表示户材料底表面否抵抗衡另一平更硬心的物阁体压捡入时蚂产生啦塑性丽变形睁的能先力；倦刻痕昼法的保硬度瞧值是身指材皱料表垒面抵乳抗局冶部破伪裂的阵能力护；而滤回弹滋法硬亏度是串代表若材料州弹性连变形绝功的释大小驻。根据窗试验浸方法富和适斜用范秃围的犬不同确，可凭分为巧布氏说硬度演、洛盲氏硬洗度、窗维氏匹硬度弱、肖威氏硬耽度等兼许多注种。（16）.脆性材料泳在受啄力时汇没有驶显著效的变言形而用突然代断裂霉的性多质，锻叫做丝式脆性致。金设属材秀料的冰脆性究主要饰取决头于其传成分调和组芦织结尊构。①热耻脆性钢材瘦在高荡温下哲所表脊现出念的脆梯性特斑征，瓣叫做看热脆阵性。钢材基的热港脆性桥是由虾硫元博素引转起的轮。硫映在钢良中以参硫化质铁（Fe协S）形浪式存秤在，虚它的明塑性盖不好蚀，并御且形存成熔屑点低剑（98城5℃）的常硫化既铁—铁（Fe擦S—S）的夜共晶松体存醋在与弱晶界晴处。娱当钢孔材在10唐00～12亮00个℃高温嫩下工洞作时壳，硫集化铁—铁的肾共晶求会先躁于钢置熔化朽，使净晶粒挠脱开休，而赵造成奇钢材桶的脆凑断。②冷件脆性室温财下钢走的塑听性、胞韧性召急剧菜降低讯，并始使脆齐性转牌化温筋度有子所升余高，淘使钢国变脆律，这梅种现幻玉象称旗为冷村脆性士。磷是鸽引起绑钢产喂生冷悄脆现继象的详一个奥元素鸭，它阵在钢袋中形蓝成脆象性很畏大的毒化合谢物磷裹化三贸铁（Fe3P）。3.金属摊材料浇工艺总性能金属行工艺响性能沙是指辜金属哭材料变在投棉入生告产的执过程传中，朋能承棚受各窗种加得工制礼造工甲艺而纲不产劫生疵杆病或苗废品捷而应脏具备检的性射能。1）铸贺造性铸造遭性指冠金属掉材料本是否时适于象铸造诉及所欺铸制环件的适质量吹好坏婶。金属陡材料表的铸箭造性果能包傅括流血动性搂、缩宫减性护和偏桨析等塌方面量。流哀动性谎是指鸽液态掉金属蚂充满级铸模画的能凶力，未流动网性越副好，坝越易劣制造贴细薄宏精致塞的铸勇件；县缩减稻性是近指铸订件凝扶固时榨体积副缩减舱的程魂度，妙缩减雪愈小渐，铸海件凝乘固变焰形愈孤小；筐偏析棍是指鹊化学妥成分态不均洋匀，尽偏析劲愈严自重，仅铸件摄各部立位的奥性能碗愈不迷均匀伸，铸抢件的即可靠低性愈佳小。2）.切削钳加工春性切削港加工侧性，暮是金纲属材远料被喝切削碍加工遣时所俭表现胡出来宰的性斑能，痛亦即堆金属棒材料馆承受蕉切削走加工坚的难长易程就度。可从伸下述闸三个规方面维来衡惊量金磁属材作料切黎削加李工性链：（1）切益削加占工后屡工件栗表面遣粗糙礼程度冬；（2）允西许的冤切削链速度摩；（3）对寄切削煌刀具蛮的磨秋损程围度。目前星尚没越有统阳一的湖检验蒜金属痛材料自切削镜加工层性的茄方法牵。一俗般是萝根据荣材料沃的硬评度和饼韧性援作大栋致的洽判断蚊，硬猜度过县大、珠过小够或韧挥性过限大，迫则切津削加途工性电均不躲好。群适合曾的硬胜度大堪约是HB酿=1冻40～25测0。3）.冷弯遣性金属肌材料雨在常旱温下玻能承抱受弯看曲而扭不破征裂的督能力扣，称怀为冷爬弯性云能。销出现糕裂纹接前能零承受煌的弯严曲程堂度愈晕大，配则材苍料的厚冷弯核性能船愈好迟。弯统曲程慌度一课般用理弯曲勒角度仓或弯谜芯直遮径d对材允料厚刃度a的比性值表晃示，遇弯曲冤角度浑愈大跪或弯饮芯直啦径d对材碌料厚短度a的比魂值愈污小，签则材软料的妇冷弯轧性能章就愈杰好。金属否材料莲的弯开曲是救靠弯烈曲处栗附近钓的塑影性变呆形来鸦实现扛的，愁因此笼塑性声愈大汁，冷苹弯性咏能也找愈好随。按照鼓国标GB制23青2的规缺定，谦冷弯脖试验握时的匆弯曲创程度末分为核：（1）弯宾到一养定角掀度（缠外角12镜0°，90场°等）钻；（2）绕拾着弯扶心弯镇到两祖面平惩行（棍即18垃0烂°）、钱弯心朱直径d等于逐试样甘厚度a的1/抄2、相慈等、醋两倍线、三瓦倍等厕；（3）弯或到两横面接层触（棋即弯更曲18俯0蹈°弯心利直径d=纤0）。4）.冲压武性冲压泳性是南指金配属经菌过冲样压变出形而笼不产轿生裂哲纹等干缺陷修的能灰力。许多火金属射产品标的制情造都移要经亚过冲盗压工粒艺。挎如汽叠车壳刑体、交搪瓷挂制品领坯料阿及锅聋、盆棋、盂哨、壶膀等日绩常用申品。榆为保每证制航品的沿质量滋和工惭艺的聪顺利资进行贷，用衣于冲叫压的叉金属田板、浇带等阿必须淋具有用合格塘的冲愉压韧惑性。5）.焊接云性（果可焊火性）焊接稍性是侍指金合属适脚应常虹用焊园接方习法和晌焊接队工艺纱的能狠力。法焊接梁性好颗的金评属材由料易幼于用柿常用努的焊论接方孙法和鼻焊接喜工艺煮焊接伪；焊麦接性期较差北的金傅属材爹料则食必须煤用特馒定的正焊接对方法楚和焊役接工为艺进抚行焊菌接；刷焊接初性很渠差的僻金属永材料之甚至肌不能范焊接龟。导热拿性过僚高或喝过低彼、热愉膨胀么性大拳、塑孙性低晋或焊魂接时影容易赶氧化遥、吸怜气的表金属纠。其戏焊接弟性一难般教碍差。状焊接春性差迁的金矛属，莲焊接腾后焊往缝强锡度低埋，还近可能山出现兼变形究、开畅裂等夏现象败。金属边焊接薄的焊姻接性戚一般评根据扭焊接于时产锯生裂董纹的尖敏感伐性及攻焊缝笛区力木学性劫能的签变化经来判装断。四、症钢材仰中的初合金亲元素约及其对作用钢是碎铁和绑碳（叙＜2.晌11％）轻的合租金。稳在工夜业用队钢中粗尚存量在少耽量非穷有意误加入广的其端它元锡素，舍例如郑一般明含量目的硅涨（Si），留锰（Mn），弓硫（S），垦磷（P）等宵，这仇些合药金元若素通无常称轨为常摇存元拣素或轮残余盛元素型。另挽外为摩了合族金化把的目扰的，盈即为授改善签或获摸得钢兴的某梳些性恐能，打在冶绘炼过条程中懒有意蚂加入秆的元诱素，拒均统胜称为僚合金荷元素盛。它抖们在绩钢中展的含栋量各网有不恒同，驶有的擦可高辽达百教分之糕几十岂，有货的则准低至吨十万飞分之系几。（一件）根菊据各降种合死金元侮素在加钢中上形成拨碳化俘物的穿倾向讲不同隆，可辟以把阿它们雷分成晋以下朽几类波：1、不眼形成多碳化拾物元构素：龟只与丢铁形填成固辣溶体驱，如阳硅（Si）、慨镍（Ni）、镰铜（Gu）、其铝（Al）、违钴（Co）等腿；2、强乌碳化舅物形句成元渗素：门这类兴元素溉由于且和碳驱的亲麻和力瞎极强夏，在西适当巷的条袄件下密，就仇形成兴各自驱的特忧殊碳主化物神；但织在缺挠少碳筛时，呢则以飘原子隔状态杨进入亲固溶竿体中连，如碧矾（V）、后锆（Zr）、扔铌（Nb）、蓝钛（Ti）、父钽（Ta）等窑；3、弱但碳化盼物形礼成元膝素：续介于征上述耍两类塌之间咬，部桨分进畜入固藏溶体殖，另易一部配分与虫碳形决成碳伏化物阀，如唉锰（Mn）、吵铬（Cr）、欣钨（W）、蛋钼（Mo）等质。但蒜当元以素含僚量超胡过一烂定限伸度时关（锰害除外磁），召又将现形成倒各自索特殊店的碳笑化物牙。除了拳形成孔碳化省物或延溶解惩于固薪溶体谣之外艘，大迟部分征元素生都能慎与钢侦中的砖氧、呜氮、泊硫等强形成馅简单漠的或丹复合逼的非铜金属装杂质剩，如Al2O3，VXNY，Mn田S，Fe宽O·倡Ti梦O2，Mn坡O·窑Si匙O2，Si狸O2·MXOY等。驰钢中扫合金盟含量渠较高肆时，邮某些惭元素渐彼此糊作用油而形语成金庆属间访化合餐物，查如Fe义Si，Fe牧W，Ni3Al，Ni3Ti等。与有的唱元素压如铜申、铅们，当杀含量权超过渴它在右钢中卷的溶俱解度唤时，保常以姿游离繁状态抱或纯示的金粥属相附存在粒。钢中欠各种停元素亮通过蓬与铁直和碳元这两呼个基贪本组圣元的候作用打，以吼及它究们彼梳此之彼间的撤相互剩作用翼，可聚使钢缎中各浪组成鸟相，估组织唉，结岗构以爆及性钓能发游生各努种有狡利的您变化争，例注如可碑明显对的提倦高钢道的综考合机棍械性财能，妇以及娇使钢崇获得伤耐热娇、耐横蚀或畅电磁牧等各桥种特任殊物轮理化滥学性挣能。（二勉）五乐种最身常见扛元素源在钢替中的纯主要交作用悠：1、碳仍（C）：乞是钢同中的绑两个校基本密组元驾之一任，它熟可以渔扩大γ相区翠，但滑因渗辛碳体途的形永成，魂而不向能无姓限固撞溶。杏碳在α铁（阻铁素辆体）幕及γ铁（旦奥氏饥体）反中的缴最大治溶解亚度分茂别为0.挡02％及2.品1％。琴钢中餐随着蚁碳含排量的烤增加读，珠筝光体办和渗戚碳体止也愈壶多，固铁素勾体也慰愈少讨，可陆提高投其硬江度和付强度嗓，但谢降低该塑性品和韧灭性。酱碳和杯钢中禾某些驱合金印元素葱形成妖各种赵碳化娱物，搜对钢恳的性文能产隐生不骡同的取影响占。2、硅急（Si）：令熔点14森10仗℃，是遭缩小γ相区览的元顷素，偿在α铁及γ铁中扩的溶唉解度避分别震为18碍.5％及2.穴15％。济它和担氧的确亲和蛋力仅耍次于召铝和冲钛，青为常温用的荡脱氧租剂。酷硅在伶钢中煎不形到成碳蝴化物决，提铅高钢寻中固议溶体奴的强罪度和衣冷加译工变做形硬先化率登的作喇用极现强，蚁但同绒时也斯降低腾钢的化韧性丘和塑蔑性。议硅还顽可提伙高钢幻玉的淬臭火性骄和抗老回火渗性，锅对钢班的综辫合机哈械性吊能，捕特别衰是对躁弹性勤极限既、屈柴强比畅的提井高显左著，圆并可笔增强规钢在蓄大气湾中的言耐蚀预性。偶硅提跟高和旬改善糕钢的盯电阻备率和飞磁导祝率，捎降低说磁滞燥损耗在，为供硅钢馅片的够主要剥合金常元素芦。硅球含量哗较高盛时，芹对焊诉接性教不利去，并谣易导追致冷槽脆，粥还降羽低钢棚的被灿切削指性；匹对中貌、高变碳钢乞回火时时易密产生眉石墨代化。3、锰巩（Mn）：砖熔点12机44登℃，扩励大γ相区音，形未成无厚限固幼溶体金。对的铁素策体和份奥氏霜体均铅有较棍强的拢固溶屠强化镰作用敲，提度高硬飞度和起强度疲。它航是弱损碳化腊物形走成元篮素，非可形伶成合逐金渗娇碳体倍。锰执是良季好的朽脱氧详剂和辟脱硫击剂，股与硫且形成Mn家S，可记防止板因硫晓而导邀致的岛热脆抖现象毒；在老易切遭钢中Mn崇S可改背善被堪切削谢性。侄锰降车低钢短的下笨临界直点，饿增加摇奥氏醉体冷恰却时葛的过吵冷度揉，细汪化珠催光体萍组织挨，以答改善邪其机缘瑞械性怀能，皮为低忌合金养钢的息重要划合金彼元素惩，并映为无碎镍及膛少镍荒奥氏吓体钢见的主沙要合尺金元屿素。叶在高惧碳高宴锰耐报磨钢幕中和煌中碳命高锰壳无磁短钢中姑，锰捉也是塞主要盟合金鲜元素组之一阻。锰次还强浩烈增窃加钢嫂的淬河透性恳，但枪有增狱加晶件粒粗赢化和穗回火生脆化恋的不拒利倾看向。4、硫倦（S）：供熔点11捐8℃，缩搭小γ相区史，因乒有Fe乞S的形弯成。钞它在绣铁中练溶解诱度很典低，窜主要俯以硫脑化物怒形式笋存在积。一湿般认形为它歌是残芦存在运钢中既的有街害元丑素之漫一，勾例如论在钢誉中产微生严雄重偏塞析，馆恶化凳钢质寸；如摧以熔肯点较名低的Fe赚S形式胖存在匆，将狭导致芒钢的谨热脆挺现象告。用际于焊但接的倦钢，忧硫含纲量偏救高会萄产生SO2，使唯焊接浆金属专内形痰成气丘孔和谷疏松艘。但乖在含秋硫易穗切钢荣中，识其唯认一有元利的筛作用推是硫丈和锰听的配殖合，讯形成历细小饥的（Mn，Fe）S夹杂泊形态棉分布比于钢孤中，坟可改析善钢吵的被溪切削壳性能捷。5、磷捷（P）：说熔点44悟℃，缩段小γ相区指。在α铁及γ铁中商的最秋大溶次解度责分别袜为2.词8％及0.皇25％。练它在撞钢中放不形鹿成碳欣化物肌，但索易造朋成严学重偏扶析，顺故磷帮在钢乌中一四般说号来是秀有害行元素赛，但禽也有脊其可得利用它的一炕面。曾磷对干提高胀钢的申强度忘以及酿冷作宋硬化滥作用吼很强身；但雨增加炮钢的诱脆性给，尤讨其是跃低温铃脆性窝。它决与铜颜配合灰使用浮，可识提高芳低合防金钢呀耐大师气腐陈蚀性谈能，取但降死低其晕冷冲太压性台能。净它与叔硫、词锰配傻合使被用，册可增蚀加钢踪蝶的被更切削用性能帝。（三姜）其丹他合顷金元左素在腰钢中肝的主鸽要作后用：1、铝但（Al）：霞熔点66骡0℃，是悉强烈哪缩小γ相区腊的元授素。偷在α铁及γ铁中友的最芳大溶管解度燥分别爆为36％及0.击6％。底不形哪成碳胞化物题，它欧与氮去和氧王的亲膝和力绍很强恒。铝嘱主要阅作用器作脱哗氧和微细化蒸晶粒莫。在偏渗氮咳钢中旱促使臣形成栽坚硬喝耐蚀葬的渗惰氮层杨。含舞量高寇时，爷赋予疯钢高博温抗凳氧化冶及耐愤氧化炊性介命质及H2S气体肥的腐序蚀作繁用，脑固溶笔强化永作用俘大。兰在高匙温合锄金中携，与因镍形绣成γ’相（Ni3Al），计从而较提高悔其热们强性岛。在浪磁性举材料童中，详改善芒钢的品电、融磁性竭能。概对淬抱透性挡影响似不显缝著，炉有促积进石售墨化扛的倾筐向。2.氢（H）：叠熔点-2闲62荣℃，扩原大γ相区旧，在伏奥氏堆体中邀的溶浪解度胡远大膀于在眉铁素碎体中祸的溶昂解度寺；而舌在铁夹素体死中的份溶解踩度亦假随温汁度的慕下降会而剧优减。裕氢使雁钢易灿产生锻白点蔽、点找状偏帆析、组氢脆伸等严飞重缺骡陷，渡也是扬导致提焊缝油热影留响区柴中发调生冷编裂的举重要梨因素豆。氢穴虽然药也能胜起到轿某些固合金望化的炊作用拜，但好这些傻缺陷幻玉的危杨害性刮远大刻于作凤为合粘金化时元素葵的好考处，铅因此商采取治种种间措施车来降刮低钢猜中的炼氢含岩量。3.氧（O）：趴熔点-2旋18僚.7建℃，缩默小γ相区岗，在α铁及γ铁中嗽的最播大溶刷解度钢分别柱为0.蹲03浸%及0.象00丽3%。由役于钢降中总洞有一涝些残河留的底氧，栗根据垫其类绵型、隔组成拘和分收布状膊态，眠对钢戒的性锡能起订不同浮的影多响。平如固县溶于酷钢中纳的数钻量级纵少，梨则对违钢性财能的轮影响觉并不纽奉显著纯。若肤超过备溶解歇部分谊的氧剑，以好各种馋夹杂球物的苦形式校存在剂，对抓钢的堵塑性窃、韧再性及尤疲劳庙性能欠不利陷，特雅别对笛冲击垄韧性萌和脆影性转牌变温志度极歉为不阶利。早所以呈通常慎把钢茶中的举氧看熔作有黑害的计但又魄不可辆避免掩的元芳素。赠但在谣铁氧钩体磁属性材堂料中颂，氧打增加充矫顽掠力和筐电阻红系数陷，降梁低导致磁率箱，是菠有益帮的重引要元某素。4氮（N）：量熔点-2蛙10跌℃，扩葛大γ相区辰，是间一种祝很强酱的形与成和宏稳定借奥氏雁体的乎元素途，在α铁及γ铁中竭的最共大溶阔解度厘分别次为0.券1%及2.名8%。它燥在钢慈中不仁形成浸碳化秋物，攀但与娱其它糖元素雪形成猎氮化社物，衰如Ti涛N，Al咏N等。尘由于论氮化弄物在风晶界鬼上析错出提逢高了崇晶界滑高温朝强度连，从凯而增筹加钢演的蠕若变强泽度。嫁氮可和形成弓和稳凝定奥肤氏体翻组织仁，在延奥氏知体中表可取欣代一勉部分徒镍。扔钢经希渗氮闷后，京可增辫加表模层的炸硬度晕、强厨度、漏耐磨启性和嫁抗蚀伟性。末氮与叙其它胸合金请元素次化合灯，有撤沉淀示硬化迈作用阳；并傲有一唇定的牙固溶兰强化切和提愉高淬痒透性扬作用例。氮川在低阅碳钢振中，保由于Fe娘4N的析街出，导会导斩致时午效和彻蓝脆遵的现剖象。5．镍爸（Ni）：浙熔点14因53洽℃，扩的大γ相区熄，形吨成无腿限固鞠溶体疯，在α铁中伸的最笔大溶勒解度秆为10％。介它在胖钢中示不形凳成碳看化物阀，是岁形成匙和稳气定奥窜氏体群的重稻要合愤金元淡素。虹镍细着化铁随素体吵晶粒跨，改见善钢叉的低滨温性算能，豆特别材是韧裤性。搭因此缸在很她低温为度下傅使用邮的材由料，狡可采朽用纯末镍钢熄种。堤但是乎镍大室都和读铬、焦钼等扬配合累使用色，能北使结振构钢津在热枣处理钱后获尝得强木度与圆韧性梯配合钢良好幼的综卵合机道械性市能；衔在奥日氏体撤不锈烟耐热抖钢中毙，可腊提高带钢的崖热强推性、举耐热慰和耐读腐蚀啦性能拒。镍扮也是痰炼制那轴瓦惨合金件、磁宾钢、忍恒弹降性合锣金等够的重友要合找金元屋素。顿但它京也有填不利材的一游面，乏如容队易使原钢中弓出现紧带状炸组织稠和白鸽点等购缺陷愁。6．铬乌（Cr）：汉熔点19裳20袋℃，是责缩小γ相区尽的元托素，际在α铁中乎无限即固溶座，在γ铁中旺的最很大溶蜓解度宜为12捡.5％。料铬属任于中栋等碳稿化物修形成娘元素径，随扶铬含狠量的税增加悉，可湾形成钓（Fe，Cr）3C，（Cr，Fe）7C田3，（Cr，Fe）23屡C6等碳艘化物界，对卖钢的链性能酱有显带著影蓄响