常用工程材料的性能和特点

（一）金属材料

1、黑色金属

含碳量小于2．11％（重量）的合金称为钢，合碳量大于2．11％（重量）的合金称为生铁。

（1）钢及其合金的分类。

钢的力学性能决定于钢的成分和金相组织。钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响。

在工程中更通用的分类为：

l）按化学成分分类。可分为碳素钢、低合金钢和合金钢。

2）按主要质量等级分类：

①普通碳素钢、优质碳素钢和特殊质量碳素钢；

②普通低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢；

③普通合金钢、优质合金钢和特殊质量合金钢。

（2）钢牌号的表示方法。按照国家标准《钢铁产品牌号表示方法》规定，我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法，即：

l）牌号中化学元素采用国际化学元素表示。

2）产品名称、用途、特性和工艺方法等，通常采用代表该产品汉字的汉语拼音的缩写字母表示。

3）钢铁产品中的主要化学元素含量（％）采用阿拉伯数字表示。

合金结构钢的牌号按下列规则编制。数字表示含碳量的平均值。合金结构钢和弹簧钢用二位数宇表示平均含碳量的万分之几，不锈耐酸钢和耐热钢含碳量用千分数表示。平均含碳量＜0.1％（用“0”表示；平均含碳量＜0.03％，用“00” 表示＝。合金工具钢平均含碳量＞1.00％时，不标合碳量，否则用千分数表示。高速工具钢和滚珠轴承钢不标含碳量，滚珠轴承钢标注用途符号“C”。平均合金含量＜1.5％者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。

例：在钢的分类中，优质钢是按照（ ）来分类的。

A.化学成分 B.用途 C.冶炼质量 D.冶炼方法

答案：C

（3）工程中常用钢及其合金的性能和特点。

l）碳素结构钢

碳素结构钢生产工艺简单，有良好工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等）、必要的韧性、良好的塑性以及价廉和易于大量供应，通常在热轧后使用。在桥梁、建筑、船舶上获得了极广泛的应用。某些不太重要、要求韧性不高的机械零件也广泛选用。

2）低合金高强度结构钢。低合金高强度结构钢比碳素结构钢具有较高的韧性，同时有良好的焊接性能、冷热压力加工性能和耐蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。

3）合金结构钢。合金结构钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的淬火零件，一般为合金结构钢。

4）不锈耐酸钢。它在化工、石油、食品机械和国防工业中广泛应用。

按不锈钢使用状态的金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢的特点简述如下：

①铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主要合金元素。高铬钢有良好的抗高温氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用。高铬铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。