第2章丰富多彩的非铁金属材料
工程材料知识
4．蠕墨铸铁
用途：制造复杂的大型铸件和大型机床零件，如立柱等。特别适用于制造受冲
击的铸件，如大型柴油机的气缸盖、制动盘和制动毂；也适用于制造耐压气密件，
如阀体等。
牌号：用符号“RuT”及其后数字表示，其中“RuT”是蠕铁两字汉语拼音的第
一字母，其后面的数字表示最低抗拉强度(σb)值。如RuT340表示抗拉强度 σb≥340MPa的蠕墨铸铁。
(1)化学成分的影响 2．影响石墨化的因素 (2)冷却速度的影响
常用铸铁件
1．灰铸铁 用途：制造承受压力和要求减振的床身、机架、箱体、壳体，经受摩擦的导
轨等，以及其他低负荷、不重要的零件。
牌号：用“灰铁”二字的汉语拼音字首“HT”与其后面一组数字表示。数字 表示铸铁最小抗拉强度σb值。例如HT150表示最小抗拉强度σb为150MPa的灰铸 铁。
➢锻造性能：
用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性 能。 铸铁不能锻压 。
➢焊接性能：
焊接接性能是指能否将金属用一定的焊接方法焊成 优良接头的性能。没有裂缝、气孔等缺陷，并且具 有一定的力学性能。
➢切削加性能：切削加工（性能）金属材料的难易
程度称为切削加工性能。
第二节 碳素钢
铁碳合金的基本知识
工业纯铁 钢(碳钢） 铸铁
一、杂质元素对钢的影响
1．锰和硅 2．硫和磷
非铁金属材料讲解
非铁金属材料
（2）统一数字代号体系 当锌的质量分数小于 32% 时， 锌可全部溶入铜中，室温下形 成锌在铜中的单相 α 固溶体； 当锌的质量分数达到 32% ～ 45% 时，普通黄铜室温组织为 α 固溶体与硬而脆的β 相组成 的两相组织； 当锌含量大于 45% 时，黄铜 组织全部是β 相。
非铁金属材料
②常用的黄铜牌号及用途 H70、H68，组织为单相α 固溶体，强度较高，塑性 较好，适用于冷、热塑性变形加工，主要适于用冲压 方法制造形状复杂、要求耐蚀性较高的零件，如弹壳、 冷凝器等；
H62 、H59为双相黄铜（α +β ），其强度较高，有一 定的耐蚀性，但在室温下，其塑性和韧性较差，不适 于冷变形加工，但在高温下具有良好的塑性和韧性， 可进行热变形加工，广泛用于制作热扎、热压的零件。
非铁金属材料
铜及铜合金
1 工业纯铜
纯铜由于表面极易被氧化形成紫红色的Cu2O，所以又 称红铜（或紫铜），密度为8.96 g/cm3 ，熔点为 1083℃，具有面心立方晶格，无同素异晶转变。 工业用纯铜铜的质量分数为99.70%～99.95%，工业纯 铜的代号用“T” 加顺序号表示，共有四个代号：T1、 T2、T3、T4。序号愈大，纯度愈低，导电性愈差。
钛合金是指在工业纯钛中加入合金元素而得到的合 金，加入的合金元素主要有铝、铜、铬、锡、钒和 钼等。
根据元素的作用不同，可将合金元素分为α 相稳定 元素和β 相稳定元素。
非铁金属材料
2. 钛合金的分类和牌号表示方法 （1）钛合金的分类
室温下，钛合金有三种基体组织：全部 α 相、全部 β 相和α +β 相。 根据基体的不同，钛合金可分为 α 钛合金、 β 钛合 金和α +β 钛合金三类
工程材料-第二章 金属材料的凝固与固态相变
T/℃
L
K'
tx X
L+α
X'
a α
b 因此，两相的相对质量百分比为：
Qα KX QL X K
X
或 QL • KX Qα • X K
K
X'
L
α
QL
Q
A
X K X' B
上式与力学中的杠杆定律相似，因
ωB /% →
此称之为杠杆定律。
支点为合金的成分点，两个端点为给定温度时两相的成分
提示： 杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点，支点
1500 1400
相区：两个单相区、一个两相区 。 1300
T/℃
单相区 L相：液相，Cu和Ni
形成的液态溶体
1200
1100a 1083 1000
L a1
L+α
c1
α
α相：Cu和Ni形成的
900
无限固溶体
0 20 40 60
Cu
1455 c 80 100
Ni
两相区 L + α 相区
Cu-Ni匀晶相图
组元： 组成合金最基本的、独立的物质。
合金系 ：有两个或两个以上的组元按不同配比，配制出 一系列不同成分、不同性能的合金。这一系列合金构成了 一个合金系统，简称合金系。
相：成分相同，结构相同，与其他部分有界面分开的均匀组 成部分。 组织：指显微镜所观察到的材料的微观形貌。
合金结晶过程复杂， 用合金相图来分析。
T/℃
L
K′
b
X
tx
L+α
X′
则 QL + Q =1 QLX + Q X′ =K 解方程组得
土木工程概论第2章 土木工程材料5
1、板材（纸面石膏板、空心石膏板、装饰石膏板等）→内隔墙、 吊顶、装饰（浮雕、艺术灯圈、角花）；
2、水泥混合料（调节水泥硬化时间）。
2、石灰
高温 CaCO3＝CaO+CO2↑ 石灰岩、大理岩
生石灰 熟石灰
消石灰
（CaO） （Ca(OH)2）
消化→陈伏
特点： 1、可塑性好（细腻）。加入水泥砂浆提高其塑性。 2、硬化速度慢（结晶、碳化）。 3、耐水性差。不宜用于潮湿环境，易于溃散。
防水混凝土、耐腐蚀混凝土、导电混凝土、耐油混凝土、耐热混凝土、 防辐射混凝土等。
沥青混凝土
组成：
矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）+路用沥青 材料
分类：
连续级配混合料
按材料组 成及结构 分类
用一套规定筛孔尺寸的标准筛对某一矿质混合料进行筛分析 时，所得到的级配曲线是一顺滑的曲线，具有连续线，相邻 粒级的粒料之间有一定的比例关系
HPB(Hot Rolled Plain Bars)—热轧光圆 钢筋，钢筋屈服强度为235MPa
HRB335 Ⅱ级钢筋
钢筋等级
HRB(Hot rolled Ribbed Bars)—热轧带肋 钢筋，钢筋屈服强度为335MPa
HRB400 RRB400
RRB(Remained heat treatment Ribbed Bars)—余热处理带肋钢筋，钢筋屈服 强度为400MPa
天然沥青
石油在天然条件下，经过轻质油 分蒸发、氧化和缩聚作用形成的 天然产物 。
种 类 焦油沥青
石油沥青
石油经人工炼制而成 。
煤沥青 木沥青 页岩沥青 其他
油分（含蜡） 三组分 沥 青 成 分 树脂
沥青质
非金属材料
塑料的分类2
通用塑料
应用范围广，生产量大，价廉 聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚烯烃，酚醛塑料和氨基塑料。
工程塑料
综合工程性能（机械性能，耐热耐寒性能，耐蚀性和绝 缘性等）良好。 如：聚甲醛，聚酰胺，聚碳酸酯，ABS等。
特殊塑料
可在较高温度下工作（100～200℃）耐蚀，不燃等。 如：聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，有机硅树脂，环氧树 脂。
塑料制品1
塑料制品2
橡胶
橡胶：
在使用温度范围内，处于高弹性的高分子材料。 可用作弹性材料、密封材料和防震材料等。
橡胶的组成
橡胶组成：生胶+配合剂+增强材料 生胶： 天然生胶：橡树、杜仲树上流出的乳胶，经凝固干燥压片成生胶 合成生胶：用化学方法人工合成的高聚物。单体源于石油、天然气、煤。 如丁二烯、苯乙烯、顺丁-聚丁二烯等。 配合剂 硫化剂：由线性分子结构立体分子结构。 硫磺、含硫化合物、过氧化苯甲酰等。 硫化促进剂：缩短硫化时间。 活化剂：助促进剂，ZnO、MgO，减少促进剂用量。 填充剂：提高强度，降低成本，如碳黑、 ZnO、MgO 增塑剂：提高橡胶的塑性，如石腊、凡士林、硬脂酸。 防老化剂：石腊等易氧化物质，形成稳定的氧化膜。 增强材料：提高强度、硬度、耐磨性、刚性 如：纤维织物，金属丝，纺织物、钢线、细布帆布等。
次重大飞跃。
陶瓷的分类
普通陶瓷(传统陶瓷) 其原料的来源 特种陶瓷(先进陶瓷) 普通陶瓷是以天然硅酸盐矿物为原料（粘土、长石、石 英），经过原料加工、成型、烧结而成，因此又叫硅酸盐 陶瓷。 特种陶瓷是采用纯度较高的人工合成化合物（如Al2O3、 ZrO2、SiC、Si3N4、BN），经配料、成型、烧结而制得。
橡胶的性能
极好的弹性：
中职《金属加工与实训-基础常识与技能训练》--第2章-常用工程材料
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 三、合金钢的分类、牌号及用途
P.29
合金钢 种类较多，在工业上具有重要用途。它具有高强度、高硬度、高 耐磨性及特殊的物理、化学性能等；价格较高；用于制作重要的轴、齿轮、凸 轮弹簧、工具、刀具、模具等。合金钢制作的机械零件大多需要热处理后使用。
1. 合金钢的分类
（1）按钢的质量分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类） 优质钢 硫、磷的含量较低，如：20CrMnTi、40Cr等。 特殊质量钢 硫、磷的含量控制严格。如：38CrMoA、W18Cr4V等。
普通质量钢 有害杂质硫、磷的含量较多。 如：Q235。 优质钢 有害杂质硫、磷的含量较低。如：45、T7。 特殊质量钢 有害杂质硫、磷的含量控制严格。如：T7A、T12A。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 一、非合金钢的分类、牌号及用途
P.23
1.非合金钢的分类
（3）按用途分类 结构钢 主要用于制造工程结构、桥梁、建筑结构和机器零件等，一
P.22
第2章 常用工程材料
P.22
工程材料 是指在生活、生产和科技领域中，用于制造结构件、机器、工 具和功能部件的各类材料的统称。
工程材料的类别 工程材料按其特性， 可分为金属材料和非金属材料。 工程材料按其组成特点， 可分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属 材料和复合材料四大类。 工程材料按其使用性能， 可分结构材料与功能材料两大类，其中结构材料 是作为承力结构的材料， 主要利用的是结构材料的学性能; 功能材料主要利用 的是其光、电、磁、热、声等特殊功能性能。 从工程材料应用领域分， 可分为信息材料、能源材料、建筑材料、机械工 程材料、生物材料、航空航天材料等。
用途：合金渗碳钢 20Cr、20CrMnTi ，活塞销、汽车变速箱齿轮等。 合金调质钢 40Cr、45Mn2，机床主轴、重要齿轮、连杆、曲轴等。 合金弹簧钢 60Si2Mn，大尺寸弹簧、板簧等。
第2章金属材料的基础知识
相是指合金中具有同一的聚集状态、同一的结构和性质的均匀组 成部分。按照相的形态划分，分为液相和固相。固态合金中的相 结构，分为固溶体和金属化合物。
组织是指用肉眼或借助显微镜观察到材料具有独特微观形貌特征 的部分。组织反映材料的相组成、相形态、大小和分布状况，它 是决定材料最终性能的关键。
金属材料的基本知识
金属材料在不同的使用场合下，所要求的力 学性能、物理性能、化学性能以及工艺性能各 不相同。虽然都是金属材料，不同成分和不同 状态下的性能差异也非常大。造成金属材料性 能差异的主要原因是由于金属材料内部结构的 不同。
2.1 金属材料的基础知识
按照物质原子在三维空间排列方式的不同， 材料可分为晶体材料与非晶体材料两大类。
3）面缺陷
面缺陷是指晶体中有一维空间方向上尺寸 很小，另外两维方向上尺寸较大的缺陷。这类 缺陷主要是指晶界和亚晶界。
晶界和亚晶界处区域内的原子排列不整齐， 偏离其平衡位置，产生晶格畸变。
面缺陷对金属的塑性变形起着阻碍的作用， 强度、硬度较晶内高。因此金属内部的晶粒越 细小，晶界就越多，强度和硬度就越高。
（2）金属的实际晶体结构
在理想状态下，金属的晶体结构是原子排 列的位向或方式完全一致的晶格，这种晶体称 为单晶体。
单晶体需要通过特殊的方法才能获得，例 如生产半导体元件的单晶硅、单晶锗等。
单晶体在不同方向上具有不同性能的现象 称为各向异性。
多晶体：由许多位向不同的晶粒构成 的晶体。
晶粒：多晶体是由许多微小的单晶体 构成的，这单晶体称为晶粒。
液体
2.1.1 纯金属的晶体结构与结晶
纯金属是指仅由同一种金属元素组成的金属。 汽车中的各种导电体、传热器等大多由纯铜、 纯铝等纯金属材料制成。纯金属是典型的晶体材料。
第二篇金属材料常识第五节铸铁和铸钢
学习 内容
一 铸铁
二 铸钢
一、 铸铁
铸铁是碳的质量分数 ≥2%的铁碳合金,具有良好的
铸造性、耐磨性、减震性 和切削加工性等性能,价格
低,应用广泛.
白口铸铁中,碳以 渗碳体（或Fe3C） 形式 存在,无实用价值,常作为 炼铁用原料。
灰铸铁中,碳以 片状 石墨形式存在 可锻铸铁中,碳以 团絮状 石墨存在 球墨铸铁中,碳以 球状 石墨形式存在
6.常用来制造滑动轴承轴瓦的材料是（ A ）。
A.ZSnSb8Cu4 B.HSi80-3C.45D.ZL301H
习 题 强 化
三、 滑动轴承合金钢
——滑动轴承合金是用于制造滑动轴承内衬或轴瓦的铸造合金，一般用于制造 高速、重载及冲击不大、负载稳定的重要轴承。
ZSnSb8Cu4 滑动轴承轴瓦
轴承合金
3.以下属于黄铜的是（ B ）。
A.ZL401 TB.HSi80-3C.20-0D.QS3-1TH
4.以下属于青铜的是（ C ）。
A.H70ATB.ZSnSb4Cu4 C.QBe2D.HT200 TA
5.常用来制造蜗轮的材料是（ B ）。A.HAI77-2B.QSi3-1C.ZL201
D.ZSnSb4Cu4
2
非合金钢
1
金属材料的 力学性能
第二篇
目录
金属材料常识
3
钢的热 处理
4
低合金钢 和合金钢
5
铸铁和 铸钢
6
非铁金 属简介
I am Baymax, your personal
healthcare companion.
5节 铸铁和铸钢
学习目标
1.了解灰铸铁、 球墨铸铁、可锻 铸铁牌号的含义
五金手册
五金手册作者：编委会出版社：化学工业出版社出版日期：2009年9月出版开本：16开精装册数：全一卷光盘数：0定价：380元优惠价：210元进入20世纪，书籍已成为传播知识、科学技术和保存文化的主要工具。
随着科学技术日新月异地发展，传播知识信息手段，除了书籍、报刊外，其他工具也逐渐产生和发展起来。
但书籍的作用，是其他传播工具或手段所不能代替的。
在当代, 无论是中国，还是其他国家，书籍仍然是促进社会政治、经济、文化发展必不可少的重要传播工具。
详细介绍：第1篇基本资料第1章通用基础标准第2章通用技术资料第2篇机械五金第1章紧固件第2章滚动轴承第3章带和链第4章润滑件第5章键和花键第6章键和花键第7章焊接器材第8章起重器材第3篇建筑五金第1章建筑型材和结构件第2章建筑门窗及其五金配件第3章钉和网第4章水暖器材第5章消防器材和火灾自动报警装置第4篇电气五金第1章通用型电线电缆第2章按钮与开关第3章继电器第4章接触器、电磁起动器与电磁铁第5章熔断器、断路器与漏电保护器第6章控制变压器与信号灯第?章交流电机第8章电工仪表第5篇五金工具第1章手工工具第2章钳工工具第3章土木工具第4章水暖工具第5章装饰工程手工工具第6章电工工具第7章切削工具第8章测量工具第?章电动工具第10章气动工具第11章园艺工具第6篇五金材料第1章通用技术资料第2章钢铁材料第3章非铁金属材料第4章非金属材料五金手册五金手册五金手册第1篇基本资料第1章通用基础标准第2章通用技术资料第2篇机械五金第1章紧固件第2章滚动轴承第3章带和链第4章润滑件第5章键和花键第6章键和花键第7章焊接器材第8章起重器材第3篇建筑五金第1章建筑型材和结构件第2章建筑门窗及其五金配件第3章钉和网第4章水暖器材第5章消防器材和火灾自动报警装置第4篇电气五金第1章通用型电线电缆第2章按钮与开关第3章继电器第4章接触器、电磁起动器与电磁铁第5章熔断器、断路器与漏电保护器第6章控制变压器与信号灯第?章交流电机第8章电工仪表第5篇五金工具第1章手工工具第2章钳工工具第3章土木工具第4章水暖工具第5章装饰工程手工工具第6章电工工具第7章切削工具第8章测量工具第?章电动工具第10章气动工具第11章园艺工具第6篇五金材料第1章通用技术资料第2章钢铁材料第3章非铁金属材料第4章非金属材料作者：编委会出版社：化学工业出版社出版日期：2009年9月出版开本：16开精装册数：全一卷光盘数：0定价：380元优惠价：210元本店订购简单方便，可以选择货到付款、汇款发货、当地自取等方式全国货到付款，满200元免运费,更多请登陆文成图书。
第二章5物质的分类与转化浙教版九年级科学上册复习讲义(机构)
物质的分类与转化一、知识点1、物质的分类2、物质的转化①非金属及其化合物之间的转化(1)非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物，如：__ __、__ _。
(2)某些非金属氧化物可以跟水反应生成相应的酸，如：。
(3)不稳定的酸受热分解后生成相应非金属氧化物，如：__ __。
②金属及其化合物之间的转化(1)金属和非金属反应生成盐或金属氧化物，如：。
(2)某些金属氧化物和水反应生成相应的碱，如：。
(3)难溶性碱受热分解后生成相应的金属氧化物，如：。
③物质间的转化（八圈图）二、考点1、物质的分类例题1.分类是化学学科常见的思想方法之一。
下图呈现的物质分类关系中，①与②是并列关系，③包含在②中。
若②是纯净物，则③不可能是（）BA. 液态氧B. 纯净水C. 冰水混合物D. 二氧化氮2.分类是学习和研究物质及其变化的一种常用方法。
如果按照物质的组成对空气、烧碱、氧气、生石灰、纯碱、硫酸六种物质进行分类，则图中虚线框内的物质①、②、③、④、⑤、⑥依次为( )CA. 纯碱、硫酸、生石灰、空气、烧碱、氧气B. 空气、硫酸、纯碱、生石灰、烧碱、氧气C. 空气、硫酸、烧碱、纯碱、生石灰、氧气D. 空气、氧气、生石灰、纯碱、烧碱、硫酸3.下列实验用品中，由有机合成材料制成的是( )CA .玻璃烧杯B .铁架台C .橡胶塞D .蒸发皿4.下列有关有机物的叙述中不正确的是（）DA .一般难溶于水，易溶于有机溶剂B .有机物之间的反应一般较慢、较复杂C .熔点和沸点一般比无机物低，大多呈气态或液态D .所有的有机物都能燃烧变式训练1.分类是学习化学的一种重要科学方法．下列物质分类正确的是（）BA．常见的活泼金属：铁、锡、铜B．常见的氧化物：水、干冰、生石灰C．常见的易燃物：汽油、酒精、浓硫酸D．常见的混合物：空气、啤酒、过氧化氧2.下列物质的分类，不正确的一组是（）AA．H2O、MgO、H2CO3都属于氧化物B．HNO3、H2CO3、H2SO4都属于酸C．NaOH、Ca（OH）2、Fe（OH）2都属于碱D．NaCl、Na2CO3、NaHCO3都属于盐3.乙烯(C2H4)是重要的石油化工产品。
朱明-汽车材料2
第三节
常用金属材料及其应用
主讲：朱明 高级技师、高级工程师、经济师 高级技能专业教师 高级汽车维修工考评员 QQ:657555589
汽车应用材料 第二章
朱明工作室 zhubob@
第三节
常用金属材料及其应用
金属材料是现代机械制造应用的最主要材料， 种类很多，应用广泛，分为钢铁材料（如碳素钢、 合金钢、铸铁）及有色金属及其合金等 。
汽车应用材料 第二章
朱明工作室 zhubob@
第三节
一.
常用金属材料及其应用
碳钢
二.
三.
合金钢
铸铁 有色金属及其合金 金属材料在工程上的应用
四. 五.
汽车应用材料 第二章
金属材料的分类
朱明工作室 zhubob@
钢 铁
金 属
铸铁 —— 白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、 球墨铸铁、蠕墨铸铁 碳素结构钢、优质碳素结构钢、 非合金钢 —— 碳素工具钢、易切削钢、铸钢 （碳钢） 低合金结构钢、渗碳钢、调 合金 钢 质钢、滚动轴承钢、弹簧钢、 结构钢 超高强度钢 合 量具刃具钢 合金 金 冷作模具钢 工具钢 合金模具钢 钢 热作模具钢 高速钢 特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢
朱明工作室 zhubob@
钢中元素的作用
基本元素：Fe、C
合金元素：为改善钢的性能而有意加入 杂质元素：无法去除的有害元素 残留元素：为去除杂质元素而加入的元素 非合金钢中的常存元素
来源 作用 溶入F→ 固溶强化——有益 溶入F→ 固溶强化——有益 热脆性——有害 冷脆性——有害
Si Mn S P
炼钢时残留 炼钢时残留 矿石中 矿石中
汽车应用材料 第二章
朱明工作室 zhubob@
第二章(1)金属的结构与结晶
细化晶粒的途径
❖ 提高冷却速度、增大过冷度过冷度对N、G的影响
V冷
△T
N/G 晶粒细小
V 在铸造生产中，用金属型代替砂型，增 冷 大金属型的厚度，降低金属型的预热温度等
❖ 变质处理：加入一些细小变质剂，增大形核率，
减低长大速率。
❖ 机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。
光学金相显示的纯铁晶界
多晶体示意图
晶体缺陷 ( crystal defect )
点缺陷
线缺陷 面缺陷
点缺陷(point defБайду номын сангаасct)
空位 (vacancy)
间隙原子 (gap atom)
置换原子 (substitutional atom)
a. 空位：晶格中某些缺排原 子的空结点。 b. 间隙原子：挤进晶格间隙 中的原子。可以是基体金属 原子，也可以是外来原子。
密排面 数量 密排方向 数量
体心立方晶格 {110} 6 <111> 4 面心立方晶格 {111} 4 <110> 6 密排六方晶格 六方底面 1 底面对角线 3
三种常见晶格的密排面和密排方向
密排面:﹛110﹜，数量: 6
体心立方晶格 密排方向:<111>，数量: 4
密排面:﹛111﹜，数量: 4
金
金
属 的
属 的
树
树
枝
枝
晶
晶
金 属 的 树 枝
冰 的 树 枝 晶
晶
（3）金属结晶后的晶粒大小
一般来说，细晶粒金属具有较高的强度 和韧性。为了提高金属的力学性能，希 望得到细晶组织。
3、决定晶粒度的因素
晶粒大小取决于形核的数目和长大的速度。 形核率（N）：单位时间单位体积内形成晶核
从《金属材料学》(第3版)研究金属材料在室内家装设计中的应用
Vol.54No.2Feb.2021从《金属材料学》（第3版）研究金属材料衽室内家装设计中的应用（河南工学院，河南新乡453000）人类社会的发展和文明的进步与金属材料的不断变革有着密切的关系。
石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,这些时代发展中对于金属工具的铸造打磨，都可作为金属材料的实践应用,成为时代发展的重要表现。
现代技术的不断创新，使得金属材料也有了越来越多的种类和表现形式，已成为人类社会发展的重要物质基础。
金属材料在现代日常生活中得到越来越广泛的应用，其是以金属元素或以金属元素为主而构成的具有金属特性的材料的统称。
金属材料学是研究金属材料的专业学科，是金属材料工程、金属热加工等学科重要的专业基础课之一。
由袁志钟编著、化学工业出版社岀版的《金属材料学》（第3版）一书，作为材料科学专业的课程教材，具体阐述了关于金属材料的历史发展历程,并对金属零部件的寿命和使用情况作简要介绍,并进一步介绍了各类钢铁材料的形成原理，创造性地对新型金属材料进行了概括总结。
全书兼具理论性、应用性和综合性,在内容上凸显了当代材料科学领域理论发展的思辨性与强韧性，突岀了材料科学与工程研究的核心方法论，既可作为高等院校材料工程专业的教学用书,也可供相关研究人员作为理论参考使用。
《金属材料学》（第3版）全书共分为三篇十五章节。
绪论部分对金属材料的发展历程、当代发展状况及未来发展趋势作了总结概括。
第一至八章为第一篇，从钢的合金化、工程结构钢、机械制造结构钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢等方面对钢铁材料进行了全面而详细的论述。
第九至十二章为第二篇，是对有色金属合金的综合论述，主要介绍了铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等有色金属合金,从性质、特点、分类、应用等方面对各类有色金属合金做作了具体分析。
第十三至十五章为第三篇，以新型金属材料为主要论述对象，分别介绍了金属功能材料、金属基复合材料及金属间化合物结构材料,对各类新型金属材料的性能、特点、种类及未来发展应用作了具体总结。
高中化学必修2 专题03 无机非金属材料专项训练新解析版)
专题03 无机非金属材料专项训练1．地壳中含量最多的非金属元素是( )A．氧B．碳C．硅D．铝【答案】A【详解】地壳中含量最多的前五种元素：氧、硅、铝、铁、钙，汉字中带钅字旁(汞和金除外)的属于金属元素，所以地壳中含量最多的非属元素是氧，故答案选A。
2．在SiO2晶体内部，每个Si与4个O分别形成4个单键，则与每个O形成单键的Si的数目是A．1 B．2 C．3 D．4【答案】B【详解】在SiO2晶体内部，每个Si与4个O形成4个单键，每个O与2个Si原子形成2个Si-O单键，因此在晶体内部Si、O原子个数比是1：2，化学式写为SiO2，因此合理选项是B。
3．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。
玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是()A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐【答案】C【详解】A．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，故A错误；B．纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，故B错误；C．硅酸盐制品性质稳定、熔点高，故C正确；D．沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅酸盐，故D错误；故答案： C。
4．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。
下列说法错误的是()A．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理、化学变化C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D ．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料【答案】A【解析】沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属硅酸盐，A 项错误；黏土烧制成瓦的过程为复杂的物理化学变化过程，B 项正确；青瓦和红瓦是在冷却时区别的，C 项正确；由“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”可知，D 项正确。
金属材料与热处理(第五版)习题册答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版金属材料与热处理习题册答案绪论填空题1．成分组织热处理性能2．光泽延展性导电性导热性合金3．成分热处理性能性能思考题答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。
对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。
第一章金属的结构与结晶填空题1．非晶体晶体晶体2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界4．无序液态有序固态5．过冷度6．冷却速度冷却速度低7．形核长大8．强度硬度塑性9．固一种晶格另一种晶格判断题1．√2．×3．×4．×5．×6．√7．√8．√9．√10．√11．×12．√13．√14．×15．√选择题1．A2．C B A3．B名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。
思考与练习1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。
结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。
2．生产中常用的细化晶粒的方法有：增加过冷度、采用变质处理和采用变质处理等。
金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好，所以控制材料的晶粒大小具有重要的实际意义。
3．（1）金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒（2）铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒（3）浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒4．味精、冰糖、云母、食盐及各类金属均是晶体。
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3、铍青铜
以铍为主加元素的铜合金，铍含量为1.7~2.5%。
具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的 导电性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵. 常用牌号有QBe2、QBe1.7、
铍青铜制品
QBe1.9等 。
用于重要的弹性件、耐磨
件，如精密弹簧、膜片，
高速、高压轴承及防爆工
具、航海罗盘等重要机件.
常用的Al-Mn系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性 和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆 钉等需要弯曲、冲压加工的零件。 常用的Al-Mg系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯 铝 小 ， 强 度 比 Al-Mn 合金高，在航空工业 中得到广泛应用，如
汽化 器(热 交换 管为 LF21)
Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性. 铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。
铜管
铜与黄铜带
二、黄铜
以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。
黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。
按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。
黄铜铸件 黄铜棒
1、普通黄铜
铜与锌的二元合金
称为普通黄铜。
加工普通黄铜的牌
(ZAlCu5Mn)、ZL203
(ZAlCu4)等。主要用于 制造在较高温度下工作 的高强零件，如内燃机 汽缸头、汽车活塞等。
汽缸头
⑶ Al-Mg系铸造铝
合金 这类合金的耐蚀性 好，强度高，密度 小；但铸造性能差, 耐热性低。
鼓风机密封件等 (ZL102、301)
常用代号为ZL301(ZAlMg10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等. 主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介 质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。
Cu-Sn相图
海水及无机盐溶液中的耐蚀性
比纯铜和黄铜好，但在硫酸、
盐酸和氨水中的耐蚀性较差。
锡青铜锭
常用牌号有QSn4-3、
QSn6.5-0.4、
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
ZCuSn10Pb1等。
主要用于耐蚀承载件,
如弹簧、轴承、齿轮 轴、蜗轮、垫圈等。
锡青铜管
制造管道、容器、铆
钉及承受中等载荷的
零件。
② 硬铝合金
主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。
常用硬铝合金如LY11
(2A11)、 LY12 (2A12) 等，用于制造冲压件、 模锻件和铆接件，如 螺旋桨、梁、铆钉等.
特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元
素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。 其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。 常用牌号如BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。 用于制造精密机械、仪表零件及 医疗器械、热电偶等。
康铜电阻丝
白铜型材
第三节 钛及钛合金
ZL102的铸态组织
未变质处理 经变质处理
加入其他合金元素的铝硅铸造 合金称复杂(或特殊)硅铝明。
Al-Si系铸造铝合金的铸造性能 好，具有优良的耐蚀性、耐热 性和焊接性能。
活塞(裙部为铝硅合金)
用于制造飞机、仪
表、电动机壳体、
汽缸体、风机叶片、
发动机活塞等。
⑵ Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造 性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。 常用代号有ZL201
聚 碳 酸 酯
Ti
碳 纤 维
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一。
铸造有色金属及其合金 牌号表示方法统一如下: ① 铸造有色纯金属的牌 号为 Z +该金属元素符号+ 纯 度百分含量数字(或用一 短横加顺序号)。 如ZAl99.5和ZTi-1。
铝 锭
2、铝青铜 以铝为主加元素 的铜合金，铝含 量为5~11%。 强度、硬度、耐 能好，但焊接性能差。
大型水力发电设备中的抗磨环
磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性 常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。
主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、
耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。
蒙皮等。
美F-117隐身战斗机
(所用材料大部分是铝合金)
高比强铝合金机翼
2、铸造铝合金
包括：
Al- Si系： 代号为ZL1+两位数字顺序号 Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号
Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号
Al-Zn系： 代号为ZL4+两位数字顺序号
⑴ Al-Si系铸造铝合金
⑵ 常用变形铝合金
① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg 系合金。
卫星天线 （LF2）
Mn和Mg主要作用是
提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。
防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、 焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。
四、白铜
以镍为主要合金元素的铜
合金称白铜。分普通白铜
白铜件
和特殊白铜。
普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗
腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。 普通白铜牌号：B+镍的平均百分含量，如B5。 常用牌号有B5、B19等 。用于在蒸汽和海水环境下工 作的精密机械,仪表零件及冷凝器,蒸馏器,热交换器等.
号为：H (黄) + 表
示铜平均百分含量 的数字，如H68。
从铜锌合金相图可以看出黄铜有 和+’ 两种组织, 分别称单相黄铜和两相黄铜。
普通黄铜的显微组织
单相黄铜
两相黄铜
单相黄铜塑性好。
常用牌号有H80、H70、 H 68。
冷凝器管
适于制造冷变形零件，如 弹壳、冷凝器管等。 两相黄铜热塑性好, 强度高. 常用牌号有H59、H62。 适于制造受力件，如垫圈、 弹簧、导管、散热器等。
度下降，为过时效。
随时效温度提高，峰
值强度下降，出现峰
值的时间提前。
含4%Cu铝合金的时效曲线
时效时间/d
铝 合 金 的 热 处 理
亚时效
时效峰 过时效
时效时间
四、铝合金的牌号、性能及用途
1、变形铝合金 ⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国标规定(GB/T16475-1996) ,变形铝及铝合金直 接引用国际四位字符体系牌号或采用国标规定的四 位字符牌号。
⑷ Al-Zn系铸造铝合金
这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强
化；但密度大，耐蚀性较差。
常用代号为 ZL401(ZAlZn11Si7)、 ZL402(ZAlZn6Mg)等. 主要用于制造形状复 杂受力较小的汽车、 飞机、仪器零件。
大型空压机活塞(ZL401)
第二节 铜及铜合金
又称硅铝明。其中
ZL102(ZAlSi12)是含
12%Si的铝硅二元合
12.7% 577℃
金，称为简单硅铝明.
在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体，
由粗针状的硅晶体和固溶体组成，强度和塑性都较 差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细 小均匀的共晶体加一次固溶体组织，以提高性能。
② 铸造有色合金的牌号为 Z+基体元素符号+主要合金元素符号及其名义百分
含量数字+其他合金元素符号及其百分含量数字。
如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等。
混合稀土元素符号用RE表示。
优质合金在牌号后标注字母“A”。 有色金属种类很多，本章仅对机械、 仪表等工业中广泛使用的铝、铜、 钛、镁及轴承合金作简要介绍。
一、铜及铜合金性能特点
纯铜呈紫红色，故又称紫铜， 密度8.9g/cm3，熔点1083 ℃， 具有面心立方晶格，无同素异 构转变，无磁性。
纯铜具有优良的导电性和导热 性，在大气、淡水和冷凝水中 有良好的耐蚀性。塑性好。
热轧铜合金
纯铜牌号：T+数字 （见表8-6）
铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、
全世界铝的用量
一次生产量
二次回收量
总用量
国际四位字符体系牌号(GB/T16475-1996) :
数字+字母+两位数字
表 示 铝 或 铝 合 金 的 组 别 表 示 改 型 情 况 对 纯 铝 为 其 质 量 分 数 的 百 倍 对 铝 合 金 为 其 顺 序 号
例：1A30； 1A90； 2A11； 2B50
汽车机油泵衬套
2、特殊黄铜 在普通黄铜的基础上加入Al、 Fe、Si、Mn、Pb、 Sn、Ni 等元素形成特殊黄铜。 加工特殊黄铜的牌号为：
黄铜棒
H(黄)+主加元素符号(Zn除
外)+铜平均百分含量+主加元
素平均百分含量, 如HPb59-1.