金属材料与非金属材料总结

金属材料与非金属材料总结

金属材料

金属材料的分类：

按组成成分分：

纯金属（简单金属）：指由一和金属元素组成的物质。目前已知的纯金属约有80多和，但工业方面所采用的则为数甚少。

合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。它的种类甚多，例如：钢是由铁、碳组成的合金，即铁碳合金；黄铜是由铜、锌组成的合金，即铜锌合金；青铜是由铜、锡组成的合金，即铜锡合金；……等等。由于合金的使用性能好，在工业生产中，其应用范围要比纯金属广泛得多

按实用分：

黑色金属：指铁和铁的合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢等。

有色金属：除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外工业上还采用镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，适宜于制造某些有特殊性能要求的零件。

所有上述金属称为工业用金属，以区别于贵重金属（铂、金、银）与稀有金属（包括放射性的铀、镭等）。

钢

1、钢的来源及组成成分

来源：把炼钢用生铁放到炼钢炉内熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯（供再轧制成各种钢材）和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。

组成成分：是含碳量低于2%的一种铁碳合金。此外尚含有硅、锰、磷、硫等元素，不过这些元素的停驶量要比生铁中的少。

2、钢的分类

按化学成分分

碳素钢：钢中除铁、碳外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素，根据含碳量的高低，碳素钢可分为：低碳钢（含碳量≤0.25%，中碳钢（含碳量0.25~0.60%），高碳钢（含量＞0.60%）

合金钢：除含有碳素钢所含有的各中元素外，尚含有一些其它元素（如铬、镍、钼、钨、钒等）。根据钢中合金元素总含量多少，合金钢可分为：低合金钢（合金元素总含量≤5%，中合金钢（合金元素总含量＝5-10%），高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

按质量分：

普通钢：含硫量不超过0.05%；含磷量不超过0.045%，优质钢：含硫量不超过0.040%，含磷量不超过0.040%，

高级优质钢：含硫量不超过0.030%，含磷量不超过

0.035%

按用途分：

结构钢：指用以制造各种工程结构（如建筑、桥梁、

车辆、锅炉构件）、机械零件（如齿轮、轴类零件）的钢。

工具钢：指用以制造各种工具、模具、量具等的钢。

特殊性能钢：简称特殊钢，指作特殊用途和具有特殊

性能的钢，如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢、低温用钢、

电工用钢等。

按冶炼方法分：平炉钢，转炉钢，电炉钢

按浇铸前脱氧程度分：镇静钢，沸腾钢，半镇静钢。

3、钢材

类别：棒钢、型钢、钢板、钢带、钢簧、钢丝、钢丝绳。

综合分类：

甲类钢——按照机械性能供应的钢

普通碳素钢

乙类钢——按照化学成份供应的钢

特类钢——按照化学成分供应的钢

碳素结构钢优质碳素结

构钢

碳素钢

易切削钢

碳素工具钢

低合金结构钢

钢合金结构钢

合金结构钢

弹簧钢

轴承钢

合金钢合金工具钢

合金工具钢

高速工具钢

特殊用途钢——不锈耐酸钢、耐热钢等

生铁

组成成份：是含碳量在2%以上的一种铁碳合金，此外尚含有硅、锰、磷、硫等元素。

品种：有炼钢用生铁和铸造用生铁。

铁合金

定义：是指铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金总称。铁与硅组成的合金叫硅铁；铁与锰组成的合金叫做锰铁……

用途：供铸造或炼钢作还原剂或作合金元素添加剂用。

铸铁

来源：把铸造生铁放到熔炉中熔炼，产品即为铸铁（液状）。

再把液体状铸铁浇铸成铸件，这种铸件叫做铸铁件。

品种：工业上常用的有灰口铸铁（灰铸铁、铸铁）、可锻铸铁（马铁、玛铜）、球墨铸铁和耐热铸铁等。

工业上常用的有色金属

铜合金：黄铜——普通黄铜，特殊黄铜（含有其他合金元素的黄铜）；青铜——锡青铜（铜锡合金，一般尚含有磷或锌，铅等合金元素），特殊青铜（无锡青铜）——铝青铜（铜铝合金）、铍青铜（铜铍合金）、硅青铜（铜硅合金）等

金属材料性能

物理性能：密度，熔点，热膨胀性，导热性，导电性，磁性。

化学性能：耐腐蚀性，抗氧化性，化学稳定性。

机械性能：强度，抗拉强度，抗压强度，抗弯强度，抗剪强度，抗扭强度，屈服强度，条件屈服强度，弹性与刚性，弹性极限，弹性模数，塑性，延伸率，断面收缩率，硬度，布氏硬度，洛氏硬度，韧性，冲击韧性，疲劳强度（疲劳极限）。

工艺性能：

铸造性，锻压性，可焊性，可切削加工性。

非金属材料

非金属材料的分类

机械工业中广泛使用的非金属材料分为三类：

1、高分子合成材料，如塑料、橡胶等

2、陶瓷，如日用陶瓷、特种陶瓷等。

3、复合材料。

一、高分子材料

高分子材料的性能特点：

1、高分子材料通常有一定的强度和弹性。比强度一般高于碳钢，可作为工程结构材料用于工农业生产。

2、耐蚀性和绝缘性较好。

3、具有隔热、隔音和减振的特性。

4、高分子材料具有良好的可加工性，加温加压下可塑性极为优良，可以通过挤压、注射、冲压、焊接、粘接、和切削加工等方法制成各种制品。

5、高分子材料与金属材料相比强度不高；刚度较低；不耐高温；线膨胀系数大，是钢铁的10倍。

高分子材料的分类：

高分子材料是以高分子化合物为主要组分的一类有机材料。有两大类，天然高分子材料和人工合成高分子材料。

天然高分子材料：如淀粉、油脂和天然橡胶，其使用受资源限制。

人工合成高分子材料：包括塑料、合成橡胶、合成纤维三大类。其中塑料应用最广，约占三大合成材料的2/3以上。

高分子材料的老化及防止：

高分子材料容易发生“老化”。在氧气、阳光、受热、