常用金属材料的密度表 钢 材 基 本 常 识

常用金属材料的密度表

钢材基本常识

(一) 敬告：本刊自即日起将连续刊登钢材的基本常识，敬请关注！

一、钢材的一般常识与管理

（一）普通结构钢普通结构钢简称普通钢。普通钢对硫、磷含量限制较宽，硫的含量不大于0.045%（≤0.045％）、磷的含量不大于0.045%（≤0.045％）；普通结构钢主要用于一般要求的建筑和工程结构；普通结构钢主要包括碳素结构钢、低合金结构钢及由他们派生出来的专门用途的普通结构钢。

普通结构钢又可分为以下两类：

（1）碳素结构钢（简称普碳钢），其中按屈服点分为Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五种牌号；按硫、磷的含量分为A、B、C、D四个质量等级。A级含硫、磷量高，D级含硫、磷量低；按脱氧程度分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢（见GB700-88标准）。（2）低合金结构钢按钢的组织分为三类：铁素体珠光体钢，通常在热轧状态下交货；低

碳贝氏体钢，通常在热轧或正火状态下交货；低碳马氏体钢，通常在淬火—回火状态下交货。以上三类组织的钢最常用的是铁素体珠光体钢。选用时，可在屈服点相同的钢号级别中选用。（二）合金结构钢合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入一种或数种合金元素组成的钢种。常加入的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、B、Nb等。合金结构钢含碳量小于0.55％；与碳素结构钢比较，具有高的淬透性，用于制造性能要求高、尺寸大、形状复杂的机构设备结构零件。

合金结构钢有以下四种分类：

（1）按硫、磷含量不同分为三类：优质合金结构钢。钢中含S≤0.035％，P≤0.035％；高级优质合金结构钢，牌号后加“A”，钢中含S≤0.025％，P≤0.025％；特级优质合金结构钢，牌号后加“E”钢中含S≤0.015％，P≤0.025％。

（2）按合金元素含量分为三类：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％）。

（3）按使用加工方法不同分为两类：压力加工用钢——热压力加工或冷拔坯料；切削加工用钢。钢材的使用加工方法应在合同中注明，未注明者，按切削加工用钢交货。

（4）按热处理方法不同分为调质钢和渗碳钢两类.

二、钢材的分类与相关概念钢材品种繁多，根据截面积形状的特点，可归纳为型材、板材、管材和金属制品四大类。

（一）分类

1、型钢特别是异型型钢，其截面形状与所要制成的构件或机构零件较适应或基本相同，不必加工或稍经加工即可使用，而且具有较高的抗弯、抗扭能力。大量用作各种建筑结构和工程结构，也大量用作各种机械零件和工具。

2、钢板钢板具有很大的表面积，有很大的覆盖和包容能力，可按使用要求进行剪裁和组合（焊接、铆接和咬接），可进行弯曲和冲压成型，不仅广泛用于制造各种结构件、容器、车辆和各种工业炉、反应塔器的壳体、机械零部件及日常生活用器皿、器具、而且大量用作生产冷弯型钢、焊接型钢和焊接钢管的坯料。

3、钢管钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道。钢管同圆钢、方钢等实心钢材相比，在抗弯、抗扭强度相同时，重量较轻，还广泛用于制造机械零件和结构件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架等。为了提高材料利用率,有些钢管还用于制造各种环形零件的坯料、如螺母、滚动轴承套圈、千斤顶套等。在军事工业上，还用于制造某些常规武器，如枪管、炮筒等。

4、金属制品金属制品是由盘条经冷拔及其他加工制成的再制品，包括钢丝、钢丝绳和钢绞线等。钢丝主要用于捆扎、牵拉及制弹簧等。钢丝绳和钢绞线同绳索、链条等相比，具有自身重量轻、强度高、柔软、承受冲击能力强、使用安全等优点，广泛用于张拉固定、运输牵引、提升起重等方面。

（二）相关概念：

1、化学元素自然界中的物质，都是由不同的单质原子组成的。这些单质原子称为化学元素（或简称元素），它是构成物质的基础。目前,人类已经发现有107种化学元素。

2、金属凡具有良好的导电、导热及可锻性的物质叫金属，工业上生产和使用的金属，均含有一定的杂质，并且除纯金属外，还包括合金。

3、纯金属纯金属是指只含有一种金属元素的金属。工业纯金属或多或少都含有一些杂质。

4、合金由两种或两种以上的金属与金属或金属与非金属元素熔合在一起制成的具有金属特性的物质叫合金。

5、金属材料

金属材料是指金属或合金经过熔炼及各种加工而制成的材料。在实际工作中，金属材料也常简称为金属。按金属材料种类不同分为黑色金属材料和有色金属材料。

6、钢铁材料钢铁材料，即黑色金属材料，如钢、生铁、铁合金等。三、钢材的性能钢材的性能分为使用性能和工艺性能。前者是指为了保证由钢材制成的产品（机械零件或结构件）能正常使用而应具备的性能，包括物理性能、化学性能、力学性能等。后者是指钢材在投入生产过程中，能承受各种加工制造工艺，不产生疵点或废品而应具备的性能。如铸造性能、焊接性能等。

（一）物理性能与化学性能物理性能包括密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性、磁性等。化学性主要是抗氧化性与耐腐蚀性。耐磨性则是一种综合的使用性能。

1、密度

金属材料单位体积的质量，称为密度。即密度＝质量／体积，单位是克／厘米3。不同金属材料的密度不同，例如钢的密度为7.85克／厘米3；铝的密度为2.7克／厘米3。金属材料的密度，直接关系到零件的质量和结构的紧凑程度，是设计、选材的依据之一。在钢材供应和销售中，经常用钢的密度来计算钢材的质量，即质量＝密度×体积。

2、熔点

金属材料由固态转变为液态时的温度称为熔点。不同的金属有不同的熔点，例如：钢的熔点为1400—1500℃，锡的熔点为232℃。金属材料的熔点是铸造、焊接、电镀、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：利用低熔点的合金可炼制保险丝（铅与锡的合金），浇铸铅字（铅与锑的合金）；利用熔点高的合金炼制灯丝、加热元件（钨、钼的合金）等；而制造机械零件、结构件等用熔点较高的合金。

3、导热性金属能够传热的能力，称为导热性。衡量导热能力大小的主要指标是热导率（传热系数）。金属材料的导热性愈强，散热也愈快。纯金属的导热性比合金好，可利用热导率大的金属材料制造散热器、热交换器等，例如铜、铝及其合金。金属材料的导热性愈差，在加热和冷却过程中表面和内部的温差愈大，产生的内应力愈大，导致变形和开裂的倾向性也愈大。

4、热膨胀性金属材料受热时体积增大（即几何尺寸增长）的性质，称为热膨胀性。通常用线膨胀系数表示。在设计精密仪器、精密机床的零件及测量工具时，应选用线膨胀系数小的金属材料，才能保持较高的精度。如内燃机活塞与缸套之间间隙很小，既要保证活塞在缸套内往复运动，又应保证气密性，为此，活塞与缸套材料的热膨胀性要相近，以免两者长住或漏气。