常用金属材料基础知识教材
第一章金属材料的基础知识PPT课件
3.按冶炼方法分类： 按炉别分：
转炉钢 转炉为梨形容器，因装料和出钢时需倾转炉体而得名。
电炉钢 电炉钢 主要是各种炼各种优质合金钢，它利用电极与炉
料之间的电弧产生的热量完成熔炼的过程。 4. 按脱氧程度和浇注制度分：
沸腾钢 脱氧不完全的钢，因为这种钢液在钢锭模中冷凝时残
存的氧与碳发生反应。
FeO + C → Fe +CO CO气体使钢沸腾。 镇静钢 脱氧完全，基本上没有上述反应，钢液平静。 半镇静钢
只有一种金属元素的物质叫纯金属 由两种或两种以上的金属元素（或
金属与非金属元素）熔合在一起形 成的具有金属特性的物质叫合金。
7
金属材料就是指金属及合金。
当各个金属原子相互在一起形成固体
时，各金属原子与其价电子脱离变成
正离子，按照一定的几何形式排列，
并在其占据的位置上作高频率的振动,
价电子呈自由电子的形式在各离子间
27
炼钢炉中加入石灰是为了除去对钢的性质很 有害的S、P等杂质。 P2O5 +3CaO =Ca3(PO4)2 SiO2 + CaO = Ca SiO3 SO2 + CaO +O2 =Ca SO4 MnO + SiO2 =Mn SiO3
氧化后生成的CO气体很容易除去，其他氧化 物在熔剂的作用下变成熔渣除去。所有的 氧化反应都是强放热反应，能保持高温而 无须另外加热。
22
用纯氧代替空气可以克服由于空气 里的氮气的影响而使钢质变脆，以及 氮气排出时带走热量的缺点。在除去 大部分硫、磷后，当钢水的成分和温 度都达到要求时，即停止吹炼，提升 喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜， 钢水从出钢口注入钢水包里，同时加 入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水 合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭， 钢锭可以再轧制成各种钢材。
[科学]常见金属材料基础知识
![[科学]常见金属材料基础知识](https://img.taocdn.com/s3/m/51b344d33186bceb19e8bb79.png)
4.热轧 H 型钢........................................................................................................ 35 5.冷弯型钢............................................................................................................ 35 第六节 管材知识.......................................................................................................... 36 1.管材的分类......................................................................................................... 36 2.无缝钢管............................................................................................................ 36 3.焊接钢管............................................................................................................ 37 第七节 不锈钢知识...................................................................................................... 37 1.不锈钢热轧钢..................................................................................................... 37 2.不锈钢冷轧钢板.................................................................................................. 38 3.各种不锈钢的特性和用途.................................................................................... 39 4.世界各国不锈钢标准钢号对照表 ......................................................................... 39 第二讲 有色金属材料（非黑色金属） ................................................................................. 42 第一节 有色金属概述................................................................................................... 42 1.有色金属分类..................................................................................................... 42 2.有色金属产品牌号表示方法................................................................................ 43 第二节 铜及铜合金...................................................................................................... 46 1.纯铜................................................................................................................... 46 2.铜合金................................................................................................................ 46 3.铜材................................................................................................................... 49 第三节 铝及铝合金...................................................................................................... 52 1.纯铝产品............................................................................................................ 52 2.压力加工铝合金.................................................................................................. 53 3.铝材................................................................................................................... 54 4.铸造铝合金......................................................................................................... 54 5.高强度铝合金..................................................................................................... 55 第三章 金属腐蚀基础................................................................................................................. 56 第一讲 金属腐蚀概述.......................................................................................................... 56 第一节 金属腐蚀的分类............................................................................................... 56 第二节 金属腐蚀的形态............................................................................................... 56 1.全面（均匀）腐蚀.............................................................................................. 57 2.孔蚀................................................................................................................... 57 3.缝隙腐蚀............................................................................................................ 58 4.脱层腐蚀............................................................................................................ 59 5.晶间腐蚀............................................................................................................ 59 6.选择性腐蚀......................................................................................................... 60 7.磨损腐蚀............................................................................................................ 60
常用金属材料基础知识课件 (一)
常用金属材料基础知识课件 (一)
常用金属材料基础知识课件是建筑、机械、电子等各个行业工作者必
备的基础资料。
课件主要包括金属材料的种类、性质、特点和应用。
下面我们将围绕这四个方面展开简要的介绍。
一、金属材料的种类
常用的金属材料种类包括铁、铜、铝、钛、锌、镁等。
其中铁是重要
的工业材料之一，铁的普及使得我们购买成品的价格得以大为降低。
二、金属材料的性质
金属材料具有四个显著的特点，一是良好的导热性；二是良好的导电性；三是高硬度和高强度；四是易于加工成型。
三、金属材料的特点
铁是最常见的金属材料，其特点是韧性好、磁性大，其缺点是易锈蚀。
铜则是一种良好的导电、导热材料，它不仅有很高的韧性，而且在加工、焊接、铸造等方面也做得比较好。
铝则是一种可塑性、可焊接、
腐蚀性强的金属，常被用于制造容器、餐具等。
镁的强度轻量化使得
其在航空、航天、汽车、自行车等领域中得到了普遍应用。
四、金属材料的应用
金属材料的应用非常广泛，从桥梁、建筑、汽车、船舶等传统领域到
现代高技术领域中的医疗器械、计算机等都不能离开金属材料。
例如，铁常被用于钢筋、建筑支架等领域；铝常被用于船舶、交通工具、容
器等领域；铜常被用于电线、电缆等领域；镁常被用于飞行器、轻型
汽车等领域。
综上所述，常用金属材料基础知识课件不仅非常重要，而且可应用于
各个行业。
对于厂家和个人而言，这些课件都是不可或缺的基础资料。
金属材料基础知识
金属的冷热弯曲性能也取决于材料的塑性和强度。材料承受 弯曲而不出现裂纹的能力，称为弯曲性能。一般用弯曲角度 或弯心直径与材料厚度的比值来衡量弯曲性能。
电厂锅炉管道弯头和输粉管道弯头是经过冷热弯曲成型的。
(三)焊接性能
• 金属材料采用一定的焊接工艺、焊接材料及结构形式，优质焊 接接头的能力，称为金属的焊接性。
适用范围
HRC
120°金刚石圆 锥
150
HRB Φ1.588mm钢球
100
HRA
120°金刚石圆 锥
60
一般淬火钢等硬度较大材料
退火钢和有色金属等软材料
硬而薄的硬质合金或表面淬 火钢
3．维氏硬度（HV） 维氏硬度是用一定的载荷将锥面夹角为136°的正四棱锥金刚石压头压入试 样表面，保持一定时间后卸除载荷，试样表面就留下压痕，测量压痕对角线 的长度，计算压痕表面积，载荷F除以压痕面积S所得值即为维氏硬度。维氏 硬度用符号HV表示，计算公式如下：
1．拉伸试样
2．拉伸曲线
• 拉伸曲线表示试样拉伸过程中力和变形关系，可用应力－延伸率曲线表 示，纵坐标为应力R，R=F/S0，横坐标为延伸率ε，ε＝ΔL/L0。
拉伸曲线的形状与材料有关， 由图可见，在载荷小的oa阶 段，试样在载荷F的作用下 均匀伸长，伸长量与载荷的 增加成正比。如果此时卸除 载荷，试样立即回复原状， 即试样产生的变形为弹性变 形。当载荷超过b点以后， 试样会进一步产生变形，此 时若卸除载荷，试样的弹性 变形消失，而另一部分变形 则保留下来，这种不能恢复 的变形称为塑性变形。
(四)切削性能 金属材料承受切削加工的难易程度，称为切削性能。
金属的切削性能与材料及切削条件有关，如纯铁很பைடு நூலகம்易切削，但难以获得较高的光洁度； 不锈钢可在普通车床上加工，但在自动车床上，却难以断屑，属于难加工材料。通常，材 料硬度低时切削性能较好，但是对于碳钢来说，硬度如果太低时，容易出现“粘刀”现象， 光洁度也较差。一般情况下金属承受切削加工时的硬度在HB170一230之间为宜。
第一篇金属材料的基础知识PPT学习教案
b = Fb/ A0 ( M Pa ) Fs—试样产生屈服时所承受的最大载荷,N Fb—-试样在拉断前所能承受 的最大载荷, N A0——试样原始截面积, ²
mm
金属不能在超过其 s 、 b 的条件下工作。因此作为强度 设计的依据. ???灰铸铁和20钢分别以何种强度为设计依据。
缩颈—
=（A0 –A1）/A0×100%
0
式中 A
—试样的原始截面积，mm²；
1
A
—试样拉断后,断口处横截面积，mm²；
说明：δ、ψ值愈大，表明材料的塑性 愈好。 良好的塑性是金属材料进行塑性加工 的必要 条件。
第13页/共138页
二、硬度（HB、HR）
硬度:是材料抵抗更硬的物体压入其内的 能力。 它是材料性能的一个综合的物理量 ，表示 金属材 料在一 个小的 体积范 围内抵 抗塑性 变形、 压痕划 痕的能 力。是 衡量金 属软硬 的指标 。直接 影响金 属材料 的耐磨 性。 常用的有 布氏硬 度和洛 氏硬度
（孕育或变质处理）
（3）热处理和压力加工
第30页/共138页
第31页/共138页
第32页/共138页
纯金属结晶的 冷却曲线规律
1）金属实际结晶温度低于理论结晶 温度； 理论结
0
晶温度T
与实际结晶温度Tm之差称为过冷 度，
0m
即：ΔT=T
-T
2）纯金属结晶在恒温下进行，结晶 冷却曲 线出现 水平线段
e — 弹性极限点
塑性变形阶段 (屈服)（曲线）:sb
S — 屈服点
颈缩阶段(断裂) （曲线） : bk
b — 极限载荷点 K — 断裂点
常用金属材料基础知识教材.doc
常用金属材料基础知识教材第1章：金属材料名称常用基础术语1.基础术语：黑色金属：铁和铁的合金均称为黑色金属。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
纯铁：纯度很高的铁，化学纯铁含碳量几乎为零，T业纯铁含碳量<0.05%。
纯铁是很软的，一般不应用到实际中。
铁碳合金：以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
如钢和生铁。
生铁：把铁矿石放到高炉屮冶炼而成的，含碳最2%〜4.3% （也有资料称3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的铁碳合金称为生铁。
生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有槊•性变形能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形，主要用来炼钢和制造铸件，如白口铁、灰口铁和球墨铸铁。
也有习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。
白口铁：碳以Fe3C形态分布的生铁称为白口铁，其断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料, 故又称炼钢生铁。
灰口铁：碳以片状石墨形态分布的生铁称为灰口铁，其断口呈银灰色，由于石墨质软并有润滑作用，因而这种生铁具有良好的易切削、耐磨和铸造性能等优点。
但是，由于有片状石墨的存在，降低了它的抗拉强度，使它不能锻轧，只能用于制造各种铸件，如铸造机床床屎、铁管等。
因此，通常把这种生铁叫做铸造生铁。
球墨铸铁：碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。
钢：含碳量在0.04%・2.3%Z间（也有资料称0.03%-1.2%）的铁碳合金称为钢。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、镒、硫、磷等。
有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝等。
第2章：金属材料的分类1.按品质进行分类%1普通钢：P<0.045% S<0.050% （如普通碳素结构钢Q195、Q235等）%1优质钢：P<0.035% S<0.035% （如优质碳素结构钢20号、45号钢等）%1高级优质钢：P<0.035% S<0.030% （比优质钢更优质，一般在钢号后加A以示区别，如08A等）2.按化学成份进行分类1）碳素钢：%1低碳钢：C<0.25%%1中碳钢:CW0.25〜0.60%%1高碳钢：C>0.60%2）合金钢：%1低合金钢（合金元素总含量<5%）；%1屮合金钢（合金元素总含量>5〜10%）；%1高合金钢（合金元索总含量>10%）。
金属材料的基础知识
抗拉强度: 在拉断前试样所能承受的最大应力 为该试样的抗拉强度，用符号σb 表示，计算公式为。
σb=
Fb So
二、 塑性
➢概念
塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久性变形而不断裂的能 力。
➢ 衡量指标
伸长率：试样被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比 称为伸长率，用符号δ表示。计算公式为：
δ= l1 l0 ×100% l0
δ ψ
性能指标
名称
抗拉强度 屈服点 规定残余伸长应力
伸长率 断面收缩率
硬度 冲击韧性
HBS(HBW) HRC HRB HRA 标尺洛氏硬度值 A标尺洛氏硬度值 维氏硬度值
冲击韧度
疲劳强度 σ-1
疲劳极限
单位 MPa MPa MPa
J/cm2 MPa
含义
试样拉断前所能承受的最大应力 拉伸过程中，力不增加（保持恒定）试 样仍能继续伸长时的应力 规定残余伸长率达0.2%时的应力
部永久性积累损伤经一定循环次数后产生裂纹或突发完全断 裂的过程称为金属疲劳。
五、疲劳强度
➢疲劳破坏可分为微观裂纹、宏 观裂纹和瞬时断裂三 个过程。
五、疲劳强度
➢疲劳曲线 ：疲劳曲线是指交变应力σ与循 环次数N的关系曲线，如下图所示。
常用金属材料的力学性能指标及其含义
力学性能
符号
强度 塑性
σb σs σ0.2
0.1
e 0.2
一、强度—拉伸曲线
1.弹性变形阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.缩颈阶段
低碳钢的应力-应变曲线
一、强度—衡量指标
屈服点： 用符号σs表示，计算公式为
σs=
Fs So
式中：Fb——试样断裂前所承受的最大拉力， 单位为N；
钢材手册--钢铁材料的基本知识教材
钢铁手册第一章钢铁材料的基本知识一、钢铁材料的分类二、钢铁产品牌号的表示方法三、钢铁材料的使用性能四、钢铁材料的工艺性能和试验五、钢铁材料的热处理六、合金元素对钢的性能影响七、钢铁产品有关术语八、钢材的标记九、钢材理论质量计算公式十、钢材的保管第二章钢铁原料及制品一、生铁二、铁合金三、铸铁四、铸钢五、锻钢六、钢坯第三单钢的品种及技术性能一、结构钢二、工具钢三、轴承钢四、特种钢五、专业用钢第四章型钢通用型钢专业用钢冷弯型钢线材第五章钢板和钢带钢板钢带第六章钢管和铸铁管无缝钢管焊接钢管铸铁管第七章钢丝和钢丝绳钢丝钢丝绳第八章特殊含金和钢材电工用钢高温合金耐蚀合金精密合金软磁合金变形永磁合金弹性合金膨胀合金精密电阻合金热双金属和其他特殊合金第九章附录常用计量单位（新旧）对照换算常用线规号与公称直径对照表黑色金属硬度及强度换算值主要钢铁生产企业贸易知识第一章钢铁材料的基本知识一、钢铁材料的分类1．生铁的分类钢铁材料通常是指铁碳合金，按含碳量的大小分类，含碳量(质量分数)大于2％的为生铁，小于2％的为钢，含碳量(质量分数)小于0．04％的为工业纯铁。
1．生铁的分类(见表1．1)表1-1生铁的分类注：成分含量皆指质量分数。
2．铸铁的分类2006-08-25 16:20:00表1-2铸铁的分类3．钢的分类2006-08-25 17:03:00表1-3钢的分类表1．4非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值(GB／T 13304—1991)注：La系元素含量，也可为混合稀土含量总量。
表1-5非合金钢的主要分类及举例(GB／T 13304--1991)表1-6 低合金钢的主要分类及举例（GB/T13304-1991）表1-7合金钢的分类GB／T 13304--1991)注：(x)表示该合金系列中还包括有其他合金元素，如cr(x)系，除Cr钢外，还包括CrMn钢等。
4．钢材及其分类2007-05-28 11:37:00炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。
第01章 金属材料的基础知识-
非晶体
按一定的几何规律作周 期性排列而形成的聚集 状态； 非晶体 ：当原子 ( 或分 子)为无规则地堆积在一 起形成的一种无序的聚 集状态；
结构上：长程有序，短程有序； 性能上：有无固定熔点；各项同性/异性。
1.2.1 金属键与晶体结构——晶体的基本概念
刚球模型；
空间点阵；
阵点/结点；
晶格；
1.2.1 金属键与晶体结构——晶体的基本概念
Z
c
a
X b Y
晶格： 将空间点阵
用一系列相互平行的 直线连接起来形成的 空间格架。
a ，b ，c 晶格常数
晶胞 ：是组成晶格的
最基本的几何单元。
1.2.1 金属键与晶体结构——晶体的基本概念
7种晶系、14中布拉菲点阵
立方
1.1.2 力学性能——硬度——布氏硬度
布氏硬度值是外力除以压痕球冠表 面积；
在实际操作中，不需计算，用刻度 放大镜测出压坑直径 d ，然后查表。
1.1.2 力学性能——硬度——布氏硬度
布 氏 硬 度 压 痕
淬火钢球： 用 以 测 定 硬 度
<450的金属材料，硬度值用HBS表 示；
硬质合金球： 用以测定硬
坏了原子的平衡状态使晶格发生扭曲； 性能变化——电阻增大，密度减小，强度和硬 度提高，塑性和韧性下降。
1.2.4 晶体的缺陷
线缺陷
晶体中的线缺陷是各种类型的位错；
位错 ：晶体中的一列或数列原子发
生有规律的错排现象；
刃型位错，螺型位错。
1.2.4 晶体的缺陷
线缺陷——刃型位错
当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，
第一章 金属材料的基础知识
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
常用金属材料基础知识教材
第1章：金属材料名称常用基础术语
1．基础术语：
黑色金属：铁和铁的合金均称为黑色金属。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
纯铁：纯度很高的铁，化学纯铁含碳量几乎为零，工业纯铁含碳量<0.05%。
纯铁是很软的，一般不应用到实际中。
铁碳合金：以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
如钢和生铁。
生铁：把铁矿石放到高炉中冶炼而成的，含碳量2％～4.3％（也有资料称 3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的铁碳合金称为生铁。
生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形，
主要用来炼钢和制造铸件，如白口铁、灰口铁和球墨铸铁。
也有习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸
铁。
白口铁：碳以Fe3C形态分布的生铁称为白口铁，其断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。
灰口铁：碳以片状石墨形态分布的生铁称为灰口铁，其断口呈银灰色，由于石墨质软并有润滑作用，因而这种生
铁具有良好的易切削、耐磨和铸造性能等优点。
但是，由于有片状石墨的存在，降低了它的抗拉强度，使它不能锻
轧，只能用于制造各种铸件，如铸造机床床座、铁管等。
因此，通常把这种生铁叫做铸造生铁。
球墨铸铁：碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。
钢：含碳量在0.04%-2.3%之间（也有资料称0.03%-1.2%）的铁碳合金称为钢。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一
般不超过 1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝等。
第2章：金属材料的分类
1．按品质进行分类
①普通钢：P≤0.045% S≤0.050%（如普通碳素结构钢Q195、Q235等）
②优质钢：P≤0.035% S≤0.035%（如优质碳素结构钢20号、45号钢等）
③高级优质钢：P≤0.035% S≤0.030%（比优质钢更优质，一般在钢号后加A以示区别，如08A等）
2．按化学成份进行分类
1）碳素钢：
①低碳钢：C≤0.25%
②中碳钢：C≤0.25~0.60%
③高碳钢：C≥0.60%
2）合金钢：
①低合金钢（合金元素总含量≤5%）；
②中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；
③高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
3．按成形方法分类：
①锻钢
②铸钢
③热轧钢
④冷拉钢。
4．按金相组织分类
1）退火状态的：
①亚共析钢（铁素体+珠光体）；
②共析钢（珠光体）；
③过共析钢（珠光体+渗碳体）；
④莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。
2）正火状态的：
①珠光体钢
②贝氏体钢。