过程装备和控制工程专业英语翻译Part.Ⅱ(课文+阅读材料)综合各版精华

PART II 金属材料

█Unit 6金属

大约有四分之三的现有元素可以被归类为金属，而其中大约一半的元素都至少在工业或商业上很重要。尽管严格定义的金属一词限于纯的金属元素，普遍的用法则赋予了它更广泛的范围，包括金属合金。尽管纯金属元素有广泛的特性，他们在商业中的应用也很局限。由两种或更多元素组成的金属合金有着更多的用途，正是由于这种形式上的原因，很多金属被用于工业。

金属材料是晶状固体。单个晶体是由单元晶胞按有规则的模式重复组成的三维晶格结构。一块金属是上千连锁晶体（颗粒）的集合体，这些晶粒沉浸在从晶体原子中脱离出来的负价电子云中。这些自由电子将晶体结构围拢在一起，因为它们对带正电的金属原子（离子）具有静电引力。由于金属结晶结构的致密本性而产生的很大接合力，是导致（金属）一般都具有良好机械性质的原因。同样，电子云使大多数的金属具有很好的导电性和导热性。

金属通常根据其用于使用形状的生产方法（成型方法）来分类。当一种金属以固体形式、塑性状态成型时，它被归为锻造金属。通过将液态金属倒入模型而成型的金属被归为铸造金属。

金属材料有两个类别：含铁的和不含铁的。所有黑色金属的基本成分都是铁元素。这些黑色金属的范围从含铁90%以上的铸铁和碳钢到包含各种其他元素（总计达到总成分几乎一半的）特种铁合金。

除了商业纯铁，所有的黑色金属，包括铁和钢，都被认为是主要的铁碳合金系统。虽然碳含量很少（钢材中少于1％，铸铁中不超过4％）而且通常低于其他合金元素，它仍然是发展和控制机械性能的主要因素。

就定义而言，不将铁作为主要成分的金属材料被称为有色金属。大约十几种有色金属有相对广泛的工业用途。这个名单中排在第一位的是铝，在今天广泛应用的结构金属中，它仅次于钢铁。铝、镁、钛和铍通常被归为轻金属，因为它们的密度比钢铁小很多。

就消耗量而言，铜合金是排在第二位的有色金属。铜合金有两个主要的类别：黄铜主要是铜与锌的二元合金系统；青铜起初是铜-锡合金系统，现在的青铜也包括其他铜-合金系统。

锌、锡、铅和锑的熔点低于800F（427C），它们通常被归为低熔点合金。锌的主要的结构用途是拉模铸造，在总消耗量中仅次于铝和铜排名第三。铅和锡在应用中相当局限，只在适合其低熔点和需要其他特性的场合中有应用。

有色合金中另一个广泛的类别被归为难熔金属。这些金属有钨、钼和铬。它们的熔点在3000F（1649C）以上，被用于必须承受经常性高温的产品中。

最后，贵金属，有着共有的高价格属性。此外，他们通常具有较高的耐腐蚀性、许多有用的物理特性和较高的密度。

█Reading Material不锈钢

不锈钢不像多数其他钢一样在大气中会生锈。术语“不锈钢”意味着在空气、潮湿和污染等环境下，对污点，生锈和凹陷的抵抗能力。不锈钢通常规定铬含量多于11％但少于30％。事实上，材料是“钢”意味着其基础是铁。

不锈钢室温屈服强度的范围从205MPa（30kis）到超过1725MPa（250ksi）。操作温度大约达到750C （1400F）。在其他极限温度下，一些不锈钢能保持其韧性，下至温度接近绝对零度。

由于在某一类别中明确具体的限制，不锈钢可以使用传统的方法成型与制造。它们可以在铸态条件下生产与使用，碳素钢板可以通过电力冶金技术生产，铸锭可以扎制或锻造（目前为止铸锭占了最大的吨数）。轧制产品可以拉拔，弯曲，挤压，或旋压。不锈钢可以通过机器进一步成型，并且可以通过锡焊，铜焊，

熔焊连接。它可以用于为对普通碳钢或低合金钢积分包围。

通用术语“不锈钢”涵盖了大量的标准组成成分，以及各种轴承公司的贸易名称和为特殊应用制造的特种合金。不锈钢的组成成分很多，从基本的铁加上11％铬这一相当简单的合金，到包括30％铬、足量镍，以及6个其他有效元素的复杂合金。在高铬、高镍范围的尽头，合金就并入了其他的耐热合金类，一个要一个任意的分界点。然而，如果合金含量太高，铁含量大约为一半左右时，该合金就脱离了不锈钢家族。尽管带有这些强加的限制，不锈钢的范围仍然是很大的，自然，自然的属性影响制造和使用有很大不同。简单地分为不锈钢一类，这显然是不够的。

分类机构的分类是根据不锈钢的化学成分和其他结构。但是，所有不锈钢，只要他们符合规格，可方便地分为6个不同类型结构的主要类别。这些类是铁素体，马氏体，奥式体，锰代奥式体，奥氏体—铁素体和沉淀硬化体。每一类简短的描述如下。（1）铁素体不锈钢：此类不锈钢如此命名的原因是，在室温下，铁素体不锈钢的晶体结构与同条件下的铁是一样的。此类合金由室温到其居里温度（约750C；1400F）都具有磁性。铁素体一类中的普通合金含有11％至29％的铬，无镍，以及锻造条件造成的非常少的碳。（2）马氏体不锈钢：这一类的不锈钢必然地包含超过11％的铬，有这样一个大的淬透性的使它在空气冷却变硬，也不需要多的油淬要求。淬火状态的马氏体不锈钢其硬度取决于它的含碳量。然而，马氏体通过淬火与回火提升的性能，不可避免会出现腐蚀的易感性的增加。（3）锰代铬奥氏体不锈钢：相似和传统奥氏体不锈钢有一个组成，其中包含提供足够耐腐蚀的铬和镍，确保在室温下紧缩。基本真实的组成是熟悉的18％的铬，镍合金8％。双方铬和镍含量可提高可改善耐腐蚀性，和（最常见的钼）添加可以到进一步提高耐腐蚀性。（4）锰代铬奥氏体不锈钢：在奥氏体的结构可以通过其他的元素，镍，锰和氮生成的类，我们认为有足够的不同，在其属性是从铬镍分离真正替代的描述。最重要的区别在于锰取代合金高强度。（5）奥氏体—铁素体双相不锈钢：这些钢的结构是一个紧缩的铁素体和混合结构和力学性能同样结合每个组件的钢种质量。双相钢抗腐蚀和机械性能的理想结合，其用途是作为增加锻造和铸造的形式。（6）沉淀硬化型不锈钢：此不锈钢设计可以使他们的组成是经得起沉淀硬化。在其他类的两个类削减，给我们马氏体和奥氏体的沉淀硬化不锈钢。在这个类，我们找到最有用的实力以及有益的工作温度最高的不锈钢。

属性不锈钢的选择有3种的属性，必须考虑：（1）物理性能：密度，导热系数，电阻率，等等;（2）机械特性：强度，塑性，硬度，抗蠕变，疲劳等;（3）耐腐蚀特性。请注意，不锈钢性能大幅化学成分和显微组织的影响。因此，规范包括化学成分，或者更正确，一个最重要的因素分析（痕迹也可能存在未报告的内容）以及热处理，提供了最佳的结构。

应用由于不锈钢餐具首次在工业中，用的人数剧增。对平面和长的不锈钢产品，如表1所示的应用的主要领域的相对重要性。化工，电力工程是在长期和平板产品的最大市场。它始于1920年左右与硝酸行业。今天，它包括了服务条件极为多样化，包括核反应容器，换热器，石油行业的管道，用于化学加工和纸浆和造纸工业，炉零件组件的范围，并在化石燃料的发电厂使用的锅炉。表1

应用百分比应用百分比工业设备34 建筑

化工和电力工程18 消费品

食品和饮料家具

运输小电器和电力应用

█Unit 7材料特性

用于工程构件的任何一种材料的最终强度，取决于它经历了一种或多种不同加工过程之后的机械与物理性质。也有许多特性决定材料的初始状态适合一些特定的加工工艺。原始材料的初始强度很重要，因为该强度会影响，了材料最终被加工的形状以及最后所能承受的截面能力。增加或降低初始材料强度的因素也很重要。它可用于减小材料的强度并如许现有机器下将材料加工成一定形状。或者作为选择去提高材料最终的强度来得到更高的服务强度。强度是一个不明确的词汇，在这被理解为指示出材料接受或抵抗变形的能