金属材料基础培训PPT课件

材料、能源、信息并列称为现代文明的三 大支柱，而材料是基础
任何物质只要能为人类经济地使用，就成 为材料
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所谓金属，就是一种具有光泽(即对可见光 强烈反射)、延展性好、容易导电和导热的 物质
在自然界中，绝大多数金属以化合物的形 式存在，少数金属(如金、铂、银)以单质的 形式存在。
元素周期表里的100多种元素中，金属元素 占了3/4。
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3、铸铁的分类
(1)按断口颜色分类 铸铁按断口颜色不ห้องสมุดไป่ตู้分为灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁。 1)灰铸铁 灰铸铁的大多数力学性能指标远低于钢，但抗压强度与钢相当
，具有良好的铸造性能、减振性、耐磨性、切削加工性能及低的缺口 敏感性，常用来生产一些强度要求不高、主要承受压力的箱体或底座 等。灰铸铁是工业生产上应用最普遍的一种铸铁。 2)白口铸铁 白口铸铁(不是白口铁，白口铁是一种生铁)是不含石墨的铸 铁，几乎全部的碳都与铁形成碳化三铁。它具有很高的硬度和脆性， 不能承受冷加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态。它是 一种良好的抗磨材料，可在磨损条件下工作。白口铸铁包括普通白口 铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁和高合金自口铸铁。 3)麻口铸铁 麻口铸铁又称麻口铁、斑铸铁，是介于白口铸铁和灰铸铁之 间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状。由于麻口铸铁的综合性 能不好，故应用较少。
金属材料基础知识 培训
钢研纳克 技术中心
文志旻 2012年 5月
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前言
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一、引言
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材料是人类社会发展的基础
材料是指人类用以制造各种有用器件的物 质，是人类生产和生活所必需的物质基础， 是人类进化史上的里程碑
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二、钢铁材料的分类
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1、生铁的分类
生铁是含碳量大于2.11％(质量分数)的铁 碳合金，工业生铁含碳量一般为 2.5%~4%(质量分数)，并含硅、锰、硫、磷 等元素，是用铁矿石经高炉冶炼的产品。生 铁按用途不同分为炼钢生铁和铸造生铁。
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1、生铁的分类
(1)炼钢生铁是炼钢的主要原料，在生铁产量 中占80％~90％，硬而脆，断口呈白色，也 叫白口铁。一般含硅量较低，含硫量较高。
1)白口铸铁中的碳，不以石墨形式存在，断口呈亮白色，硬 而脆。
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3、铸铁的分类
(2)按化学成分分类 铸铁按化学成分不同可分为普通铸铁与合金铸铁 两类。
1)普通铸铁 普通铸铁是指不含合金元素的铸铁，一 般常用的灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等都属于 这一类铸铁。
2)合金铸铁 合金铸铁是指在普通铸铁内有意识地加 入一些合金元素，以提高铸铁某些特殊性能而配 制成的一种高级铸铁，如具有各种耐蚀、耐热、 耐磨特殊性能的铸铁。
(2)铸造生铁是指用于铸造各种铸件的生铁， 俗称翻铁砂，在生铁产量中占10％~20％， 是炼钢厂的主要商品铁，断口呈灰色，所 以也叫灰口铁。一般含硅量较高，含硫量 稍低。
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2、铁合金
铁合金是铁与一种或几种元素组成的合金，主 要用于钢铁冶炼。在钢铁工业中一般还把所有炼 钢用的合金，不论含铁与否(如硅钙合金)，都称 为“铁合金”。
(2)合金剂 在钢中加入各种铁合金可以调整其化学成分，生 产出各种新金属材料。常用的合金剂主要有铬铁、 钼铁、钨铁、钛铁、铌铁、钒铁、镍铁等。
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3、铸铁的分类
铸铁与生铁的区别是进行了二次加工，即将 铸造生铁在炉中重新熔化，并加入铁合金、废钢 进行成分调整而得到。铸铁中碳的质量分数大于 2.11％。铸铁具有许多优良的力学性能且生产简 便，成本低廉，是应用最广泛的材料之一。
4)球墨铸铁 球墨铸铁和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其 他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料。
5)特殊性能铸铁 特殊性能铸铁是一些具有某些特性的铸铁 ，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸 铁等。
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3、铸铁的分类
(4)按碳在铸铁中存在的状态分类 按碳在铸铁中存在的状态的不同，可将铸铁分为白口铸铁、 灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。
作为炼钢过程中的脱氧剂、合金剂的铁合金是 炼钢和铸钢的重要原料，可以改善钢的理化性能 和铸件的力学性能。
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2、铁合金
(1)脱氧剂 炼钢时所添加的一些与氧结合力比较强，且其氧 化物又能顺利从钢液中排除，用以降低钢液中的 氧含量的金属称为脱氧剂。常用的脱氧剂有硅铁、 锰铁、铝铁、硅钙铁、硅锰铁、硅钡铁、硅铝铁 等。
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金属材料的分类方法
1、科学上的分类
科学上的分类是依据元素周期表，将金属 按一定的规律分为碱金属、碱土金属、镧 系元素、锕系元素等。
2、工业上的分类
分类依据
类别
是否有铁
钢铁材料、非铁金属材料
颜色
黑色金属、有色金属
密度
重金属、轻金属
市场价值
贵金属、贱金属
储量
稀有金属、富有金属
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钢铁材料也称为黑色金属材料，包括生 铁、铁合金、铸铁、铸钢、结构钢、工具 钢、不锈钢、耐热钢等。非铁金属材料也 称为有色金属材料，包括铝、镁、铜、锌、 钛、镍、稀土金属、稀有金属、贵金属、 半金属等。一般工业生产中金属材料的分 类如下表所示。
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3、铸铁的分类
(3)按生产方法和组织性能分类
铸铁按生产方法和组织性能不同可分为普通灰铸铁、孕育 铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。
1)普通灰铸铁 普通灰铸铁具有一定的强度、硬度、良好的 减振性和耐磨性；具有高导热性，好的抗热疲劳能力；同 时还具有良好的铸造工艺性能，以及优异的切削加工性能 。普通灰铸铁生产简便，成本低，在工业和民用生活中得 到了广泛的应用。
2)孕育铸铁 孕育铸铁也叫变质铸铁，是在灰铸铁的基础上
，采用变质处理(即在铁液中加入少量的变质剂)得到的一
种高级铸铁。这种铸铁的强度、塑性和韧性均比普通灰铸
铁好得多，主要用来制造力学性能要求较高且截面尺寸变
化较大的大型铸铁件。
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3、铸铁的分类
3)可锻铸铁 可锻铸铁也叫韧性铸铁，它的名字很奇怪，虽 然名曰“可锻”，但这种铸铁却不可锻造，只是比灰铸铁具 有更高的韧性，一般是由白口铸铁经退火而成。这种铸铁 可用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽 车与拖拉机的前后轮壳、低压阀门、管接头等。