常用金属材料分类

金属材料材质铜有很多种纯铜：又称紫铜含铜量在99.5%以上比如电线丝铜锌合金：又称黄铜一般铜占60% 锌占40% 阀门锁芯铜锡合金：又称青铜有些轴承套铜镍合金：又称白铜银状比如钥匙（一般钥匙黄色的是黄铜白色的是白铜）最常用的就这几种铜主要分为纯铜和合金铜纯铜有T2,另有无氧铜系列C10100;C10200、磷脱氧铜TP1\TP2合金铜分;1、简单黄铜铜-锌合金；2、复杂黄铜铜+锌+其他金属；3、青铜：分铁青铜、磷青铜、铝青铜、铍青铜等（铜中加入除锌、镍以外的金属）4、白铜：普通白铜、锌白铜、铁白铜、铝白铜等等（铜中加入镍为主和其他金属）铝材的分类（1）按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。

铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu 合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。

（2）按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。

（3）按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。

铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。

但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。

不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。

铝合金分为：1系：特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围：高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途.2系：特点：:以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。

如：2011合金，在熔练过程中要注意安全防护（会产生有害气体）。

2014合金用天航空工业，强度高。

2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。

2014可热处理强化。

缺点：晶间腐蚀倾向严重。

应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。

3系：特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好。

金属材料的分类及性能一、金属材料定义：是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料。

二、金属材料分类：①黑色金属：纯铁、铸铁、钢铁、铬、锰。

②有色金属：有色轻金属、有色重金属、半金属、贵金属、稀有金属三、金属材料性能：①工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等②使用性能：机械性能、物理性能、化学性能等1. 工艺性能金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下五个方面：（1）铸造性能：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。

铸造性能通常指流动性，收缩性，铸造应力，偏析，吸气倾向和裂纹敏感性。

（2）锻造性能：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。

可锻性：塑性和变形抗力（3）焊接性能：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅速熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。

（4）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。

（5）热处理性能：热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的，所以，它是机械制造中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。

2. 机械性能：金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。

194
0.0173
1600
194
0.016
1600
热传导率 W/m.0C(1000C) 16.3 16.3
7. 不锈钢的表面加工等级：
表面加工等级 2D 2B No.3
No.4
HL
特征 呈略具光泽的银白色 呈银白色且比2D表面佳的光
泽度和平坦度 有佳的光泽度、粗纹
有佳的光泽、细纹
呈银灰色且具发丝条纹
四、铜
1. 铜的介绍：
铜板是一种高稳定、低维护的屋面和幕墙材料，铜板环保、使用安全、 易于加工并极具抗腐蚀性。铜板的性能价格比是金属屋面材料中最好的 之一。 铜被生产出来后的种类很多，以适应各种不同的要求，只有 SF－Cu即无 磷去氧还原铜适用于建筑材料。
铜的与其他材料的结合： 可以直接接触的材料：不锈钢、铅、铝（表面需喷涂或电镀处理）。 不能直接接触的材料：锌、铁。
◆ 耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆ 强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆ 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆ 常温加工，即容易塑性加工 ◆ 因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆ 清洁，光洁度高 ◆ 焊接性能好
4. 常用不锈钢的耐腐蚀性能和应用:
304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型 性）的设备和机件; 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合; 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度; 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地 优于304不锈钢。其中，316型不锈钢又变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度 不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F;
• 不锈钢板的主要生产厂商: • 张浦、太钢、联众、宝新、芬兰、南非、日本，台湾、宝钢

建筑领域
铝合金在建筑领域中用于制作 门窗、幕墙等，具有美观、耐 用、防火等特点。
其他领域
铝合金还广泛应用于电子、化 工、包装等领域，如制造电子
产品外壳、化工设备等。
CHAPTER 04
不锈钢材料
不锈钢材料的定义与分类
定义
不锈钢是一种具有高耐腐蚀性的金属 材料，通常含有10.5%以上的铬，并 添加了其他合金元素以改善其耐腐蚀 性和其他性能。
金属材料的强度和硬度通常较高，具有优良的耐磨性和 抗疲劳性能。
金属材料具有良好的导电性和导热性，可以用于制造电 子元件和热交换器等。
金属材料的应用领域
在建筑领域，金属材料主要用于 结构支撑和装饰装修等方面，如 钢架、铝合金门窗等。
在交通领域，金属材料被用于制 造车辆和船舶等交通工具。
金属材料广泛应用于建筑、制造 、交通、航空航天等领域。
钢铁材料在航空航天领域中也有重要应用 ，如飞机、火箭等飞行器的制造。
CHAPTER 03
铝合金材料
铝合金材料的定义与分类
铝合金定义
铝合金是一种以铝为基体元素，添加其他金属或非金属元素组成的合金。
铝合金分类
根据合金组成和加工特点，铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金两类。
铝合金材料的性质与特点
物理性质
不锈钢材料可以用于建筑装饰、栏杆、门窗等领域，其美观耐 用、易于维护的特点深受用户喜爱。
CHAPTER 05
钛及钛合金材料
钛及钛合金材料的定义与分类
钛及钛合金材料的定义
钛是一种银白色金属，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金是由钛与其 他金属元素组成的合金。
钛及钛合金材料的分类
根据钛合金中添加的元素不同，钛合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。

1.2 常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。

金属材料大致可分为黑色金属两大类。

黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。

1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。

碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。

工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。

为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。

（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。

（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量0.60%。

（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。

（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。

2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。

其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。

如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A级沸腾碳素结构钢。

（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。

这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。

例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

金属材料分类金属材料是人类使用最广泛的一类材料，广泛应用于工业制造、建筑结构、电子设备等领域。

根据其组成成分和性质特征，金属材料可以分为以下几类：1. 铁系金属材料：主要包括铁、钢、铸铁等。

铁材料具有良好的可塑性、导热性和导电性，广泛应用于机械制造、建筑结构、电气设备等领域。

钢是铁和碳的合金，具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性，在汽车制造、航空航天等高强度要求的领域得到广泛应用。

铸铁是含碳量较高的铁合金，具有良好的铸造性能和耐磨性，广泛用于汽车零部件、机械零件等制造领域。

2. 非铁金属材料：主要包括铝、镁、铜、锌、锡等。

非铁金属材料通常具有较低的密度和良好的导电性、导热性，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

铝是密度较低的金属，具有良好的刚性和耐腐蚀性，在飞机制造、汽车制造等领域得到广泛应用。

镁具有良好的强度和轻质性，被广泛应用于航空航天、轻质汽车制造等领域。

3. 合金材料：合金是由两种或更多种金属元素组成的材料。

根据不同的组成成分和性质，合金可以分为多种类型。

常见的合金有不锈钢、铝合金、钛合金等。

不锈钢由铁、铬、镍等元素组成，具有良好的耐腐蚀性和高强度，在船舶、食品加工等领域得到广泛应用。

铝合金是由铝和其他金属元素（如铜、锌、镁等）组成的材料，具有良好的强度和轻质性，在汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。

钛合金具有良好的耐高温、耐腐蚀性能和高强度，被广泛应用于航空航天、医疗器械等高要求领域。

4. 贵金属材料：主要包括金、银、铂等。

贵金属材料具有优良的化学稳定性和导电性能，被广泛应用于电子设备、珠宝饰品、化学催化剂等领域。

金是最常见的贵金属材料，具有高导电性和抗腐蚀性，被广泛应用于电子器件、电镀等领域。

综上所述，金属材料根据其组成成分和性质特征可分为铁系金属材料、非铁金属材料、合金材料和贵金属材料。

每类材料都有其独特的特点和广泛的应用领域，对于促进工业制造和社会发展具有重要作用。

金属材料材质分类及用途金属材料广泛应用于各种工业领域，根据其化学成分、物理性质和用途等不同分类方法，可以将金属材料分为多个种类。

以下是一些常见的金属材料的分类及其用途。

1.铁族金属：铁、钢等属于铁族金属。

它们具有优良的强度和韧性，广泛应用于建筑、制造、机械、交通工具等领域。

铁质材料广泛应用于基础建设如桥梁、建筑结构和道路，钢铁材料则广泛使用于机械设备、汽车和火车制造，并在船舶建造和航空航天行业中也有广泛应用。

2.贵金属：贵金属如黄金、铂、银等具有较高的化学稳定性和抗腐蚀性能，广泛应用于珠宝、硬币、催化剂、电子器件、医疗设备等领域。

3.铝合金：铝合金具有低密度、高强度、优良的导热和导电性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、包装等领域。

例如，航空航天行业中的飞机、卫星和导弹都采用铝合金制造，汽车工业中的车身、车架和发动机零部件也常采用铝合金。

4.铜合金：铜合金具有优良的导电、导热性能和良好的抗腐蚀性能，被广泛应用于电力、电子、通信设备、化工设备等领域。

铜合金还常用于制造管道、接头、阀门和供水系统中的配件。

5.锌合金：锌合金具有优良的耐蚀性能和良好的铸造性能，广泛应用于汽车、建筑、五金配件等领域。

例如，汽车行业中的发动机外壳、变速箱、制动系统等部件常使用锌合金制造，建筑行业中的门窗配件、管道配件等也有锌合金的应用。

6.镁合金：镁合金具有低密度、高比强度和良好的可塑性，被广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。

镁合金被广泛应用于航空航天领域的航天器零部件、飞机结构件，汽车中的车身、发动机零部件等。

7.钛合金：钛合金具有低密度、高强度、抗腐蚀性好等特点，被广泛应用于航空航天、医疗设备、化工设备等领域。

航空航天领域中的飞机结构件、发动机零部件，医疗领域中的人工关节等都常使用钛合金制造。

8.镍合金：镍合金具有良好的抗高温、抗腐蚀性能，广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。

例如，航空发动机中的高温部件，化工设备中的腐蚀性环境部件等都常使用镍合金制造。

金属材料与其他材料的复合应用
总结词
金属材料与其他材料如塑料、陶瓷等的复合 应用，可以发挥各自的优势，拓展了金属材 料的应用领域。
详细描述
金属材料与其他材料如塑料、陶瓷等的复合 应用已经成为一种新的发展趋势。通过将金 属材料与不同材料进行复合，可以发挥各自 的优势，弥补单一材料的不足，拓展金属材 料的应用领域。这种复合材料在汽车、电子 、建筑等领域具有广泛的应用前景，为金属
汽车工业
汽车车身材料
钢铁、铝等金属材料是汽车车身的主 要材料，它们具有高强度和良好的成 型性，能够满足汽车设计的各种需求 。
汽车零部件材料
金属材料还广泛应用于汽车零部件的 制造，如发动机、变速器、底盘等。 它们需要具有良好的力学性能、耐腐 蚀性和耐磨性。
航空航天
航空航天结构材料
铝、钛、钢等金属材料因其高强度、轻质和良好的耐腐蚀性而被广泛应用于航 空航天领域。它们能够满足航空器在高速、高海拔和极端环境下的性能要求。
塑性
金属材料在受力后发生屈服， 产生永久变形而不破坏的能力 。
高强度材料
如钢铁、钛合金等，常用于结 构件和承重部件。
塑性好的材料
如纯铜、铝等，易于加工成型 。
硬度与耐磨性
硬度
金属抵抗其他物质压入 其表面的能力。
耐磨性
高硬度材料
耐磨材料
金属抵抗磨损的能力。
如硬质合金、碳化钨等， 用于制造切削工具和耐
磁性材料
铁、钴、镍等金属及其合金具有磁性，是制造各种磁性器件的主要原料，如电磁 铁、发电机和变压器等。
04 金属材料发展趋势
高性能金属材料
总结词
高性能金属材料具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特性，广泛应用于航空航天、汽车、能 源等领域。

常用金属材料分类热浸镀锌钢板(GI)电镀锌钢板(EG)电镀锡钢板-马口铁(SPTE)不锈钢带材冷轧碳素钢板(CRS)铝及铝合金板材一．热浸镀锌钢板(GI)1.概况:热浸镀锌钢板即是将板材浸入熔化锌池中,在板材两面浸镀厚度均匀的锌层.锌池中锌的重量百分比≧97% .2.分类:冷轧热浸镀锌钢材,依供货商习惯.共使用C1,C2,D1三种材质.标注示范:HGCC1-ZSFX 其中:HG---热浸镀锌制程C---冷轧底材C1---商用品质 ; (C2---改良商用质量 ; D1---引申品质 )Z---无锌花 (M---细小锌花 )S---调质处理 (B---亮面调质处理 )F---耐指纹涂复 (C---铬酸盐处理 )X---不涂油二．电镀锌钢板(EG)1.概况:与GI料基体材料相同,均为商用性能SPCC (冷轧碳素钢板中一款)材质.不同的是采用电镀方式附着表面锌层.（又称为电解片：SECC）2.镀锌层重量:是材料使用性能的一个重要参数,如果锌层较厚且致密,可有效防止SPCC材质与空气或其它物质接触产生氧化.3. 区别与用途：用途：GI料与EG料目前在NOTE-BOOK行业应用越来越广,因为: SPCC质地较软,易冲压成形,并且易保证产品结构尺寸要求,另外价格便宜.常用于支架,外壳,连结片等.区别：EG料相对于GI来讲价格稍贵,但表面状况相对显得较光亮.表面状况:无锌花或很细小锌花.防腐性能相对较好.三．电镀锡钢板-马口铁(SPTE)1.概况：基材为低碳钢表面电镀锡,常称马口铁(SPTE).2.镀锡用原钢板可划分为以下三种钢类型:D类—铝脱氧钢,适用于深引伸要求,减小表面折痕和拉伸变形等危害.L类---残留元素（Cu,Ni,Cr,Mo)特别少,对某种食品耐蚀性极好,适用于食品类容器.MR类---残留元素含量低,但无L类限制严格,其用途更广,如包装容器等.3.镀锡重量等厚度电镀锡钢板，其公称镀层重量和最小平均镀层重量应符合下表：4.材料性能及用途产品表面镀锡, 质量相对稳定,但基材为低碳钢,故断切面易生锈(氧化),因表面镀锡可直接焊接,产品表面光亮美观.常用于隔离罩,连结片等内装件。

一．金属材料分类1．黑色金属钢铁2．有色金属通常指铜、铝、铅、钛二．钢铁材料牌号表示方法三．金属材料力学性能代号及含义四．钢材的规格种类及用途1．钢板a.按轧制方法分为：热轧、冷轧b.按性能及用途可分为：①碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带，一般厚度不大于4mm。

②碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带，厚度不大于4mm。

③碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带，4-200mm钢板及小于25mm钢带。

④优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带，厚度不大于4mm。

⑤优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带，厚度不大于4mm。

⑥合金结构钢薄钢板，厚度不大于4mm的热轧或冷轧。

⑦锅炉用钢板⑧压力容器用钢板⑨不锈钢冷轧或热轧钢板⑩耐热钢板⑪花纹钢板2．型钢①热轧扁钢，厚度3-60，宽度10-150。

②碳素结构钢和低合金热轧圆钢、方钢、六角钢③热轧角钢，分为等边及不等边，宽度20-200。

④热轧槽钢，宽度50-300。

⑤热轧工字钢，高度100-560。

⑥热轧T型钢，宽度100-300。

⑦冷弯空心型钢。

3．钢管A．直缝电焊钢管（GB/T 13793—1992）a.以热轧或冷轧钢带，经焊接或焊后冷加工方法制造。

钢管以不热处理状态交货。

b.规格：直径5.0—121，壁厚0.5—3.5。

c.力学性能B。

无缝钢管（GB/T 8162—1999）a.以热轧或冷拔（轧）管加工，有热轧或热处理状态交货。

b.规格：直径6.0—245，壁厚0.25—24。

c.力学性能4．钢丝材料可有多种材料加工而成，a.普通结构钢丝：Q195、Q215、Q235主要制钉及建筑用。

b.优质碳素结构钢丝：08F、10F、15、20、25、35、40、45、50，冷拉状态交货，可后热处理，c.碳素弹簧钢丝：65、70、75、85，一般淬火—回火状态交货，可后热处理。

d.合金结构钢丝：15Cr、38Cr、40Cr、20CrNi3等等。

交货状态有冷拉—L，退火—T，可热处理。

特殊性能铸铁
这是一组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。大都属于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛
钢的分类
分类法
名 称
说 明
按冶炼
设备分
平炉钢
平炉钢是指用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同，分酸性和碱性两种，一般平炉钢多为 碱性。平炉钢的主要品种是普碳钢、低合金钢和优质碳素钢
铸铁的分类
分类法
名 称
说 明
按断口颜色分
灰口铸铁
这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有 一定的力学性能和良好的切削加工性，是工业上应用最普遍的一种铸铁
白口铸铁
白口铸铁是组织中完全没有或几乎没有石墨的一种铁碳合金，其中碳全部以渗碳体形 式存在，断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，工业上很少直接用它来制作机械 零件。用激冷的办法可制作内部为灰铸铁，表层为白口铸铁的耐磨零件，故通常又称为 激冷铸铁或冷硬铸铁
专业用钢
专业用钢是指各个工业部门专业用途的钢，如农机用钢、机床用钢、汽车用钢、航空用 钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等
按制造
加工的
形式分
铸钢
铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难 于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件
锻钢
锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承 受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重 要的机器零件都应当采用锻钢件
钢带
按轧制方法分为热轧钢带和冷轧钢带；
按用途分为一般用钢带、镀锌钢带、彩色涂层钢带、电工钢带等

不受剧烈冲击、高硬度、 耐磨的工具。如冲头、
手锯条等。
不受冲击、要求高硬度、 高耐磨的工具。如锉刀、
量具等。
(2)低合金高强度结构钢
牌号：例如 Q390A
“Q”表示屈服点， “390”表示屈服点值为390MPa， “A”表示质量等级为A 级。
用途： 低合金高强度高强度结构钢一般不用热处理， 综合力学性能良好，
用途：铸铁件占铸件总产量的 80%左右。
如机床床身、箱体等。
w(S) ≤0.15%
w(P) ≤0.3%
1.铁碳合金双重相图
铸铁中，碳的存在 形式有渗碳体（Fe3C） 和游离状态的石墨（G）两种。
铁碳合金实际上存在两种 相图： （1）Fe－Fe3C相图， （2）Fe－G相图。
图1-19 铁碳双重相图
（3）变质处理（孕育处理）
• 变质处理：在浇注前向铁水中加入变质剂（孕育剂），如 Si－Fe、Si－Ca合金，以增加石墨的结晶核心，促进石 墨化，使石墨片细小、均匀，获得高强度铸铁。
用于桥梁、船舶、车辆、高压容器、管道、建筑物等。
(3) 合金钢
1）合金结构钢 牌号： 例如 60Si2Mn, “60”表示平均w(C)=0.6%， “ Si2 ”表示平均w(Si)=2%， “ Mn ”表示平均w(Mn)<1.5%。
用途：合金结构钢的力学性能优于优质碳素结构钢， 常用来制造重要的零件，如齿轮、轴类、弹簧等。 例：渗碳钢，20CrMnTi；
化学成分（质量分 数，%）
力学性能（最小值）
牌号
C
Si
Mn
σs (σ0.2)
Σb
δ
/MPa (%)
/MPa
主要特点及应用
ZG200 －400 0.20 0.50 0.80 200

常用金属材料分类1.钢：钢是一种由铁和碳组成的合金材料，通常还会添加其他元素来改善钢的性能。

钢具有优异的机械性能、可塑性和可焊性，广泛应用于建筑、桥梁、汽车、船舶、轨道交通等领域。

根据成分和用途的不同，钢可分为碳素钢、合金钢、不锈钢等多个品种。

碳素钢含有较高的碳含量，主要用于制造机械零件。

合金钢在碳的基础上加入其他元素，如铬、镍、钼等，以提高钢的强度和耐磨性。

不锈钢含有较高的铬含量，具有耐腐蚀性能，常用于制造容器、管道等。

2.铝合金：铝合金是由铝和其他元素（如铜、锌、镁、锰等）组成的合金材料。

铝合金具有低密度、良好的导电性和导热性，同时具有较高的强度和耐腐蚀性能，常用于航空航天、汽车、建筑等领域。

根据合金元素的不同，铝合金可以分为铝锰合金、铝硅合金、铝镁合金等多个品种。

铝锰合金具有良好的可塑性和耐腐蚀性，常用于制造铝罐、铝箔等。

铝硅合金具有良好的耐高温性能，常用于航空航天领域。

铝镁合金具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，广泛应用于汽车制造。

3.铜合金：铜合金是以铜为基础，添加其他合金元素的合金材料。

铜合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能，常用于电子电器、船舶、化工等领域。

常见的铜合金包括黄铜、青铜、铜镍合金等。

黄铜是铜和锌的合金，具有良好的可塑性和耐磨性，常用于制造器具、管道等。

青铜是铜和锡的合金，具有高强度和良好的耐腐蚀性能，常用于制造雕塑、钟乳石等艺术品。

铜镍合金具有良好的耐腐蚀性和可焊性，广泛应用于海洋工程等领域。

4.镁合金：镁合金是以镁为基础，添加其他合金元素的合金材料。

镁合金具有低密度、高比强度和良好的抗冲击性能，常用于航空航天、交通运输等领域。

常见的镁合金包括镁铝合金、镁锌合金等。

镁铝合金具有良好的强度和耐蚀性，常用于制造飞机、汽车等。

镁锌合金具有较高的耐蚀性和可加工性，常用于制造手机壳、笔记本电脑等。

5.钛合金：钛合金是一种以钛为基础的合金材料，具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性能，常用于航空航天、医疗器械等领域。

金属材料的分类各种金属材料分类汇总,原创金属材料的分类普通钢板：热板、热卷、冷板、冷卷、酸洗板、酸洗卷、热连轧钢板、碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板、碳素结构钢和低合金结构热轧薄钢板、碳素结构钢和低合金结构冷轧薄钢板、优质碳素结构钢热轧薄钢板、优质碳素结构钢热轧薄弱钢板、优质碳素结构钢冷轧薄弱钢板、合金结构钢热轧厚钢板、合金结构钢薄钢板、高强度结构钢热处理和控轧钢板.专用钢板：弹簧钢热轧薄钢板、碳素工具钢热轧钢板、高速工具钢钢板、耐热钢板、铜钢复合钢板、厚度方向性能钢板、花纹钢板、深冲压用冷轧薄钢板、汽车制造用优质碳素结构热轧钢板、汽车大梁用热轧钢板、犁壁用热轧三层钢板、锅炉用钢板、锅炉用碳素钢和低合金钢板、压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板、低温压力容器用低合金钢钢板、低温压力容器用低合金厚钢板、焊接气瓶用钢板、压缩机阀片用热轧薄钢板、塑料模具用热轧厚钢板、日用搪瓷用冷轧薄钢板、200L油桶用热轧碳素结构钢薄钢板、200L油桶用冷轧薄钢板和热镀锌薄钢板、多层压力容器用低合金钢板、焊接结构用耐候钢板、高耐候结构钢板、船体用结构钢板、电磁纯铁热轧厚板、冷弯波形钢板、压焊钢格栅板、建筑用压型钢板、电工用热轧硅钢薄钢板、冷轧电工钢带、电磁纯铁冷轧薄板、钛―钢复合板、镍-钢复合钢板.钢带（带钢）：热轧钢带、冷轧钢带、热连轧钢带、碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带、碳素结构钢和低合金结构热轧和冷轧钢带、优质碳素结构钢热轧宽钢带、优质碳素结构钢热轧钢带、优质碳素结构钢冷轧钢带、高强度结构钢热处理和控轧钢带、深冲压用冷轧钢带、汽车制造用优质碳素结构热轧钢带、犁壁用热轧宽钢带、日用搪瓷用冷轧钢带、晶粒取向硅钢（片）薄钢带、碳素结构钢冷轧钢带；碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带；优质碳素结构钢热轧钢带；优质碳素结构钢冷轧钢带；低碳钢冷轧钢带；热处理弹簧钢带；弹簧钢、工具钢冷轧钢带；压力容器用热轧钢带；自行车链条用冷轧钢带；自行车用热轧碳素钢和低合金钢宽带及钢板；自行车用冷轧碳素宽钢带和钢板；自行车用热轧钢带；自行车用冷轧钢带；手表用碳素工具钢冷轧钢带；刮脸刀片用冷轧钢带；工业链条用冷轧钢带；锯条用冷轧钢带；机器锯条用高速工具钢热轧钢带；铠装电缆用冷轧钢带；铠装电缆用钢带；灯头用冷轧钢带；金属软管用碳素钢冷轧钢带；包装用钢带、焊接钢管用钢带.普通型钢：工字钢、槽钢、角钢（角铁）、圆钢和方钢、扁钢、六角钢和八角钢、L型钢、H型钢和T型钢、异型钢.专用型钢：结构钢、工具钢、轴承钢、重轨及重轨配件、轻轨、起重机钢轨、电梯导轨、球扁钢、矿用工字钢、农用复合钢、银亮钢、钢桩钢、支撑钢、中空钢、模具钢、气瓶料、工业纯铁、成品钎钢、标准件用钢、履带板用型钢、拖拉机大梁用槽钢、船用锚链圆钢、齿轮钢、电工钢、合金圆钢、轮网钢、复合扁钢、冷弯型钢、冷拉型钢、U形C形Z形型钢、耐热耐候耐腐蚀钢.各种金属材料分类汇总,原创线材：螺纹钢、镀锌线、普线、高线、铁线、弹簧钢丝、盘圆（条）、焊线、优线、硬线、普碳圆钢、冷拉带肋钢筋、冷拉扭钢筋、直条、铁丝、冷拔丝. 不锈钢：不锈型材、不锈线材、不锈钢板、不锈卷板、不锈钢管、不锈无缝管、不锈焊管、不锈带钢、不锈钢丝、不锈钢丝绳、不锈钢坯、不锈钢金属制品、不锈直条、不锈弯头、不锈薄壁钢管、不锈钢复合钢板、不锈钢棒、不锈钢热轧钢带、不锈钢和耐热钢冷轧钢带、弹簧用不锈钢冷轧钢带、磁头用不锈钢冷轧钢带、彩色显像管弹簧用不锈钢冷轧钢带、手表用不锈钢冷轧钢带；无缝钢管：普通无缝钢管、方形管、矩形管、结构用无缝钢管、输送流体用无缝管、冷拔或冷轧精密无缝管、冷拔无缝异型钢管、汽车半轴套管用无缝管、船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管、柴油机用高压无缝管、低中压锅炉用无缝管、液压和气动缸筒用精密内径无缝管、高压锅炉用无缝管、化肥设备用高压无缝管、石油裂化用无缝管、金刚石岩芯钻探用无缝管、液压支柱用热轧无缝管；焊接钢管：直缝电焊钢管、双层卷焊钢管、低压流体输送用焊接钢管、传动轴用电焊钢管、低压流体输送用大直径电焊钢管、低中压锅炉用电焊钢管、换热器用焊接钢管、带式输送机托辊用电焊钢管、深井水泵用电焊钢管、矿用流体输送电焊钢管、普通碳素钢电线套管、钢窗用电焊异型钢管、吹氧焊管、公制焊管、汽车用管、变压器管、电焊薄壁管、波纹管、石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管；镀涂类：热镀锌钢板（镀锌铁皮或白铁皮）、电镀锌薄钢板、镀铅合金薄钢板（镀铅板）、热镀锡钢板、电镀锡钢板（马口铁）、塑料复合钢板卷、镀铝板卷、镀铬板卷、热镀锌卷、电镀锌卷、热镀锡卷、电镀锡卷、彩涂卷、热镀锌钢带、电镀锌钢带、热镀锡钢带、电镀锡钢带、镀锌电缆钢带、镀锡电缆钢带、涂漆电缆钢带、热镀锌钢管、电镀锌钢管、彩色涂层钢板、彩色涂层钢带、镀铬钢带、低压流体输送用镀锌焊接钢管、P3型镀锌金属软管、单张热镀锌薄钢板、连续热镀锌薄钢板、连续热镀铝硅合金钢板、连续电镀锌冷轧钢板、连续热浸镀锌铝稀土合金镀层钢板、连续热浸镀铝锌硅合金镀层钢板、热镀铅合金冷轧碳素薄钢板、宽度不于700mm 连续热镀锌钢带、连续热镀锌钢带、连续热镀铝硅合金钢带、连续电镀锌冷轧钢带、连续热浸镀锌铝稀土合金镀层钢带、连续热浸镀铝锌硅合金镀层钢带、电镀铅锡合金钢带、铠装电缆用镀锌钢带、同轴电缆用电镀锡钢带；生铁炉料：炼钢生铁、铸造生铁、球墨铸造用生铁、硅铁、锰铁、铬铁、金属锰、金属铬、锰硅合金、硅钙合金、硅铬合金、钼铁、钨铁、钒铁、钛铁、复合铁合金、铁矿、锰矿、普废钢、不锈废钢、煤炭、焦炭、焦副产品、耐材、电解锰、稀土、稀土镁、稀土硅、水渣、碳素、辅料；有色金属：电解铜、铜锭、铜管、铜带、铜棒；铝锭、铝板、铝管、铝带、铝棒；铅锭、铅板；锡锭、焊锡；镍板；锌；锑；镁：钨；钼；稀有金属；金属制品：钢丝、钢丝绳、钢绞线、型材制品、标准件；其他钢材：各种金属材料分类汇总,原创钢锭、铸铁管、钢坯、板坯、方坯、管坯、车轮、轮箍、盘件、环件、车轴坯、锻件坯、钢球料、铁路用尖轨补强板；板材类：冷板、热薄板、中板、厚板、冷卷、热卷、冷轧盒板、热轧盒板、锰板、开平板、锅炉板、容器板、弹簧板、模具板、碳结板、低合金板、刃具板、硅钢片、镀锌板、镀锡板、花纹板、彩涂板、带钢、船板、合金板、板坯、波形板、薄板、彩钢保温板、彩钢瓦、彩色压型板、彩涂卷板、纯铁板、大梁板、弹簧带、镀锌带、镀锌盒板、镀锌卷板、镀锌瓦、复合板、高强板、合工板、合结板、盒板、花纹卷板、集装箱板、卷板、烤兰带、拉伸板、磨砂板、耐候板、耙片板、桥梁板、酸洗板、酸洗卷、碳工板；管材类：焊管、无缝管、镀锌管、螺旋管、方管、矩管、锅炉管、合金管、流体管、高频焊管、冷拔管、结构管、地质管、复合管、厚壁管、铸铁管、热轧管、裂化管、异形管、穿线管、半轴管、保温管、波纹管、薄壁管、船舶用管、吹氧管、大棚管、电线管、钢塑管、高压管、化肥管、架子管、平椭圆、球墨管、石油管、托辊管、椭圆、液体管、异型管、轴承管；型材类：工字钢、槽钢、角钢、方钢、扁钢、H型钢、圆钢、轻轨、重轨、C 型钢、T型钢、U型钢、V型钢、Z型钢、π型钢、槽帮钢、道轨、吊车轨、工业轨、六角钢、内卷边槽钢、起重轨、碳结钢、斜腿钢、爪型钢；线材类：螺纹钢、普线、高线、弹簧钢丝、盘圆、镀锌线、直条、钢丝、钢纤维、高工丝、黑光线、回火线、琴钢丝、软线、碳工钢丝、碳结钢丝、铁线；优特钢类：碳结钢、合结钢、高工钢、合工钢、轴承钢、模具钢、弹簧钢、齿轮钢、碳工钢、刮板钢、低合金钢、叉梁钢、纯铁棒、挡板钢、低碳钢、电工钢、管线钢、焊瓶钢、结构钢、矿工钢、链条钢、耐候钢、优碳钢、轧辊钢、中空钢；不锈钢类：不锈板、不锈管、不锈棒、不锈丝、不锈方管、不锈角钢、不锈六角钢、不锈毛细管、不锈毛衣针管、不锈盘圆、不锈坯料管、不锈汽车尾气管、不锈三通、不锈手表管、不锈天线管、不锈弯头、不锈医疗用管、不锈饮食用管、不锈直条、不锈注射针管；有色金属：铜、铝、铅、锌、锡、镍、钴、锑、铋、镁、镉、钛、稀贵金属；炉料类：钼铁、钛铁、钨铁、钒铁、高铬、中铬、低铬、微铬、金属铬、高锰、中锰、低锰、金属锰、电解锰、硅铁、硅钙、硅锰、铸造生铁、工业硅、稀土镁、稀土硅、纯铁、氮化铬、氮化锰、锆砂、锆英砂、铬铁、硅钡、硅钡粒、硅钙钡、硅钙粉、硅铝铁、硅铁粉、硅铁粒、硅微粉、炼钢生铁、磷铁、锰铁、铌铁、硼铁、球墨生铁、石墨、石墨电极、石墨坩埚；其它类：钢锭、鱼尾板、道岔、方坯、钢坯、钢丝绳、板块、法兰、封头、钢板网、管坯、焊条、火车轴、汽车边框、汽车上沿钢、汽车下沿钢、弯头.。

金属材料分类金属是指具有良好的导电性和导热性、有一定的强度和塑性、并具有特殊金属光泽的物质。

如铁、铝和铜等。

金属材料是由金属元素或以金属元素为主，其他金属或非金属元素为辅构成的，并具有金属特性的工程材料。

它包括纯金属和合金。

金属材料，尤其是钢铁材料在国民经济及其他方面都有再要作用，这是由于它具有比其他材料优越的性能，如物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能。

金属材料最常见的分类方法是按照其最高价氧化物的颜色分为有色金届和黑色金属两大类：1．黑色金属包括铁、铬、锰三种。

但后两种在实际生产中很少单独使用，故黑色金属就泛指铁或以铁为主而形成的物质，如钢和铁。

2．有色金属除黑色金属以外的其他金属称为有色会属，如铜、铝和镁等。

第一节碳素钢一、碳钢的分类碳素钢简称碳钢。

是碳的质量分数(ωc)大于0.0218％小于2.1l％，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。

在钢铁生产中，碳钢占有的比例相当大，碳钢具有良好的力学性能和工艺性能，且冶炼方便，价格便宜，在一般情况下都能满足使用要求，所以应用十分广泛。

1、碳钢的分类碳钢的分类方法很多，常用的方法有以下几种：(1)按钢的含碳量分类按钢的含碳量可分为：1) 低碳钢ωc<0.25%。

2) 中碳钢ωc=0.25%~0.60%。

3)高碳钢ωc>0.60%。

(2) 按钢的质量分类碳钢质最的高低，主要根据钢中含有杂质硫、磷的多少来划分，可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢三类。

1) 普通碳素钢ωs≤0.050%，ωp≤0.045%。

2) 优质碳素钢ωs≤0.035%，ωp≤0.035%。

3) 高级优质碳素钢ωs≤0.030%，ωp≤0.035%。

(3) 按用途分类1) 碳素结构钢用于制造机械零件盒工程结构件的碳钢，碳含量大都在0.70%以下。

2) 碳素工具钢用于制造各种工具用钢，如刃具、量具和磨具等，一般碳含量都在0.70%以上。

二、碳素结构钢碳素结构钢根据钢的质量，可分为碳素结构钢和优质碳素结构钢两种。

1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。

小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。

应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。

轴、齿轮、齿条、蜗杆等。

焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。

2、Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。

应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。

如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。

5、35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。

冷态下可局部镦粗和拉丝。

淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件。

常用金属材料的抗氧化极限温度（实用版）目录1.金属材料的分类2.抗氧化极限温度的定义3.影响抗氧化极限温度的因素4.常用金属材料的抗氧化极限温度5.提高金属材料抗氧化极限温度的方法正文一、金属材料的分类金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

黑色金属又称钢铁材料，包括含铁 90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种不锈钢、耐热钢等。

有色金属是指除铁、锰、铬以外的金属材料，如铜、铝、锌、铅、镍、钴、锡、锑等。

特种金属材料则是指具有特殊性能和用途的金属材料，如高温合金、耐磨合金、腐蚀合金等。

二、抗氧化极限温度的定义抗氧化极限温度是指金属材料在高温环境下，能够抵抗氧化侵蚀的最低温度。

当金属材料的温度超过抗氧化极限温度时，会出现氧化皮脱落、颜色变化、重量变化等现象，严重影响金属材料的使用寿命和性能。

三、影响抗氧化极限温度的因素影响金属材料抗氧化极限温度的因素主要有以下几点：1.金属材料的化学成分：金属材料的化学成分对其抗氧化性能具有重要影响。

一般来说，含碳量越高，金属材料的抗氧化性能越差。

此外，含有铬、镍、钼等合金元素的金属材料具有较好的抗氧化性能。

2.金属材料的组织结构：金属材料的组织结构对其抗氧化极限温度具有重要影响。

一般来说，晶粒越细，金属材料的抗氧化极限温度越高。

3.高温环境：金属材料所处的高温环境，包括温度、气氛、压力等条件，都会影响其抗氧化极限温度。

四、常用金属材料的抗氧化极限温度以下是一些常用金属材料的抗氧化极限温度：1.碳钢：抗氧化极限温度约为 450℃左右。

2.不锈钢：抗氧化极限温度约为 600℃左右。

3.铸铁：抗氧化极限温度约为 500℃左右。

4.铜：抗氧化极限温度约为 250℃左右。

5.铝：抗氧化极限温度约为 400℃左右。

五、提高金属材料抗氧化极限温度的方法提高金属材料抗氧化极限温度的方法主要有以下几点：1.合金化：通过加入铬、镍、钼等合金元素，提高金属材料的抗氧化性能。