力学专业英语翻译 21 课《金属材料》

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金属材料
对于一个机械工程师,不管他对工程材料是否有趣,严重地忽视
工程材料领域是不可想象的。一个新的工程师在他的专业中首先要学
的事情之一是,缺少合适的工程材料,缺少可用的材料的的知识,会
给工程设计带来极大的局限性。所以,有必要给机械工程师提供常见
的结构材料的机械特性这样的基本知识。然而,它也成为最难学的课
程之一,因为它多变的性质和对经验极强的依赖性。我们目前对材料
科学理论的理解还不够完善。
现代工业需要相当多数量的金属,这些金属中最重要的一个是铁。
然而,铁在纯状态下没什么用处,但是当与其他物质结合成各种各样
的合金后,它就成为了用处很广的工程材料。包含铁的金属与一些其
它的物质结合之后就叫做黑色金属,例如钢。含有少量碳的钢比含有
很高百分比碳的钢要软,这个百分比能达到大约1.5%的极限。一定
量的有色金属,包括铝和铜,也是重要的,但是即便今天大多数的工
程产品仍然是铁制或者钢制的。在这里,我们下面将要描述一些有代
表性的金属。
(1)钢:钢是建立在铁和少量的通常少于1%的碳基础上的合金。
一些其它的合金元素为了特定用途,经常被添加到钢中。由于钢的高
模量和低成本,它成为了使用最普遍的工程材料。模量在结构应用中
最重要的参数之一。钢其它吸引人的特性是高强度和易于加工。有许
多等级的钢用于各种各样的用途。依据它们的化学成分来分类。
市面上销售的钢和它们的利用可以分为接下来的几组。
a) 碳素钢是最便宜的一种钢。它主要用于结构目的。在商业上
使用的形式是条状、板状、管状等。
b) 高强度钢是低合金钢,用于碳素钢不能满足强度要求的结构
中。
c) 合金钢比碳素钢有更好的淬透性。它们通常用于机械零件,
但是很少用于结构目的,因为成本的增加。
d) 高强度钢是有着超高强度的合金钢。这些钢用于需要高强度
的应用,例如飞机的起落架,涡轮机轴等。
e) 不锈钢是有着含量超过12%铬的高合金钢。不锈钢用于腐蚀
发生的地方。
f) 工具钢是钨或者钼作为主要合金元素的高合金钢。它们用于
制作铸模、模具和切削刀具。
(2)铝:钢之后,铝就是最常用的金属。它适用于多种形状,
并且比钢更容易加工和成形。它的优势是重量轻,导热性能好,在空
气和水中耐腐蚀性能高,还有高反射率。
(3)镁:镁是最轻的结构材料,它的密度只有铝的
2
3

。镁合金

有很高的强度重量比。它被用于制造办公机器和行李。
(4)铜:铜主要用于高导电性和高导热性有用的地方,作为输
电线和制冷机。
(5)黄铜:黄铜是铜和锌的合金。它很容易加工、成形和焊接,
并且比铜和钢有更好的耐腐蚀性。它用于制作轴承、阀门、管道配件
和外壳。