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1、!第 第 第 第 第 第 第 第 第 第第 第一 一 一 一 一 一 一 一 一 一一 一章 章 章 章 章 章 章 章 章 章章 章常常常用用用金金金属属属材材材料料料分分分类类类金属材料是指由金属元素或者主要由金属元素组成的材料，通常分为黑色金属或有色金属两大类。黑色金属通常是指铁、铬、锰及其合金，其余的金属则称为有色金属。黑色和有色的分法是沿用前苏联教科书的结果，但是，这种分类方法无论从逻辑上，还是从事物的本质上都是说不通的。如“有色”应与“无色”相对；“黑色”难道不是“有色” ？而且，铁、铬、锰本身也并不是黑以的。在欧美教科书中，是把金属分为铁金属和非铁金属两大类，这样比较科学、严谨，
2、但是，在我国对黑色、有色金属的称谓沿用已久，已经约定俗成，一时还改不过来。因此，本书仍使用黑色金属、有色金属的称谓。钢、钢材、生铁、铁合金是最常用的黑色金属。第一节钢的综合分类钢是含碳量小于 !#$的铁碳合金。由于其原料丰富，可以廉价地大规模工业化生产，性能优异，并可通过各种加工处理来改变其形状、尺寸和性能，更好地满足国民经济发展和人们的多种需求，是目前生产量和消费量最大，也是最重要的一种工程材料。钢的分类方法很多，在钢材经营活动中最常用的是钢的综合分类：一、建筑及工程用钢（#）碳素结构钢（!）低合金高强度结构钢（%）特定用途工程结构钢二、机器结构钢（!）优质碳素结构钢（）合金结构钢（#）弹簧
3、钢!碳素弹簧钢合金弹簧钢（$）滚动轴承钢!铬轴承钢无铬轴承钢（%）易切削结构钢（&）专门用途的机器结构钢三、工具钢（!）碳素工具钢（）合金工具钢!刃具钢量具钢#冷作模具钢$热作模具钢%耐冲击工具钢（#）高速工具钢四、特殊性能钢（!）不锈耐酸钢（）耐热钢（#）电工用硅钢（$）耐磨钢第二节钢材的分类钢材是以钢锭或钢坯为原料经压力加工制成的产品。分为型材（型钢） 、!第一篇钣金常用金属材料与热处理板材（钢板） 、管材（钢管） 、线材（金属制品）四大类。包括下列 ! 个大品种。一、重轨每米质量 # $%& 的钢轨（包括起重机轨） 。二、轻轨每米质量!$%& 的钢轨。三、大型、中型、小型型钢由碳素结构钢
4、和低合金高强度结构钢制成的型钢，按品种的尺寸大小（(）划分大、中、小型，其尺寸划分见下表：钢材品名工字钢、 槽钢 （高度）圆钢、 方钢、 螺纹钢、六角钢、 八角钢 （直径、边宽、 对边距离或型号）扁钢（宽度）等边角钢（边宽）不等边角钢（长边宽) 短边宽）其他$大型型钢!*%# *%# !%# !+%# !+% ) !%!*,、!-,槽 帮 钢、履带板、钢板桩、$!%乙字钢等异型钢.中型型钢/ !*%$* 0 *% 0 !%+% 0 !+%.% ) % 0!+% ) !%1 型 钢、!型 钢、!%,斜 腿 槽 钢、犁 铧钢、电梯导轨等异型钢，农用复合钢+小型型钢!% 0 $2/ %/ +%/ .
5、% ) %磁 极 钢、小 槽 钢、挡圈、丁字钢等异型钢，窗框钢、农具钢四、线材也称盘条，热轧最小直径为 +( 的圆钢和螺纹钢，一般呈盘卷状供应。!第一章常用金属材料分类通常包括低碳盘条、电焊盘条、爆破线用盘条、调质螺纹盘条、优质盘条等。五、冷弯型钢以热轧或冷轧带钢为坯料在连续辊式冷弯机组上经弯曲成型制成的型钢。不包括以拉拔、冲压、弯折等方式生产的冷弯型钢。六、优质型材也称优质型钢，由优质制成的圆钢、方钢、扁钢、六角钢等型钢，钢种通常包括碳结钢、合结钢、碳工钢、合工钢、高工钢、弹簧钢、滚动轴承钢、不锈钢（简称优钢八大类） 。此外，还可有易切结构钢、冷镦钢、中空钢、工业纯铁等。按生产方法可分为热轧
6、（缎）优质型材、冷拉（拔）优质型材等。七、其他钢材不易包含在别的品种中的钢材，如钢轨配件、车轮、轮箍、盘件（! #$%） 、环件（& # (%） 、车轴坯、锻件坯、钢球料等。八、中厚钢板厚度 ) *+% 的钢板。通常将厚度 ) * # % 的钢板称为中板，厚度 ) # &% 的钢板称为厚板，厚度 ) & # &% 的钢板称为特厚板（国外到,%） ，统称中厚钢板。包括普通中厚钢板（沸腾钢板、镇静钢板、低合金钢板、造船钢板、锅炉钢板、容器钢板、汽车大梁钢板、花纹钢板等） ，优质中厚钢板（碳结钢板、合结钢板、碳工钢板、合工钢板、高工钢板、弹簧钢板、轴衬钢板、不锈钢板、防弹钢板、纯铁钢板等） 。九、薄
7、钢板厚度!*% 的钢板，热轧板厚度 +!$ # *%，冷轧板厚度 + # *%。包括普通薄钢板（花纹钢板、酸洗薄钢板、钢模板等） ，优质薄钢板，涂镀薄钢板（镀锌薄钢板、镀锡薄钢板、镀铅合金薄钢板、塑料复合薄钢板等） 。!第一篇钣金常用金属材料与热处理十、钢带成卷供应的薄钢板，也叫带钢。分热轧、冷轧，也有普通钢带和优质钢带。十一、电工硅钢薄板含碳极低，含硅 !#$ % &#$，主要用作电机、变压器铁心的铁硅合金薄板，也称矽钢片或硅钢片。分热轧、冷轧。冷轧又分晶粒取向和晶粒无取向两种。十二、无缝钢管经热轧、冷轧、冷拔或挤压等方法制成的管壁无接缝的钢管。按用途分一般管、锅炉管、地质管、石油管、火炮管
8、等；按材质分碳素管、合金管、不锈管等；此外还有厚壁管、薄壁管、毛细管、异型管等。十三、焊接钢管将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管。分一般焊管、镀锌焊管、直缝焊管、螺旋焊管、波纹管、流体输送管、电线套管、吹氧管等。十四、金属制品以热轧线材（盘条）为原料，经冷拔等进一步加工的制品。包括钢丝、钢丝绳和钢绞线。第三节生铁的分类生铁是碳含量大于 $的铁碳合金。通常分为炼钢生铁和铸造生铁两大类。!第一章常用金属材料分类一、炼钢生铁含硅较低（平均含量 !以下） 、主要用于炼钢的生铁。由于其中的碳以铁碳化合物的形式（#$%&）存在，断口呈银白色，也叫白口铁。性质硬而脆，不适于加工，主要用作炼钢原料。二、
9、铸造生铁含硅较多（!() * %+,） 、主要用于铸造的生铁。由于其中的碳以石墨的形式存在，断口呈深灰色，也叫灰口铁。有良好的铸造性能和切削加工性能，主要用于生产各种铸铁件。按用途不同分（普通）铸造生铁、球墨铸铁用生铁、铸造用磷硐钛低合金耐磨生铁。第四节铁合金的分类铁合金是铁与碳以外的金属或非金属元素组成的合金的总称。按照元素种类的不同，分为硅铁、锰铁、铬铁等许多种。在实际工作中，铁合金还包括金属锰、金属铬等纯金属添加剂以及锰硅合金、硅钙合金、硅铬合金等中间合金和某些氧化物（如五氧化二钒）添加剂。因为，它们在钢铁和铸造工业中都是作为合金添加剂使用的，归并为一类便于管理。一、硅铁硅含量在 -,
10、* .),范围内的铁和硅的合金。二、锰铁锰含量在 +), * .,范围内的铁和锰的合金。三、高炉锰铁以高炉法冶炼，锰含量不小于 )(,的铁和锰的合金。!第一篇钣金常用金属材料与热处理四、铬铁铬含量在 !#$% & #$%范围内的铁和铬的合金。五、真空法微碳铬铁以真空固态脱碳法冶炼的铬铁，其碳含量不大于 $#($%。六、钨铁钨含量在 )$#$% & *#$%范围内的铁和钨的合金。七、钼铁钼含量在 #$% & )#$%范围内的铁和钼的合金。八、钒铁钒含量在 +#$% & *#$%范围内的铁和钒的合金。九、钛铁钛含量在 ,$#$% & )#$%范围内的铁和钛的合金。十、铌铁铌含量在 $#$% & *
11、$#$%范围内的铁和铌的合金。十一、硼铁硼含量在 !#$% & ,!#$%范围内的铁和硼的合金。十二、磷铁磷含量在 (#$% & ,#$%范围内的铁和磷的合金。!第一章常用金属材料分类十三、锰硅合金锰含量在 !#$% & !#$%范围内，且钙含量在 $#$% & (!%范围内的铁、锰和硅的合金。十四、硅铬合金铬含量不小于 ($#$%，且硅含量不小于 (!#$%的铁、铬和硅的合金。十五、硅钙合金硅含量在 )$#$% & *!#$%范围内，且硅含量在 +#$% & (!#$%范围内的铁、硅和钙的合金。十六、钒铝合金钒含量在 !$#$% & ,$#$%范围内，且铝含量不小于 ,#$%的铁、铌和铝的合
12、金。十七、铌锰铁合金铌含量在 $% & +%范围内，且锰含量在 -$% & *$%范围内的铁、钒和锰的合金。十八、稀土硅铁合金稀土含量在 -$#$% & )#$%范围内的硅铁合金。十九、稀土镁硅铁合金稀土含量在 )#$% & -(#$%范围内，且镁含量在 #$% & !#$%范围内的硅铁合金。!第一篇钣金常用金属材料与热处理二十、金属锰锰含量不小于 !#$%的金属。二十一、金属铬锰含量不小于 !&#%的金属。二十二、金属锰铬含量不小于 !#$%的金属。二十三、氧化钼块钼含量不小于 (&#%的氧化钼压块。二十四、五氧化二钒五氧化二钒含量不小于 !)#%的产品。第五节有色金属的分类有色金属也称非铁
13、金属，是指黑色金属以外的所有金属。有色金属种类繁多，一般按其密度、价格、矿源的储量和分布情况分为五大类。一、重有色金属密度在 *#$+, -.以上的有色金属。包括铜、镍、铅、锌、锡、锑、汞、镉、铋等。其中铜、镍、铅、锌、锡、锑、汞都是最常用的有色金属。二、轻有色金属密度在 *#$+, -.以下的有色金属。包括铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。这些金属不仅密度小，而且化学活性大，与氧、硫、碳及卤素元素结合相当!第一章常用金属材料分类稳定。其中铝、镁是轻型结构的主要材料。三、贵金属矿源少、开采和提取比较困难，价格比一般金属贵的金属。包括金、银及铂族元素（铂、铱、锇、钌、铑、钯等） ，这些金属的特点是密
14、度大（!#$% &#$( )*+） 、熔点高（,!- % +.） ，化学性质稳定，难于被腐蚀。贵金属广泛应用于电气、电子、宇航工业。金、银、铂还大量用作首饰、工艺品及装饰用品。金、银还用作货币。四、半金属物理、化学性质介于金属和非金属之间的金属。包括硅、砷、硒、碲、硼等，是半导体工业的主要原料。五、稀有轻金属一般指在地壳中含量较少、分布稀散、提取困难或应用较晚的金属。按其物理、化学性质，在矿床中的共生关系以及生产流程等特点，又可分为五类。（一）稀有金属包括锂、铍、铷、铯、钛等。除密度小（#/+ % $#/( )*+）外，化学性质都十分活泼，其氧化物、氯化物都有很高的化学稳定性，很难还原。其中，
15、钛及其钛合金具有许多优异的特性，是航空、宇航、造船、化工、国防等工业部门的重要结构材料，被誉为 &! 世纪的金属、未来金属。（二）稀有高熔点金属包括钨、钼、钽、铌、锆、铪、钒、铼等，共同特点是熔点高（!0+ %+$.） 、硬度大、抗蚀性好，可与一些非金属生成高硬度、高熔点的稳定化合物（碳化物、氮化物、硅化物、硼化物） ，这些化合物是生产硬质合金的重要原料。（三）稀有分散金属包括镓、铟、铊、锗等，共同特点是在地壳中很分散，不形成独立的矿床，主要从冶金、化工作业的烟尘、残渣或中间产品中提取。稀有分散金属!第一篇钣金常用金属材料与热处理在电子工业、原子能工业、合金材料、电光源材料及催化剂等方面有重要
16、用途。（四）稀土金属包括镧系元素以及与镧系元素性质相近的钪和钇，共 ! 种金属。这些金属的原子结构相同，物理、化学性质相近，在矿石中又总是伴生在一起，较难提取分离。主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、荧光和电子材料。（五）稀有放射性金属简称放射性金属，包括钋、钫、镭以及锕系元素。其共同特点是能放出各种射线，是原子能工业的重要原料。有色金属也可按化学成分分为铜和铜合金、铝和铝合金、钛和钛合金；按用途分为铸造合金、变形合金、轴承合金、焊料、硬质合金、印刷合金、中间合金、特殊合金、粉末合金等。在实际工作中往往把有色金属简单的分为普通有色金属（或称常用有色金属） ，如铜、镍、铅、锌、锡、锑、汞、铝、镁、钨精矿、钼精矿等；稀有金属，如钨、钼、钛、铌、钽、锆、铍、铷、铯、稀土金属等。!第一章常用金属材料分类
