常用工程材料的性能和特點
（一）金屬材料
     1 、黑色金屬
     含碳量小于 2 ． 11 ％（重量）的合金稱為鋼，合碳量大于 2 ． 11％（重量）的合金稱為生鐵。
     （ 1 ）鋼及其合金的分類。
     鋼的力學(xué)性能決定于鋼的成分和金相組織。鋼中碳的含量對鋼的性質(zhì)有決定性影響。
     在工程中更通用的分類為：
    l ）按化學(xué)成分分類�？煞譃樘妓劁�、低合金鋼和合金鋼。
    2 ）按主要質(zhì)量等級分類：
     ① 普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和特殊質(zhì)量碳素鋼；
     ② 普通低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼；
     ③ 普通合金鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼。
     （ 2）鋼牌號的表示方法。按照國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》規(guī)定，我國鋼鐵產(chǎn)品牌號采用漢語拼音字母、化學(xué)符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的表示方法，即：
    l ）牌號中化學(xué)元素采用國際化學(xué)元素表示。
    2 ）產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。
    3 ）鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學(xué)元素含量（％）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
    合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號按下列規(guī)則編制。數(shù)字表示含碳量的平均值。合金結(jié)構(gòu)鋼和彈簧鋼用二位數(shù)宇表示平均含碳量的萬分之幾，不銹耐酸鋼和耐熱鋼含碳量用千分數(shù)表示。平均含碳量＜0.1 ％（用 “0” 表示；平均含碳量＜ 0.03 ％，用 “00”  表示＝。合金工具鋼平均含碳量＞ 1.00％時，不標合碳量，否則用千分數(shù)表示。高速工具鋼和滾珠軸承鋼不標含碳量，滾珠軸承鋼標注用途符號 “C” 。平均合金含量＜ 1.5％者，在牌號中只標出元素符號，不注其含量。
例：在鋼的分類中 , 優(yōu)質(zhì)鋼是按照（   ）來分類的。
A. 化學(xué)成分  B. 用途  C. 冶煉質(zhì)量  D.冶煉方法   
答案 :C
（ 3 ）工程中常用鋼及其合金的性能和特點。
    l ）碳素結(jié)構(gòu)鋼。
    碳素結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝簡單，有良好工藝性能（如焊接性能、壓力加工性能等）、必要的韌性、良好的塑性以及價廉和易于大量供應(yīng)，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應(yīng)用。某些不太重要、要求韌性不高的機械零件也廣泛選用。

    2）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性，同時有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。

    3）合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構(gòu)件。形狀復(fù)雜或截面尺寸較大或要求韌性高的淬火零件，一般為合金結(jié)構(gòu)鋼。
    4 ）不銹耐酸鋼。它在化工、石油、食品機械和國防工業(yè)中廣泛應(yīng)用。
    按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類�，F(xiàn)將各類不銹鋼的特點簡述如下：
     ①鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。高鉻鋼有良好的抗高溫氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。

② 馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素。通常用在弱腐蝕性介質(zhì)，如海水、淡水和水蒸汽等中，使用溫度小于或等于 580 ℃、通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。
     ③奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳。這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。
     ④ 鐵素體 — 奧氏體型不銹鋼。
     ⑤沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼主要用于制造要求高強度和耐蝕的容器、結(jié)構(gòu)件零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。
    5 ）鑄鋼。鑄鋼具有較好的強度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。
（ 4）鑄鐵的分類和牌號表示方法。大部分機械設(shè)備的箱體、殼體、機座、支架和受力不大的零件多用鑄鐵制造。某些承受沖擊不大的重要零件，如小型柴油機的曲軸，多用球墨鑄鐵制造。其原因是鑄鐵價廉，切削性能和鑄造性能優(yōu)良，有利于節(jié)約材料，減少機械加工工時，且有必要的強度和某些優(yōu)良性能，如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。
    1 ）鑄鐵的分類。
    按照石墨的形狀特征，鑄鐵可分為灰口鑄鐵（石墨成片狀）、球墨鑄鐵（石墨成球狀）和可鍛鑄鐵（石墨成團絮狀）三大類。
    按照鑄鐵成分中是否含有合金元素，可分為一般鑄鐵和合金鑄鐵兩大類。一般鑄鐵可分為普通鑄鐵和變質(zhì)（孕育）鑄鐵。
    2 ）鑄鐵牌號的表示方法：
     ①用各種鑄鐵相應(yīng)漢語拼音字母的第一個大寫字母作為鑄鐵的代號，當(dāng)兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時，可在大寫字母后加小寫字母表示。
     ② 在牌號中一般不標注常規(guī)元素 C ． Si 、 Mn 、 S 和 P的符號，但當(dāng)它們有特殊作用時才標注其元素符號和含量。
     ③ 牌號中代號后面的一組數(shù)字表示抗拉強度值（如灰口鑄鐵 HT100），有兩組數(shù)字時，第一組數(shù)字表示抗拉強度值，第二組數(shù)字表示伸長率值（如球墨鑄鐵 QT400 － 18 ），兩組數(shù)字之間用 “ －”  隔開。
    3 ）工程中常用鑄鐵的性能和特點：
     ① 灰口鑄鐵�；�體可以是鐵素體，珠光體或鐵素體加珠光體，相當(dāng)于鋼的組織。
     ② 球墨鑄鐵。球墨鑄鐵綜合機械性能接近于鋼。
     可用球墨鑄鐵來代替鋼制造某些重要零件，如曲軸、連桿和凸輪軸等。
     ③蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵的強度接近于球墨鑄鐵，并具有一定的韌性和較高的耐磨性；同時又有灰口鑄鐵良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。
     蠕墨鑄鐵在生產(chǎn)中主要用于生產(chǎn)汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模和液壓閥等鑄件。
     ④ 可鍛鑄鐵�？慑戣T鐵可以部分代替碳鋼。
     ⑤ 耐磨鑄鐵。耐磨鑄鐵是在磨粒磨損條件下工作的鑄鐵，應(yīng)具有高而均勻的硬度。
     ⑥耐熱鑄鐵。耐熱鑄鐵是在高溫下工作的鑄件，如爐底板、換熱器、鉗鍋、熱處理爐內(nèi)的運輸鏈條等。
      ⑦ 耐蝕鑄鐵。耐蝕鑄鐵是主要用于化工部件，如閥門、管道、泵、容器等。
2 、有色金屬
    l ）鋁及其合金。
工業(yè)純鋁可制作電線、電纜、器皿及配制合金。鋁合金可用于制造承受較大載荷的機器零件和構(gòu)件。
     ① 防銹鋁合金（ LF）。主要用于焊接件、容器、管道或以及承受中等載荷的零件及制品，也可用作鉚釘。
     ② 硬鋁合金（ LY）。低合金硬鋁塑性好，強度低。主要用于制作鉚釘，常稱鉚釘硬鋁；標準硬鋁合金強度和塑性屬中等水平。主要用于軋材、鍛材、沖壓件和螺旋漿葉片及大型鉚釘?shù)戎匾�零件；高合金硬鋁合金元素含量較多，強度和硬度較高，塑性及變形加工性能較差。用于制作重要的銷和軸等零件。
     ③ 超硬鋁合金（ LC ）。
這類合金的抗蝕性較差，高溫下軟化快，多用于制造受力大的重要構(gòu)件，例如飛機大梁、起落架等。
     ④ 鍛鋁合金（ LD ）。這類合金主要用于承受重載荷的鍛件和模鍛件。
  2）銅及其合金。銅合金具有較高的強度和塑性，具有高的彈性極限和疲勞極限，同時還具有較好的耐蝕性、抗堿性及優(yōu)良的減摩性和耐磨性。
     一般銅合金分黃銅、青銅和白銅三大類。
     ① 黃銅（ H ）。以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。
     ② 青銅（ Q）。青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、錳等的銅基合金為青銅。
    3）鎳及其合金。鎳及鎳合金是化學(xué)、石油、有色金屬冶煉、高溫、高壓、高濃度或混有不純物等各種苛刻腐蝕環(huán)境下比較理想的金屬材料。

    4）鈦及其合金。鈦熔點高，熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性差，強度低，塑性好。鈦具有優(yōu)良的耐蝕性和耐熱性，其抗氧化能力優(yōu)于大多數(shù)奧氏體不銹鋼，而在較高溫度下鈦材仍能保持較高的強度。
     常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在大氣、海水、硝酸和堿溶液等介質(zhì)中十分穩(wěn)定，但在任何濃度的氫氟酸中均能迅速溶解。
5 ）鉛及其合金。
    鉛在大氣、淡水、海水中很穩(wěn)定，鉛對硫酸、磷酸、亞硫酸、鉻酸和氫氟酸等則有良好的耐蝕性。鉛不耐硝酸的腐蝕，在鹽酸中也不穩(wěn)定。
    6）鎂及其合金。鎂合金是航空工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)材料，它能承受較大的沖擊、振動載荷，并有良好的機械加工性能和拋光性能。其缺點是耐蝕性較差、缺口敏感性大及熔鑄工藝復(fù)雜