金屬材料答案(金屬材料的基本知識)

1.金屬材料的基本知識

金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。

包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。 （注：金屬氧化物（如氧化鋁）不屬于金屬材料）意義：人類文明的發(fā)展和社會的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。

繼石器時代之后出現(xiàn)的銅器時代、鐵器時代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時代的顯著標(biāo)志。現(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

種類：金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。①黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90%以上的工業(yè)純鐵，含碳 2%~4%的鑄鐵，含碳小于 2%的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金 不銹鋼、精密合金等。

廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。

有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。③特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。

其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。 性能：一般分為工藝性能和使用性能兩類。

所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。

由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等。

金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非常強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。

金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為力學(xué)性能（過去也稱為機(jī)械性能）。金屬材料的力學(xué)性能是零件的設(shè)計和選材時的主要依據(jù)。

外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等），對金屬材料要求的力學(xué)性能也將不同。常用的力學(xué)性能包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。

2.金屬材料的基本知識

金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。

所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫，常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機(jī)械性能（或稱為力學(xué)性能）。 所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。

1 鑄造性 金屬材料能用鑄造方法獲得合格鑄件的能力稱為鑄造性。鑄造性包括流動性、收縮性和偏析傾向等。流動性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，流動性愈好，愈易鑄造細(xì)薄精致的鑄件。收縮性是指鑄件凝固時體積收縮的程度，收縮愈小，鑄件凝固時變形愈小。 偏析是指化學(xué)成分不均勻，偏析愈嚴(yán)重，鑄件各部位的性能愈不均勻，鑄件的可靠性愈小。

2 切削加工性 金屬材料的切削加工性系指金屬接受切削加工的能力，也是指金屬經(jīng)過切削加工而成為合乎要求的工件的難易程度。 通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨損程度來評價金屬的切削加工性。

3 焊接性 焊接性是指金屬在特定結(jié)構(gòu)和工藝條件下通過常用焊接方法獲得預(yù)期質(zhì)量要求的焊接接頭的性能。它包括兩個方面的內(nèi)容：一是結(jié)合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對使用要求的適用性。 焊接性一般根據(jù)焊接時產(chǎn)生的裂紋敏感性和焊縫區(qū)力學(xué)性能的變化來判斷。 點(diǎn)擊下列鏈接，了解更多焊接知識！ 一張圖看懂金屬材料焊接（上）——焊接基礎(chǔ) 一張圖看懂金屬材料焊接（下）——焊接材料型號 焊接材料選用表，千萬別錯過，必須收藏！ 最先進(jìn)的焊接技術(shù)工藝匯總 新型焊接技術(shù)，前景不可限量

4 可鍛性 可鍛性是材料在承受錘鍛、軋制、拉拔、擠壓等加工工藝時會改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。 它實際上是金屬塑性好壞的一種表現(xiàn)，金屬材料塑性越高，變形抗力就越小，則可鍛性就越好。 可鍛性好壞主要決定于金屬的化學(xué)成分、顯微組織、變形溫度、變形速度及應(yīng)力狀態(tài)等因素。

5 沖壓性 沖壓性是指金屬經(jīng)過沖壓變形而不發(fā)生裂紋等缺陷的性能。許多金屬產(chǎn)品的制造都要經(jīng)過沖壓工藝，如汽車殼體、搪瓷制品坯料及鍋、盆、孟、壺等日用品。 為保證制品的質(zhì)量和工藝的順利進(jìn)行，用于沖壓的金屬板、帶等必須具有合格的沖壓性能。

6 頂鍛性 頂鍛性是指金屬材料承受打鉚、徽頭等的頂鍛變形的性能。金屬的頂鍛性，是用頂鍛試驗測定的。

7 冷彎性 金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂的性能，稱為冷彎性。 出現(xiàn)裂紋前能承受的彎曲程度（彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈?。┯?，則材料的冷彎性能愈好。

8 熱處理工藝性 熱處理是指金屬或合金在固態(tài)范圍內(nèi)，通過一定的加熱、保溫和冷卻方法，以改變金屬或合金的內(nèi)部組織，而得到所需性能的一種工藝操作。 熱處理工藝性就是指金屬經(jīng)過熱處理后其組織和性能改變的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。

3.金屬材料的基本知識

金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。

所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能等。

金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫，常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。

金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機(jī)械性能（或稱為力學(xué)性能）。 所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。

金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。

1 鑄造性 金屬材料能用鑄造方法獲得合格鑄件的能力稱為鑄造性。鑄造性包括流動性、收縮性和偏析傾向等。

流動性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，流動性愈好，愈易鑄造細(xì)薄精致的鑄件。收縮性是指鑄件凝固時體積收縮的程度，收縮愈小，鑄件凝固時變形愈小。

偏析是指化學(xué)成分不均勻，偏析愈嚴(yán)重，鑄件各部位的性能愈不均勻，鑄件的可靠性愈小。 2 切削加工性 金屬材料的切削加工性系指金屬接受切削加工的能力，也是指金屬經(jīng)過切削加工而成為合乎要求的工件的難易程度。

通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨損程度來評價金屬的切削加工性。 3 焊接性 焊接性是指金屬在特定結(jié)構(gòu)和工藝條件下通過常用焊接方法獲得預(yù)期質(zhì)量要求的焊接接頭的性能。

它包括兩個方面的內(nèi)容：一是結(jié)合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對使用要求的適用性。 焊接性一般根據(jù)焊接時產(chǎn)生的裂紋敏感性和焊縫區(qū)力學(xué)性能的變化來判斷。

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可鍛性好壞主要決定于金屬的化學(xué)成分、顯微組織、變形溫度、變形速度及應(yīng)力狀態(tài)等因素。 5 沖壓性 沖壓性是指金屬經(jīng)過沖壓變形而不發(fā)生裂紋等缺陷的性能。

許多金屬產(chǎn)品的制造都要經(jīng)過沖壓工藝，如汽車殼體、搪瓷制品坯料及鍋、盆、孟、壺等日用品。 為保證制品的質(zhì)量和工藝的順利進(jìn)行，用于沖壓的金屬板、帶等必須具有合格的沖壓性能。

6 頂鍛性 頂鍛性是指金屬材料承受打鉚、徽頭等的頂鍛變形的性能。金屬的頂鍛性，是用頂鍛試驗測定的。

7 冷彎性 金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂的性能，稱為冷彎性。 出現(xiàn)裂紋前能承受的彎曲程度（彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈?。┯螅瑒t材料的冷彎性能愈好。

8 熱處理工藝性 熱處理是指金屬或合金在固態(tài)范圍內(nèi)，通過一定的加熱、保溫和冷卻方法，以改變金屬或合金的內(nèi)部組織，而得到所需性能的一種工藝操作。 熱處理工藝性就是指金屬經(jīng)過熱處理后其組織和性能改變的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。

4.金屬材料與熱處理（第五版）習(xí)題冊參考答案

金屬材料與熱處理習(xí)題冊答案1. 1成分 組織 熱處理 性能 2. 光澤 延展性 導(dǎo)電性 導(dǎo)熱性 合金 3. 成分 熱處理 性能 性能 思考題 答：機(jī)械工人所使用的工具、刀、夾、量具以及加工的零件大都是金屬材料，所以了解金屬材料與熱處理的相關(guān)知識。

對我們工作中正確合理地使用這些工具；根據(jù)材料特點(diǎn)正確合理地選擇和刃磨刀具幾何參數(shù)；選擇適當(dāng)?shù)那邢饔昧浚徽_選擇改善零件工藝性能的方法等都具有非常 金屬材料與熱處理習(xí)題冊答案 緒論 填空題 重要的指導(dǎo)意義。 第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 填空題 1. 非晶體 晶體 晶體 2. 體心立方 面心立方 密排六方 體心立方 面心立方 密排六方 3. 晶體缺陷 間隙 空位 置代 刃位錯 晶界 亞晶界 4. 無序 液態(tài) 有序 固態(tài) 5. 過冷度 6. 冷卻速度 冷卻速度 低 7. 形核 長大 8. 強(qiáng)度 硬度 塑性 9. 固 一種晶格 另一種晶格 10. 靜 沖擊 交變 11. 彈性 塑性 塑性 12. 材料內(nèi)部 與外力相對抗 13. 內(nèi)力 不同 14. 外部形狀 內(nèi)部的結(jié)構(gòu) 判斷題 1.√ 2.* 3.* 4.* 5.* 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.* 12.√ 13.√ 14.* 15.√ 選擇題 1. A 2.C B A 3.B 名詞解釋 1.答：晶格是假想的反映原子排列規(guī)律的空間格架；晶胞是能夠完整地反映晶體晶格特征的最小幾何單元。

2.答：只由一個晶粒組成的晶體稱為單晶體；由很多的小晶體組成的晶體稱為多晶體。 3.答：彈性變形是指外力消除后，能夠恢復(fù)的變形；塑性變形是指外力消除后，無法恢復(fù)的永久性的變形。

4.答：材料在受到外部載荷作用時，為保持其不變形，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的一種與外力相對抗的力，稱為內(nèi)力；單位面積上所受的內(nèi)力就稱為應(yīng)力 思考與練習(xí) 1. 冷卻曲線上有一段水平線，是說明在這一時間段中溫度是恒定的。結(jié)晶實際上是原子由一個高能量級向一個較低的能量級轉(zhuǎn)化的過程，所以在結(jié)晶時會放出一定的結(jié)晶潛熱，結(jié)晶潛熱使正在結(jié)晶的金屬處于一種動態(tài)的熱平衡，所以純金屬結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的。

2.生產(chǎn)中常用的細(xì)化晶粒的方法有：增加過冷度、采用變質(zhì)處理和采用變質(zhì)處理等。金屬結(jié)晶后，一般是晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度、硬度愈高，塑性、韌性也愈好，所以控制材料的晶粒大小具有重要的實際意義。

3.(1)金屬模澆鑄的晶粒小于砂型澆鑄的晶粒 （2）鑄成薄件的晶粒小于鑄成厚件的晶粒 （3）澆鑄時采用振動的晶粒小于不采用振動的晶粒 4.味精、冰糖、云母、食鹽及各類金屬均是晶體。 5.（略） 6.反復(fù)彎折處逐漸變硬，彎折越來越困難直至斷裂。

原因是反復(fù)彎折使鐵絲局部塑性變形量增大，產(chǎn)生了變形強(qiáng)化的現(xiàn)象。 7.有。

因為切削加工中切屑分離的過程，實際上是刀具與被切削工件之間發(fā)生強(qiáng)烈擠壓和摩擦的過程，在這一過程中，已加工表面和切屑都會發(fā)生塑性變形而產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。切屑產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象會變得難以排出，已加工表面產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象會使后續(xù)加工變得困難。

第二章金屬的性能 填空題 1.物理性能 化學(xué)性能 力學(xué)性能 鑄造性能 鍛造性能 焊接性能 切削加工性能 熱處理性能 2.靜 塑性變形 斷裂 3.屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度ReL Rm 4.屈服強(qiáng)度（ReL） 條件屈服強(qiáng)度（Rp0.2） 5.31400N 53000N 6.永久性變形 伸長率（A） 斷面收縮率（Z） 7.58% 76% 8.5 硬質(zhì)合金7355.25 10~15 布氏 500 9.沖擊 10.ReL Rm HRC A Z αk R —1 判斷題 1.√ 2.* 3.* 4.* 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√ 11.√ 12.√ 13.√ 14.√ 選擇題 1.B 2.C 3.B 4.C 5.A 名詞解釋 1. 衡量材料抵抗塑性變形能力的指標(biāo)。 2. 衡量材料抵抗斷裂能力的指標(biāo)。

3. 材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。 4. 金屬材料適應(yīng)不同加工工藝方法的能力。

思考與練習(xí) 1.（略） 2. 材料 常用硬度測量法 硬度值符號 鋁合金半成品 布氏硬度或洛氏硬度B標(biāo)尺 HBW或HRB 一般淬火鋼 洛氏硬度C標(biāo)尺 HRC 鑄鐵 布氏硬度 HBW 表面氮化層 維氏硬度 HV 3.解：因是環(huán)形鏈條，故鏈條的截面積 S0=2（πd2/4）=2*(3.14*202/4)=628(mm2) Fm= Rm?S0=300*628=188400 (N) 由此可知該該鏈條能承受的最大載荷是188400N。 4.答：自行車的中軸在工作時主要受扭轉(zhuǎn)載荷和交變載荷，故所用材料需要較高的硬度和強(qiáng)度；而自行車的鏈盒需要通過沖壓成形故所用材料需要較好的塑性和韌性。

5.答：由于齒輪在工作時受交變載荷，而車床導(dǎo)軌所受為靜載荷。故齒輪容易發(fā)生疲勞破壞。

第三章 鐵碳合金 填空題 1.其它金屬 非金屬金 屬特性 2.相 3.固溶體 金屬化合物 混合物 4.間隙固溶體 置換固溶體 5.相互作用 金屬特性 熔點(diǎn) 硬度 脆性 6.鐵素體 奧氏體 滲碳體珠光體 萊氏體 7.鐵素體 奧氏體 8.塑性 韌性 強(qiáng)度 硬度 9.鐵素體 奧氏體 滲碳體 珠光體 萊氏體 10.2.11% 0.77% 11.成分 狀態(tài) 組織 溫度 12.F A Fe3C P Ld L′d 13.0.0218%~2.11% 亞共析鋼溫 鐵素體 珠光體 共析鋼 珠光體 過共析鋼 珠光體 二次滲碳體 14.鐵素體 滲碳體 15.奧氏體 滲碳體 奧氏體 珠光體 珠光體 滲碳體 低溫萊氏體 16.2.11% 特意加入的 17.硅 錳 硫 磷 硅 錳 硫 磷 18.0.25% 0.25%~0.6% 0.6% 19.結(jié)構(gòu)鋼 中碳鋼 優(yōu)質(zhì)鋼 20.工具 高碳 高級優(yōu)質(zhì) 判斷題 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 。

5.有關(guān)金屬材料的知識

金屬材料介紹 金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。

工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分： （ 1 ）黑色金屬材料 —— 鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）。 （ 2 ）有色金屬材料 —— 黑色金屬以外的所有金屬及其合金。

有色金屬按照性能和特點(diǎn)可分為：輕金屬、易熔金屬、難熔金屬、貴重金屬、稀土金屬和堿土金屬。 （二）非金屬材料 非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。

（ 1 ）耐火材料。耐火材料是指能承受高溫下作用而不易損壞的材料。

常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。 （ 2 ）耐火隔熱材料。

耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛙石、玻璃纖維（又稱礦渣棉）、石棉以及它們的制品。

（ 3 ）耐蝕（酸）非金屬材料。耐蝕（酸）非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等，在某些情況下它們是不銹鋼和耐蝕合金的理想代用品。

常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。 （ 4 ）陶瓷材料。

（二）非金屬材料 非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。 （ 1 ）耐火材料。

耐火材料是指能承受高溫下作用而不易損壞的材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。

（ 2 ）耐火隔熱材料。耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料。

常用的隔熱材料有硅藻土、蛙石、玻璃纖維（又稱礦渣棉）、石棉以及它們的制品。 （ 3 ）耐蝕（酸）非金屬材料。

耐蝕（酸）非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等，在某些情況下它們是不銹鋼和耐蝕合金的理想代用品。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（ 4 ）陶瓷材料。 二、常用工程材料的性能和特點(diǎn) （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。

可分為碳素鋼、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(biāo)準(zhǔn)《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?jǐn)?shù)表示。平均含碳量 1.00 %時，不標(biāo)合碳量，否則用千分?jǐn)?shù)表示。

高速工具鋼和滾珠軸承鋼不標(biāo)含碳量，滾珠軸承鋼標(biāo)注用途符號 “C” 。平均合金含量例：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(diǎn)。 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(jī)械零件也廣泛選用。 2 ）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

低合金高強(qiáng)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(jī)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)度和。

6.金屬材料及熱處理的基本知識是什么

金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。

其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。

鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。

在從石器時代進(jìn)展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識。早在公元前770~前222年，中國人在生產(chǎn)實踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響而變化。

白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。 公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。

中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。 隨著淬火技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。

三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。

中國出土的西漢（公元前206~公元24）中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0。15~0。

4%，而表面含碳量卻達(dá)0。6%以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。

但當(dāng)時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。 1863年，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時，內(nèi)部會發(fā)生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相。

法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎(chǔ)。與此同時，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對金屬的保護(hù)方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。

1850~1880年，對于應(yīng)用各種氣體（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進(jìn)行保護(hù)加熱曾有一系列專利。 1889~1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。

二十世紀(jì)以來，金屬物理的發(fā)展和其它新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個顯著的進(jìn)展是1901~1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計，使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢達(dá)到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢的方法60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。

7.金屬熱處理基礎(chǔ)知識

金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來控制其性能的一種工藝。

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。

加熱

加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進(jìn)行間接加熱。

金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理目的不同而異，但一般都是加熱到某特性轉(zhuǎn)變溫度以

上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內(nèi)外溫度一致，

使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學(xué)熱處理的保溫時間往往較長。冷卻

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。