機(jī)械基礎(chǔ)（第3單元 工程材料概述）

模塊一

工程材料概述一、工程材料分類(lèi)工程材料主要是指結(jié)構(gòu)材料。工程材料按組成特點(diǎn)分類(lèi)，可分為金屬材料、陶瓷材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料四大類(lèi)。二、工程材料的性能工程材料的性能包括使用性能和工藝性能。使用性能是指工程材料為保證機(jī)械零件或工具正常工作應(yīng)具備的性能，即在使用過(guò)程中所表現(xiàn)出的特性。使用性能包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能、生物功能。工藝性能是指工程材料在制造機(jī)械零件和工具的過(guò)程中，適應(yīng)各種冷加工和熱加工的性能。工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能和切削加工性能等。模塊一

工程材料概述三、金屬材料概述金屬是指在常溫常壓下，在游離狀態(tài)下呈不透明的固體狀態(tài)，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，有一定的強(qiáng)度和塑性，并具有特殊光澤的物質(zhì)。金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主，其他金屬或非金屬元素為輔構(gòu)成的，并具有金屬特性的工程材料。1．金屬材料分類(lèi)金屬材料包括純金屬和合金。另外，金屬材料還可分為鋼鐵材料（或稱(chēng)黑色金屬）和非鐵金屬（或稱(chēng)有色金屬）兩大類(lèi)。合金是由一種金屬元素同另一種或幾種其他元素，通過(guò)熔化或其他方法結(jié)合在一起所形成的具有金屬特性的金屬材料。例如，普通黃銅是由銅和鋅兩種金屬元素組成的合金。鋼鐵材料（或稱(chēng)黑色金屬）是以鐵或以鐵為主而形成的金屬材料，如各種鋼材和鑄鐵。非鐵金屬（或稱(chēng)有色金屬）除鋼鐵材料以外的其它金屬材料，如金、銀、銅、鋁、鎂、鋅等。模塊一

工程材料概述四、陶瓷材料概述陶瓷材料是無(wú)機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱(chēng)，是用天然的或人工合成的粉狀化合物，通過(guò)成形和高溫?zé)Y(jié)而制成的多晶體固體材料，它包括陶瓷、瓷器、玻璃、搪瓷、耐火材料、磚瓦、水泥、石膏等。五、有機(jī)高分子材料概述高分子材料是以高分子化合物或高分子聚合物為主要組分所構(gòu)成的材料，它分為有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)高分子材料。有機(jī)高分子材料按用途和使用狀態(tài)分類(lèi)，可分為塑料、橡膠、膠粘劑、合成纖維等。六、復(fù)合材料概述復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同物理或化學(xué)性質(zhì)或不同組織結(jié)構(gòu)的材料，以微觀或宏觀形式組合而成的多相材料。不同材料復(fù)合后，通常是其中一種材料作為基體材料，起粘結(jié)作用；另一種材料作為增強(qiáng)劑材料，起承載作用。模塊二

鋼鐵材料鋼鐵材料包括鋼和鑄鐵兩大類(lèi)。鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.02%～2.11%之間的鐵碳合金的統(tǒng)稱(chēng)。鑄鐵是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。鋼按化學(xué)成分分類(lèi)，可分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三大類(lèi)。非合金鋼又稱(chēng)為碳素鋼、碳鋼，是指以鐵為主要元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在2.11%以下并含有少量其他元素的鋼鐵材料。為了改善鋼的某些性能或使之具有某些特殊性能（如耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性、熱硬性、高淬透性等），在煉鋼時(shí)有意加入的元素，稱(chēng)為合金元素。含有一種或數(shù)種有意添加的合金元素的鋼稱(chēng)為合金鋼。模塊二

鋼鐵材料一、鐵碳合金及其相圖

鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金組織、化學(xué)成分、溫度關(guān)系的重要圖形。1．鐵碳合金的基本組織鐵碳合金在固態(tài)下存在的基本組織有：鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體。鐵素體（F）是指α-Fe或其內(nèi)固溶有一種或數(shù)種其他元素所形成的晶體點(diǎn)陣為體心立方的固溶體，用符號(hào)F(或α)表示。模塊二

鋼鐵材料奧氏體是指γ-Fe內(nèi)固溶有碳和(或)其它元素所形成的晶體點(diǎn)陣為面心立方的固溶體，常用符號(hào)A(或γ)表示。滲碳體(Fe3C)是指晶體點(diǎn)陣為正交點(diǎn)陣、化學(xué)成分近似于Fe3C的一種間隙式化合物。模塊二

鋼鐵材料珠光體（P）是鐵素體(軟相)和滲碳體(硬相)組成的機(jī)械混合物，用符號(hào)“P”表示。在珠光體中，鐵素體和滲碳體仍保持各自原有的晶格類(lèi)型。

萊氏體（Ld）是指高碳的鐵基合金在凝固過(guò)程中發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變時(shí)所形成的奧氏體和碳化物滲碳體所組成的共晶體。在室溫時(shí)萊氏體由珠光體和滲碳體所組成。為了區(qū)別起見(jiàn)，將727℃以上存在的萊氏體稱(chēng)為高溫萊氏體(Ld)，在727℃以下存在的萊氏體稱(chēng)為低溫萊氏體（Ld＇），或稱(chēng)變態(tài)萊氏體。模塊二

鋼鐵材料2．鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是表示鐵碳合金在極緩慢冷卻(或加熱)條件下，不同化學(xué)成分的鐵碳合金，在不同溫度下所具有的組織狀態(tài)的一種圖形。模塊二

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3．鐵碳合金的分類(lèi)鐵碳合金按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和室溫平衡組織的不同，可分為工業(yè)純鐵、鋼和白口鑄鐵(生鐵)三類(lèi)。4．碳對(duì)鐵碳合金的組織和性能鐵碳合金的平衡組織是由鐵素體和滲碳體兩相所構(gòu)成。其中鐵素體是含碳極微的固溶體，是鋼中的軟韌相，滲碳體是硬而脆的金屬化合物，是鋼中的強(qiáng)化相。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W（C）<0.9%時(shí)，隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度逐步提高，而塑性和韌性逐步降低；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W（C）>0.9%時(shí)，不僅鋼的塑性和韌性，而且鋼的強(qiáng)度也降低。5．鐵碳合金相圖的應(yīng)用在工程上為零件選材以及制定零件鑄造、鍛造、焊接、熱處理等熱加工工藝提供了理論依據(jù)。例如，從鐵碳合金相圖中可以看出，共晶成分的鐵碳合金不僅其結(jié)晶溫度最低，而且其溫度范圍也最?。榱悖?，因此，共晶成分的鐵碳合金具有良好的鑄造性能，在鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。模塊二

鋼鐵材料二、非合金鋼的分類(lèi)、牌號(hào)及用途1．非合金鋼的分類(lèi)（1）按非合金鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類(lèi)。非合金鋼按其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低進(jìn)行分類(lèi)，可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼三類(lèi)。（2）按非合金鋼主要質(zhì)量等級(jí)和主要性能或使用特性分類(lèi)。非合金鋼按其主要質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，可分為普通質(zhì)量非合金鋼、優(yōu)質(zhì)非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼三類(lèi)。（3）按非合金鋼的用途分類(lèi)。非合金鋼按其用途進(jìn)行分類(lèi)，可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼。（4）非合金鋼的其他分類(lèi)方法。非合金鋼還可以從其它角度進(jìn)行分類(lèi)，如按專(zhuān)業(yè)進(jìn)行分類(lèi)，可分為鍋爐用鋼、橋梁用鋼、礦用鋼、造船用鋼、鐵道用鋼、汽車(chē)用鋼、建筑結(jié)構(gòu)用鋼等。模塊二

鋼鐵材料2．碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由屈服強(qiáng)度字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法等四部分按順序組成。碳素結(jié)構(gòu)鋼的質(zhì)量等級(jí)分A、B、C、D四級(jí)，從左至右質(zhì)量依次提高。屈服強(qiáng)度用“屈”的漢語(yǔ)拼音字母“Ｑ”和一組數(shù)字表示；脫氧方法用F、Z、TZ分別表示沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。在牌號(hào)中“Z”可以省略。例如，Ｑ235BF，表示屈服強(qiáng)度大于235MPa，質(zhì)量為B級(jí)的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼主要有Ｑ195、Ｑ215A、Ｑ215B、Ｑ235A、Ｑ235B、Ｑ235C、Ｑ235D、Ｑ275A、Ｑ275B、Ｑ275C、Ｑ275D。碳素結(jié)構(gòu)鋼的塑性好，常用于制作薄板、中板、型材、線材、鋼管、鐵釘、鉚釘、墊圈、地腳螺栓、沖壓件、鋼筋、螺栓、拉桿、連桿、銷(xiāo)、軸、法蘭盤(pán)、鍵、機(jī)殼等。模塊二

鋼鐵材料3．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是采用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示該鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分之幾(以0.01%為單位)，如35鋼表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W（C）=0.35%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；08表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W（C）=0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。如果是沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼，則在數(shù)字后分別加“F”或“b”，如08F或“08b”等。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要有：08鋼、10鋼、15鋼、20鋼、25綱、30鋼、35鋼、40鋼、45鋼、50鋼、55鋼、60鋼、65鋼、70鋼、75鋼、80鋼和85鋼等。4．易切削結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途易切削結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入一種或幾種元素，利用其本身或與其他元素形成一種對(duì)切削加工有利的夾雜物，來(lái)改善鋼材切削加工性的鋼材。易切削結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)以“Y＋數(shù)字”表示，“Y”是“易”字漢語(yǔ)拼音首位字母，數(shù)字是易切削結(jié)構(gòu)鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分之幾，如Y12表示其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W（C）=0.12%的易切削結(jié)構(gòu)鋼。常用易切削結(jié)構(gòu)鋼有：Y08鋼、Y12鋼、Y20鋼、Y30鋼、Y35鋼、Y40Mn鋼、Y45Ca鋼等。模塊二

鋼鐵材料5．非合金工具鋼的牌號(hào)及用途非合金工具鋼主要用于制造刀具、模具和量具等。非合金工具鋼的牌號(hào)以“碳”的漢語(yǔ)拼音字首“T”開(kāi)頭，其后的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)。例如，T8表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是W（C）=0.80%的非合金工具鋼。如果是高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼的牌號(hào)后面標(biāo)以字母“A”，如T12A表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是W（C）=1.20%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)非合金工具鋼。常用非合金工具鋼有T7或T7A、T8或T8A、T10或T10A、T12或T12A等。6．鑄造非合金鋼鑄造非合金鋼廣泛用于制造箱體、曲軸、連桿、軋鋼機(jī)機(jī)架、水壓機(jī)橫梁、鍛錘砧座等機(jī)械結(jié)構(gòu)件。一般工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)是用“鑄鋼”兩字的漢語(yǔ)拼音字首“ZG”后面加兩組數(shù)字組成，第一組數(shù)字代表鑄鋼屈服強(qiáng)度的最低值，第二組數(shù)字代表鑄鋼抗拉強(qiáng)度的最低值。例如，ZG200-400表示屈服強(qiáng)度≥200MPa，抗拉強(qiáng)度≥400MPa的一般工程用鑄造碳鋼。一般工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)有：ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640。模塊二

鋼鐵材料三、低合金鋼和合金鋼的分類(lèi)、牌號(hào)及用途（一）低合金鋼和合金鋼的分類(lèi)1．低合金鋼的分類(lèi)●低合金鋼是指合金元素的種類(lèi)和含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的鋼。（1）低合金鋼按其主要質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，可分為普通質(zhì)量低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼三類(lèi)。（2）低合金鋼按其主要性能及使用特性進(jìn)行分類(lèi)，可分為可焊接的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低合金耐候鋼、低合金鋼筋鋼、鐵道用低合金鋼、礦用低合金鋼和其它低合金鋼。模塊二

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2．合金鋼的分類(lèi)

合金鋼是指合金元素的種類(lèi)和含量高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的鋼。（1）合金鋼按其主要質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，可分為優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼兩類(lèi)。（2）合金鋼按主要性能及使用特性分類(lèi)，可分為工程結(jié)構(gòu)用合金鋼，如一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、合金鋼筋鋼、高錳耐磨鋼等；機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼，如調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼、合金彈簧鋼等；不銹、耐蝕和耐熱鋼，如不銹鋼、抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼等；工具鋼，如合金工具鋼、高速工具鋼；軸承鋼，如高碳鉻軸承鋼、不銹軸承鋼等；特殊物理性能鋼，如軟磁鋼、永磁鋼、無(wú)磁鋼以及特殊彈性鋼、特殊膨脹鋼、高電阻鋼和合金等；其它，如鐵道用合金鋼等。模塊二

鋼鐵材料（二）低合金鋼和合金鋼的牌號(hào)

1．低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)低合金高強(qiáng)度鋼的牌號(hào)由代表屈服強(qiáng)度“屈”字的漢語(yǔ)拼音字母Q、規(guī)定的最小上屈服強(qiáng)度數(shù)值、交貨狀態(tài)代號(hào)、質(zhì)量等級(jí)符合（B、C、D、E、F）四部分組成。例如，Q390ND表示屈服強(qiáng)度ReH≥390MPa，交貨狀態(tài)為正火（或正火軋制），質(zhì)量等級(jí)為D級(jí)的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。如果是專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼，一般在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法的基礎(chǔ)上再附加鋼產(chǎn)品的用途符號(hào)，如Q355HP表示焊接氣瓶用鋼等。

2．合金結(jié)構(gòu)鋼(包括部分低合結(jié)構(gòu)鋼)的牌號(hào)合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是按照合金結(jié)構(gòu)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及所含合金元素的種類(lèi)(元素符號(hào))和其質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)編制的。牌號(hào)的首部是表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)字，是表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分之幾。例如，60Si2Mn表示W(wǎng)(C)=0.60%、W(Si)=2%、W(Mn)＜1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼；09Mn2表示W(wǎng)(C)=0.09%、W(Mn)=2%的合金結(jié)構(gòu)鋼。模塊二

鋼鐵材料3．合金工具鋼和高速鋼的牌號(hào)當(dāng)合金工具鋼中W(C)＜1.0%時(shí)，牌號(hào)前的“數(shù)字”以千分之幾(一位數(shù))表示其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；當(dāng)合金工具鋼中W(C)≥1%時(shí)，為了避免與合金結(jié)構(gòu)鋼相混淆，牌號(hào)前不標(biāo)出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)字。例如，9Mn2V表示W(wǎng)(C)=0.9%，W(Mn)=2%、W(V)＜1.5%的合金工具鋼；CrWMn表示鋼中W(C)≥1.0%、W(Cr)＜1.5%、W(W)＜1.5%、W(Mn)＜1.5%的合金工具鋼；高速鋼的W(C)=0.7～1.5%，一般在高速鋼的牌號(hào)中不標(biāo)出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值，如W18Cr4V鋼、W6Mo5Cr4V2等。4.高碳鉻軸承鋼的牌號(hào)對(duì)于高碳鉻軸承鋼，其牌號(hào)前面冠以漢語(yǔ)拼音字母“G”，其后是鉻元素符號(hào)Cr，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以千分之幾表示，其余合金元素含量及其表示方法均與合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)中的規(guī)定相同，如GCr15鋼、GCr15SiMn鋼等。模塊二

鋼鐵材料3．低合金專(zhuān)業(yè)用鋼

低合金專(zhuān)業(yè)用鋼包括鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、船舶用鋼、橋梁用鋼、汽車(chē)用鋼、鐵道用鋼、自行車(chē)用鋼、礦山用鋼、工程建設(shè)混凝土及預(yù)應(yīng)力用鋼和建筑結(jié)構(gòu)用鋼等。例如，汽車(chē)大梁用鋼420L鋼、510L鋼等；鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋（如20MnSi鋼）和預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋（如40Si2Mn鋼、45Si2Cr鋼）。（四）合金鋼的用途合金鋼通常是鋼材中冶煉質(zhì)量最優(yōu)、強(qiáng)度和硬度較高的鋼材，主要用于制造重要的零部件。一般來(lái)說(shuō)，采用合金鋼制造的零部件大多數(shù)需要經(jīng)過(guò)熱處理后才能投入使用。模塊二

鋼鐵材料1．高錳耐磨鋼耐磨鋼是指具有良好耐磨損性能的鋼鐵材料的總稱(chēng)。耐磨鋼出現(xiàn)于19世紀(jì)后半葉，至今已有100多年的歷史，其中應(yīng)用最廣的是高錳耐磨鋼。高錳耐磨鋼的W（C）=1.0%～1.3%，W（Mn）=11%～14%，其牌號(hào)有：ZG120Mn7Mo1、ZG110Mn13Mo1、ZG100Mn13、ZG120Mn13、ZG120Mn13Cr2、ZG120Mn13W1等。2．機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼

機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼主要用于制造機(jī)械零件，如軸、連桿、銷(xiāo)、套、齒輪、彈簧、軸承等，此類(lèi)鋼按其用途和熱處理特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，可分為合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼和超高強(qiáng)度鋼等。模塊二

鋼鐵材料3．高碳鉻軸承鋼高碳鉻軸承鋼的W（C）=0.95%～1.10%，鋼中W（Cr）=0.4%～1.65%，具有均勻的組織、高硬度、高耐磨性、高耐壓強(qiáng)度和高疲勞強(qiáng)度等性能。最常用的高碳鉻軸承鋼是GCr15、GCr15SiMn鋼等，它們主要用于制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（如球、圓柱、圓錐體等）、軸承內(nèi)圈、軸承外圈，其次也可用于制作量具、模具、低合金刃具等。模塊二

鋼鐵材料4．合金工具鋼合金工具鋼是指用于制造量具、刃具、耐沖擊工具、模具等的鋼種。（1）制作量具及刃具用的合金工具鋼主要用于制造金屬切削刀具(刃具)、量具和冷沖模等。例如，9SiCr鋼、CrWMn鋼常用于制作冷剪切刀、板牙、絲錐、鉸刀、搓絲板、拉刀、圓鋸等。（2）常用的制作冷作模具的合金工具鋼主要有Cr12MoV鋼、Cr12鋼、CrWMn鋼、9CrWMn鋼等，它們主要用于制造冷沖模、拉絲模、搓絲板、冷擠壓模等。（3）常用的制作熱作模具的合金工具鋼主要有5CrNiMo鋼、5CrMnMo鋼、3Cr2W8V鋼、8Cr3鋼、4Cr3Mo3SiV鋼等，它們主要用于制造熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模、精鍛模、非鐵金屬成形模等。（4）高速工具鋼(簡(jiǎn)稱(chēng)高速鋼)具有高耐磨性和高熱硬性。熱硬性是指鋼能夠在600℃以下保持高硬度和高耐磨性的能力。常用的高速工具鋼牌號(hào)有W18Cr4V、W9Mo3Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V2Co5鋼等，它們用于制造中速或高速切削工具，如車(chē)刀、銑刀、麻花鉆頭、齒輪刀具、拉刀等。模塊二

鋼鐵材料5．不銹鋼不銹鋼是指以不銹、耐蝕性為主要特性，且鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為10.5%，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大不超過(guò)1.2%的鋼。不銹鋼最突出的性能是良好的耐蝕性，其次還具有良好的力學(xué)性能以及良好的冷、熱加工和焊接工藝性能。不銹鋼按其使用時(shí)的組織特征進(jìn)行分類(lèi)，可分為奧氏體型不銹鋼（如12Cr18Ni9鋼、06Cr19Ni10鋼、022Cr17Ni7N等）、鐵素體型不銹鋼（如10Cr17鋼、008Cr30Mo2鋼等）、馬氏體型不銹鋼（如12Cr13鋼、06Cr11Ti、68Cr17鋼等）、奧氏體-鐵素體型不銹鋼（如022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼、14Cr18Ni11Si4AlTi鋼等）和沉淀硬化型不銹鋼（如05Cr17Ni4Cu4Nb鋼、07Cr15Ni7Mo2Al鋼）五類(lèi)。不銹鋼主要用于制作建筑裝飾品、電器、醫(yī)療器械、食品設(shè)備、化工設(shè)備，耐腐蝕部件（如軸、彈簧、容器、刃具、量具、滾珠軸承）等。模塊二

鋼鐵材料6．耐熱鋼耐熱鋼是指在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性或較高強(qiáng)度的鋼。在耐熱鋼中主要加入Cr、Al、Si、Mo、W、Ti等合金元素，這些元素在高溫下與氧作用，在鋼材表面會(huì)形成一層致密的高熔點(diǎn)氧化膜(如Cr2O3、Al2O3、SiO2)，能有效地保護(hù)鋼材在高溫下不被氧化，也可以阻礙晶粒長(zhǎng)大，提高耐熱鋼的高溫?zé)釓?qiáng)性。耐熱鋼分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撌侵冈诟邷叵履軌虻挚箽怏w腐蝕而不會(huì)使氧化皮剝落的鋼。常用的抗氧化鋼種有：26Cr18Mn12Si2N鋼、22Cr20Mn10Ni2Si2N鋼等；熱強(qiáng)鋼是指在高溫條件下能夠抵抗氣體腐蝕而又有較高強(qiáng)度的鋼。例如，12CrMo鋼、15CrMo鋼、15CrMoV鋼、24CrMoV鋼可制造在350℃以下工作的鍋爐鋼管件等。模塊二

鋼鐵材料7．特殊物理性能鋼特殊物理性能鋼是指在鋼的定義范圍內(nèi)具有特殊磁性、電性、彈性、膨脹性等物理特性的鋼，它包括軟磁鋼、永（硬）磁鋼（如下圖）、無(wú)磁鋼以及特殊彈性鋼、特殊膨脹鋼、高電阻鋼及合金等。8．鑄造合金鋼鑄造合金鋼包括一般工程與結(jié)構(gòu)用低合金鑄鋼、大型低合金鑄鋼、特殊鑄鋼三類(lèi)。模塊二

鋼鐵材料四、常用鑄鐵鑄鐵包括白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵等，它具有良好的鑄造性能、減摩性能、吸振性能、切削加工性能及低的缺口敏感性。1．灰鑄鐵的性能、牌號(hào)及用途灰鑄鐵是指碳主要以片狀石墨形式析出的鑄鐵，因斷口呈灰色，故稱(chēng)灰鑄鐵。灰鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能、良好的吸振性能、較低的缺口敏感性能、良好的切削加工性能和減摩性能。但抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性比鋼低得多?；诣T鐵的牌號(hào)用“HT”及數(shù)字組成。常用灰鑄鐵有HT100、HT150、HT250、HT350等。模塊二

鋼鐵材料2．球墨鑄鐵的性能、牌號(hào)及用途球墨鑄鐵是指鐵液經(jīng)過(guò)球化處理而不是在凝固后經(jīng)過(guò)熱處理，使石墨大部分或全部呈球狀，有時(shí)少量石墨呈團(tuán)絮狀的鑄鐵。球墨鑄鐵的牌號(hào)用“ＱT”符號(hào)及其后面兩組數(shù)字表示?！埃裈”是“球鐵”兩字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，兩組數(shù)字分別代表其最低抗拉強(qiáng)度和最低斷后伸長(zhǎng)率，如QT400-15表示最低抗拉強(qiáng)度是400MPa、最低斷后伸長(zhǎng)率是15%的球墨鑄鐵。常用灰鑄鐵有QT450-10、QT500-7、QT550-5、QT700-2、QT900-2等。模塊二

鋼鐵材料3．蠕墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途蠕墨鑄鐵是指金相組織中石墨形態(tài)主要為蠕蟲(chóng)狀的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的牌號(hào)用“RuT”符號(hào)及其數(shù)字表示。“RuT”是“蠕鐵”兩字漢語(yǔ)拼音字母，其后數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，如RuT380表示最低抗拉強(qiáng)度是380MPa的蠕墨鑄鐵。常用蠕墨鑄鐵有RuT300、RuT350、RuT400、RuT450、RuT500等，它們主要用于制造受熱、要求組織致密、強(qiáng)度較高、形狀復(fù)雜的大型鑄件，如機(jī)床的立柱，柴油機(jī)的氣缸蓋、缸套和排氣管等。4．可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途可鍛鑄鐵俗稱(chēng)瑪鋼、馬鐵，是由一定化學(xué)成分的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火，使?jié)B碳體分解而獲得團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。常用可鍛鑄鐵鐵有KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10、KTH370-12、KTZ550-04、KTZ700-02、KTB360-12、KTB400-05等，它們廣泛應(yīng)用于制造管件、閥門(mén)、電動(dòng)機(jī)殼、萬(wàn)向節(jié)、農(nóng)機(jī)具等。模塊二

鋼鐵材料可鍛鑄鐵的牌號(hào)是由三個(gè)字母及兩組數(shù)字組成。其中前兩個(gè)字母“KT”是“可鐵”兩字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母；第三個(gè)字母代表類(lèi)別，“H”表示“黑心”（即鐵素體基體），“Z”表示珠光體基體，“B”表示白心（鑄件中心是珠光體，表面是鐵素體）；后兩組數(shù)字分別表示可鍛鑄鐵的最低抗拉強(qiáng)度和最低斷后伸長(zhǎng)率。例如，KTH350-10表示最低抗拉強(qiáng)度是350MPa、最低斷后伸長(zhǎng)率是10%的黑心可鍛鑄鐵。5．合金鑄鐵常規(guī)元素硅、錳高于普通鑄鐵規(guī)定含量或含有其他合金元素，具有較高力學(xué)性能或某種特殊性能的鑄鐵，稱(chēng)為合金鑄鐵?！癯Ｓ玫暮辖痂T鐵有耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵及耐蝕鑄鐵等。模塊三鋼的熱處理概述熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理設(shè)備主要包括加熱設(shè)備、溫度控制儀表、冷卻設(shè)備和輔助設(shè)備等。一、熱處理的基本原理熱處理的基本原理是借助鐵碳合金相圖，通過(guò)鋼在加熱和冷卻時(shí)內(nèi)部組織發(fā)生相變的基本規(guī)律，使鋼材（或零件）獲得人們需要的組織和使用性能，從而實(shí)現(xiàn)改善鋼材性能目的。模塊三鋼的熱處理概述熱處理的工藝過(guò)程通常由加熱、保溫、冷卻三個(gè)階段組成。金屬材料在加熱或冷卻過(guò)程中，發(fā)生相變的溫度稱(chēng)為相變點(diǎn)（或臨界點(diǎn)）。二、熱處理的分類(lèi)和應(yīng)用根據(jù)零件熱處理的目的、加熱和冷卻方法的不同，熱處理工藝可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類(lèi)。熱處理按其工序位置和目的不同，又可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是指為調(diào)整原始組織，以保證工件最終熱處理或（和）切削加工質(zhì)量，預(yù)先進(jìn)行的熱處理工藝，如退火、正火、調(diào)質(zhì)等。最終熱處理是指使鋼件達(dá)到使用性能要求的熱處理，如淬火與回火、表面淬火、滲氮等。整體熱處理是對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱的熱處理。它包括退火、正火、淬火、淬火和回火、調(diào)質(zhì)、固溶處理等。表面熱處理是指為改變工件表面的組織和性能，僅對(duì)其表面進(jìn)行熱處理的工藝。它包括表面淬火和回火、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、等離子體化學(xué)氣相沉積等。化學(xué)熱處理是將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾種元素滲入到它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。它包括滲碳、碳氮共滲、滲氮、滲金屬、多元共滲、溶滲等。模塊三鋼的熱處理概述三、退火與正火1．退火退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和退火目的進(jìn)行分類(lèi)，退火通常分為：完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、均勻化退火等。退火廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件的加工過(guò)程中，通常安排在鑄造、鍛造、焊接等工序之后，粗切削加工之前，主要用來(lái)消除前一工序中所產(chǎn)生的某些組織缺陷或殘余內(nèi)應(yīng)力，為后續(xù)工序做好組織準(zhǔn)備。模塊三鋼的熱處理概述2．正火正火是指工件加熱奧氏體化后在空氣中或其他介質(zhì)中冷卻獲得以珠光體組織為主的熱處理工藝。正火的目的是細(xì)化晶粒，提高鋼材硬度，消除鋼材中的網(wǎng)狀碳化物（或滲碳體），并為淬火、切削加工等后續(xù)工序作組織準(zhǔn)備。四、淬火淬火是指工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或(和)貝氏體組織的熱處理工藝。馬氏體是碳或合金元素在α-Fe中的過(guò)飽和固溶體。淬火的目的是使鋼鐵材料獲得馬氏體(或貝氏體)組織，提高鋼材的硬度和強(qiáng)度，并與回火工藝合理配合，獲得需要的使用性能。模塊三鋼的熱處理概述1．淬火的加熱溫度亞共析鋼的淬火加熱溫度是Ac3+30℃～50℃，過(guò)共析鋼的淬火加熱溫度是Ac1+30℃～50℃。2．淬火介質(zhì)淬火冷卻時(shí)所用的物質(zhì)稱(chēng)為淬火介質(zhì)。常用的淬火冷卻介質(zhì)有：水、油、水溶液（如鹽水、堿水等）、熔鹽、熔融金屬、空氣等。模塊三鋼的熱處理概述3．常用淬火方法常用的淬火方法有：?jiǎn)我捍慊?、雙液淬火、馬氏體分級(jí)淬火和貝氏體等溫淬火。五、回火回火是指工件淬硬后，加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間（通常為1～3h），然后冷卻到室溫的熱處理工藝?；鼗鹗前才旁诖慊鹬蠹皶r(shí)進(jìn)行的工序，通常也是鋼件進(jìn)行熱處理的最后一道工序。根據(jù)淬火鋼件在回火時(shí)的加熱溫度進(jìn)行分類(lèi)，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。模塊三鋼的熱處理概述六、時(shí)效時(shí)效是指合金工件經(jīng)固溶處理，或鑄造、冷塑性變（或鍛造）、焊接及機(jī)械加工之后，將工件在較高溫度放置或室溫保持一定時(shí)間后，工件的性能、形狀和尺寸等隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。固溶處理是指工件加熱至適當(dāng)溫度并保溫，使過(guò)剩相充分溶解，然后快速冷卻以獲得過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。常用的時(shí)效方法主要有：自然時(shí)效、人工時(shí)效、熱時(shí)效、變形時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效和沉淀硬化時(shí)效等。七、表面熱處理表面熱處理是為改變工件表面的組織和性能，僅對(duì)其表面進(jìn)行熱處理的工藝。表面淬火是指僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝。表面淬火按加熱方法的不同，可分為感應(yīng)淬火、火焰淬火、接觸電阻加熱淬火、激光淬火、電子束淬火等。模塊三鋼的熱處理概述八、化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是指將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾種元素滲入到它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理方法主要有滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲、滲硼、滲硅、滲金屬等。模塊四非鐵金屬常用的非鐵金屬主要有：鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、鎂及鎂合金、滑動(dòng)軸承合金、硬質(zhì)合金等。一、鋁及鋁合金鋁及鋁合金包括純鋁和鋁合金。1．純鋁的性能及用途純鋁分為工業(yè)高純鋁（W(Al)≥99.85%）和工業(yè)純鋁（99.85%＞W(wǎng)(Al)≥99.0%）。純鋁的密度是2.7g/cm3，屬于輕金屬；純鋁的熔點(diǎn)是660℃，無(wú)鐵磁性；純鋁的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能僅次于銀和銅純鋁的牌號(hào)用“1×××四位數(shù)字”或“四位字符表示”，牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量。例如，1A93，其w(Al)=99.93%；1A97，其w(Al)=99.97%。純鋁主要用于熔煉鋁合金，制造電線、電纜、電器元件、換熱器件、器皿以及要求制作質(zhì)輕、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐大氣腐蝕但強(qiáng)度要求不高的機(jī)電構(gòu)件等。模塊四非鐵金屬2．鋁合金的性能及用途鋁合金是以鋁為基礎(chǔ)，加入一種或幾種其他元素(如銅、鎂、硅、錳、鋅等)構(gòu)成的合金。鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。（1）變形鋁合金是指塑性高、韌性好，適合于壓力加工的鋁合金。變形鋁合金按其性能特點(diǎn)和用途進(jìn)行分類(lèi)，可分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁等。（2）鑄造鋁合金是指塑性差，適合于鑄造成形的鋁合金。鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能，塑性與韌性較低，不能進(jìn)行壓力加工。鑄造鋁合金按所添加合金元素進(jìn)行分類(lèi)，可分為Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系鑄造鋁合金。3．鋁合金的熱處理鋁合金常用的熱處理方法有：退火，淬火加時(shí)效等。退火可消除鋁合金的加工硬化，恢復(fù)其塑性變形能力，也可消除鋁合金鑄件的內(nèi)應(yīng)力和化學(xué)成分偏析。淬火加時(shí)效是鋁合金強(qiáng)化的主要方法。模塊四非鐵金屬二、銅及銅合金銅及其合金主要有：加工銅（純銅）、黃銅、青銅及白銅。1．加工銅（純銅）的性能及用途加工銅呈玫瑰紅色，故俗稱(chēng)紫銅，又稱(chēng)電解銅。加工銅的熔點(diǎn)是1083℃，密度是8.91g/cm3，屬于重金屬。加工銅具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，而且無(wú)磁性。加工銅的牌號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母“T”加順序號(hào)表示，共有T1、T2、T3三種，順序號(hào)數(shù)字越大，則其純度越低。加工銅主要用于制造電線、電纜、電子器件、導(dǎo)熱器件、雷管、耐腐蝕器件以及作為冶煉銅合金的原料等。2．銅合金的性能及用途在純銅中加入其他合金元素形成的合金，稱(chēng)為銅合金。銅合金按其化學(xué)成分進(jìn)行分類(lèi)，可分為黃銅、白銅和青銅三類(lèi)。模塊四非鐵金屬（1）黃銅是指以銅為基體金屬，以鋅為主加元素的銅合金。黃銅包括普通黃銅和特殊黃銅。普通黃銅是由銅和鋅組成的銅合金；特殊黃銅是在普通黃銅中再加入其它合金元素所形成的銅合金，如鉛黃銅、錳黃銅、鋁黃銅、鎳黃銅、鐵黃銅、錫黃銅、加砷黃銅、硅黃銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，黃銅又可分為加工黃銅與鑄造黃銅兩類(lèi)。常用普通黃銅有H96、H90、H85、H80、H70、H68、H65、H63、H62、H59等。普通黃銅的牌號(hào)是用“黃”字漢語(yǔ)拼音字首“H”加數(shù)字表示，其中數(shù)字表示平均銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如H90表示W(wǎng)（Cu）=90%，W（Zn）=10%的普通黃銅。特殊黃銅的牌號(hào)用“黃”字漢語(yǔ)拼音字首“H”加主加元素（Zn除外）符號(hào)，加銅及相應(yīng)主加元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示，如HPb59-1表示W(wǎng)（Cu）=59%，W（Pb）=1%的特殊黃銅（或稱(chēng)鉛黃銅）。模塊四非鐵金屬（2）白銅是指以銅為基體金屬，以鎳為主加元素的銅合金。白銅包括普通白銅和特殊白銅。普通白銅是由銅和鎳組成的銅合金；特殊白銅是在普通白銅中再加入其它合金元素所形成的銅合金，如鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，白銅又可分為加工白銅與鑄造白銅兩類(lèi)。普通白銅的牌號(hào)是用“B+數(shù)字”表示，其中“B”是“白”字的漢語(yǔ)拼音字首，數(shù)字表示鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。例如，B30表示W(wǎng)（Ni）=30%，W（Cu）=70%的普通白銅。常用普通白銅有B0.6、B5、B19、B25、B30等。特殊白銅的牌號(hào)用“B+主加元素符號(hào)+幾組數(shù)字”表示，數(shù)字依次表示鎳和主加元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，如BMn3-12表示平均W（Ni）=3%、W（Mn）=12%的錳白銅。常用特殊白銅有BA16-1.5（鋁白銅）、BFe30-1.1（鐵白銅）、BMn3-12（錳白銅）等。模塊四非鐵金屬（3）青銅是指以除鋅和鎳以外的合金元素為主添加元素的銅合金（或指除黃銅和白銅以外的銅合金）。以錫為合金元素的青銅稱(chēng)為錫青銅，以鋁為主要合金元素的青銅稱(chēng)鋁青銅。其他青銅主要有鋁青銅、硅青銅、錳青銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，青銅可分為加工青銅與鑄造青銅兩類(lèi)。加工青銅的牌號(hào)是用“Ｑ+第一個(gè)主加元素的化學(xué)符號(hào)及數(shù)字+其它元素符號(hào)及數(shù)字”方式表示，“Ｑ”是“青”字漢語(yǔ)拼音字首，數(shù)字依次表示第一個(gè)主加元素和加入元素的平均質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。例如，ＱAl5是W（Al）=5%的鋁青銅；ＱSn4-3是W（Sn）=4%，W（Zn）=3%的錫青銅。加工青銅用于制作齒輪、軸套、蝸輪、蝸桿以及抗磁零件等。3．鑄造銅合金

鑄造銅合金是指用來(lái)生產(chǎn)銅合金鑄件的合金。鑄造銅合金的牌號(hào)表示方法是用“ZCu+主加元素符號(hào)+主加元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)+其他加入元素符號(hào)和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)”組成。例如，ZCuZn30表示W(wǎng)（Zn）=30%的鑄造銅合金。常用鑄造銅合金有：ZCuZn38、ZCuZn16Si4、ZCuZn40Pb2、、ZCuSn10Zn2、ZCuPb30等。鑄造錫青銅適合于鑄造對(duì)外形及尺寸要求較高的鑄件以及形狀復(fù)雜、壁厚較大的零件。模塊四非鐵金屬三、鈦及鈦合金1．加工鈦（純鈦）的性能及用途加工鈦呈銀白色，密度為4.51g/cm3，熔點(diǎn)為1668℃，熱膨脹系數(shù)小，塑性好，強(qiáng)度低，容易加工成形。在許多介質(zhì)中鈦的耐腐蝕性比大多數(shù)不銹鋼更優(yōu)良，尤其是抗海水的腐蝕能力非常突出。加工鈦的牌號(hào)是用“TA+順序號(hào)”表示，如TA2表示2號(hào)工業(yè)純鈦。工業(yè)純鈦的牌號(hào)有TA0G、TA1G、TA2G、TA3G、TA4G五個(gè)牌號(hào)，順序號(hào)越大，雜質(zhì)含量越多。加工鈦主要用于制造飛機(jī)骨架、蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等；在化工部門(mén)主要用于制造熱交換器、泵體、攪拌器、蒸餾塔、葉輪、閥門(mén)等；在海水凈化裝置及艦船方面用于制造相關(guān)耐腐蝕零部件，如閥門(mén)、管道等；另外，加工鈦還可用于制造壓縮機(jī)氣閥、柴油機(jī)活塞等。2．鈦合金為了提高加工鈦的強(qiáng)度和耐熱性等，可加入鋁、鋯、鉬、釩、錳、鉻、鐵等合金元素，形成不同類(lèi)型的鈦合金。模塊四非鐵金屬鈦合金按其退火后的組織形態(tài)進(jìn)行分類(lèi)，可分為α型鈦合金、β型鈦合金和(α+β)型鈦合金。鈦合金的牌號(hào)是用“T+合金類(lèi)別代號(hào)+順序號(hào)”表示?！癟”是“鈦”字漢語(yǔ)拼音字首，合金類(lèi)別代號(hào)分別用A、B、C表示α型型鈦合金、β型型鈦合金、(α+β)型鈦合金。例如，TA5表示5號(hào)α型鈦合金；TB3表示3號(hào)β型鈦合金；TC4表示4號(hào)(α+β)型鈦合金。常用的α型鈦合金有：TA5、TA6、TA7、TA9、TA10等。α型鈦合金一般用于制造使用溫度不超過(guò)500℃的零件，如飛機(jī)蒙皮、骨架零件，航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和管道等；β型鈦合金一般用于制造使用溫度在350℃以下的結(jié)構(gòu)零件和緊固件，如壓氣機(jī)葉片、軸、輪盤(pán)及航空航天結(jié)構(gòu)件等；(α+β)型鈦合金一般用于制造使用溫度在500℃以下和低溫下工作的結(jié)構(gòu)零件，如各種容器、泵、低溫部件、艦艇耐壓殼體、坦克履帶、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件和葉片，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件等。模塊四非鐵金屬四、鎂及鎂合金1．純鎂的性能及用途純鎂具有金屬光澤，呈亮白色。純鎂的熔點(diǎn)是650℃，密度是1.738g/cm3，也是最輕的非鐵金屬。純鎂的牌號(hào)有：1號(hào)純鎂、2號(hào)純鎂和3號(hào)純鎂，主要用于制作合金以及作為保護(hù)其他金屬的犧牲陰極。2．鎂合金的性能及用途鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。鎂合金包括變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類(lèi)。鎂合金具有良好的減振性能和降噪性能，是制造飛機(jī)輪轂的理想材料；鎂合金具有良好的電磁屏蔽性能和防輻射性能；鎂合金的熔點(diǎn)比鋁合金熔點(diǎn)略低，其壓鑄成形性能好。鎂合金鑄件的抗拉強(qiáng)度與鋁合金鑄件相當(dāng)。工業(yè)中應(yīng)用較廣泛的鎂合金主要有4個(gè)系列：AZ系列（Mg-Al-Zn合金）、AM系列（Mg-Al-Mn合金）、AS系列（Mg-Al-Si合金）和AE系列（Mg-Al-RE合金）。鎂合金主要用于航空、航天、國(guó)防、交通運(yùn)輸、化工等部門(mén)。模塊四非鐵金屬五、滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金是用于制造滑動(dòng)軸承軸瓦及其內(nèi)襯的鑄造合金，它具有良好的耐磨性、磨合性、抗咬合性、減摩性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性等，主要用于制造汽輪機(jī)、柴油機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、減速器中的滑動(dòng)軸承等。1．滑動(dòng)軸承合金的組織狀態(tài)類(lèi)型滑動(dòng)軸承合金的組織狀態(tài)有兩種類(lèi)型：第一種類(lèi)型是在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn)；第二種類(lèi)型是在硬的基體上分布著軟質(zhì)點(diǎn)。2．常用滑動(dòng)軸承合金常用滑動(dòng)軸承合金有：錫基、鉛基、銅基、鋁基等滑動(dòng)軸承合金，它們一般采用鑄造方式成形。例如，ZSnSb11Cu6表示W(wǎng)（Sb）=11%、W（Cu）=6%、其余W（Sn）=83%的鑄造錫基滑動(dòng)軸承合金。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料一、陶瓷材料陶瓷材料是無(wú)機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱(chēng)，是用天然的或人工合成的粉狀化合物，通過(guò)成形和高溫?zé)Y(jié)而制成的多晶體固體材料。陶瓷材料包括陶瓷、瓷器、玻璃、搪瓷、耐火材料、磚瓦、水泥、石膏等。由于陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、硬度高等優(yōu)點(diǎn)，它不僅用于制造餐具類(lèi)生活制品，而且在現(xiàn)代工業(yè)中得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。目前，陶瓷材料已同金屬材料、有機(jī)高分子材料成為現(xiàn)代工程材料的三大支柱。陶瓷按其成分和來(lái)源進(jìn)行分類(lèi)，可分為普通陶瓷(傳統(tǒng)陶瓷)和特種陶瓷(近代陶瓷)兩大類(lèi)。普通陶瓷是以天然的硅酸鹽礦物，如粘土、長(zhǎng)石、石英等原料為主，經(jīng)過(guò)粉碎、成形和燒結(jié)制成的產(chǎn)品。它包括日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、電絕緣陶瓷、化工陶瓷(耐酸堿用瓷)和多孔陶瓷(過(guò)濾、隔熱用瓷)等。特種陶瓷主要是指采用高純度人工合成化合物，如Al2O3、ZrO2、MgO、BeO、SiC、Si3N4、BN等，制成具有特殊物理化學(xué)性能的新型陶瓷（包括功能陶瓷）。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料二、有機(jī)高分子材料高分子化合物或高分子聚合物（簡(jiǎn)稱(chēng)高聚物）是指由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬(wàn)以上的化合物。高分子材料也稱(chēng)為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑（助劑）所構(gòu)成的材料，它分為有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)高分子材料。其中有機(jī)高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量大于104并以碳、氫元素為主的有機(jī)高分子化合物組成。一般說(shuō)來(lái)，有機(jī)高分子化合物具有較好的強(qiáng)度、彈性和塑性。有機(jī)高分子材料按其用途和使用狀態(tài)進(jìn)行分類(lèi)，可分為塑料、橡膠、膠粘劑、合成纖維等；有機(jī)高分子材料按其來(lái)源進(jìn)行分類(lèi)，可分為天然、半合成（改性天然高分子材料）和人工合成高分子材料。天然高分子材料包括松香、蛋白質(zhì)、天然橡膠、皮革、蠶絲、木材等。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料1．塑料塑料是指以合成樹(shù)脂高分子化合物為主要成分，加入某些添加劑之后且在一定溫度、壓力下塑制成形的材料或制品的總稱(chēng)。常用塑料主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、酚醛塑料(PF)、環(huán)氧塑料(EP)等。工程塑料是指能在較寬溫度范圍內(nèi)和較長(zhǎng)使用時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)良性能，能承受機(jī)械應(yīng)力并作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類(lèi)塑料。工程塑料耐熱性高、耐腐蝕，自潤(rùn)滑性好和尺寸穩(wěn)定性良好，具有較高的強(qiáng)度和剛度，在部分場(chǎng)合可替代金屬材料。常用工程塑料主要有聚碳酸脂、尼龍、聚甲醛、ABS塑料、聚砜、酚醛塑料等。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料2．橡膠橡膠是以生膠為基體原料，加入適量配合劑，經(jīng)硫化處理后形成的有機(jī)高分子材料。通常橡膠制品還加入增強(qiáng)骨架材料（如各種纖維、金屬絲及其編織物等），其主要作用是增加橡膠制品的強(qiáng)度，并限制其變形。常用橡膠主要有天然橡膠(代號(hào)NR)、丁苯橡膠(代號(hào)SBR)、順丁橡膠(代號(hào)BR)、氯丁橡膠(代號(hào)CR)、硅橡膠（代號(hào)SR）、氟橡膠(代號(hào)FPM)等。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料3．膠粘劑膠粘劑是指能將同種或兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的制件（或材料）連接在一起，固化后具有足夠強(qiáng)度的有機(jī)或無(wú)機(jī)的、天然或合成的一類(lèi)物質(zhì)，統(tǒng)稱(chēng)為膠粘劑或粘接劑、粘合劑、習(xí)慣上簡(jiǎn)稱(chēng)為膠。膠粘劑以流變性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，可分為熱固性膠粘劑、熱塑性膠粘劑、合成橡膠膠粘劑和復(fù)合型膠粘劑。4．纖維纖維是指長(zhǎng)度與直徑之比大于100甚至達(dá)1000，并具有一定柔韌性的物質(zhì)。合成纖維是將人工合成的、具有適宜分子量并具有可溶（或可熔）性的線型聚合物，經(jīng)紡絲成形和后處理而制得的化學(xué)纖維。通常將這類(lèi)具有成纖性能的聚合物稱(chēng)為成纖聚合物。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料三、復(fù)合材料概述1．復(fù)合材料的分類(lèi)復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。不同材料復(fù)合后，通常其中一種材料作為基體材料，起粘結(jié)作用；另一種材料作為增強(qiáng)劑材料，起承載作用。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類(lèi)。金屬基體主要有鋁、鎂、銅、鈦及其合金等。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。復(fù)合材料按其增強(qiáng)劑種類(lèi)和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類(lèi)，可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、層疊增強(qiáng)復(fù)合材料和顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料三類(lèi)。復(fù)合材料的最大優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)人的要求來(lái)改善材料的使用性能。目前，應(yīng)用最多的復(fù)合材料是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，如玻璃鋼（玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料）和碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料。﹡模塊六其他新型工程材料新型工程材料是指新出現(xiàn)的，建立在新思路、新概念、新工藝的基礎(chǔ)上，具有傳統(tǒng)工程材料所不具備