二、常用工程材料

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　　1．黑色金屬

　　黑色金屬一般是指鋼鐵材料，鋼鐵材料是工業(yè)中應用最廣、用量最多的金屬材料，它們是以鐵為基的合金。含碳量小于2.11%（重量）的合金稱(chēng)為鋼；而含碳量大于2.11%（重量）的合金稱(chēng)為生鐵。工程實(shí)際中用的鋼和鑄鐵除含鐵、碳以外，還含有其它元素，其中一類(lèi)是雜質(zhì)元素，如硫、磷、氫等，另一類(lèi)是根據使用性能和工藝性能的需要，有意加入的合金元素，常見(jiàn)有鉻、鎳、錳和鈦等，鐵碳合金中加入上述元素就成了合金鋼或合金鑄鐵。

　?。?）鋼及其合金的分類(lèi)和牌號表示方法

　　鋼中主要化學(xué)元素為鐵，另外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等，這些少量元素對鋼材性質(zhì)影響很大。鋼中碳的含量對鋼的性質(zhì)有決定性影響，含碳量低，鋼的強度較低，但塑性大，延伸率和沖擊韌性高，鋼質(zhì)較軟，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高，鋼的強度高、塑性小、硬度大、性脆和不易加工。硫、磷為鋼中有害元素，含量稍多會(huì )嚴重影響鋼的塑性和韌性，磷使鋼顯著(zhù)產(chǎn)生冷脆性，硫則產(chǎn)生熱脆性。硅、錳為有益元素，它們能使鋼材強度、硬度提高，而塑性、韌性不顯著(zhù)降低。

　　鋼的力學(xué)性能（如抗拉強度、屈服強度、伸長(cháng)率、沖擊韌度和硬度等）決定于鋼的成分和金相組織。鋼的成分一定時(shí)，其金相組織主要決定于鋼的熱處理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的影響最大。

　　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》（GB/T221-2000）中規定，我國鋼鐵產(chǎn)品牌號采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)符號和阿拉伯數字相結合的表示方法，即：

　?、?牌號中化學(xué)元素采用國際化學(xué)元素表示。

　?、?產(chǎn)品名稱(chēng)、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(yǔ)拼音的縮寫(xiě)字母表示。

　?、?鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學(xué)元素含量（％）采用阿拉伯數字表示。

　　碳素結構鋼牌號由代表屈服點(diǎn)的字母“Q”、屈服點(diǎn)等級、質(zhì)量等級和脫氧程度等四部分按順序組成。屈服點(diǎn)數值共分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275N/m㎡五種；質(zhì)量等級以硫、磷雜質(zhì)含量多少，分別用A、B、C、D符號表示，脫氧程度如上所述，Z和TZ在表示鋼的牌號時(shí)可以省略。如Q235-AF表示屈服點(diǎn)為235N/m㎡、質(zhì)量等級為A的沸騰鋼。

　　優(yōu)質(zhì)碳素鋼的牌號以?xún)晌粩底直硎?，數字代表含碳量的百分之幾（?.01%為單位），如鋼號為20，表示平均含碳量為0.20%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼；鋼號為45，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

　　低合金高強度結構鋼原名為普通低合金鋼。低合金高強度結構鋼以屈服點(diǎn)等級為主，劃分成五個(gè)牌號，其表示方法如下：屈服點(diǎn)等級加質(zhì)量等級。屈服點(diǎn)等級：Q295、Q345、Q390、Q420和Q460.質(zhì)量等級：E、D、C、B、A.由于合金元素的強化作用，使低合金結構鋼不但具有較高的強度，且具有較好的塑性、韌性和可焊性。低合金高強度結構鋼主要用于焊接結構，其制造工藝主要是冷、熱壓力加工和焊接。

　　合金結構鋼的牌號按下列規則編制。用兩位阿拉伯數字數字表示平均含碳量（以萬(wàn)分之幾計），放在牌號頭部。合金元素含量為1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%、…… 時(shí)，相應地注為2、3、4、5……。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。如30CrMnSi表示碳、鉻、錳、硅平均含量分別為0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金結構鋼。高級優(yōu)質(zhì)合金結構鋼，在牌號尾部加符號“A”表示，如“30CrMnSiA”；特級優(yōu)質(zhì)合金結構鋼，在牌號尾部加符號“E”表示，如“30CrMnSiE”

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