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钢半岛平台铁的基本知识

2023-09-14 阅读次数:

  半岛平台黑色金属一词指任何含铁的金属(铁和铁的合金),如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。

  把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状,含碳量大于2.11%的铁碳合金),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。

  铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

  含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢,把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。

  黑色金属因含铁具有磁性、强度和硬度,这些材料通常用于建造房屋、大型管道、工业容器、建筑和工程应用。黑色金属还含有大量的碳,因此在潮湿环境下更容易生锈(铬含量高的不锈钢和纯铁含量高的熟铁除外)。

  这些金属通常坚固耐用,因此可用于建筑和工程。摩天大楼和桥梁等大型建筑物都含有黑色金属。此外,在集装箱、工业管道、汽车、铁路轨道和家用工具中也能找到黑色金属。

  有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。

  与黑色金属不同,这些合金具有延展性,质量更轻,因此适用于要求强度必须满足但重量限制的行业,比如航空航天工业。

  这种材料具有不同的特性,主要是纯金属或不含铁的合金。 在磁性上,它们大多是非磁性的。除了铝、铜、铅、锌、锡等有色金属外,贵金属如金、银等也包括在内,并通常用于观赏目的。

  现在,有色金属被用于建造,制造工具、电缆、车辆发动机、管道、容器,甚至餐具等。

  钢(steel)以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下,并含有其他元素的合金材料。注:在铬钢中含碳量可能大于2%,但2%通常是钢和铸铁的分界线。严格地说,钢是含碳量在0.0218%-2.11 %之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。

  增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性。拥有13%以上的认为是不锈钢。

  重要的奥氏体稳定元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性和强度及耐磨损性。

  是有害元素,降低钢的塑性和韧性,出现冷脆性,能使钢的强度显著提高,同时提高大气腐蚀稳定性,含量应该限制在0.05%以下。

  通常硫是有害元素,使钢热脆性大,含量限制在0.05%以下。但是易切削钢的硫含量高,可达0.08%~0.40%。

  低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。

  中碳钢有镇静钢(镇静钢是指完全脱氧的钢,即氧的质量分数不超过0.01%,一般常在0.002%~0.003%)、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。

  高碳钢常称工具钢,含碳量从大于0.60%至1.70%。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头,铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

  屈服点(σs):钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)。

  屈服强度:是材料发生屈服时的应力,亦即开始产生明显塑性变形时的最小应力,对于无明显屈服的金属材料,例如高碳钢,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服强度。

  抗拉强度:是材料在拉断前承受的最大应力。是金属由均匀塑性变形,向局部集中塑性变形过渡的临界值,也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。

  硬度:表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

  延展性:包含延性(Ductility)和展性(Malleability)。影响延展性的因素,延性取决于材料的晶粒尺寸,展性取决于晶体结构。较小的晶粒尺寸,因为阻力大,而使晶粒位错运动更困难,所以,延性降低,反之亦然,晶粒较大时,延性变高。

  延性(Ductility):指的是金属在拉伸应力作用下,可以改变形状,发生塑性变形,而不发生断裂的能力。简单来说,拉伸延展,是指金属可以拉成细线,例如铜线%的材料称为延性材料,小于5%的材料称为脆性材料。在工程实践中,通常使用的延性材料包括:低碳钢,铜,铝,镍,锌,锡等。

  展性(Malleability):指的是金属在压缩应力作用下,可以改变形状,发生塑性变形而不破坏的能力。在工程实践中,通常使用的展性材料是铅,软钢,锻铁,铜和铝。

  脆性(Brittleness):材料在外力作用下(如拉伸、冲击等),仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。