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金属材料与热处理第一章常用金属材料1、1金属材料的性能1）机械性能（力学性能）：机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。1、1强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。1、2屈服点（бs）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L时应力值，单位用牛顿/毫米（N/mm）表示。1、3抗拉强度（бb）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米（N/mm）表示。3）化学性能：指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。
3、1耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
3、2抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。1、2金属材料1）铸铁：铸铁是以铁-碳-硅为主的多元铁基合金。普通铸铁的化学成分一般为2～4％碳，1～3％硅，0.02～0.25％硫，0.05～1.0％磷。
铸铁的铸造性能优良，因而通常采用铸造的方法制造成铸件使用，故称之为铸铁。
铸铁是人类使用最早的金属材料之一。到目前为止，铸铁仍是一种被广泛使用的金属材料。
铸铁中的碳主要是以石墨的形态存在，所以，铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。
铸铁的金属基体有珠光体、铁素体、铁素体＋珠光体，经热处理后有马氏体、贝氏体等组织，它们相当于钢的组织。
铸铁中石墨的形态可分为六种:
Ⅰ型为片状石墨;Ⅱ型为蟹状石墨;Ⅲ型为蠕虫状石墨;Ⅳ型为聚集状(团絮状)石墨;Ⅴ型为不规则或开裂状石墨;Ⅵ型为球状石墨。总之，铸铁的组织特点，是在钢的基体上分布着不同形状的石墨见图1-1。2)、铸铁的性能特点
铸铁的性能取决于铸铁的组织和成分。因此，铸铁的机械性能主要取决于铸铁基体组织以及石墨的数量、形状、大小及分布特点。石墨机械性能很低，硬度仅为HB3～5，抗拉强度为20Mpa，延伸率接近零
石墨珠光体铁素体
抗拉强度MPa20800～1000350～400石墨与基体相比，其强度和塑性都要小得多，石墨减小铸铁件的有效承载截面积，同时石墨尖端易使铸件在承载时产生应力集中，形成脆性断裂。
因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低，
一般说来，石墨的数量越少，分布越分散，形状越接近球形，则铸铁的强度、塑性和韧性越高。
看出钢在断裂前，有明显的屈服阶段，其延伸率较高，而铸铁则没有明显的屈服阶段，铁素体加球状石墨铸铁的延伸率为25％，片状石墨的普通铸铁由于石墨边缘尖端产生应力集中，从而容易造成脆性断裂，延伸率约在1％以下。虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的性能。如良好的耐磨性、高的消振性、低的缺口敏感性以及优良的切削加工性。此外，铸铁的碳含量高，其成分接近共晶成分，因此，铸铁的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好；石墨结晶时体积膨胀，所以铸造收缩率小，其铸造性能优于钢。3)、铸铁的分类及牌号
3、1铸铁的分类:
铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金，其中的碳有以化合态的渗碳体Fe3C析出,也有以游离态的石墨析出。根据铸铁中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固后断口颜色的不同，状态可分为三大类：白口铸铁；麻口铸铁；灰口铸铁白口铸铁－碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化合物状态的渗碳体析出,凝固后断口呈白亮的颜色，故称白口铸铁。
麻口铸铁－碳既以化合状态的渗碳体析出，又以游离状态的石墨析出.凝固后断口夹杂着白亮的渗碳体和暗灰色的石墨，故称为麻口铸铁。
灰口铸铁－碳全部或大部分以游离状态的石墨析出，凝固后断口呈灰色，故称为灰口铸铁。
白口铸铁的性质硬而脆，所以，工业上应用较少。工业上大量使用的是通过控制化学成分与铸造工艺，或者借助于热处理方法，使铸铁中的碳全部或大部分呈游离态的石墨存在的灰口铸铁。
灰口铸铁性能与成分及基体组织有关外，还取决于石墨的形状、大小、数量及分布。
灰口铸铁按石墨的形状和大小又可分为：
灰铸铁－石墨为片状；(常被称为灰口铸铁)球墨铸铁－石墨为球状；可锻铸铁－石墨为团絮状；蠕墨铸铁－石墨为蠕虫状。3、2铸铁牌号:HT100灰铸铁
RuT400蠕墨铸铁
QT400-17球墨铸铁
KHT300-06黑心可锻铸铁
KBT350-04白心可锻铸铁
KZT450-06珠光体可锻铸铁
MTCu1PTi-150耐磨铸铁
KmBTMn5Mo2Cu抗磨白口铸铁
KmQTMn6抗磨球墨铸铁
LTCrMoR冷硬铸铁
STSi15R耐蚀铸铁
SQTAl15Si5耐蚀球墨铸铁
RTCr2耐热铸铁
RQTA16耐热球墨铸铁4）、工业用钢:
重要的金属材料:
碳素钢:价格低、易加工、可热处理、可塑变。
合金钢：在碳钢的基础上有意地加入一种或几种合金元素。机械性能（如强度、塑性、淬透性、冲击韧性等）和特殊性能（耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性、电磁