純金屬

由單一金屬元素組成的物質(zhì)稱為純金屬。目前已知的純金屬有80多種，如純金、純銀、純鐵···等

純金屬在工業(yè)結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用極少

合金

由一種金屬元素為主體與另外一種或幾種金屬元素（或非金屬元素）組成的物質(zhì)稱為合金。合金種類甚多，是工程構(gòu)件的主要材料，如鋼等。合金的綜合性能優(yōu)于純金屬

合金是工程結(jié)構(gòu)件的主要原材料，應(yīng)用廣泛

黑色金屬

生鐵、鐵合金、鑄鐵和鋼。黑色金屬是工業(yè)生產(chǎn)的主導(dǎo)性材料

有色金屬

除黑色金屬以外的金屬及其合金統(tǒng)稱為有色金屬，如銅、鋁、鋅、鉛、錫、鎂、鈦等及其合金

抗拉強(qiáng)度σb

金屬材料抵抗拉伸破壞作用時(shí)的最大能力，其值按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提供

MPa(N/m㎡)

抗壓強(qiáng)度σbc

金屬材料抵抗壓縮破壞作用時(shí)的最大能力

抗彎強(qiáng)度σbb

金屬材料抵抗彎曲變形破壞作用時(shí)的最大能力

抗剪強(qiáng)度τb

金屬材料抵抗剪切變形破壞作用時(shí)的最大能力

σe

金屬材料受到外力（如拉力）作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變形（如伸長(zhǎng)）；外力去除后，所產(chǎn)生的變形會(huì)消失，材料恢復(fù)原來(lái)形狀。金屬材料的這一性質(zhì)稱為彈性。材料受力超過(guò)某一數(shù)值，去除外力之后，材料不能完全恢復(fù)原來(lái)形狀和尺寸，產(chǎn)生了塑性變形（殘余變形）材料能夠維持彈性變形范圍的最大能力，稱為彈性極限

MPa(N/mMPa(N/m㎡)

屈服極限σs

金屬材料受外力作用超過(guò)其彈性極限時(shí)，即便外力不再增加了，材料的塑性變形也會(huì)不斷加大，表明材料失去了抵抗變形的能力，處于屈服狀態(tài)。

材料開始處于屈服狀態(tài)的應(yīng)力，稱為屈服極限

MPa(N/m㎡)

條件屈服極限σ0.2

對(duì)于無(wú)明顯屈服點(diǎn)的材料，規(guī)定其產(chǎn)生0.2％塑性變形時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，稱為條件屈服極限

延伸率δ

金屬材料標(biāo)準(zhǔn)試樣在拉伸試驗(yàn)中被拉斷，標(biāo)定長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)與原來(lái)長(zhǎng)度的比值，稱為延伸率δ

8=1-10x100%

=A/0x100%

斷面收縮率

標(biāo)準(zhǔn)試樣拉斷后，其橫截面積的減少與原面積之比稱為斷面收縮率

φ=A0-Ax100%=

=AA/x100%

布氏硬度HB（淬硬鋼球測(cè)定用HBS；硬質(zhì)合金球用HBW）

以一定負(fù)荷將一定直徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓人材料表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除負(fù)荷，測(cè)量材料表面的壓痕，按公式計(jì)算所得的硬度

洛氏硬度HR

（HRC：負(fù)荷1471.1N）

（HRA：負(fù)荷588.4N）

（HRB：負(fù)荷980.1N）

以一定的負(fù)荷把淬硬鋼球或頂角的120°的圓錐形金剛石壓入器，壓入材料表面，然后以材料表面上凹坑的深度來(lái)計(jì)算的硬度

維氏硬度HV

將相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器以適當(dāng)?shù)膲毫喝氩牧媳砻?，保持?guī)定時(shí)間后，測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，再按一定公式計(jì)算出硬度的大小

a_k

將帶有規(guī)定缺口的試樣，在沖擊機(jī)上沖斷，材料所吸收的沖擊力與試樣缺口底部橫截面積之比，稱為材料沖擊韌度

J/cm²

生鐵（塊）

將鐵礦石放入高爐中冶煉成液態(tài)生鐵澆鑄成的塊狀產(chǎn)品

含碳量超過(guò)0.2％的鐵碳合金。此外，尚含有硅、硫、磷、錳等元素

用于冶煉鋼材或制成灰鑄鐵

鐵合金

鐵與一定量的硅、錳、鎢、鉻元素，組成的合金統(tǒng)稱為鐵合金

各種鐵合金組成比例應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)

工業(yè)特種用料

鑄鐵

將鑄造生鐵放入熔鐵爐中熔煉而成的產(chǎn)品為鑄鐵。用液態(tài)鑄鐵澆鑄成的元件稱鑄件

同生鐵

用作灰鑄鐵件的澆鑄，可煅鑄鐵原料，球墨鑄鐵原料

將煉鋼用生鐵放入煉鋼爐內(nèi)冶煉，再把鋼液澆鑄成鋼錠，軋制成各種鋼材

含碳量＜0.2％的鐵碳合金，其含硅、錳、硫、磷等均比生鐵低

（1）按化學(xué)成分分類（2）按主要質(zhì)量等級(jí)分類（3）按用途分類

非合金鋼（＜）

低合金鋼

合金鋼（≥）

A1

B

Bi

0.10

0.0005

0.10

-

-

-

0

0.0005

010

Cr

0.30

0.30~0.50

0.50

Co

0.10

0.10

Cu

0.10

0.10~0.50

0.50

Mn

1.0

1.0~1.4

1.4

Mo

0.05

0.05~0.10

0.10

Ni

0.30

0.30~0.50

0.50

Nb

0.02

0.02~0.06

0.06

Pb

0.40

-

0.40

Se

0.10

-

0.10

Si

0.50

0.50~0.90

0.90

Te

0.10

-

0.10

Ti

0.05

0.05~0.13

0.13

V

0.04

0.04~0.12

0.12

W

0.10

一

0.10

Zr

0.05

0.05~0.12

0.12

La系每種元素

0.02

0.02~0.05

0.05

其他元素

0.05

-

0.05

1．普通質(zhì)量非合金鋼

不規(guī)定生產(chǎn)過(guò)程中需要特別控制質(zhì)量要求，但需同時(shí)滿足四個(gè)條件：

（1）鋼為非合金化符合GB／T13304-1991對(duì)非合金元素含量要求（第一部分）

（2）不規(guī)定熱處理（退火、正火、消除應(yīng)力及軟化處理不作為熱處理對(duì)待）

（3）如產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件有規(guī)定，其特性值應(yīng)符合下列條件：

①碳含量≥0.10％、硫或磷含量≥0.45％、氮含量≥0.007％；

②抗拉強(qiáng)度≤690MPa、屈服強(qiáng)度≤360MPa、延伸率≤33％；

③彎心直徑最低值≥0.5x試樣厚度、沖擊功最低值（20℃，V形，縱向標(biāo)準(zhǔn)試樣）≤27J、洛氏硬度HRB≥60；④未規(guī)定其他質(zhì)量要求

（1）一般用途碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB700中規(guī)定的A、B級(jí)鋼）

（2）碳素鋼筋鋼，如Q235（GB／T13031)

（3）鐵道用一般碳素鋼，如輕軌、墊鈑用鋼（GB／T 11264）

2.優(yōu)質(zhì)非合金鋼

除普通質(zhì)量非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼以外的非合金鋼，生產(chǎn)過(guò)程中需要特別控制質(zhì)量（如控制晶粒度，降低S.P含量，改善表面質(zhì)量或增加工藝控制），以達(dá)到比普通質(zhì)量非合金鋼特殊的質(zhì)量要求（如良好的抗脆斷性能，良好的冷成型性能等），但其生產(chǎn)控制嚴(yán)格程度又不如特殊質(zhì)量的非合金鋼

（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如GB／T 699規(guī)定的條鋼（70-85鋼，65Mn、70Mn除外）

（2）工程結(jié)構(gòu)用碳素鋼，如GB700規(guī)定的質(zhì)量等級(jí)為C，D級(jí)鋼

（3）沖壓薄鈑的低碳結(jié)構(gòu)鋼，如GB／T 5213，GB／T 3276規(guī)定的優(yōu)質(zhì)碳素鋼薄鈑

（4）鍍層板、帶用的碳鋼，如GB/T 2518、GB/T 2520、GB4174···等規(guī)定的鍍錫、鍍鋅和鍍鋁板帶及厚鈑

（5）鍋爐和壓力容器用碳素鋼，如GB／T 713、GB／T 3087等規(guī)定的碳素鋼板

（6）船用碳素鋼，如GB／T712規(guī)定的板管和型鋼

（7）鐵道用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如GB2585規(guī)定重軌用鋼

（8）焊條用碳素鋼，如GB／T 13規(guī)的碳素鋼，但成品分析S.P不大于0.25％的鋼除外

（9）用于冷鍛、冷擠壓、冷拔有特殊要求的棒料和線材

（10）非合金切削結(jié)構(gòu)鋼

（11）電工用非合金鋼板、帶（無(wú)硅鋼板）

（12）優(yōu)質(zhì)鑄造碳素鋼，如GB7659規(guī)定之鑄造鋼

3.特殊質(zhì)量非合金鋼

生產(chǎn)過(guò)程中需要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能的非合金鋼，并應(yīng)符合下列條件之一：

（1）對(duì)要進(jìn)行熱處理的鋼材，限制非金屬雜質(zhì)含量及淬火后硬度或韌性要求

（2）不進(jìn)行熱處理的鋼材，含硫量0.25％，含磷≤0.25％

（3）具有規(guī)定的導(dǎo)電性能或磁性的鋼材

（1）保證淬透性非合金鋼（GB／T5216）；（2）鐵道用特殊非合金鋼（車輪用鋼）；（3）兵器用非合金鋼；（4）核設(shè)備用非合金鋼；（5）特殊焊條非合金鋼；（6）碳素彈簧鋼；（7）特殊盤條鋼、鋼絲；（8）電磁純鐵；（9）原料純鐵

（1）冷成型用薄鋼板

以最高強(qiáng)度（硬度）為主要特性的非合金鋼，用作冷加工成型材料。強(qiáng)度高于規(guī)定值不得使用

（2）造船、壓力容器、

管道用鋼

以最低強(qiáng)度為主要特性的非合金鋼。強(qiáng)度低于規(guī)定值者，不得在有關(guān)產(chǎn)品中使用

（3）線材、調(diào)質(zhì)鋼

限制碳含量為主要特性的非合金鋼

（4）易切削鋼

鋼中含硫量不小于0.070％，并加入Pb，Bi，Te、Se或P元素

普通質(zhì)量合金鋼

冶煉時(shí)不規(guī)定生產(chǎn)過(guò)程中需要特別控制質(zhì)量要求，用作一般用途的低合金鋼，應(yīng)滿足下列要求：

①合金含量符號(hào) GB／T 13304-1991對(duì)低合金鋼的規(guī)定；

②不規(guī)定熱處理；

③硫或磷含量≥0.045％、抗拉強(qiáng)度≤690MPa、屈服強(qiáng)度≤360MPa、延伸率≤26%％、彎心直徑≥2x試件厚度、徑≥2x

沖擊動(dòng)

①屈服強(qiáng)度≤360MPa的低合金度≤360MPa結(jié)構(gòu)鋼

②低合金鋼筋（GB／T 1499）③鐵道用一般低合金鋼

④礦用一般低合金鋼

優(yōu)質(zhì)低合金鋼

在生產(chǎn)過(guò)程中需要特別控制質(zhì)量（如晶粒度、降低S.P含量；改善表面質(zhì)量等），以達(dá)到比普通質(zhì)量非合金鋼較特殊的要求（良好的抗脆斷性，良好的冷成型性等），但其生產(chǎn)控制又不如特殊質(zhì)量非合金鋼嚴(yán)格（如不控制淬透性）

①可焊接的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，σs在360～420MPa之間；

②鍋爐和壓力容器用低合金鋼；③造船用低合金鋼；

④汽車、橋梁、鐵道用低合金鋼；⑤低合金耐候鋼；

⑥礦用低合金鋼；

⑦輸油、氣管用低合金鋼

特殊質(zhì)量低合金鋼

生產(chǎn)過(guò)程中需要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能（如S.P含量及純度）的低合金鋼，并符合下列要求：

①規(guī)定限制非金屬夾雜物含量及內(nèi)部材質(zhì)均勻性，保證抗層狀撕裂性能；②S．P的含量 0.025％；

③限定殘余元素含量：Cu≤0.10%、Co≤0.05%%、V0.005%;

④規(guī)定低溫沖擊性能；

⑤可焊接高強(qiáng)度鋼   σs≥420MPa

①核能用低合金鋼；

②保證厚度方向性能的低合金鋼；

③鐵道用特殊低合金鋼

④低溫用低合金鋼；

⑤艦船、兵器用低合金鋼

（1）工程結(jié)構(gòu)用合金鋼

一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼；合金鋼筋鋼；壓力容器用合金鋼；地質(zhì)、石油鉆探用鋼；高錳耐磨鋼

（2）機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼

調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼；表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼；冷塑性成型合金結(jié)構(gòu)鋼；合金彈簧鋼

（3）不銹鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼

不銹鋼、耐酸鋼、抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼

（4）工具鋼

合金工具鋼、高速工具鋼

（5）軸承鋼

高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼和無(wú)磁軸承鋼

（6）特殊物理性能鋼

軟磁鋼、無(wú)磁鋼和高電阻鋼

（1）優(yōu)質(zhì)合金鋼

生產(chǎn)過(guò)程中需要特別控制質(zhì)量和性能，但其控制要求不如特殊質(zhì)量合金鋼嚴(yán)格

①一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼②合金鋼筋鋼

③電工用硅鋼

④鐵道、地質(zhì)、石油鉆探用合金鋼

⑤S.P>0.＞0.035％耐磨鋼

⑥硅錳彈簧鋼

（2）特殊質(zhì)量合金鋼

生產(chǎn)過(guò)程中需要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能的合金鋼，除優(yōu)質(zhì)合金鋼以外的其它合金鋼都是特殊質(zhì)量合金鋼

①壓力容器用合金鋼②經(jīng)熱處理的合金鋼筋鋼③經(jīng)熱處理的鉆探用合金鋼④合金結(jié)構(gòu)鋼⑤合金彈簧鋼⑥不銹鋼⑦耐熱鋼⑧合金工具鋼⑨高速工具鋼⑩軸承鋼?高電阻電熱鋼?無(wú)磁鋼?永磁鋼

（1）按鋼中含碳量百分比分類

低碳鋼（C≤0.25％）；中碳鋼（0.25％＜C＜0.60％）；高碳

鋼（(C≥0.≥0.60%)

（2）按冶煉時(shí)脫氧程度分類

沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼；半鎮(zhèn)靜鋼

（3）按煉鋼爐分類

平爐鋼，轉(zhuǎn)爐鋼，電爐鋼

（4）按用途分類

結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特殊用鋼

（1）輕有色金屬及其合金

密度<4.5g/c㎡的金屬及其合金此類輕金屬化學(xué)活性大，與氧、硫碳等的化合物相當(dāng)穩(wěn)定

（2）重有色金屬

其合金

密度＞4.5g／c㎡的金屬，有銅、鎳、鉛、鋅、鈷、鉍等及其合金

（3）貴金屬及其

金

此類金屬在地殼中儲(chǔ)量少，開采和提取比較困難，價(jià)格貴，對(duì)氧和其它試劑較穩(wěn)定，如金、銀和鉑及其合金

（4）稀有金屬

在自然界含量稀少，難以從地殼中提取

主要有：稀有輕金屬，鈦、鋰、鈹、伽、銫等；

稀有高溶點(diǎn)金屬，鎢、鉬、鈮、鉭、鋯、釩；

稀有分散金屬，鎵、銦、鉈、鍺；

稀土金屬，鈧、釔、鑭系金屬；

稀有放射性元素，鐳、錒

冶煉產(chǎn)品

各種有色金屬的冶煉產(chǎn)品（工業(yè)純和高純度兩種）

加工產(chǎn)品

（變形合金）

銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、鉛及鉛合金、鈦及鈦合金，主要

以壓力加工方法生產(chǎn)的棒、管、板、型、帶、箔、條和線等半成品材料

鑄造產(chǎn)品

鑄造黃銅、鑄造青銅、鑄造鋁合金和鑄造鎂合金

工業(yè)純鋁

L4 表示四號(hào)工業(yè)純鋁

以銅為主要合金元素的鋁合金

以錳為主要合金元素的鋁合金

以硅為主要合金元素的鋁合金

以鎂、硅為主要合金元素的鋁合金

以其它元素為合金元素的鋁合金

系列

系列

4xxx   系列

6xxx   系列

8xxx   系列

純銅

純銅

如：二號(hào)銅

T2

無(wú)氧銅

如：一號(hào)無(wú)氧銅

TU1

如：磷脫氧銅

TUP

黃銅

普通黃銅

鉛黃銅

錫黃銅

鋁黃銅

錳黃銅

鐵黃銅

鎳黃銅

硅黃銅

如：68黃銅

如：59-1鉛黃銅

如90-1錫黃銅

如：77-2鋁黃銅

如：58-2錳黃銅

如：59-1-1鐵黃銅

如：65-5鎳黃銅

如：80-3硅黃銅

H68

HPb59-1

HSn90-1

HA177-2

HMn58-2HFe59-1-1

HNi65-2

HSi80-3

青銅

錫青銅

鋁青銅

鈹青銅

硅青銅

錳青銅

鎘青銅

鉻青銅

如：6.5-0.1錫青銅

如：10-3-1.5鋁青銅

如：1.9鈹青銅

如：3-1硅青銅

如：5錳青銅

如：1鎘青銅

如：0.5鉻青銅

QSn6.5-0.1QA110-3-1.5

QBe1.9

QSi3-1

QMn5

QCd1

QCr0.5

純鎳

如：四號(hào)鎳

N4

陽(yáng)極鎳

如：一號(hào)陽(yáng)極鎳

NY1

鎳硅合金

如：0.19鎳硅合金

NSi0.19

鎳鎂合金

如：0.1鎳鎂合金

NMg0.1

鎳錳合金

如：2-2-1鎳錳合金

NMn2-2-1

鎳銅合金

如：28-2.5-1.5鎳銅合金

NCu28-2.5-1.5

鎳鉻合金

如：10鎳鉻合金

NCr10

鎳鈷合金

如：17-2-2-1鎳鈷合金

NCo17-2-2-1

鎳鉛合金

如：3-1.5-1鎳鉛合金

NA13-1.5-1

鎳鎢合金

如：4-0.2鎳鎢合金

NW4-0.2

鉛及其合金

純鉛

鉛銷合金

如：3號(hào)鉛

如：二鉛銻合金

PL3

PLSb2

鋅及其合金

純鋅

鋅銅合金

如：2號(hào)鋅

如：1.5鋅銅合金

Zn2

ZnCol.5

錫及其合金

純錫錫銻合金錫鉛合金

工業(yè)純鈦

鈦合金

如：二號(hào)錫

如：2.5錫銻合金如：13.5-2.5錫鉛合金

如：一號(hào)a型鈦如：五號(hào)α型鈦合金四號(hào)      β型鈦合金

Sn2

SnSb2.5SnPb13.5-2.5

TAI

TAS

TC4