金屬材料知識梳理?黑色金屬材料（1） 生鐵，我來為大家講解一下關于金屬材料知識梳理?跟着小編一起來看一看吧!

金屬材料知識梳理

黑色金屬材料

（1） 生鐵

生鐵是指含碳量大于2%的鐵碳合金。工業生鐵一般含碳量不超過4.5%。按其成分、性能及用途的不同，生鐵分為三類。

1）煉鋼生鐵—— 一般矽含量較低（不大于1.75%），含硫量則較高（不大于0.07%），它是平爐、轉爐煉鋼的主要原料，在生鐵産量中占80%~90%。煉鋼生鐵硬而脆，斷口為白色，所以稱為白口鐵。

2）鑄造生鐵—— 一般含矽量較高，（達3.75%），含硫稍低（不大于0.06%），由于熔點低、流動性好，用來鑄造各種生鐵鑄件，也叫鑄鐵。它在生鐵産量中約占10%。鑄造生鐵中的碳以石墨形式存在，斷口為灰色，所以也叫灰口鐵。

3）合金生鐵——用含有共生金屬如銅、釩、鎳等的鐵礦石煉成的生鐵就是合金生鐵，如含釩生鐵。合金生鐵不同于有意識地加入一些合金元素配制成的合金鑄鐵。加進合金鑄鐵中的鎳、鉻、釩、钛等元素，是為了便于熱處理時改善組織從而改進強度、耐磨性能等力學性能。

（2） 可鍛鑄鐵

可鍛鑄鐵是由煉鋼生鐵在900~1000℃的高溫下經過2~9天的長時間退火而形成的一種鑄鐵。可鍛鑄鐵又根據金相組織的不同，分為黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。

（3） 工業純鐵

工業純鐵是含碳量低于0.04%的鐵碳合金，含鐵約99.9%，而雜質總含量紙為0.1％。工業純鐵可在電爐、平爐或氧氣轉爐中冶煉。它主要用于磁性材料。

（4） 鐵合金

鐵合金是鐵與一定量其他金屬元素的合金。鐵合金是煉鋼的原料之一。在煉鋼時作鋼的脫氧劑和合金元素添加劑，用以改善鋼的性能。

由于生産鐵合金比生産純金屬工藝過程簡單、經濟，如在金屬鉻中每噸鉻的價格要比碳素鉻鐵中每噸鉻的價格高五倍，而鐵元素對煉鋼無害。鐵合金又往往比純金屬有熔點低和密度大（指密度小的金屬如钛、硼等）易于加入鋼中等優點，因此鋼中的合金元素多以鐵合金狀态加入。

按所含元素的不同，鐵合金又分為以下幾種，它們的用量最大。

矽鐵：按含量不同分為工業矽，含矽95%、75%、45%等矽鐵，還有含矽12%的貧矽鐵、矽鋁合金、矽鈣合金等矽質合金。

錳鐵：按含碳量分為碳素錳鐵（含C為7%），中碳錳鐵（含C為1.5%~1.0%），低碳錳鐵（含C為0.5%），金屬錳、矽錳合金。

鉻鐵：按含碳量分為碳素鉻鐵（含C8%~4%），中碳鉻鐵（含C4%~0.5%），低碳鉻鐵（含C0.5%~0.15%），微碳鉻鐵（含C0.06%），超微碳鉻鐵（C<0.03%），金屬鉻、矽鉻合金。

（5） 沸騰鋼

它是脫氧不完全的鋼，一般用錳鐵和鋁脫氧。脫氧後鋼水中還剩有相當量的氧（FeO），FeO和C起作用放出一氧化碳氣體，因此鋼水在鋼錠模内呈沸騰現象，稱為沸騰鋼。這種鋼表面質量好，加工性能良好，因此常用來軋制各種不同厚度的鋼闆。另外沒有縮孔，用的脫氧劑少，所以成本低。它的缺點是：化學成分不均勻，抗腐蝕性和機械強度較差。

（6） 鎮靜鋼

它是脫氧完全的鋼，先用錳鐵、後用矽鐵、最後用鋁進行脫氧。由于鋼中的氧已很少，因此當鋼水澆鑄在鋼錠模内時呈靜止狀态，即沒有C和FeO作用而産生一氧化碳的沸騰現象，所以稱鎮靜鋼。鎮靜鋼的優點是化學成分均勻，因此，各部位的力學性能也均勻，具有較好的焊接性和塑性及較強的抗腐蝕性能。但缺點是表面質量較差，有縮孔，且成本高。

（7） 半鎮靜鋼

它的性能介于鎮靜鋼和沸騰鋼之間，中等程度脫氧。由于生産過程較難控制，它在鋼的生産中占的比重不大。

（8） 碳鋼

碳鋼也叫碳素鋼。是含碳量小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的矽、錳、硫、磷。

按用途可的碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切結構鋼三類。碳素結構金剛又可以分為建築結構鋼和機器制造結構鋼兩種。

按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼（含C≤0.25%），中碳鋼（含C0.25%~0.6）和高碳鋼（含C>0.6%）。

按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高），優質碳素鋼（含磷、硫較低）和高級優質鋼（含磷、硫更低）。

一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強度也越高，但塑性降低。

（9） 碳素結構鋼

碳素結構鋼也叫優質碳素結構鋼，含碳量小于0.8%。除幾個含碳很低的牌号可以熔煉沸騰鋼外，其餘都是鎮靜鋼。

碳素結構鋼按量不同可以分為正常含錳量（0.25%~0.8%）和較高含錳量（0.70%~ 1.20%）兩組，後者具有較好的力學性能和加工性能。

按碳含量可以把碳素結構分為三類：

低碳鋼：主要用于冷加工和焊接結構，在制造受磨損零件時可以進行表面滲碳；

中碳鋼：主要用于強度要求較高的構件，根據要求的強度不同進行淬火和回火處理；

高碳鋼：主要用來彈簧和受磨損構件。

碳素結構鋼廣泛用于建造廠房、橋梁、鍋爐、船舶等。

（10） 碳素工具鋼

碳素工具鋼是基本上不含合金元素的高碳鋼，含碳量在0.65%~ 1.35%範圍内，碳素工具鋼的生産成本低，原料來源易取得，加工性良好，熱處理後，可以得到高硬度和高耐磨性，所以是被廣泛采用的鋼種，用來制造各種刃具、模具、量具。

但這類鋼的紅硬性差，即當工作溫度大于250℃時，鋼的硬度和耐磨性就會急下降而失去工作能力。另外，碳素工具鋼如制成較大零件則不易淬硬，而且容易産生變形和裂紋。

（11） 合金鋼

在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的矽、錳、磷、硫元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有矽、錳、钼、鎳、鉻、釩 、钛、铌、硼、鋁、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼。

各國的合金鋼系統，随各自的次源情況、生産和使用條件不同而不同，國外以往曾發展鎳、鉻鋼系統，我國則發展以矽、錳、礬、钛、铌、硼、稀土為主的合金鋼系統。

合金鋼在鋼的總産量中約占百分之十幾，一般是在電爐中冶煉的。

按用途可以把合金鋼分為8大類，它們是：合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不鏽耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、電工用矽鋼。

（12） 普通低合金鋼

普通低合金鋼是一種含有少量合金元素（多數情況下總量不超過3%）的普通合金鋼。這種鋼的強度比較高，綜合性能比較好，并具有耐腐蝕、耐磨、耐低溫以及較好的加工性能、焊接性能等。

在大量節約稀缺合金元素（如鎳、鉻）條件下，通常1t普通低合金鋼可頂1.2~1.3t碳素鋼使用，使用壽命和使用範圍更是遠遠超過碳素鋼。普通低合金鋼可以用一般冶煉方法在平爐、轉爐中，成本也和碳素鋼接近。

（13）合金結構鋼

合金結構鋼含碳量比碳素結構鋼低一些，一般在0.15%~0.50%的範圍内。除含碳外，還有一種或幾種合金元素，如矽、錳、釩、钛、硼及鎳、鉻、钼等。

合金結構鋼易于淬硬和不易變形或開裂，便于通過熱處理改善鋼的性能。

合金結構鋼廣泛用于制造汽車、拖拉機、船舶、汽輪機。重型機床和各種傳動和緊固件。低碳合金結構鋼一般進行滲碳處理，中碳合金鋼一般進行調質處理。

（14）合金工具鋼

合金工具鋼是含有多種合金元素，如矽、鉻、鎢、钼、釩等的中、高碳鋼。

合金工具鋼容易淬硬，不易産生變形和裂紋，适于用來制造尺寸大、形狀複雜的刃具、模具和量具。

用途不同，合金工具鋼的含碳量也不同。大多數合金工具鋼的含碳量為0.5%~1.50%。熱變形模具用鋼

含碳較低，在0.3%~0.6%範圍内；切削刀具用鋼一般含碳1%左右；冷加工模具用鋼則含碳量較高，如石墨模具鋼含碳量達1.5%，高碳高鉻型冷加工模具用鋼含碳量高達2%以上。

（15）高速工具鋼

高速工具鋼是高碳高合金工具鋼，鋼中含碳量為0.7%~1.4%，鋼中含有能形成高硬度碳化物的合金元素，如鎢、钼、鉻、釩。

高速工具鋼具有高的紅硬性，在高速切削的條件下，溫度高達500~600℃硬度也不降低，從而保證良好的切削性能。

（16）彈簧鋼

彈簧在沖擊、振動或長期交變應力下使用，所以要求彈簧鋼有高的拉抗強度、彈性極限、高的疲勞強度。

在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等。

碳素彈簧鋼即含碳量在0.6%~0.9%範圍内的優質碳素結構鋼（包括正常和較高的含錳量的）。合金彈簧鋼主要是矽錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加矽含量（1.3%~2.8%）提高性能；另外還有鉻、鎢、釩的合金彈簧鋼種。近年來，結合我國資源，并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求，研制出在矽錳鋼基礎上加入硼、铌、钼等元素的新鋼種，延長了彈簧的使用壽命，提高了彈簧質量。

（17） 易切削鋼

易切結構鋼是在鋼中加入一些使鋼變的脆的元素，使鋼切削時切屑易脆斷成碎屑，從而利于提高切削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫，在普通低合金易切結構鋼中使用了鉛、碲、铋等元素。

這種鋼含硫量在0.08%~0.30%範圍内，含錳在0.60%~1.55%範圍内。鋼中的硫和錳以硫化錳形态存在，硫化錳很脆并有潤滑效能，從而使切屑容易碎斷，并有利于提高加工表面的質量。

（18） 電工矽鋼

電器工業用矽鋼主要用來制造電器工業用矽鋼片。矽鋼片是電機和變壓器制造中用量很大的鋼材。

按化學成分矽鋼可以分為低矽鋼可高矽鋼。低矽鋼含矽量1.0%~2.5%，主要用制造電機；高矽鋼含矽量3.0％~4.5%，一般用來制造變壓器。它們的含碳量≤0.06%~0.08%。

（19） 軸承鋼

軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受着極大的壓力和摩擦力，

所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。

對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求十分嚴格。

軸承鋼又稱高碳鉻鋼，含碳為1%左右，含鉻量為0.5%1.65%。

軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不鏽軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼6大類。

（20）鋼軌鋼

鋼軌主要承受機車車輛的壓力及沖擊載荷，因此要求有足夠的強度和硬度及一定的韌性。通常采用的鋼軌鋼是來爐和轉爐冶煉的碳素鎮靜鋼，這種鋼含碳0.6%~0.8%，屬于中碳鋼和高碳鋼，但鋼中含錳量較高，在0.6%~1.1%的範圍辦。

近年來，已廣泛采用普通低合金鋼鋼軌，如高矽軌、中錳軌、含銅軌、含钛軌等。普通低合金鋼軌比碳素鋼軌耐磨、耐腐蝕，使用壽命有很大提高。

（21） 橋 梁 鋼

鐵路或公路橋梁承受車輛的沖擊載荷，橋梁鋼要求有一定的強度，韌性和良好的抗疲勞性能，并且對鋼材的表面質量要求較高。橋梁鋼常采用堿性平爐鎮靜鋼，近來成功地采用了普通低合金鋼如16錳、15錳釩氮等。

（22） 鍋 爐 鋼

鍋爐用鋼主要指用來制造過熱器、主蒸汽管和鍋爐火室受熱面用的材料。對鍋爐鋼的性能要

求主要是有良好的焊接性能、一定的高溫強度和耐堿性腐蝕、耐氧化等。常用的鍋爐鋼有來爐冶煉的低碳鋼，含碳量在0.16%~0.26%範圍内。制造高壓鍋爐時則應用珠光體耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼。近年來也采用普通低合金鋼建造鍋爐，如12錳、15錳釩、18錳钼铌等。

（23）造船用鋼

指用于制造海船和大型内河船體結構的鋼。由于船體結構一般采用焊方法制造，所以要求造船鋼有較好的焊接性能。此外還要求有一定和程度、韌性和一定的耐低溫及耐腐蝕性能。過去主要采用低碳鋼作為造船用鋼。近來，已大量采用普通低合金鋼，已有的鋼種如12錳船、16錳船、15錳釩船等鋼種。這些鋼種有強度高、韌性好、容易加工和焊接、耐海水腐蝕等綜合特性，可成功地用來制造萬噸遠洋巨輪。

（24） 不 鏽 鋼

不鏽耐酸鋼（簡稱不鏽鋼），它是由不鏽鋼和耐酸鋼兩大部分組成的。簡言之，能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不鏽鋼，而能抵抗化學介質（如酸類）腐蝕的鋼叫做耐酸鋼。一般來說，含鉻量大于12%的鋼就具有了不鏽鋼的特點。

不鏽鋼按熱處理後的顯微組織又可分為5大類：即鐵素體不鏽鋼、馬氏體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼、奧氏體-鐵素體不鏽鋼及沉澱硬化不鏽鋼。

（25） 耐 熱 鋼

在高溫條件下，具有抗氧化性和足夠的高溫強度以及良好的耐熱性能的鋼稱作耐熱鋼。耐熱鋼包括抗氧化鋼和熱強鋼兩類。抗氧化鋼又稱不起皮鋼。熱強鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有較高的高溫強度的鋼主要用于在高溫下長期使用的零件。

（26） 高 溫 合 金

高溫合金是指在高溫下具有足夠的持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度、高溫韌性及足夠的化學穩定性的一種熱強性材料，用于1000℃左右高溫條件下工作的熱動力部件。

按其基本化學成分的不同，又可分為鎳基溫合金、鐵鎳基高溫合金及钴基高溫合金。

（27） 精 密 合 金

精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是電氣工業、電子工業、精密儀表工業和自動控制系統中不可缺少的材料。

精密合金按其不同的物性能又分為7類，即：軟磁合金、變形永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電阻合金、熱電偶合金。

絕大多數精密合金是以黑色金屬為基的，隻有少數是以有色金屬為基的。

（28） 鋼 闆

鋼闆按厚度分為薄闆（4mm以下，包括鋼帶）和厚闆（4~60mm，包括60mm以上的特厚闆）。

薄鋼闆——用熱軋或冷軋方法生産的厚度在0.2~4mm之間的鋼闆。薄鋼闆的寬度在500~1400mm之間。根據不同的用途，薄鋼闆有不同材質：普通碳素鋼，優質碳素結構鋼，合金結構鋼，碳素工俱鋼，不鏽鋼，彈簧鋼，電工用矽鋼等。它們主要用于汽車工業、航空工業、搪瓷工業、電氣工業、機械工業等部門。薄鋼闆有軋後直接義貨的，還有經過酸洗的（酸洗薄鋼闆）、鍍鋅或底錫的。

鋼帶實際上是很長的薄闆，成卷供應，也叫帶鋼。鋼帶可以在多機架連續式軋機上生産，切成定尺長度後就是鋼闆，因此生産率比單張軋制時高。

厚鋼闆——厚度在4mm以上的鋼闆統稱厚鋼闆。根據厚闆軋機所能軋制的最大厚度，厚闆的界限常在60mm以内，60mm以上的則需在專門的特厚闆軋機上軋制，因此叫特厚闆。厚鋼闆的寬度從0.6m到3.0m。厚闆按用途分造船鋼闆、橋梁鋼闆、鍋爐鋼闆、高壓容器鋼闆、花紋鋼闆、汔車鋼闆、裝甲鋼闆、複合鋼闆等。

（29） 鋼 管

管按斷面有無接縫分成兩大類，即焊接鋼管（有縫的）和無縫鋼管。

無縫鋼管——由整塊金屬制成的、斷面上沒有接縫的鋼管。根據生産方法的不同，無縫管分熱軋管、冷軋管、冷撥管、擠壓管、頂管等。按照斷面形狀，無縫管分圓形和異形兩種，異形管有方形、橢圓形、三角形、六角形、瓜子形、星形、帶翅管等多種複雜形狀，最大直徑達650mm（擴徑管），最小直徑為0.3mm（毛細管）。根據用途不同，有厚壁（槍）管和薄壁（壁厚0.05mm）管。無縫 鋼管主要用做石油地質鑽控管、石油化工用裂化管、鍋爐管及其他換熱器管、軸承管以及汽車、拖拉機、航空用高精度結構鋼管。

焊接鋼管——用帶鋼焊成的、斷面有接縫的鋼管。根據焊接方法不同，焊接鋼管分電弧焊管、高頻或為氏頻電阻焊管、氣焊管、爐焊縫分，有直縫焊管和螺旋縫焊管（大直徑的）。焊接鋼管常用作水、煤氣、油等低壓輸送管道用管和一般結構鋼管（如自行車鋼管）。同無縫鋼管相比較，焊接鋼管生産率高、成本低；因此，焊接鋼管在鋼管總産量中的比重不斷增加。近年來異形鋼管用途更加廣泛。

（30） 型 鋼

型鋼是鋼材4大品種（闆、管、型、絲）之一、根據斷面形狀，型鋼分簡單斷面型鋼和複雜斷面型鋼（異型鋼）。前者指方鋼、圓鋼、扁鋼、角鋼、六角鋼等，後者指工安鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等。

方鋼——方形斷面的鋼材，分熱軋和冷拉兩種；熱軋方鋼邊長5~250mm,冷拉方鋼邊長3~100mm。

圓鋼——圓形斷面的鋼材，分熱軋、鍛制和冷拉3種。熱軋圓鋼的直徑5~250mm，其中5~9mm的常用做拉拔鋼絲的原料，叫做線材；由于成盤從就在，也叫熱軋盤條。鍛制圓鋼直徑較粗，用做軸坯。冷拉圓鋼直徑3~100mm，尺寸精度較高。

扁鋼——寬12~300mm、厚4~60mm、截面為長方形的鋼材。扁鋼可以是成品鋼材，也可以做焊管的坯料和疊軋薄闆用的薄闆坯。

角鋼——分等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。角鋼的規格用邊長的尺寸表示。目前生産的角鋼規格是2~25mm号，即邊長的厘米數。如5号等邊角鋼即指邊長為5cm的角鋼。同一号角鋼常有2~7種不同的邊厚。

工字鋼——工字形斷面的鋼材，也叫鋼梁。分普通工字鋼、輕工了鋼和寬腿（也叫寬緣、寬邊）工字鋼。前兩種工字鋼目前生産的規格從10号到60或70号，即相應的高度為10~70cm。在相同主度下，輕型的比普通的腿窄、腰薄、重量輕。寬腿工字鋼的斷面特點是兩腿平行，腿的内側沒有斜度。它屬于經濟斷面型鋼，是在四輥萬能型鋼軋機上軋制的，所以也叫萬能工字鋼。

鋼軌——分鐵路鋼軌（也叫重軌）、輕軌、起重機鋼軌和其他專用鋼軌。重軌用于鐵路運輸，輕軌用于礦山運輸和工業結構。鋼軌的規格按每米長度的千克重量标志。

槽鋼——槽形斷面的鋼材。槽鋼用于建築結構的車輛制造，分熱軋槽鋼和彎曲槽鋼。熱軋槽鋼又分普通型和輕型兩種。目前生産的槽鋼規格從5号到40号，即相應的高度為5~40cm。在相同的高度下，輕型槽鋼比普通槽鋼的腿窄、腰薄、重量輕。

變曲型鋼——同熱軋型鋼的變形特點不同，彎曲型鋼是讓帶鋼從一組輥子之間通過，彎曲成各種複雜斷面形狀的鋼材。彎曲型鋼大多數用冷彎成形法生産，也有熱彎的；因此叫冷彎型鋼或熱彎型鋼。

鋼絲是鋼材4大品種（闆、管型、絲）之一。鋼絲通常指的是用熱軋線材（盤條）為原料，以過冷态拉拔加工的産品 。由于應用廣泛，鋼絲的分類比較複雜：

按斷面形狀分——有圓的、橢圓的、方的、三角形和各種異型的；

按尺寸分——有特細的（<0.1mm）、較細的（0.1<0.5mm）、細的（0.5<1.5mm）、中等的（1.5<3.0mm）、粗的（>3.0~6.0mm）、較粗的（>6.0~8.0mm）和特粗的（>8.0mm）；

按化學成分分——有低碳（0.25%C）、中碳（>0.25%~0.6%）、高碳（>0.60%）鋼，低合金鋼（除碳外的合金元素總含量<3%，下同）、中合金鋼（2.5%~10.0%）和高合金鋼（>10%）鋼絲；

按交貨時的熱處理狀态分——有不經熱 處理的，有回火的、退火的、鉛淬火的；

按以抗拉強度為标志的力學性能分——有低的（<40）、較低的（40~80）、普通的（>80~125）、較高的（>125~200）、高的（>200~320）特高的（>320）；

按表面狀态分——有抛光的、磨光的、光面的、酸洗的、氧化處理的、粗制的、鍍層的。

鋼絲按用途分類如下：

普能質量鋼絲——包括焊條鋼絲、制釘鋼絲、印刷業用鋼絲、一般鍍鋅低碳鋼絲（俗稱鐵絲）等；

冷頂鍛用鋼絲——指供機械加工（冷镦）成鉚釘螺釘等用的鋼絲；

電工用鋼絲——指架空能線、鋼芯鋁絞線等電工方面用的鋼絲；

紡織工業用鋼絲——包括粗梳子、針布、針用鋼絲等；

鋼絲繩用鋼絲——指專供生産鋼絲繩和輻條用的鋼絲；

彈簧鋼絲——包括彈簧、彈簧墊圈用的鋼絲以及琴用鋼絲和輪胎鋼絲；

結構鋼絲——指鐘表工業用、滾珠用、自動切削加工用的鋼絲；

不鏽及電阻合金絲；

工具鋼絲；鋼筋鋼絲；制鞋用鋼絲。

1.2 有色金屬材料

（1） 有色金屬

金屬種類繁多。通常把金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類、黑色多種包括鐵、錳、鉻及

它們的合金。除鐵、錳、鉻以外的83種金屬都叫做有色金屬。

有色金屬的分類，各個國家并不完全統一。大按其密度、價格、在地殼中的及分布情況，被人們發現和使用的早晚等分為5大類：①輕有色金屬；②重有色金屬；③稀有金屬；④貴金屬；⑤半金屬。

（2） 輕有色金屬

輕有色金屬一般指密度在4.5以下的有色金屬：包括鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、锶、鋇。這類金屬的共同特點是：密度小（0.53~4.5），化學活性大，與氧、硫、碳和鹵素的化合物都相當穩定。

輕金屬鋁在自然界中占地殼重量的8%（鐵為5%）。随着近代煉鋁技術的發展及鋁在國民經濟各部門的廣泛應用，目前鋁已成為有色生産量最大的金屬，其産量已超過有色金屬總産量的1/3。

（3） 重有色金屬

重有以金屬一般指密度在4.5以上的有色金屬，其中銅、鎳、鉛、鋅、钴、錫、銻、汞、镉、铋。

每種重有色金屬根據其特性，在國民經濟各部門中都具有其特殊的應用範圍和用途。例如銅是軍工及電氣設備的基本材料；鉛在化工方面制耐到管道、蓄電池等有着廣泛應用；鍍鋅的鋼材廣泛應用于工業的生活方面；而鎳、钴則是制造高溫合金與不鏽鋼的重要戰略物資。

（4） 貴金屬

這類金屬包括金、銀和鉑族元素（鉑、銥、锇、钌、钯、铑）。由于它們對氧和其他試劑的穩定性，而且在地殼中含量少，開采和提取比較因難，故價格比一般金屬貴，因而得名貴金屬。

這類金屬除金、銀、鉑有單獨礦物，朋礦石中生産一部分外，大部分要從銅、鉛、鋅、鎳等冶煉廠的副産品（陽極泥）中回收。

它們的特點是密度大（10.4~22.4），其中鉑、銥、锇是金屬元素中最重的幾種金屬；熔點高（916~3000℃）；化學性質穩定，能抵抗酸、堿，難于腐蝕（除銀和钯外）。另外，金和銀具有高度的可鍛性和可塑性，钯、鉑也有良好的可塑性，其分均為脆性金屬。金銀有良好的導電性和導熱性，鉑族元素卻很低。

貴金屬在工業上則廣泛地應用于電氣、電子工業、宇宙航空工業，以及高溫儀表和接觸劑等。

（5） 半金屬

半金屬一般是指矽、硒、碲、砷、硼。其物理化學性質介于金屬與非金屬之間，如砷是非金屬，但又能傳熱導電。

此類金屬根據各自特性，具有不同用途。矽是半導體主要材料之一；高純碲、硒、砷是制造化合物半導本原料；硼是合金的添加元素等。

（6） 稀有金屬

稀有金屬通常是指那些在自然界中含量很少、分布稀散或難從原料中提取的金屬。下面一些金屬一般被認為是稀有金屬：锂、铷、鈎、铍、鎢、钼、钽、铌、钛、锆、铪、釩、铼、镓、铟、铊、鍺、钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钋、鐳、锕、钍、镤和鈾以及人造 超鈾元素等。為了便于研究起見，根據各種稀有金屬的某些共同點（如金屬的物理化學性質、原料的共生關系、生産流程等）劃分為以下5類：①稀有輕金屬；②稀有高熔點金屬；③稀有分散金屬；④稀土金屬；⑤稀有放射性金屬。稀有金屬在冶金工業中常用來制造特種鋼、超硬合金和耐高溫合金等。稀有金屬的名稱也具有一定的相對性，稀有金屬并不全都稀少，許多稀有金屬在地殼中的含量比常用金屬大得多，如锆、釩、锂、铍的含量比鉛、鋅、汞、錫的含量均大。随着科技技術的發展，它們與普能界限正在逐步消失。

（7） 稀有輕金屬

稀有輕金屬包括下面5種金屬：锂、铍、铷、铯、钛。它們的共同特點是密度小（锂為0.53；铍為1.85；铷為1.55；铯為1.87；钛為4.5），化學活性很強。這類金屬的氧化物都具有很高的化學穩定性，很難還原。

（8） 稀有高熔點金屬

稀有高熔點金屬包括以下8種金屬：鎢、钼、钽、铌、锆、铪、釩和铼。它們的共同特點是熔點高，自1830℃（锆）至3400℃（鎢），硬度高，抗腐蝕性強以及可與一些非金屬生成非常硬和非常難熔的穩定化合物，如碳化物、氮化物、矽化物和硼化物。這些化合物是生産硬質合金的重要材料。

（9） 稀土金屬

稀土金屬包括镧系元素以及和镧系元素性質很相近的钪和钇，工17種：钪（Sc）、钇（Y）、镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）和镥（Lu）。從镧到铕又稱為輕稀土；從钆到镥包括钪和钇稱為重稀土。18世紀時，隻能獲得外觀似堿土（如氧化鈣）的稀土氧化物，故起名“稀土”，并沿用至今。這些金屬的原子結構相同，因而其物理化學性質很近似。在礦石中它們總是伴生在一起的，在提取過程中，需經繁雜作業才能逐個分離出來。

（10） 稀有放射性金屬

屬于這一類的是各種天然放射性元素：钋（Po）、鐳（Ra）、锕（Ac）、钍（Th）、镤（Pa）和鈾（U）及各種人造超鈾元素：钫（Fr）、锝（Tc）、镎（Np）、钚（Pu）、镅（Am）、锔（Cm）、锫（Bk）、锎（Cf）、锿（Es）、镄（Fm）、钔（Md）、锘（No）、和铹（Lw）。天然放謝性元素在礦石中往往是共同存在的。它們常常與稀土金屬礦伴生。這類金屬在原子能工業方面起着極其重要的作用。

（11） 有色金屬合金

由種有色金屬作為基本，加入另一種（或幾種）金屬非金屬組分所組成的既具有基本金屬通性又具有某些特定性能的物質稱為有色金屬合金。

有色金屬合金分類方法很多。按基體金屬可分為銅合金、鋁合金、钛合金、鎳合金等；按其生産方法，又可分為鑄造合金與變形合金；根據組成合金的元素數目，可分為二元合金、三元合金、四元合金和多元合金。一般，合金組分的總含量小于2.5%者，為低合金；含量為2.5%~10%者為中合金；含量大于10%者為高合金。

合金有不小優于純金屬的性質。例如，純鋁的強度很低，不适于作結構材料，而硬鋁（鋁—銅—鎂系的鋁合金）經熱處理後強度比純鋁大約高6倍，廣泛地用于航空和機械工業。

（12） 鋁合金

以鋁為基礎，加入一種或幾種其他元素（如銅、鎂、矽、錳等）構成的合金，稱為鋁合金。同于純鋁強度低，它的用途受到了限制；在工業上多采用鋁合金。根據生産工藝可分變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金以各種壓力加工半成品材料供應；鑄造鋁合金以合金錠供應。

鋁全金密度小，有足夠高的強度，塑性及耐腐蝕性也很好。大部分鋁合金可以經過熱處理得到強化。因此，在航空、航天、汽車、拖拉機制造業及其他工業部門均得到廣泛應用。

（13） 變形鋁合金

以壓力加工方法生産管、棒、線、型、闆、帶、條等半成品材料的鋁合金，稱為變形鋁使金。根據性能和用途，又分為硬鋁、防鏽鋁合金、超硬鋁、鍛鋁和特殊鋁5類。

（14） 造鋁合金（ZL）

用來直接澆鑄各種形狀的機械零件（簡稱鑄件）的鋁合金，都稱為鑄造鋁合金。鑄造鋁合金中合金元素含量一般比變形鋁合金的高些。鑄造鋁合金的流動性好，但塑性差。可以通過變質處理（起細化晶粒的作用）和熱處理提高其力學性能。鑄造鋁合金的表示方法以“ZL”加順序号表示。如ZL101、ZL105、ZL201等。

（15） 防鏽鋁合金（LF）

防鏽鋁合金是鋁錳系或鋁鎂系組成的變形侶合金，特點是耐腐蝕性能好，抛光性好，能長時間保持光亮的表面，具有高的塑性和比純鋁高的強度。多用來制造與液體接觸的零件、管道、日用品、鉚釘和裝飾品等。以“LF”加順序号表示，如LF2，……，LF11，LF21，LF43等。

（16） 硬鋁（LY）

硬鋁又稱杜拉鋁，是含有銅、鎂、錳等元素的變形鋁合金。其特點是具有高強度和硬度（如LY12）合金的強度為460Mpa），可以熱處理（淬火和時效）強化。該合金耐磨蝕性較差，因此在生産硬鋁半成品時，常在外面包一層純鋁（包鋁層）。此種合金以“LY”加順序号表示，如LY1，LY2，LY3等。用于制造鉚釘以及各種受力的結構零件。

（17） 鍛鋁（LD）

鍛鋁是變形鋁合金中的一種。用來制造各種鍛件或沖壓件（如内燃機活塞、增壓器葉輪等），一般在熱狀态下具有高的塑性，同時強度高。其表示方法以“LD”加順序号表示，如LD2，……，LD10，LD31等。

（18） 超硬鋁（LC）

含有鋅的硬鋁，其硬度、強度均比硬鋁高，如LC4超硬鋁強度可達588Mpa，布氏硬度為150，故稱超硬鋁。其包鋁層采用含少量鋅的Al-Zn合金。此種合金以“LC”加順序号表示，如LC4，LC9等。該合金可制各種結構零件。制造高載荷零件時，LC4與LY12均為航空工業重要材料之一。

（19） 特殊鋁（LT）

特殊鋁是供應在特定條件下使用的變形鋁合金。由于制品種類不同和使用條件不同，合金的品種也很繁多。這類合金的表示方法以“LT”加順序号，如LT1，LT13，LT41，LT62等。LT1為Al-Si系合金，含Si4.5%~6.0%，其壓力加工性能良好，耐腐蝕性能亦好，用以制造焊棒和焊條，在焊接鋁合金時用它作填料。其他特殊鋁均各有其用途。

（20） 鎂合金

以鎂為基體的合金常稱為超輕質合金。鎂合金目前在工業（如航空、紡織、無線電、儀表及冶金等工業）上的應用越來越多。鎂合金之所以獲得廣泛的應用，是因為它具有下列優點：①密度很小，比鋁輕1/3，其比強度（抗拉強度與比重之比值）較鋁合金高；②疲勞極限高；③能比鋁合金在受較大的沖擊載荷；④在煤油、汽油、礦物油和堿類中的耐蝕性較高；⑤有良好的切削加工性。

（21） 無氧銅

氧是純銅中的雜質元素之一。氧在銅中的溶解度很小，大部分形成化合物（Cu₂O）。因而銅中的氧降低塑性和韌性，變壞其加工性能。另外，含氧的銅冷加工後在還原性氣氛中加熱時，常出現裂紋的現象，稱之為“氫”病。氫氣病産生的原因是還原性氣氛中的氫氣滲入銅中，使氧化銅還原生成水汽（H₂O），當水汽壓力超過銅的強度時，使銅産生裂紋，以緻銅的制件成為廢品。

無氧銅制品主要用于電子工業中。常制成無氧銅闆、無氧銅帶、無氧銅線等銅材。

（22） 銅合金

以銅為基體的合金均稱為銅合金。銅合金的品種很多（如各種黃銅、青銅及白銅），用途很廣。但是，由于銅的儲藏量有限，使用方面受到一定的限制。在某些工業部門過去用銅合金制造的零件，現已改用其他材料（如鋁合金、塑料或其他）制造。

（23） 黃 銅

黃銅是以鋅為主要加入元素的銅合金。黃銅分普通黃銅（簡單黃銅）和特殊黃銅（複雜黃銅）兩種。黃銅用漢語拼音字母“H”表示。各種黃銅又在“H”後面加銅含量或除鋅外主要加入元素符号及含量表示。如HPb59-1，表示含59%銅，1%鉛，其餘為鋅的鉛黃銅。

銅鋅二元合金稱普通黃銅，如H62，含銅62%，含鋅38%；H68，含銅68%，含鋅32%。這兩種黃銅又可稱為62黃銅和68黃銅。

在銅鋅合金中加入其他元素（如錫、鎳、錳、鉛、矽、鋁、鐵等）稱特殊黃銅。如鉛黃銅HPb59-1，錫黃銅HSn70-1，鋁黃銅HAl77-2，錳黃銅HMn58-2等。

黃銅具有良好的力學性能和壓力加工性能，現代工業各個部門都廣泛采用。

黃銅也可以鑄造成零件使用。

（24） 青 銅

銅合金的一種。最初僅把銅錫合金叫青銅，這是一種古老的合金。我國早在殷周時代就已應用。現在除以鋅（黃銅）和鎳（白銅）作主要加入元素的銅合金外，其他銅合金均稱青銅。為他便于分别，在青銅前面附上加入元素的名稱，例如錫青銅、鋁青銅、铍青銅、錳青銅、矽青銅、镉青銅、鋁錳青銅、矽錳青銅等。青銅廣泛地用作各種壓力加工制品和異形鑄件。

（25） 白 銅

銅合金的一種。是以鎳為主要加入元素的銅合金。在加工生産中，普通白銅（即二元白銅）的表示方法是用漢語拼音字母“B”加鎳的含量表示。而三元以上的白銅（如錳白銅、鐵白銅、鋅白銅、鋁白銅等）再加第二個主要加入元素符号及除銅含量以外的成分數字組表示，如B19白銅，即含19%鎳，其餘為銅BZn15-20鋅白銅，即含入15%鎳，20%鋅，其餘為銅。白銅有良好的力學性能和耐腐蝕性能，廣泛地應用在精密機械、化工機械、船舶制造及電工、醫療衛生工程等方面。

（26） 軸承合金

軸承有滾動軸承和滑動軸承兩種，滾動軸承是鋼制的。軸承合金一般指滑動軸承所用之軸瓦合金。軸承合金按基體分類，有錫基、鉛基、镉基、鋅基、銅基、鋁基和銀基軸承合金。

對軸承合金的要求是既能支承軸的正常運轉，又不磨損軸。因此，軸承合金應具下列性質：适當的強度和硬度，良好的塑性（磨合性），低的摩擦系數，高的耐磨性和抗腐蝕性，以及良好的導熱性、粘附性等。

（27） 印刷合金

印刷合金是應用比較久的種合金，即所謂鉛字合金（Pb-Sb-Sn合金），它能很好地滿足印刷工作條件的某些特殊要求，如低熔點，高流動性，凝固時收縮小，具有一定的機械強度，能耐印刷油和清洗物的侵蝕等。根據不同的印刷生産用途，印刷合金可分為三類：活字鑄字合金、排字機合金及鉛闆印刷合金等。所有這些合金都屬鉛銻錫系合金，隻是各個元素的含量有别罷了。這類合金，有時為了提高硬度和防止偏析，另加入少量銅（1%左右）。

（28） 高純合金

高純金屬指的是提純度高于一般工業生産用金屬純度的金屬。例如，一号工業高純鋁（L-01）的純度為99.90%，再高于此純度者稱為高純鋁。高純金屬主要用于研究和其他特殊用途。不同金屬的高純度成分标準是不同的。随着現代技術的迅速發展，對高純金屬的要求愈來愈高。因為雜質元素對金屬的性質影響極大，如一般認為鉻是脆性金屬，實踐證明，高純鉻是可以塑性變形的。因此，研究金屬元素的物理化學性質需要高純金屬。對于制造半導體化合物的原材料如镓、鍺、铟、砷、矽等要求純度物高，常在99.999%以上，以稱超高純金屬。少量雜質對锆的性質影響極大，因此用于原子反應堆的锆，其純度要求很高。

（29） 硬質合金

硬質合金是一種具有高硬度、良好的耐磨性、紅硬性（即在較高的溫度下能保持高硬度的性能，此時材料呈暗紅色）以及一定的抗彎強度的硬質材料。它是用難熔硬質金屬化合物（通常為碳化物，如碳化鎢、碳化钛等）作基體，以钴、鐵、鎳等作粘結劑制成的。

我國生産的硬質合金大體上可分為三類：

1） YG合金：系碳化鎢為基體、钴為粘結劑的合金。這類合金的牌号主要有YG3，YG6，YG8，YG11，YG15等，主要用于切削鑄鐵和作礦山用的鑽頭。

2） YG合金：這類合金是由碳化鎢、碳化钛和钴組成。其主要牌号有YT5，YT14，YT15，YT30等，主要用于鋼材的切削加工。

3） YW合金：系碳化鎢、碳化钛、碳化鎢、碳化铌和钴所組成的合金。這類合金具有較高的高溫性能和耐磨性，因此用于加工合金鋼、鉻鎳不鏽鋼等。

（30） 複合材料

主要是指用壓務加工方法或其他方法，将兩種以上金屬（或合金）壓合在一起的複合金屬材料，也稱雙金屬。還有一種複合材料稱複合強化材料，例如：纖維強化金屬複合材料和纖維強化陶瓷複合材料。

雙金屬的種類甚多，其用途也較廣泛，例如鋁-銅複合材料或鋁－銅－鋁複合材料作導體可節約銅，用于高頻裝置、無線電裝置、導線、線圈及電纜等。鋁－鎳雙金屬用于電真空技術。銅－銀用于電觸頭材料。銅－錫用于蓄電池等。

鋼和有色金屬複合的材料用于電工技術及高壓熱交換器以及其他工業技術方面。如鋼－銅雙金屬用于電工技術及高壓熱交換器。鋼－黃銅複合金屬用于很多工業部門；複鋁鐵和複鎳鐵用于電子工業等。

鋼與鉑複合，鎳與鉑複合，硬鋁與鋁複合作耐蝕材料或耐磨材料，用于化工設備及儀表零件，以及其他結構材料。

還有一種熱雙金屬，是由高線脹系數的主動層（如黃銅、铍青銅、鎳鉻銅、鐵鎳鉻合金等）及低線脹系數的被動層組成的，用于自動輪裝置及溫度控制儀表等。

複合強化材料是纖維呈規則幾何排列并與金屬（合金）或陶瓷材料（作為基底）很好地結合，可達到很高的強度。如鎢纖維強化鎢基合金材料，用于制造火箭噴嘴。矽纖維強化矽複合材料，用于宇宙飛船的結構材料等。

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