王老师
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钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金.其中除Fe外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金.它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料.
按含碳量不同,铁碳合金分为钢与生铁两大类,钢是含碳量为0.03%～2%的铁碳合金.碳钢是最常用的普通钢,冶炼方便、加工容易、价格低廉,而且在多数情况下能满足使用要求,所以应用十分普遍.按含碳量不同,碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢.随含碳量升高,碳钢的硬度增加、韧性下降.合金钢又叫特种钢,在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素,使钢的组织结构和性能发生变化,从而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性,等等.经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等.我国合金钢的资源相当丰富,除Cr、Co不足,Mn品位较低外,W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高.21世纪初,合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长.
含碳量2%～4.3%的铁碳合金称生铁.生铁硬而脆,但耐压耐磨.根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁.白口铁中碳以Fe3C形态分布,断口呈银白色,质硬而脆,不能进行机械加工,是炼钢的原料,故又称炼钢生铁.碳以片状石墨形态分布的称灰口铁,断口呈银灰色,易切削,易铸,耐磨.若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁,其机械性能、加工性能接近于钢.在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特种条件下有十分重要的应用.
铝合金
铝是分布较广的元素,在地壳中含量仅次于氧和硅,是金属中含量最高的.纯铝密度较低,为2.7 g/cm3,有良好的导热、导电性(仅次于Au、Ag、Cu),延展性好、塑性高,可进行各种机械加工.铝的化学性质活泼,在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜,因而具有良好的耐蚀性.但纯铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金.
铝合金的突出特点是密度小、强度高.铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性,良好的塑性和较高的强度,称为防锈铝合金,用于制造油箱、容器、管道、铆钉等.硬铝合金的强度较防锈铝合金高,但防蚀性能有所下降,这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系.新近开发的高强度硬铝,强度进一步提高,而密度比普通硬铝减小15%,且能挤压成型,可用作摩托车骨架和轮圈等构件.Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材.
目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水侵蚀,避磁性等特点.
