1、1金屬普通能夠分為黑色金屬和有色金屬。黑色金屬是指鐵、錳、鉻三種金屬 其單質(zhì)為銀白色，而非黑色。之所以稱(chēng)它們黑色金屬是因?yàn)樗鼈兒退鼈兒辖鸨砻娉Ｓ谢液谏趸铩Ｓ猩饘偈侵负谏饘僖酝饨饘?其中除少數(shù)有顏色外（銅為紫紅色、金為黃色），大多數(shù)為銀白色，有色金屬有60各種，又可分為九大類(lèi)： 重金屬：銅、鉛、鋅等。 輕金屬：鋁、鎂等。 輕稀有金屬：鋰、鈹?shù)取?難熔稀有金屬：鎢、鈦、釩等。 稀散金屬：鎵、鍺等。 稀土金屬：鈧、釔及鑭系元素等。 放射性金屬：鐳、錒等。 貴金屬：金、銀、鉑等。 堿金屬：鉀、鈉等二 鑄造慣用金屬第1頁(yè)鋁含有主要性質(zhì)一、鋁和氧氣反應(yīng)第2頁(yè)2.1 鋁第3頁(yè)在加熱時(shí)，鋁在氧氣里會(huì)猛

2、烈燃燒，同時(shí)放出大量熱，并發(fā)出刺眼白光，生成白色氧化鋁。第4頁(yè)二.鋁和氯氣反應(yīng)第5頁(yè)第6頁(yè) 第7頁(yè)三.鋁和金屬氧化物反應(yīng)第8頁(yè)第9頁(yè)四.鋁兩性鋁及鋁表面氧化膜與酸反應(yīng)第10頁(yè)第11頁(yè)第12頁(yè)/10/1013鋁及鋁合金性能純鋁 強(qiáng)度低、塑性好，能夠進(jìn)行各種壓力加工，含有良好加工性能和焊接性能。不宜直接用于作結(jié)構(gòu)材料。鋁合金依據(jù)鋁合金成份、組織和工藝特點(diǎn)，能夠 將其分為鑄造鋁合金與變形鋁合金兩大類(lèi)。 變形鋁合金是將鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)壓力加工 （軋制、擠壓、模鍛等）制成半成品或模鍛 件，所以要求有良好塑性變形能力。 鑄造鋁合金則是將熔融合金直接澆鑄成 形狀復(fù)雜甚至是薄壁成型件，所以要求 合金含有良好鑄造

3、流動(dòng)性。 第13頁(yè)/10/1014鋁合金強(qiáng)化方式 鋁合金不但可經(jīng)過(guò)冷變形提升強(qiáng)度，而且可用熱處理來(lái)大幅度地改進(jìn)性能。 固溶強(qiáng)化：加入銅、鎂、鋅、硅、錳等合金元素和鋁都能形成有限固溶體，產(chǎn)生顯著固溶強(qiáng)化效果，使鋁合金強(qiáng)度有較大提升。 時(shí)效強(qiáng)化：鋁合金經(jīng)加熱到某一溫度淬火后，能夠得到過(guò)飽和鋁基固溶體。這種過(guò)飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時(shí)，其強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間延長(zhǎng)而增高，但塑性、韌性則降低。 細(xì)化組織強(qiáng)化：在鋁合金中添加微量合金元素細(xì)化組織是提升鋁合金力學(xué)性能另一個(gè)伎倆。 第14頁(yè)/10/1015慣用形變鋁合金 第15頁(yè)/10/1016慣用鑄造鋁合金第16頁(yè)2.2 鐵第17頁(yè) 鐵主要化學(xué)性

4、質(zhì)第18頁(yè)第19頁(yè)第20頁(yè)第21頁(yè)第22頁(yè)第23頁(yè)/10/1024 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼按化學(xué)成份分為碳素鋼和合金鋼兩大類(lèi)。碳素鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)碳鋼）是含碳量（0.0218%C%9%，WMn13%），萊氏體鋼（高速鋼） 鋼淬火溫度降低。 縮小奧氏體區(qū)域元素：鉻(Cr)、鉬(Mo)、硅(Si)、鎢(W)等使A1、A3溫度降低，共析(S)點(diǎn)、共晶(E)點(diǎn)向左下方移動(dòng)。形成鐵素體鋼鋼淬火溫度升高。 奧氏體區(qū)域改變，能夠改變鋼熱處理溫度、 金相組織成份，從而改變鋼材性能第29頁(yè)/10/1030 對(duì)奧氏體化影響 大多數(shù)合金元素（除鎳、鈷外）引入后，減緩了奧氏體成長(zhǎng)速度，使得奧氏體化過(guò)程減慢。為了得到較均勻、含有足夠

5、數(shù)量合金元素奧氏體，充分發(fā)揮合金元素有益作用，需更高加熱溫度與較長(zhǎng)保溫時(shí)間。 細(xì)化晶粒 除錳外，幾乎全部合金元素都能阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，尤其氏碳化物形成元素。形成碳化物以彌散質(zhì)點(diǎn)形式分布在奧氏體晶界上，對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大起機(jī)械妨礙作用，有利于在淬火后取得細(xì)馬氏體。所以，與對(duì)應(yīng)碳鋼相比，在一樣加熱條件下，合金鋼組織較細(xì)，力學(xué)性能更高。合金元素對(duì)熱處理和力學(xué)性能影響第30頁(yè)/10/1031合金元素對(duì)熱處理和力學(xué)性能影響對(duì)C曲線和淬透性影響 大多數(shù)合金元素（除鈷外）均使C曲線右移，臨界冷卻速度減小，從而提升鋼淬透性。合金元素對(duì)C曲線形狀也會(huì)有影響。 合金元素對(duì)鋼淬透性 影響，由強(qiáng)到弱可排成下 列次序：

6、鉬、錳、鎢、鉻、 鎳、硅、釩。 采取多元少許合金化元素， 對(duì)提升鋼淬透性更有效。對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變溫度影響 除鈷、鋁外，多數(shù)合金元素使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms和Mf點(diǎn)下降，使相同條件下轉(zhuǎn)變馬氏體量降低。第31頁(yè)/10/1032合金元素對(duì)熱處理和力學(xué)性能影響提升回火穩(wěn)定性 因?yàn)楹辖鹪厝苋腭R氏體，使原子擴(kuò)散速度減慢，因而在回火過(guò)程中馬氏體不易分解，碳化物不易析出，析出后也較難聚集長(zhǎng)大，從而提升了鋼回火穩(wěn)定性。第32頁(yè)/10/1033合金元素對(duì)熱處理和力學(xué)性能影響合金元素對(duì)強(qiáng)度影響 （合金強(qiáng)化 路徑）固溶強(qiáng)化：強(qiáng)度和硬度提升，塑性和韌性降低；強(qiáng)化量與溶質(zhì)濃度相關(guān)。細(xì)晶強(qiáng)化：不但能夠提升強(qiáng)度，而且能夠改進(jìn)鋼韌性

7、；強(qiáng)化量與晶粒大小相關(guān)。碳化物形成元素（如V、Ti、Nb），形成碳化物含有細(xì)化晶粒作用。彌散強(qiáng)化：高度彌散第二相粒子妨礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。合金元素對(duì)塑性和韌性影響 普通而言，除了細(xì)晶強(qiáng)化能同時(shí)提升強(qiáng)度和塑性韌性，其它強(qiáng)化方式都會(huì)降低塑性和韌性，危害最大是間隙固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化脆化作用最小，所以是最廣泛采取強(qiáng)化方法之一。第33頁(yè)/10/1034鑄 鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%鐵碳合金。鑄鐵熔煉簡(jiǎn)便、成本低廉，即使強(qiáng)度、塑性和韌性較低，但含有優(yōu)良鑄造性能、很高減摩和耐磨性、良好消震性和切削加工性以及缺口敏感性低等一系列優(yōu)點(diǎn)。鑄鐵廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、石油化工、交通、建筑和國(guó)防等工業(yè)部門(mén)。鑄鐵中碳除少許

8、固溶于鐵素體外，其余既能夠形成石墨，也能夠形成滲碳體。依據(jù)碳在鑄鐵中存在形式，其種類(lèi)有：白口鑄鐵、灰口鑄鐵、麻口鑄鐵。第34頁(yè)/10/1035鑄鐵分類(lèi) 依據(jù)碳在鑄鐵中存在形式，鑄鐵可分為：白口鑄鐵 碳大部分或全部以滲碳體形式存在，因斷裂時(shí)斷口呈白亮顏色，故稱(chēng)白口鑄鐵?；铱阼T鐵 碳大部分或全部以游離石墨形式存在，因斷裂時(shí)斷口呈暗灰色，故稱(chēng)為灰鑄鐵。麻口鑄鐵 碳一部分以滲碳體形式存在，另一部分以游離態(tài)石墨形式存在，斷口上呈黑白相間麻點(diǎn)。第35頁(yè)/10/1036鑄鐵分類(lèi) 依鑄鐵中石墨形態(tài)，可分為：灰鑄鐵，石墨呈片狀；球墨鑄鐵，石墨呈球狀；可鍛鑄鐵，石墨呈團(tuán)絮狀；蠕墨鑄鐵，石墨呈蠕蟲(chóng)狀。第36頁(yè)/10

9、/1037慣用鑄鐵1）灰口鑄鐵灰口鑄鐵是價(jià)格最廉價(jià)、應(yīng)用最廣泛一個(gè)鑄鐵，在各類(lèi)鑄鐵總產(chǎn)量中，灰口鑄鐵占80%以上。成份大致范圍：C：2.54.0%；Si：1.03.0%；Mn：0.251.0%；S：0.020.20%；P：0.050.50%。含有上述成份范圍液體鐵水在進(jìn)行遲緩冷卻凝固時(shí)，將發(fā)生石墨化，析出片狀石墨。其斷口外貌呈淺煙灰色，所以稱(chēng)為灰口鑄鐵。普通灰口鑄鐵組織是由片狀石墨和鋼基體兩部分組成。依據(jù)不一樣階段石墨化程度不一樣，灰口鑄鐵有三種不一樣基體組織。第37頁(yè)/10/1038灰口鑄鐵 灰口鑄鐵第一、二階段石墨化過(guò)程均充分進(jìn)行，其組織類(lèi)型主要取決于第三階段石墨化程度。鐵素體灰口鑄鐵 若

10、第三階段石墨化過(guò)程得到充分進(jìn)行，最終得到組織是鐵素體基體上分布著片狀石墨。珠光體鐵素體灰口鑄鐵 若第三階段即共析階段石墨化過(guò)程僅部分進(jìn)行，取得組織是珠光體鐵素體基體上分布著片狀石墨。珠光體灰口鑄鐵 若第三階段石墨化過(guò)程完全被抑制，取得組織是珠光體基體上分布片狀石墨。第38頁(yè)/10/1039灰口鑄鐵性能機(jī)械性能低，其抗拉強(qiáng)度和塑性韌性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼 灰口鑄鐵中片狀石墨（相當(dāng)于微裂紋）存在，不但在其尖端處引發(fā)應(yīng)力集中，而且破壞了基體連續(xù)性，造成抗拉強(qiáng)度很差，塑性和韌性幾乎為零。但灰口鑄鐵抗壓性能很好，慣用于制造機(jī)床床身、底座等耐壓零部件。耐磨性與消震性好 因?yàn)殍T鐵中石墨有利于潤(rùn)滑及貯油，所以耐磨性好

11、。一樣因?yàn)槭嬖?，灰口鑄鐵消震性?xún)?yōu)于鋼。工藝性能好因?yàn)榛铱阼T鐵含碳量高，靠近于共晶成份，故熔點(diǎn)比較低，流動(dòng)性良好，收縮率小，所以適宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或薄壁鑄件。另外，因?yàn)槭骨邢骷庸r(shí)易于形成斷屑，所以灰口鑄鐵可切削加工性?xún)?yōu)于鋼。第39頁(yè)/10/1040球墨鑄鐵球狀石墨在澆注前向鐵水中加入球化劑和孕育劑進(jìn)行球化處理和孕育處理，則可取得石墨呈球狀分布鑄鐵，稱(chēng)為球墨鑄鐵。 球墨鑄鐵大致化學(xué)成份：C：3.63.9%；Si：2.03.2%；Mn：0.30.8%；P：0.1%；S：0.07%；Mg：0.030.08%。球墨鑄鐵在鑄態(tài)下金屬基體可分為鐵素體、鐵素體-珠光體、珠光體、貝氏體基等。與灰口鑄鐵

12、相比，球墨鑄鐵含有較高抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞極限，也含有相當(dāng)良好塑性及韌性。 珠光體+鐵素體基球墨鑄鐵 鐵素體基球墨鑄鐵 第40頁(yè)/10/1041其它鑄鐵蠕墨鑄鐵鋼基體上分布著蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵，是由液體鐵水經(jīng)變質(zhì)處理和孕育處理隨之冷卻凝固后所取得一個(gè)鑄鐵。強(qiáng)度和韌性高于灰口鑄鐵，但不如球墨鑄鐵。耐磨性很好?？慑戣T鐵由白口鑄鐵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間石墨化退火而取得一個(gè)高強(qiáng)度鑄鐵。含有較高強(qiáng)度和一定塑性、韌性，但實(shí)際上并不能進(jìn)行鑄造。合金鑄鐵 向灰口鑄鐵和球墨鑄鐵鐵液中加入一些合金元素，可取得含有一些特殊性能合金鑄鐵。熔煉簡(jiǎn)便、成本低廉，含有良好使用性能。第41頁(yè)2.3 鎂第42頁(yè)鎂主要化學(xué)性質(zhì)第43頁(yè)第44頁(yè)第45

13、頁(yè)2.8 銅第46頁(yè)銅主要化學(xué)性質(zhì)一.銅和空氣反應(yīng)第47頁(yè) 第48頁(yè)第49頁(yè)第50頁(yè)/10/1051銅合金黃銅銅鋅合金或以鋅為主要合金元素銅合金稱(chēng)為黃銅。 黃銅含有良好塑性和耐腐蝕性，良好變形加工性能和鑄造性能，在工業(yè)中有很強(qiáng)應(yīng)用價(jià)值。第51頁(yè)/10/1052青銅青銅原指銅錫合金，不過(guò)，工業(yè)上習(xí)慣把銅基合金中不含錫而含有鋁、鎳、錳、硅、鈹、鉛等特殊元素組成合金也叫青銅。 青銅實(shí)際上包含錫青銅、鋁青銅、鈹青銅和硅青銅等。 青銅也可分為壓力加工青銅和鑄造青銅兩類(lèi)。 第52頁(yè)/10/1053白銅 普通白銅僅含銅和鎳。普通白銅中加入鋅、錳、鐵等元素后分別叫做鋅白銅、錳白銅、鐵白銅。 銅與鎳無(wú)限固溶，含有很好強(qiáng)度和優(yōu)良塑性，能進(jìn)行冷熱變形。 錳含量高錳白銅可制作熱電偶絲。 工業(yè)用白銅包含結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅兩種。 白銅線是國(guó)際上應(yīng)用比較廣泛一個(gè)耐蝕性材料和裝飾結(jié)構(gòu)材料，用于制作耐蝕、彈性元件、醫(yī)療器械和日用裝飾品等。 第53頁(yè)2.4 慣用合金元素第54頁(yè)使晶粒細(xì)化第55頁(yè)第56頁(yè)第57頁(yè)第58頁(yè)第59頁(yè)第60頁(yè)第61頁(yè)2.5 稀土元素第62頁(yè)一.稀土元素和氧氣作用第63頁(yè)第64頁(yè)二.稀土元素與水和酸作用第6