機械工程基礎(chǔ)（第三版）

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材機械工程材料緒論第一章機械工程材料第二章物體的受力分析與平衡第三章桿件受力變形及其應(yīng)力分析第四章極限與配合第五章常用機構(gòu)第六章機械傳動第七章軸系零部件和連接零件第八章液壓傳動第九章鑄造、塑性成形與焊接第十章金屬切削加工與機械裝配0-1機械的概念與組成0-2機械設(shè)計和機械制造概述0-3本課程的性質(zhì)、目的和學習方法

緒論0.1機械的概念與組成機械機器機構(gòu)機器構(gòu)件機構(gòu)零件機器的組成：1、原動機2、工作部分3、傳動部分1)改變運動速度2)轉(zhuǎn)換運動形式機器的基本組成要素機器的特征：1）是人為的實物組合；2）具有確定相對運動；3）用來代替或減輕人類的勞動，完成機械功、轉(zhuǎn)換能量或處理信息。機構(gòu)的特征：1）是人為的實物組合；2）具有確定相對運動。機械的概念與組成１電動機２聯(lián)軸器３制動器４減速器５聯(lián)軸器６卷筒７鋼絲繩

構(gòu)件：可以是單一的零件，也可以是多個零件剛性地聯(lián)接在一起作為一個整體而運動。構(gòu)件和零件——

機構(gòu)的基本運動單元。構(gòu)件機械的概念與組成零件

——組成構(gòu)件的每一個制造單元。機械的概念與組成機械零件通用零件專用零件—水輪機葉片、活塞、曲軸傳動件聯(lián)接件支承件其它—齒輪、蝸桿、帶、鏈—螺栓、鍵、花鍵—軸、軸承—聯(lián)軸器、彈簧、機架機械的概念與組成傳動零件軸系零件聯(lián)接零件附件機架機械的概念與組成0.2.1機械設(shè)計概述任務(wù)：使所設(shè)計的機器和機械零件滿足預定要求

機器應(yīng)首先滿足預定功能的要求，即在預期壽命內(nèi)能高效率地完成其全部職能。在此前提下，機器還應(yīng)滿足經(jīng)濟性要求，即設(shè)計和制造的成本低、重量輕、體積小、易加工等。此外，機器必須安全可靠，操作維修方便，造型美觀，噪聲低，以改善勞動條件。還要特別強調(diào)的是，隨著人們對社會環(huán)境保護意識的增強，要求所設(shè)計的產(chǎn)品在制造、使用乃至報廢的全過程中，盡量減少對資源的消耗和環(huán)境的污染，且便于回收利用0.2機械設(shè)計和機械制造概述1.機械零件的工作能力準則失效含義：機械零件由于某些原因而不能正常工作失效形式：斷裂、過量變形、表面損傷磨損、腐蝕、表面疲勞工作能力準則：為防止零件產(chǎn)生各種可能的失效而制定的計算該零件工作能力所應(yīng)依據(jù)的基本原則

機械設(shè)計和機械制造概述強度準則剛度準則壽命和可靠性準則振動穩(wěn)定性準則強度是指零件在載荷（力）作用下，抵抗斷裂和塑性變形的能力，它是機械零件首先應(yīng)滿足的基本要求。強度準則為零件中單位面積上的力（即應(yīng)力σ）小于或等于所允許的限度（即許用應(yīng)力［σ］）

機械設(shè)計和機械制造概述強度準則σ≤［σ］

剛度準則剛度是機械零件受載后抵抗彈性變形的能力。剛度準則為零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形量y小于或等于機器工作時所允許的變形極限值，即許用變形量［y］

y≤［y］

影響零件壽命主要因素：磨損、腐蝕和疲勞。按磨損和腐蝕計算壽命，目前尚無實用的計算方法和數(shù)據(jù)。關(guān)于疲勞壽命，通常以求解使用壽命時的疲勞極限作為計算依據(jù)?？煽啃允潜ＷC機器或零件正常工作的關(guān)鍵。可靠性的定量尺度是可靠度，它是指機器或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，無故障地完成規(guī)定功能的概率。

機械設(shè)計和機械制造概述壽命和可靠性準則振動穩(wěn)定性準則振動：零件發(fā)生周期性變形的現(xiàn)象失去振動穩(wěn)定性：當機器或零件的自振頻率與周期性干擾力的頻率相等或成整倍數(shù)關(guān)系時，就會發(fā)生共振振動穩(wěn)定性：在設(shè)計時必須使零件的自振頻率遠離干擾力頻率，以避免產(chǎn)生共振。為此，可用增加或減少零件的剛度、增添彈性零件等辦法解決。2.機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性結(jié)構(gòu)工藝性：在既定的生產(chǎn)條件下能方便而經(jīng)濟地生產(chǎn)出來，并便于裝配成機器的特性。零件結(jié)構(gòu)工藝性包括：毛坯工藝性、切削工藝性、熱處理工藝性和裝配工藝性。結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求

機械設(shè)計和機械制造概述（１）合理選擇零件的毛坯材料種類和成形方法（２）零件的結(jié)構(gòu)要簡單合理（３）規(guī)定合理的精度及表面粗糙度3.機械零件的標準化標準：就是由一定的權(quán)威組織，對經(jīng)濟、技術(shù)和科學中重復出現(xiàn)的技術(shù)語言和技術(shù)事項，以及產(chǎn)品的品種、質(zhì)量、度量、方法等方面，規(guī)定出來的統(tǒng)一技術(shù)準則，它是各方面應(yīng)共同遵守的技術(shù)依據(jù)

標準化：制定標準和使用標準

我國標準分為國家標準（GB）、部頒標準（專業(yè)標準）、企業(yè)標準等三級。我國已是國際標準化組織（ISO）和世界貿(mào)易組織（WTO）成員，出口產(chǎn)品應(yīng)采用國際標準標準的意義

機械設(shè)計和機械制造概述4.機械零件設(shè)計的一般步驟１）根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。２）擬定零件的計算簡圖，計算作用在零件上的載荷。３）根據(jù)零件的工作條件，選擇適當?shù)牟牧虾蜔崽幚矸椒ā＃矗└鶕?jù)零件可能的失效形式確定計算準則，根據(jù)計算準則進行計算，確定出零件的基本尺寸。５）根據(jù)工藝性及標準化等原則，進行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。６）繪制零件工作圖，寫出計算說明書。

機械設(shè)計和機械制造概述5.機械設(shè)計新方法（現(xiàn)代設(shè)計方法）簡介現(xiàn)代設(shè)計方法特點：程序性、創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、優(yōu)化性、綜合性以及將計算機輔助設(shè)計全面引入設(shè)計中

常見現(xiàn)代設(shè)計方法（1）計算機輔助設(shè)計（2）優(yōu)化設(shè)計（3）可靠性設(shè)計

機械設(shè)計和機械制造概述0.2.2機械制造概述將設(shè)計好的機器和機械零件，經(jīng)過試制和全面的技術(shù)經(jīng)濟分析鑒定后，投入生產(chǎn)進行機械制造。制造過程通常是利用鑄造、塑性成形、焊接、切削加工、特種加工等工藝方法，得到所需的零件。為了改善零件的某些性能，在零件制造過程中，常需進行相應(yīng)的熱處理。最后將制成的各種零件進行裝配和調(diào)試，即成為機器。任何一種機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，大都可分為毛坯制造、零件的機械加工和裝配試驗三個階段。機械加工工藝是獲得一定形狀、尺寸和精度的零件的主要手段，它是各種機械生產(chǎn)過程的中心問題和決定性環(huán)節(jié)。0.2機械設(shè)計和機械制造概述

機械設(shè)計和機械制造概述0.3.1本課程的性質(zhì)和目的“機械工程基礎(chǔ)”是一門關(guān)于機械設(shè)計和機械制造的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課程為了保證生產(chǎn)的正常進行、不斷地改進工藝和提高技術(shù)水平，各種專業(yè)的工程技術(shù)人員都必須掌握有關(guān)機械方面的基本知識。0.3本課程的性質(zhì)、目的和學習方法0.3.2本課程的學習方法介紹著眼于分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。2、掌握機械設(shè)計的特點解的不唯一性和設(shè)計過程的反復性。1、不死記公式，理解并掌握基本概念3、掌握零件設(shè)計時的共性工作原理、結(jié)構(gòu)、類型、應(yīng)用場合受力分析、失效形式設(shè)計準則、設(shè)計計算

本課程的學習方法介紹復習思考題與習題1何謂機械、機器？機器分為哪幾類？2一般機器主要由哪些部分組成？各部分的作用是什么？試舉例分析說明。3試簡述機械零件的幾種主要失效形式和設(shè)計準則。4何謂標準化、標準件？標準化的意義是什么？5學習本課程的目的是什么？第1章機械工程材料1-1金屬材料的力學性能及工藝性能1-2金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1-3鐵碳合金及其相圖1-4鋼的熱處理1-5常用金屬材料1-6常用非金屬材料和復合材料1-7新型材料簡介1-8選用材料的一般原則

1.1金屬材料的力學性能

及工藝性能

1.1.1金屬材料的力學性能1.1.2金屬材料的工藝性能材料：金屬材料（純金屬和合金）非金屬材料（陶瓷材料、高分子材料）復合材料使用性能（使用特性）工藝性能（加工特性）金屬材料的性能化學性能物理性能力學性能鍛造性能鑄造性能焊接性能熱處理性能切削加工性能金屬材料的力學性能及工藝性能

1.1.1金屬材料的力學性能

金屬材料的力學性能：金屬材料抵抗不同性質(zhì)載荷的能力，通常又稱為機械性能。主要力學性能指標有：強度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強度。金屬材料的力學性能及工藝性能

1.強度和塑性強度：是指金屬材料在載荷（外力）作用下抵抗變形和破壞的能力?？煞譃榭估瓘姸?、抗壓強度、抗彎曲強度、抗扭轉(zhuǎn)強度、抗剪切強度等?？估瓘姸韧ㄟ^靜拉伸試驗來測定。衡量材料強度指標：屈服極限σs和強度極限σb

。

塑性：在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力通過拉伸試驗測定。衡量材料塑性指標：伸長率δ和斷面收縮率ψ。材料的δ和ψ值越大，說明塑性越好金屬材料的力學性能及工藝性能

2.硬度硬度：是指材料抵抗其他硬物體壓入其表面的能力。它是衡量金屬材料軟硬程度的指標。硬度值與強度值之間有一定的經(jīng)驗關(guān)系，還與材料的耐磨性和某些工藝性能有關(guān)。常用的硬度測定法是壓入法：在規(guī)定的靜態(tài)試驗力下將壓頭壓入材料表面，用單位壓痕面積上所承受的載荷或壓痕深度來評定硬度。測定金屬材料硬度方法布氏硬度、洛氏硬度、（維氏硬度）等。（1）布氏硬度布氏硬度試驗是指用一定直徑D的鋼球（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球），以規(guī)定載荷F壓入被測材料表面，保持一定時間并達到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除載荷，測量材料表面壓痕直徑，計算單位壓痕面積上所承受的載荷,即為布氏硬度值。

XHB-3000型數(shù)顯布氏硬度計

金屬材料的力學性能及工藝性能

金屬材料的力學性能及工藝性能

材料越軟，壓痕直徑越大，則布氏硬度值越低。

當壓頭為淬火鋼球時，硬度符號為HBS，適用于測量布氏硬度值在450以下的材料；當壓頭為硬質(zhì)合金球時，硬度符號為HBW，適用于測量布氏硬度值在450--650的材料。

硬度數(shù)值均標寫在布氏硬度符號之前。例如230HBS、500HBW。布氏硬度試驗的優(yōu)點是測定的數(shù)據(jù)準確、穩(wěn)定，數(shù)據(jù)重復性強，常用于測定退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。其缺點是壓痕較大，易損壞成品的表面，不能測定太薄的試樣硬度。金屬材料的力學性能及工藝性能

（2）洛氏硬度

洛氏硬度：用錐頂角為120°的金剛石圓錐或直徑為1.5875mm的淬火鋼球作為壓頭，以一定的載荷壓入被測金屬材料的表面層，然后根據(jù)壓痕的深度來確定洛氏硬度值。洛氏硬度用符號HR表示。根據(jù)壓頭類型及載荷的不同，有HRA、HRB、HRC三種洛氏硬度標尺。

洛氏硬度表示方法為硬度值+符號。如58HRC、85HRA等。金屬材料的力學性能及工藝性能

壓痕越深，硬度越低，反之，硬度越高。實際測定時，洛氏硬度值可直接從洛氏硬度計刻度盤上讀出。

標度壓頭總載荷（N）應(yīng)用范圍HRA頂角為120°的金剛石圓錐588.4硬質(zhì)合金、碳化物、淬火工具鋼、淺層表面硬化鋼HRB直徑1.5875mm的淬火鋼球980.7退火鋼、銅合金、鋁合金HRC頂角為120°的金剛石圓錐1471.1淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、深層表面硬化鋼金屬材料的力學性能及工藝性能

優(yōu)點是操作迅速、簡便，可從表盤上直接讀出硬度值，不必查表或計算，而且壓痕小，可測量較薄工件的硬度。缺點是精確性較差，硬度值重復性差，通常需要在材料的不同部位測試數(shù)次，取其平均值來代表材料的硬度。金屬材料的力學性能及工藝性能

3.韌性和疲勞強度（1）韌度：沖擊載荷作用下，金屬材料抵抗破壞的能力。是一種動載荷性能指標。目前常用擺錘式一次沖擊彎曲試驗來測定金屬材料的韌度。金屬材料的力學性能及工藝性能

試樣缺口有U和V兩種，沖擊韌度值分別以αKU和αKV表示,αKV值越大，材料的沖擊韌度越好。

沖擊韌度指標：Wk表示沖擊吸收功，是指標準試樣在沖擊載荷作用下發(fā)生斷裂所消耗的能量，可從沖擊試驗機上直接讀出。用試樣缺口處的橫截面積A去除WK所得的商即為該材料的沖擊韌度值，沖擊韌度αk表示在單位截面積上的沖擊吸收功。

金屬材料的力學性能及工藝性能

（2）疲勞強度：材料在規(guī)律性變化應(yīng)力長期作用下，抵抗破壞的能力。金屬的疲勞：機件在交變載荷作用下經(jīng)過長時間工作發(fā)生破壞，通常這種破壞現(xiàn)象叫做金屬的疲勞。測定方法：對稱彎曲循環(huán)載荷試驗。

影響疲勞強度的因素很多，其中主要有循環(huán)應(yīng)力、溫度、材料的化學成分及顯微組織、表面質(zhì)量和殘余應(yīng)力等。疲勞強度用σ-1表示。鋼：0.5σb非金屬:（0.3—0.4）σb金屬材料的力學性能及工藝性能

1.1.2金屬材料的工藝性能

金屬材料的工藝性能:金屬材料所具有的能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力,實質(zhì)上是機械、物理、化學性能的綜合表現(xiàn)。

主要工藝性能指標有：鑄造性鍛造性焊接性切削加工性金屬材料的力學性能及工藝性能

1.鑄造性

鑄造性能：澆注鑄件時，金屬材料易于成形并獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的性能

鑄造性能指標：流動性、收縮率、偏析傾向

代表金屬:灰鑄鐵和青銅金屬材料的力學性能及工藝性能

2.鍛造性鍛造性能：材料在塑性加工時能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能，它實質(zhì)上是材料塑性好壞的表現(xiàn)

壓力加工：鍛造、軋制、冷拉、擠壓

代表金屬:低碳鋼金屬材料的力學性能及工藝性能

3.焊接性

焊接性：材料在通常的焊接方法和焊接工藝條件下，能否獲得質(zhì)量良好焊縫的性能。評價標準：焊縫中是否有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。

代表金屬:低碳鋼金屬材料的力學性能及工藝性能

4.切削加工性切削加工性：對工件材料進行切削加工的難易程度。相關(guān)因素：化學成分，金相組織、刀具的幾何形狀代表金屬:灰鑄鐵和硬度為170-250HBS的碳鋼金屬材料的力學性能及工藝性能

金屬材料的力學性能指標強度判據(jù)抗拉強度屈服點塑性判據(jù)伸長率斷面收縮率硬度判據(jù)布氏硬度洛氏硬度疲勞判據(jù)疲勞強度韌性判據(jù)沖擊韌度金屬材料的力學性能及工藝性能

學習目標達到了嗎？1金屬的力學性能有哪些指標？2金屬的工藝性能有哪些指標？3課外鏈接

彈塑性變形

金屬疲勞曲線金屬材料的力學性能及工藝性能

TheEnd金屬材料的力學性能及工藝性能

1.2金屬及合金的

晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1.2.1

實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.2.2

金屬的結(jié)晶1.2.3金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變1.2.4合金的結(jié)構(gòu)1.晶體結(jié)構(gòu)的基本知識晶體與非晶體晶體---固體物質(zhì)中原子呈周期性有規(guī)則的排列。如金鋼石、石墨和一切固狀金屬。非晶體---固體物質(zhì)中原子呈不規(guī)則排列。如玻璃、瀝清和松香。1.2.1純金屬的晶體結(jié)構(gòu)及其結(jié)晶金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶晶體具有固定的熔點和各向異性的特征晶格為了便于分析晶體中原子排列的規(guī)律性，用假想的線條將原子的中心連接起來，使之構(gòu)成一個空間格子。這種抽象的、用于描述原子在晶體中排列方式的空間格子稱為晶格。晶胞取晶格中一個最基本的幾何單元來表明原子排列的規(guī)律性（晶格形式特征），稱為晶胞。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶晶格常數(shù)晶格是由無數(shù)個晶胞重復堆積而成的。晶胞的棱邊長度和棱邊夾角稱為晶格常數(shù)。

金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶2.常見的金屬晶格體心立方晶格：晶胞是一個立方體，八個頂角和立方體的中心各排列著一個原子。如：α鐵、鉻、鎢、鉬、釩。強度較大，塑性較好。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶面心立方晶格：晶胞也是一個立方體，立方體的八個頂角和六個面的中心各排列著一個原子。銅、鋁、銀、金、鎳、γ鐵。塑性優(yōu)于體心立方晶格的金屬。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶密排六方晶格：晶胞是在正六方柱體的十二個頂角和上、下兩底面的中心處各排列一個原子，另外中間還有三個原子。原子排列最緊密，屬于這種晶格類型的金屬有鎂、鋅、鎘、鈹?shù)?。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶3.實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)單晶體：晶體內(nèi)部晶格方位完全一致的晶體，具有各向異性的特征。多晶體：由許多方位不同的單晶體組成，具有各項同性的特征。晶粒：在多晶體材料內(nèi)，晶體位向基本相同的小晶體。晶界：多晶體材料中相鄰晶粒間的界面。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶結(jié)晶：金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)而形成晶體的整個過程結(jié)晶溫度：純金屬的結(jié)晶是在一定溫度下進行的，這個溫度稱為結(jié)晶溫度。每種金屬都有一定的理論結(jié)晶溫度，用T0表示。純金屬的冷卻曲線有一水平段，對應(yīng)的溫度為實際結(jié)晶溫度Tn。過冷：純金屬的實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，這種現(xiàn)象稱為過冷。1）冷卻曲線與過冷度1.2.2純金屬的結(jié)晶金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶結(jié)晶過程是在冷卻曲線平臺上所經(jīng)歷的時間內(nèi)發(fā)生的。實質(zhì)上是金屬原子由不規(guī)則排列過渡到規(guī)則排列而形成晶體的過程。理論結(jié)晶溫度T0與實際結(jié)晶溫度Tn之差稱為過冷度(用△T表示)，即△T=T0

-Tn。冷卻速度越快，過冷度就越大，實際結(jié)晶溫度越低。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶2）結(jié)晶過程（1）生核——晶核（2）長大——晶體金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶晶粒大小的控制有兩種方法：（1）控制過冷度，提高過冷度使晶粒細化。（2）在結(jié)晶過程進行變質(zhì)處理。3）影響晶粒大小的因素晶粒的大小對金屬性能有影響，且晶粒越細小，性能越好。晶粒的大小通常以單位界面面積上的晶粒數(shù)或晶粒的平均直徑來表示。晶粒大小的影響因素：晶核數(shù)目：晶核越多，每個晶核長大的余地就越小，長成的晶粒就越細。晶核長大速率：晶核長大的速率越小，生成的晶粒尺寸就越小，反之則晶粒粗大。細晶原則：促進晶核生長；抑制晶粒長大。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶有些金屬在固態(tài)可以有兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)，如Fe、Mn、Ti等。金屬在固態(tài)下隨外界條件（溫度、壓力）的改變，由一種晶格類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類型的變化，稱為金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是原子重新排列的過程，實際上是一個重新結(jié)晶的過程，亦應(yīng)遵守前述的一般規(guī)律。最常見的是鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，可表示為：

δ-Fe（1394℃）→γ-Fe（912℃）→α-Fe（體心立方）（面心立方）（體心立方）1.2.3金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶純鐵的冷卻曲線及晶體結(jié)構(gòu)變化金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1.合金的基本概念合金：一種金屬與另一種或幾種金屬、非金屬熔合組成的，具有金屬特性的物質(zhì)。組元：組成合金的最基本、獨立的物質(zhì)。通常是組成合金的元素或某些穩(wěn)定的化合物。按組元數(shù)二元合金 三元合金 多元合金。相：金屬或合金中化學成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同的原子聚集狀態(tài)，并與其他部分之間有明確的界面的獨立均勻組成部分。組織：用放大鏡、顯微鏡能觀察分辨的材料內(nèi)部微觀形貌的圖像。只有一相組成的組織稱為單相組織；由兩種或兩種以上相組成的組織稱為多相組織。1.2.4合金的結(jié)構(gòu)金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1）固溶體合金各組元在固態(tài)時具有互相溶解的能力，形成與某組元晶格類型相同的合金，稱為固溶體。保留原有晶格類型的組元稱為溶劑，其他組元稱為溶質(zhì)。置換固溶體：是指溶劑晶格上的原子被溶質(zhì)原子所取代而形成的固溶體。間隙固溶體：指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格的間隙中所形成的固溶體。2.合金的結(jié)構(gòu)金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶由于溶質(zhì)原子和溶劑原子的直徑差別，溶質(zhì)原子溶入后，造成棱邊長度發(fā)生撐開或靠攏的的現(xiàn)象（晶格畸變）使晶體的變形抗力增大，導致強度、硬度提高，稱為固溶強化，它是改善材料性能的重要途徑之一。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶金屬化合物是合金的組元間相互作用而形成的具有明顯金屬特性的化合物，其晶格類型和性能完全不同于任一組元，而且組成可用分子式表示。如其晶格類型和性能完全不同于合金中的任一組元，一般具有復雜的晶格，且熔點高，硬度高，脆性大,低塑性和韌性。2）金屬化合物金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶組成合金的各組元在固態(tài)下既不溶解，也不形成化合物，而以混合形式組合在一起的物質(zhì)，稱為機械混合物，其各相仍保持原來的晶格結(jié)構(gòu)和性能。所以，機械混合物的性能取決于各相的性能、相對數(shù)量、形狀、大小及分布情況。在常用合金中，其組織大多是固溶體和金屬化合物的機械混合物。3）機械混合物金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

1.3鐵碳合金及其相圖1.3.1

鐵碳合金的基本組織和性能1.3.2

鐵碳合金相圖1.3.3含碳量及雜質(zhì)對鐵碳合金性能的影響1.3.4鐵碳合金相圖應(yīng)用相圖：表示在平衡條件下（極其緩慢加熱和冷卻）合金成分、溫度、組織狀態(tài)之間的關(guān)系圖形稱為合金相圖，又稱合金狀態(tài)圖。合金相圖的建立：首先配置一系列成分比的鐵碳合金，分別加熱到液態(tài)，然后以極其緩慢的冷卻速度冷卻到室溫，分別繪制它們的冷卻曲線，標明相變點。將冷卻曲線上的相變點投影到溫度－成分坐標圖中相應(yīng)的坐標上，將意義相同的點連接起來，鐵碳合金的相圖就建立起來了。鐵碳合金及其相圖1.3.1鐵碳合金的基本組織和性能平衡條件下鐵碳合金的成分、溫度和組成相之間及其變化規(guī)律通常用鐵碳合金相圖來描述，即Fe-Fe3C相圖。與其它合金一樣，鐵碳合金也具有固溶體、金屬化合物等基本組織。1）鐵素體2）奧氏體3）滲碳體4）珠光體5）萊氏體

鐵碳合金及其相圖1）鐵素體（F）碳溶解在

-Fe中形成的間隙固溶體。鐵素體保持了α-Fe的體心立方晶格結(jié)構(gòu)。C溶于α-Fe中的能力隨溫度不同而不同。室溫F的含碳量為0.0008%

；在727℃時F的含碳量最大為0.0218%

。

F的碳溶量少,所以F的性能與純鐵相近。硬度和強度低，塑性好。

σb=250MPa;HBS=80;δ=45-50%。在顯微鏡下觀察鐵素體，為均勻灰白色的多邊形晶粒。鐵碳合金及其相圖奧氏體硬度較低而塑性較高(HBS=170-220,δ=40-50%),常作為各類鋼的加工狀態(tài)。在顯微鏡下觀察，奧氏體晶粒呈多邊形，晶界較鐵素體平直。2）奧氏體（A）碳在γ-Fe中形成的間隙固溶體。奧氏體保持了γ-Fe的面心立方晶格結(jié)構(gòu)。由于γ-Fe的間隙相對很大，故溶碳能力較大，727℃時含碳量為0.77%；在1148℃時可達2.11%

。鐵碳合金及其相圖3）滲碳體（Fe3C

或Cm

）鐵和碳形成的穩(wěn)定金屬化合物Fe3C。含碳為6.69%。具有復雜的晶格形式，與鐵的晶格截然不同。滲碳體的熔點高：1227℃硬度高：HBW≥800極脆，塑性幾乎等于零。鐵碳合金及其相圖4）珠光體(P)鐵素體和滲碳體二者的機械混合物，含碳量為0.77％，以“P”表示。珠光體是由硬的滲碳體片和軟的鐵素體片相間組成的混合物，性能取決于兩者各自的性能和相對數(shù)量，并與它們的形狀、大小、分布有關(guān)。有較高的強度、硬度和足夠的塑性、韌性。σB≈705MPa;HBS≈250例如:中碳鋼比低碳鋼中的Fe3C含量多。所以強度、硬度稍高，塑性、韌性則稍低。鐵碳合金及其相圖5）萊氏體(Ld)奧氏體和滲碳體的機械混合物稱為萊氏體，以“

Ld”表示，它的含碳量為4.3%（1148℃）。只在727℃以上存在,727℃以下萊氏體是由珠光體和滲碳體組成的機械混合物，用L’d表示。萊氏體的機械性能和滲碳體相似，硬度很高HB≥700,塑性極差，一般萊氏體只出現(xiàn)在生鐵組織中，是生鐵的基本組織。鐵碳合金及其相圖1.3.2鐵碳合金相圖特性點：A:純鐵的熔點C:共晶點LC?LdD:滲碳體的熔點E:碳在γ－Fe中的最大溶解度G:純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點α－Fe?γ－FeS:共析點AS?PP:碳在α－Fe中的最大溶解度鐵碳合金及其相圖特性線：ACD：液相線AECF：固相線AE：A結(jié)晶終了線ECF：共晶線GS：A冷卻時析出F的開始線。ES：碳在A中的溶解度曲線PSK：共析線鐵碳合金及其相圖工業(yè)純鐵：含C量為Wc≤0.0218%,室溫組織為F（含有少量的Fe3C）根據(jù)含碳量和室溫組織不同，分為：鐵碳合金的分類鋼：含C量為0.0218%≤Wc≤2.11％1）共析鋼，Wc=0.77％，P2）亞共析鋼，0.0218％<Wc<0.77％，P+F3）過共析鋼，0.77％<Wc≤2.11％，P+Fe3C1）共晶白口鐵：Wc=4.3％，Ld′2）亞共晶白口鐵：2.11％<Wc≤4.3％，P+Ld′+Fe3C3）過共晶白口鐵：4.3％<Wc≤6.69％，Ld′+Fe3C白口鐵碳含量2.11％<Wc≤6.69％的鐵碳合金鐵碳合金及其相圖（1）共析鋼0.77%C鐵碳合金及其相圖（2）亞共析鋼0.0218~0.77%C

鐵碳合金及其相圖鐵碳合金及其相圖（3）過共析鋼0.77～2.11%C鐵碳合金及其相圖1.3.3含碳量及雜質(zhì)對鐵碳合金性能的影響碳以滲碳體的狀態(tài)存在于鋼中。亞共析鋼，當含碳量增加時，組織中珠光體數(shù)量增加，硬度、強度上升，塑性、韌性下降。過共析鋼，當含碳量增加時，組織中呈網(wǎng)狀分布的二次滲碳體增加，強度明顯變差，塑性、韌性急劇下降，硬度增加。實際應(yīng)用的鋼，含碳量不超過1.4%。鐵碳合金及其相圖1.3.3含碳量及雜質(zhì)對鐵碳合金性能的影響鐵碳合金除含碳外，一般還含有錳、硅、磷、硫等元素。硅、錳是有益的元素，可改善鐵碳合金的質(zhì)量，提高其強度和硬度。磷和硫為有害元素。硫與鐵會形成化合物FeS，而FeS與Fe形成低熔點共晶體，分布在奧氏體晶界上。當熱壓力加工時鋼就會沿晶界碎裂，這種現(xiàn)象稱為鋼的熱脆性。錳能消除硫的熱脆性。磷降低鋼的塑性和韌性，尤其在低溫時影響更大，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。所以，鋼中要嚴格控制硫、磷的含量。鐵碳合金及其相圖1.3.4鐵碳合金相圖的應(yīng)用如需要材料具有較高的塑性、韌性應(yīng)選用碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.25%的低碳鋼如需要強度、塑性及韌性都較好的材料，應(yīng)選用碳的質(zhì)量分數(shù)為0.30%~0.50%的中碳鋼如需要較好彈性（如一般彈簧件）應(yīng)選用碳的質(zhì)量分數(shù)為0.55~0.85%的中高碳鋼如需要具備足夠硬度和相當韌性、耐磨性的各種工具，則應(yīng)選用碳的質(zhì)量分數(shù)為0.7%~1.3%的高碳鋼。鐵碳合金相圖在選材上的應(yīng)用鐵碳合金及其相圖1.3.4鐵碳合金相圖的應(yīng)用在鑄造生產(chǎn)方面，根據(jù)鐵碳相圖可以確定鑄鋼和鑄鐵的澆注溫度。在鍛造生產(chǎn)方面，鋼處于單相奧氏體時，強度低，塑性好，便于鍛造成形。在焊接方面，可根據(jù)Fe-FeC相圖分析低碳鋼焊接接頭的組織變化情況鐵碳合金相圖在制定加工工藝方面的應(yīng)用Fe-FeC相圖與鑄、鍛工藝關(guān)系鐵碳合金及其相圖小結(jié)：純金屬晶體結(jié)構(gòu)體心立方晶格面心立方晶格六方密排晶格結(jié)晶過程生核長大合金相結(jié)構(gòu)固溶體金屬化合物機械混合物結(jié)晶過程在恒溫或變溫下復雜的轉(zhuǎn)變過程需建立相應(yīng)相圖才能進行分析鐵碳合金及其相圖小結(jié)：鐵碳合金基本相與組織鐵素體F奧氏體A滲碳體Fe3C珠光體P萊氏體Ld簡化后的Fe—Fe3C相圖7個特性點5條特性線典型鐵碳合金結(jié)晶共析鋼亞共析鋼過共析鋼鐵碳合金的分類工業(yè)純鐵鋼白口鐵鐵碳合金及其相圖TheEnd1.4鋼的熱處理1.4.1鋼的熱處理組織轉(zhuǎn)變1.4.2鋼的熱處理方法1.4.3鋼的熱處理新技術(shù)簡介

鋼的熱處理基本原理

熱處理就是對鋼進行適當?shù)募訜?，保溫和冷卻，從而得到所需的組織和性能的過程。

熱處理只改變金屬材料的內(nèi)部組織和性能，而不改變其形狀和尺寸。

鋼的熱處理1.4.1鋼熱處理的組織轉(zhuǎn)變

鋼從室溫緩慢加熱，最終轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，此過程稱為鋼的奧氏體化。1.鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變與保溫鋼的熱處理奧氏體化主要包括以下四個過程：（1）奧氏體晶核的形成在鐵素體和滲碳體的相界面上形成（2）奧氏體晶核的長大原子擴散（3）殘余滲碳體的溶解（4）奧氏體的均勻化鋼的熱處理2.鋼冷卻時的組織轉(zhuǎn)變

同一種鋼在相同的奧氏體條件下，若采用不同的冷卻方法，就可獲得不同的組織和性能，即鋼熱處理的組織和性能是由冷卻過程決定的。奧氏體的冷卻過程是鋼熱處理的關(guān)鍵工序。

1）連續(xù)冷卻——加熱得到A的鋼，在溫度連續(xù)下降的過程中，組織發(fā)生轉(zhuǎn)變。如在熱處理生產(chǎn)上常用的在水中、油中或空氣中冷卻等都是連續(xù)冷卻方式。

2）等溫冷卻——加熱到A的鋼，先在較快的冷卻速度至A1線以下某一定的溫度，這時奧氏體尚未轉(zhuǎn)變，但成為過冷奧氏體。然后進行保溫，使奧氏體在等溫下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變后冷卻到室溫。例如等溫退火,等溫淬火.鋼的熱處理◆奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線鋼的熱處理◆奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物1）高溫轉(zhuǎn)變區(qū)（珠光體型轉(zhuǎn)變區(qū))奧氏體過冷到727~550℃之間，等溫轉(zhuǎn)變?yōu)閷悠瑺铊F素體和滲碳體所組成的機械混合物（即珠光體Ｐ），稱為珠光體型轉(zhuǎn)變。過冷度越大，層片狀越薄，硬度也越高。

又分為珠光體、索氏體和托氏體三種，其中珠光體片層較粗，索氏體片層較薄，托氏體片層更薄。

珠光體型組織的力學性能主要取決于片層間距的大小，片層間距越小，則其抗變形力越大，強度、硬度越高，同時塑性、韌性也有所改善。鋼的熱處理2）中溫轉(zhuǎn)變區(qū)（貝氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)）奧氏體過冷到550~230℃之間，等溫轉(zhuǎn)變?yōu)楹^量碳的鐵素體和微小滲碳體的機械混合物，稱為貝氏體（用Ｂ表示）。貝氏體比珠光體硬度高。

根據(jù)等溫轉(zhuǎn)變溫度和產(chǎn)物的組織形態(tài)不同，又分為上貝氏體、下貝氏體。

貝氏體的性能主要取決于鐵素體的粗細、鐵素體的過飽和量和滲碳體的大小、形狀和分布。鋼的熱處理

上貝氏體中鐵素體片較寬，滲碳體粗大，且分布在鐵素體中間，故其強度大、塑性差，無實用價值。

下貝氏體中鐵素體針片細小，鐵素體中碳的過飽和量大，故其具有較高的硬度、強度和耐磨性，同時塑性、韌性也良好。鋼的熱處理3）低溫轉(zhuǎn)變區(qū)（馬氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)）

根據(jù)組織形態(tài)和碳的過飽和度不同又分為片狀馬氏體（Wc>1.0%）和板條狀馬氏體（Wc<0.20%)。低碳的板條狀馬氏體具有較高的強度和硬度，同時具有良好的塑性和韌性。奧氏體過冷到230℃（Ms）以下時，由于溫度過低，奧氏體來不及分解，滲碳體也來不及析出，只發(fā)生晶格的改變（γ-Fe變?yōu)?/p>

-Fe

），碳原子全部保留在

-Fe的晶格中，形成過飽和的

-Fe固溶體，稱為馬氏體（用Ｍ表示）。馬氏體具有很高的硬度、強度及耐磨性。

鋼的熱處理3.奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用◆鋼的熱處理3.奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用（1）冷卻速率為V1（相當于隨爐冷卻）其與Ｃ曲線相交的位置判斷，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。（2）冷卻速率為V2（相當于在空氣中冷卻）轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為索氏體（即細珠光體，用Ｓ表示）。（3）冷卻速率為V4（相當于在水中冷卻）冷卻曲線與Ｃ曲線不相交，奧氏體過冷到MS以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。（4）若過冷速率為V0冷卻曲線恰好與Ｃ曲線“鼻尖”相切，這是奧氏體全部過冷到Mｓ以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的最小冷卻速率，稱為臨界冷卻速率。鋼的熱處理1.4.2鋼的熱處理方法根據(jù)加熱和冷卻方法的不同，常用熱處理可分為：整體熱處理：對工件整體進行穿透加熱的熱處理工藝，包括退火、正火、淬火、回火等。表面熱處理：對工件表層進行的熱處理工藝，包括感應(yīng)淬火和火焰淬火等?；瘜W熱處理：用化學方法改變鋼件表層化學成分及組織結(jié)構(gòu)，包括滲氮、滲碳、碳氮共滲等。根據(jù)熱處理在零件加工過程中的工序位置及作用不同分為：

預備熱處理：為消除坯料或半成品的某些缺陷或為后續(xù)的切削加工和最終熱處理作組織準備的熱處理。最終熱處理：為使工件獲得所要求的使用性能的熱處理。鋼的熱處理鋼的熱處理1.退火退火：將工件加熱到A3、A1以上某一溫度，保溫一定時間，隨后緩慢冷卻（爐冷、灰冷、砂冷、坑冷等）的熱處理工藝。第一類退火工藝：擴散退火、均勻退火、去應(yīng)力退火等。主要目的是：使組織與成分均勻化、或消除形變強化、或消除內(nèi)應(yīng)力。按照物理冶金特點，可將退火工藝分為兩類：

第二類退火工藝：完全退火、球化退火、等溫退火等。其主要目的是：改變工件的組織和性能。如降低硬度、提高塑性、細化晶粒、改善機械加工性能等。鋼的熱處理正火的目的是細化晶粒、調(diào)整硬度、消除網(wǎng)狀滲碳體，并為后續(xù)加工和球化退火、淬火等熱處理作組織上的準備。2.正火正火：工件加熱到A3

或ACm以上某一溫度（30~50℃），保溫適當?shù)臅r間后，在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的主要應(yīng)用范圍：（1）改善切削加工性（主要針對退火后的低碳鋼和低合金鋼加工時出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象）（3）最終熱處理（對性能要求不高的普通結(jié)構(gòu)零件）（2）預備熱處理（消除或破碎過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火作組織上的準備）鋼的熱處理3.淬火淬火：將工件加熱到A1、A3以上，保溫一段時間，然后放入水（油或鹽堿溶液等）中急劇冷卻熱的處理工藝。最終產(chǎn)物為馬氏體。鋼的熱處理淬透性：鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。淬硬層越深，淬透性越好。淬透性主要取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性，即臨界冷卻速度的大小。如含有合金元素（除Co外）的鋼淬透性要比碳鋼好。淬透性是選材和確定熱處理工藝的重要依據(jù)。淬火可以大大提高零件的硬度，與回火相配合，使工件具有不同的力學性能。如高碳鋼淬火加低溫回火，可獲得高硬度和高耐磨性；中碳鋼淬火加高溫回火，可得到強度、塑性和韌性均較好的綜合力學性能鋼的熱處理鋼的熱處理4.回火回火：把已經(jīng)淬火的工件重新加熱到某一溫度（A1以下），適當保溫后，冷卻到室溫的熱處理工藝?；鼗鸬哪康模簽榱朔€(wěn)定鋼在淬火后的組織，消除因淬火冷卻過快而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力并穩(wěn)定其尺寸，調(diào)整強度、硬度，提高塑性，使工件獲得較好的綜合力學性能等

低溫回火：150~250℃可減小工件的淬火應(yīng)力，降低脆性并保持高硬度

(刀具、模具）中溫回火：350~500℃顯著減小淬火應(yīng)力，提高彈性和屈服強度

（彈簧、模具）高溫回火：500~600℃可消除淬火應(yīng)力，使零件獲得優(yōu)良的綜合力學性（用于重要的結(jié)構(gòu)件軸、齒輪等)調(diào)質(zhì)處理=淬火+高溫回火鋼的熱處理表面淬火：表面淬火是將鋼件表層快速加熱至淬火溫度，隨后快速冷卻的一種局部淬火工藝。它主要是改變零件的表層組織，這種熱處理工藝適用于要求表面硬而耐磨、心部具有高韌性的零件，零件在表面淬火前，一般須進行正火或調(diào)質(zhì)處理，表面淬火后要進行低溫回火。表面淬火加熱可采用感應(yīng)加熱、火焰加熱、接觸電阻加熱、激光加熱等不同的加熱方法。目前生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的感應(yīng)加熱。表面淬火可以使零件表面具有很高的硬度和耐磨性，而心部尚未被加熱到淬火，仍保持原有的塑性和韌性，這種零件具有較高的抗沖擊能力。適用于中碳鋼。5.表面淬火

1.3.2常用的熱處理方法化學熱處理：將鋼件放在某種活性化學介質(zhì)中，通過加熱和保溫，使介質(zhì)中的一種或幾種元素滲入它的表層，以改變表層的化學成分、組織和性能的熱處理工藝。

根據(jù)滲入元素的不同，化學熱處理包括滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲鉻、滲鋁等。滲碳是用于承受沖擊載荷和強烈摩擦的低碳鋼和低碳合金鋼件。滲氮用于承受沖擊載荷和強烈摩擦的中碳合金鋼（Al、Cr

）。碳氮共滲具有二者的優(yōu)點。6.鋼的化學熱處理鋼的熱處理熱處理工藝應(yīng)用分析鋼的熱處理鋼的熱處理1.4.3鋼的熱處理新技術(shù)真空熱處理：指工件在真空爐中加熱或冷卻的熱處理，包括真空淬火、真空退火、真空回火和真空化學熱處理（真空滲碳、滲鉻等）。真空熱處理可以減少工件變形，使工件表面無氧化、不脫碳、表面光潔，可顯著提高耐磨性和疲勞強度。此外，真空熱處理的工藝操作條件好，便于實現(xiàn)機械化和自動化，而且節(jié)約能源，減少污染，因此真空熱處理目前發(fā)展較快，特別是在航空、航天工業(yè)中應(yīng)用廣泛。

激光熱處理：利用專門的激光器產(chǎn)生能量密度極高的激光，以極快的速率加熱工件表面、自冷后使工件表面淬火強化的熱處理。電子束熱處理：利用電子槍發(fā)射高能量密度的成束電子，轟擊工件表面，使之急速加熱，而后自冷使工件表面淬火。與激光熱處理相比，電子束熱處理的熱效率高，操作費用低，處理周期短鋼的熱處理小結(jié)鋼的熱處理原理鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變：主要是A的形成鋼冷卻時的組織轉(zhuǎn)變常用熱處理方法：退火正火淬火回火表面淬火表面化學熱處理鋼的熱處理新技術(shù)鋼的熱處理TheEnd1.5常用金屬材料1.5.1鋼鐵材料1.5.2非鐵金屬材料1.5.1鋼鐵材料常用金屬材料鋼的種類品種繁多，如根據(jù)化學成分，可概括分為碳素鋼和合金鋼兩大類碳鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼按含碳量合金鋼低合金鋼中合金鋼高合金鋼按合金元素含量鋼結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼按用途碳鋼普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼按冶金質(zhì)量特級優(yōu)質(zhì)鋼1.碳素鋼碳素鋼：含碳量小于2.11%，并且含有少量Si、Mn、S、P等雜質(zhì)的鐵碳合金，簡稱碳鋼。（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（普鋼）（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼或優(yōu)鋼）（3）鑄鋼（4）碳素工具鋼常用金屬材料（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼碳鋼的含碳量一般在0.06~0.38%范圍內(nèi)，大多用于要求不高的機械零件和一般結(jié)構(gòu)件。通常軋制成鋼板或各種型材（圓鋼、方鋼、工字鋼、角鋼、鋼筋等）供應(yīng)。其牌號表示方法由Q、屈服強度值、質(zhì)量等級符號和脫氧方法四部分按順序表示。質(zhì)量等級有A、B、C、D，其中A級質(zhì)量最低，D級質(zhì)量最高；脫氧方法用F（沸騰鋼）、Z（鎮(zhèn)靜鋼）、TZ（特殊鎮(zhèn)靜鋼）表示，牌號“Z”、“TZ”可以省略。如Q235—AF表示屈服強度為235MPa、質(zhì)量等級為A級的沸騰鋼。下表為碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、主要成分、力學性能及用途。常用金屬材料牌號等級化學成分（%）脫氧方法力學性能（MPa及%）應(yīng)用舉例WcWsWpσsσbδQ195—0.06~012≤0.050≤0.045F、b、Z195315~390≥33承受載荷不大的金屬結(jié)構(gòu)件、鉚釘、墊圈、地腳螺栓、沖壓件及焊接件Q215A0.09~0.15≤0.050≤0.045F、b、Z215335~410≥31B≤0.045Q235A0.14~0.22≤0.050≤0.045F、b、Z235370~460≥26金屬結(jié)構(gòu)件、鋼板、鋼筋、型鋼、螺栓、螺母、短軸、心軸；Q235C、D可用作重要焊接結(jié)構(gòu)B0.12~0.20≤0.045C≤0.18≤0.040≤0.040ZD≤0.17≤0.035≤0.035TZQ255A0.18~0.28≤0.050≤0.045Z255410~510≥24強度較高，用于制造承受中等載荷的零件如鍵、銷、轉(zhuǎn)軸、拉桿、鏈輪、鏈環(huán)片等B≤0.045Q275—0.28~0.38≤0.050≤0.045Z275490~610≥20有害雜質(zhì)較少，其力學性能均比碳素結(jié)構(gòu)鋼好，主要用于制造重要的機械零件。

牌號用兩位阿拉伯數(shù)字表示。阿拉伯數(shù)字表示鋼的平均含碳量（數(shù)字的萬分之一）。如：45鋼，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。若鋼中含錳量（Mn=0.7~1.2%）較高時，在兩位數(shù)字后面寫“Mn”。如：65Mn，表示平均含碳量為0.65%，并含有較多Mn（Mn=0.7~1.2%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。若是沸騰鋼，在兩位數(shù)字后面寫“F”，如08F。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號、力學性能和應(yīng)用見表。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

常用金屬材料鋼號力學性能應(yīng)用舉例σs/MPaσb/MPaδ5/%ψ/%Ak/J08F0810F1015F15202517519518520520522524527529532531533535537541045035333331292725236060555555555550———————71低碳鋼強度、硬度低，塑性、韌性高，冷塑性加工和焊接性能優(yōu)良，切削加工性欠佳，熱處理強化效果不夠顯著。其中碳含量較低的鋼如08（F）、10（F）常軋制成薄鋼板，廣泛用于深沖壓和深拉延制品；碳含量較高的鋼（15~25）可用作滲碳鋼，用于制造表硬心韌的中、小尺寸的耐磨零件30354050552953153353753804955305706306452120191413504545403563554731—中碳鋼的綜合力學性能好，熱塑性加工性和切削加工性較佳，冷變形能力和焊接性中等。多在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，還可以用于表面淬火處理以提高零件的疲勞性能和表面耐磨性，其中45鋼應(yīng)用最廣鋼號力學性能應(yīng)用舉例σs/MPaσb/MPaδ5/%ψ/%Ak/J60657075808540041042088093098067569571510801080113012109766353030303030——————高碳鋼具有較高的強度、硬度、耐磨性和良好的彈性，切削加工性中等，焊接性能不佳，淬火開裂傾向大。主要用于制造彈簧、軋輥和凸輪等耐磨件與鋼絲繩等，其中65鋼是一種常用的彈簧鋼15Mn20Mn25Mn30Mn35Mn40Mn45Mn50Mn60Mn65Mn70Mn245275295315335355375390410430450410450490540560590620645695735785262422201917151311985550504545454040353030——716355473931———應(yīng)用范圍基本同于相對應(yīng)的普通錳含量鋼，但因淬透性和強度較高，可用于制作截面尺寸較大或強度要求較高的零件，其中以65Mn鋼最常用許多形狀復雜的零件，很難通過鍛壓等方法加工成形，用鑄鐵時性能又難以滿足需要，此時常選用鑄鋼鑄造獲得鑄鋼件。

牌號首位冠以“鑄鋼”兩字的漢語拼音字首“ZG”，在“ZG”后面有兩組數(shù)字，第一組數(shù)字表示最低屈服強度值，第二組數(shù)字表示最低抗拉強度值。如：ZG310—570，表示屈服強度不小于310MPa，抗拉強度不小于570MPa的鑄鋼。（3）鑄鋼

常用金屬材料（4）碳素工具鋼

含碳量較高C=0.65~1.35%，硫、磷雜質(zhì)含量較少，經(jīng)球化退火、淬火和低溫回火后硬度比較高，耐磨性好，但塑性較低。主要用于制造各種低速切削刀具、量具和模具。

其牌號由表示“碳”的漢語拼音字首“T”與阿拉伯數(shù)字組成，其中阿拉伯數(shù)字表示鋼的平均含碳量（數(shù)字的千分之一即為平均含碳量），如T8表示平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在牌號后加“A”，如T12A鋼，表示平均含碳量為1.2%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。碳素工具鋼牌號、成分、性能和應(yīng)用見表。常用金屬材料牌號化學成分（%）退火狀態(tài)硬度HBS不小于試樣淬火硬度HRC不小于用途舉例WCWSiWMnT7T7A0.65~0.74≤0.35≤0.04187800~820℃水，62承受沖擊、韌性較好、硬度適當?shù)墓ぞ?，如扁鏟、手鉗、大錘、木工工具T8T8A0.75~0.84≤0.350.40~0.60187780~800℃水，62承受沖擊、要求較高硬度的工具，如沖頭、壓縮空氣工具、木工工具T8MnT8MnA0.80~0.90≤0.35≤0.04187780~800℃水，62同T8，但淬透性較大，可制造截面較大的工具T9T9A0.85~0.94≤0.35≤0.04192760~780℃水，62韌性中等、硬度高的工具，如沖頭、木工工具、鑿巖工具T10T10A0.95~1.04≤0.35≤0.04197760~780℃水，62不受劇烈沖擊，高硬度耐磨工具，如車刀、刨刀、沖頭、絲錐、鉆頭、手鋸條T11T11A1.05~1.14≤0.35≤0.04207760~780℃水，62不受劇烈沖擊，高硬度耐磨工具，如車刀、刨刀、沖頭、絲錐、鉆頭T12T12A1.15~1.24≤0.35≤0.04207760~780℃水，62不受沖擊，要求高硬度耐磨工具，如銼刀、刮刀、精車刀、絲錐、量具T13T13A1.25~1.35≤0.35≤0.04217760~780℃水，62同T12，要求更耐磨工具，如刮刀、剃刀2.合金鋼在碳鋼中有目的的加入一些合金元素的鋼稱為合金鋼。（1）合金結(jié)構(gòu)鋼（2）合金工具鋼（3）特殊性能鋼常用金屬材料（1）合金結(jié)構(gòu)鋼主要用來制造各種機械零件、工程結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)。其牌號（除滾動軸承鋼外）以兩位阿拉伯數(shù)字為首，表示碳的平均萬分含量，其后為元素符號表示鋼中所含的合金元素，元素符號后面的數(shù)字表示該合金元素的平均百分含量，若元素平均含量小于1.5%時，只寫元素符號，其后不標出數(shù)字。若牌號末尾加“A”，則表示鋼中硫、磷含量少，屬高級優(yōu)質(zhì)鋼。如60Si2Mn表示平均C=0.6%、Si=2%、Mn<1.5%的合金鋼。常用金屬材料1）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼2）合金滲碳鋼3）合金調(diào)質(zhì)鋼4）合金彈簧鋼5）滾動軸承鋼“G+Cr+數(shù)字+元素+數(shù)字”含其他金屬其他金屬含量含鉻量（千分之一）壓力容器柴油機凸輪軸滾珠軸承常用金屬材料（2）合金工具鋼“一位數(shù)字+元素符號+數(shù)字”含碳量（千分之一）當大于1%可不標含其他金屬其他金屬含量合金工具鋼用來制造切削刃具、量具和模具，它以高硬、耐磨為基本特征。與碳素工具鋼比，合金工具鋼具有淬透性好、耐磨性好、熱硬性高和熱處理變形小等優(yōu)點。合金工具鋼的牌號表示法為：當鋼中平均C<1%時，其牌號以一位數(shù)字為首，表示碳的平均千分含量；若C≥1%時，牌號前不標數(shù)字。例如9Mn2V表示平均C=0.9%、Mn=2%、V<1.5%的合金工具鋼。常用金屬材料1）合金量具鋼2）合金模具鋼冷作模具鋼熱作模具鋼塑料模具鋼3）合金刃具鋼低合金刃具鋼高速工具鋼（簡稱高速鋼）常用金屬材料W18Cr4V表示平均W=18%、Cr=4%、V<1.5%高碳工具鋼，許用切削速度≈5米/分合金工具鋼，許用切削速度≈8米/分高速鋼，又提高兩倍以上；硬質(zhì)合金，比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。車刀銑刀鉆頭常用金屬材料（3）特殊性能鋼在特殊條件下使用，要求具有特殊物理、化學性能的鋼稱為特殊性能鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼常用金屬材料1）不銹鋼不銹鋼系指在腐蝕性介質(zhì)中具有抗腐蝕性能的鋼。Cr是不銹鋼中最重要的合金元素，其含量一般在11.5-32.1%；Ni可顯著提高耐蝕性。2Cr13硝酸生產(chǎn)裝置大型化工儲罐(304)常用金屬材料2）耐熱鋼用來制造在高溫下工作的零件，如鍋爐、蒸汽渦輪、發(fā)動機、煉油設(shè)備等耐熱零件和裝置。發(fā)動機葉片航空發(fā)動機汽輪機葉片汽車閥門常用金屬材料3）耐磨鋼主要成分：碳，錳。主要性能：具有很高的耐磨性，而且借助于使用過程的加工硬化和相變，越磨越硬。用途：用于制造經(jīng)受嚴重磨損和強烈沖擊的零件，如坦克的履帶、粉碎機的顎板、鐵軌道岔及地質(zhì)鉆探的鉆頭等。挖掘機常用金屬材料3.鑄鐵鑄鐵是指含碳量大于2.11%的鐵碳合金。與鋼相比，雖然鑄鐵的力學性能較低，但它成本低廉并具有良好的鑄造性能、良好的減摩性能、良好的切削加工性能、消振性和缺口敏感性低。（1）白口鑄鐵成分：碳以滲碳體形式存在特性：耐磨性好，硬而脆，難于切削加工用途：車輪牌號：以KmTB后附以主要合金元素符號及含量，如KmTBMn5W3。常用金屬材料（2）灰口鑄鐵成分：碳以片狀石墨形式存在特性：軟而脆，鑄造性能好，減摩性及消振性好，強度差用途：支撐件牌號：以HT后附以數(shù)值表示，后面的數(shù)字表示鑄鐵的最低抗拉強度（MPa）。如HT200（3）球墨鑄鐵成分：碳以球狀石墨形式存在特性：具有較好的綜合力學性能；具有良好的鑄造性能和切削加工性能。用途：承受大載荷、耐磨損和受沖擊的重要零部件牌號：以QT后附以數(shù)值表示，后面的兩組數(shù)字表示鑄鐵的最低抗拉強度（MPa）和最低斷后伸長率。QT400—18常用金屬材料（5）合金鑄鐵成分：在鑄鐵中加入合金元素特性：耐磨；耐熱；耐腐蝕用途：內(nèi)燃機活塞環(huán)，水泵葉輪牌號：MQTMn6，RTCr，STSi17RE（4）可鍛鑄鐵成分：碳以團絮狀石墨形式存在特性：具有較好的綜合力學性能用途：形狀復雜、強度、韌度高的小截面工件牌號：以KTH（黑心可鍛鑄鐵），KTB（白心可鍛鑄鐵），，KTZ（珠光體可鍛鑄鐵），后附以數(shù)值表示，后面的數(shù)字表示鑄鐵的最低抗拉強度（MPa）和最低斷后伸長率。KTZ450—06常用金屬材料

1.5.2非鐵金屬材料有色金屬材料通常是指鋁、銅、鋅、鈦等金屬及其合金。與鋼鐵相比，它們具有許多特殊的物理、化學和力學性能，因而成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料。國產(chǎn)中型載貨汽車每輛約用有色金屬20kg-60kg，其構(gòu)成比為：銅60％-70％，鋁10％-20％，鋅15％-20％，錫和鉛5％-10％。1.鋁及其合金2.銅及其合金3.軸承合金4.粉末冶金及硬質(zhì)合金常用金屬材料1.鋁及其合金

純鋁鑄造鋁合金按用途分形變鋁合金鋁及合金在工業(yè)中的應(yīng)用量僅次于鋼鐵。其最大特點是質(zhì)量輕、比強度和比剛度高、導電導熱性好、耐腐蝕，因而廣泛用于飛機制造業(yè)，成為宇航、航空等工業(yè)的主要原材料。同時也廣泛用于建筑、運輸、電力等各個領(lǐng)域。

純鋁為白色金屬，面心立方晶格結(jié)構(gòu)。其特點:密度小，有優(yōu)良的電導性、熱導性、強度不高而塑性好。常用金屬材料形變鋁合金1.特點較高的強度，良好的塑性，適于塑性變形。2.分類類型GB3190-1982主要合金元素性能防銹鋁合金LFMn，Mg抗腐蝕硬鋁合金LYCu-Mg硬度高超硬鋁合金LCCu-Mg-Zn硬度很高鍛鋁合金LDMg-Si-Cu，Cu-Mg-Ni-Fe鍛造性能好飛機主起落架常用金屬材料鑄造鋁合金1.用途適合于鑄造成形。3.典型的代號ZL+主加元素類別+其他元素類別2.分類Al—Si系1，Al—Cu系2，Al—Mg系3，Al—Zn系4序號合金牌號合金代號1ZAlSi7MgZL1012ZAlCu5MnZL2013ZAlMg10ZL3014ZAlZn11Si7ZL401GB/T1173-1995汽缸頭常用金屬材料2.銅及其合金工業(yè)純銅黃銅按組成成分分青銅白銅工業(yè)純銅含銅99.5%~99.95%，又稱紫銅。其特點：有優(yōu)良的電導性、熱導性，較強的抗大氣腐蝕性能和一定的力學性能。常用金屬材料黃銅1.成分以鋅為主要合金元素2.特點含鋅小于39%時，塑性好，可進行各種冷、熱壓力加工。有良好的力學性能、耐腐蝕性和工藝性能。3.典型的代號（GB/T5231-2001）H68，H62。H+銅的百分含量特殊黃銅H+元素符號+含銅百分量+合金元素百分量HPb63—3HPb61—1a加鉛改善切削加工性和耐磨性b加錫提高耐腐蝕性c加鋁、鎳、錳、硅提高強度、硬度法蘭閥常用金屬材料青銅1.分類2.特點3.典型的代號QSn4—3ZCuSn10Pb1Q+元素符號+合金元素百分含量+其他元素含量百分數(shù)錫青銅鋁青銅鈹青銅鉛青銅良好的力學性能、鑄造性能、耐腐蝕性、減摩性常用金屬材料1.用途用于制造軸瓦及內(nèi)襯。3.軸承合金工件體軸軸瓦2.分類錫基軸承合金塑性、導熱性好，摩擦系數(shù)小ZSnSb11Cu6鉛基軸承合金性能不好ZPbSb16Sn16Cu2銅基軸承合金耐磨性和導熱性好，摩擦系數(shù)小ZCuPb30鋁基軸承合金耐磨、耐熱、耐腐蝕、疲勞強度高ZAlSn6Cu1Ni1常用金屬材料4.粉末冶金及硬質(zhì)合金1）粉末冶金：將金屬粉末與金屬或非金屬粉末混合，經(jīng)過成型、燒結(jié)等過程制成零件或材料的工藝方法稱為“粉末冶金”。以鐵基粉末冶金為例粉末制取粉末混合成型燒結(jié)后處理成品特點：少切削或無切削、材料利用率高、生產(chǎn)率高、低成本等優(yōu)點應(yīng)用：襯套和軸套，一些機械零件，硬質(zhì)合金、難熔金屬及其合金、金屬陶瓷、耐磨材料

常用金屬材料2）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是采用一種或多種難熔金屬的碳化物（WC、TiC等）和金屬粘結(jié)劑粉末相混合，壓制成形，再經(jīng)高溫下燒結(jié)而成的一種粉末冶金材料。特點：硬度高、熱硬性好、耐磨性高。應(yīng)用：高速切削刀具，也用來制造某些冷作模具、量具及不受沖擊、振動的高耐磨零件（1）鎢鈷類硬質(zhì)合金牌號：YG＋數(shù)字＋符號（2）鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金牌號：YT＋數(shù)字（3）鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（萬能硬質(zhì)合金）牌號：W＋順序號（4）碳化鈦鎳鉬硬質(zhì)合金代號：YN常用金屬材料小結(jié)常用金屬材料黑色金屬材料碳素鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼鑄造碳鋼合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼鑄鐵白口鑄鐵灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵合金鑄鐵有色金屬鋁及合金銅及合金軸承合金粉末冶金金常用金屬材料TheEnd1.6常用非金屬材料簡介1.6.1高分子材料（塑料、橡膠）1.6.2陶瓷材料1.6.3復合材料1.6.1高分子材料高分子材料是以高分子化合物為主組成的材料。有機高分子化合物無機高分子化合物按來源可分為天然高分子化合物人工合成高分子化合物人工合成有機高分子聚合物，簡稱高聚物。按受熱行為：熱塑性高聚物、熱固性高聚物按用途：塑料、橡膠、膠粘劑特點：相對分子質(zhì)量巨大、化學組成簡單、具有長鏈常用非金屬材料簡介1.塑料塑料是在一定溫度和壓力下可塑制成形的高分子合成材料的通稱。塑料一般以合成樹脂為基礎(chǔ)，再加入各種添加劑（填充劑、增塑劑、固化劑、防老化劑等）而制成。特點：密度小、比強度高、化學穩(wěn)定性好、優(yōu)異的電絕緣性、減摩、耐磨性好、消聲吸振性好、成形加工性好、耐熱性低常用塑料有：熱塑性塑料PE、PVC、PMMA、PA、POM熱固性塑料PF、EP、UF2.橡膠橡膠是以生膠為基礎(chǔ)加入適量的配合劑而組成的高分子材料。特點：具有高彈性、一定的耐蝕性、良好的耐磨性、隔聲性和絕緣性，并有足夠的強度，吸振能力強。根據(jù)原料來源不同，可分為天然橡膠和合成橡膠。根據(jù)應(yīng)用范圍，可分為通用橡膠和特種橡膠。常用非金屬材料簡介1.6.2陶瓷材料陶瓷是指以天然或人工合成的各種化合物為基本原料，經(jīng)原料處理、成形、干燥、高溫燒結(jié)而成的一種無機非金屬固體材料。特點：硬度高，抗拉強度較低，抗壓強度高，在室溫下塑性幾乎為零，韌性和疲勞性能較差；具有高的熔點和高溫強度，高的抗氧化能力，較好的絕緣性能。有的陶瓷具有各種特殊性能，如壓電陶瓷、磁性陶瓷、透明鐵電陶瓷等。常用非金屬材料簡介1.普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）以天然的硅酸鹽礦物為原料（如粘土、長石、石英等），經(jīng)成形、燒結(jié)而成的產(chǎn)品，因而又稱硅酸鹽陶瓷。如日用陶瓷、化工陶瓷、電器絕緣陶瓷等。特點：質(zhì)地堅硬，不氧化生銹，耐腐蝕，不導電，能耐一定的高溫，成本低，加工成形性好，但強度低，耐高溫性能比其他陶瓷低。2.特種陶瓷（新型陶瓷）采用純度較高的人工合成原料，并采用燒結(jié)工藝制成的具有獨特的力學、物理或化學性能的陶瓷。1）氧化鋁陶瓷耐高溫性能好，耐酸、堿和化學藥品的腐蝕，有優(yōu)良的電絕緣性，但脆性大。常用來制作高溫容器和內(nèi)燃機的火花塞、刀具、耐磨零件等。2）碳化硅陶瓷高溫強度大，高的熱傳導能力，良好的熱穩(wěn)定性、耐磨性、耐蝕性和抗蠕變性。常用來制作火箭尾噴管的噴嘴，澆注金屬用的喉嘴，燃氣輪機的葉片、軸承等。3）氮化硅陶瓷具有良好的化學穩(wěn)定性,硬度高，有良好的電絕緣性和耐磨性,摩擦系數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小，抗高溫蠕變性能和抗熱振能力比其他陶瓷強。常用來制作高溫軸承、燃氣輪機的轉(zhuǎn)子葉片、泵和閥的密封環(huán)。常用非金屬材料簡介1.6.3復合材料兩種或兩種以上不同性質(zhì)的原材料用某種工藝方法組成的多相材料

特點：克服或改善單一材料的弱點，充分發(fā)揮其優(yōu)點，并能得到單一材料不易具備的性能和功能。復合材料為多相體系，全部相可分為兩類：一類為基本相，起粘接劑作用；另一類為增強相，起提高強度（或韌性）的作用。常用非金屬材料簡介復合材料的種類很多，常見的分類方法有以下三種：按基體分類，分為非金屬基體（如高聚物、陶瓷等）和金屬基體兩類；按增強相的種類和形狀分類，分為顆粒復合材料、層疊復合材料和纖維增強復合材料；按性能分類，分為結(jié)構(gòu)復合材料和功能復合材料。常用非金屬材料簡介小結(jié)高分子材料有機高分子化合物高聚物塑料熱塑性高聚物橡膠熱固性高聚物膠粘劑無機高分子化合物陶瓷材料普通陶瓷特種陶瓷氧化鋁陶瓷碳化硅陶瓷氮化硅陶瓷復合材料按基體分類非金屬基體金屬基體增強相的種類和形狀顆粒復合材料層疊復合材料纖維增強復合材料性能分類結(jié)構(gòu)復合材料功能復合材料常用非金屬材料簡介1.7新型材料簡介1.7.1智能材料1.7.2非晶態(tài)金屬1.7.3光導纖維1.7.4超導材料1.7.5納米材料1.7.1智能材料智能材料為能感知外部刺激（傳感功能）、能判斷并適當處理（處理功能）且本身可執(zhí)行（執(zhí)行功能）的材料。智能材料包括壓電材料、電致伸縮、磁致伸縮、形狀記憶合金（SMA）和智能凝膠等材料。SMA在高溫時處理成一定形狀后急速冷卻，在低溫相狀態(tài)下經(jīng)塑性變形為另一種形式，然后加熱到高溫相成為穩(wěn)定狀態(tài)的溫度時，通過馬氏體逆相變使其恢復到低溫塑性變形前的形狀，這就是合金的形狀記憶效應(yīng)

應(yīng)用：宇航材料（登月飛船自展天線）、管道連接件（美國噴氣戰(zhàn)斗機的油壓管道連接）、醫(yī)用材料（人工股關(guān)節(jié)、顱骨成形板等）。新型材料簡介1.7.2非晶態(tài)金屬非晶態(tài)金屬又常稱為金屬玻璃，它是一種新型磁性材料。將液態(tài)金屬以100萬攝氏度每秒的冷卻速率快速冷卻，使金屬原子來不及結(jié)晶，處于雜亂無章的狀態(tài)就冷凝而制得。顯然，它與傳統(tǒng)材料不同的是不具有晶體結(jié)構(gòu)。

非晶態(tài)金屬具有優(yōu)異的軟磁性能、力學性能（σb可達4000Mpa）、耐蝕性（比晶態(tài)不銹鋼強100倍）、耐輻照（中子、γ射線等）、催化等特性。

應(yīng)用：制造低能耗的變壓器、磁性傳感器、記錄磁頭、人造衛(wèi)星上的太陽能電池等

新型材料簡介1.7.3光導纖維光導纖維是光通信的傳輸材料。它一般由纖芯、包層、涂敷層與護套構(gòu)成，是一種多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對稱柱體材料。纖芯和包層為光纖結(jié)構(gòu)的主體，對光波的傳播起著決定性作用。涂敷層與護套則主要用于隔離雜光，提高光纖強度，保護光纖。纖芯和包層的材料主體為二氧化硅，并根據(jù)性能要求摻