金属工艺学

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第5章　锻压 第3章　钢的热处理第2章　常用工程材料第6章　焊接第9章　钳工基础知识第7章　金属切削加工基础知识第4章　铸造第8章　现代制造技术金属工艺学第1章金属材料力学性能

1.3 1.2 1.1 强度和塑性硬度冲击韧性和疲劳强度第1章　金属材料力学性能返回

应力—应变曲线中OP段为一条斜直线，此时应力与应变成比例关系，P点所对应的应力为保持这种比例关系的最大应力，称为规定塑性延伸强度，用Rp表示。当金属材料的塑性变形不明显时，通常用Rp0.2表示金属上产生0.2%的残余变形时的应力。应力—应变曲线中OA段称为弹性变形阶段，此时，卸掉载荷试样将恢复到原来的长度，A点所对应的应力为金属材料承受最大弹性变形时的应力，称为弹性极限，用RA表示。在弹性变形范围内，应力与应变的比值称为弹性模量，用E表示。拉伸试样与应力—应变曲线 1—低碳钢应力—应变曲线； 2—拉伸试样； 3—拉断后试样第1章　金属材料力学性能

第1章　金属材料力学性能 1.1　强度和塑性返回 1.1.1　强度 1.屈服强度屈服强度　图1—1中的Z点所对应的应力称为上屈服强度ReH，B点所对应的应力称为下屈服强度ReL。屈服强度是指当金属材料呈现屈服现象时的屈服极限，反映了金属材料抵抗永久变形的能力，是零件设计和金属材料评价的重要指标之一。

第1章　金属材料力学性能 1.1　强度和塑性 2.抗拉强度抗拉强度　图1—1中的C点所对应的应力称为抗拉强度Rm，它是指试样被拉断前所承受的最大应力，反映了金属材料抵抗断裂破坏的能力，也是零件设计和金属材料评价的重要指标之一。屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比，其值一般为0.65～0.75。屈强比越小，金属材料的可靠性越高；屈强比越大，金属材料的强度利用率越高，但可靠性越低。

第1章　金属材料力学性能 金属材料因具有一定的塑性才能进行各种变形加工；零件在使用中偶然过载，将产生一定的塑性变形，而不致突然断裂，从而提高了零件使用的可靠性。 1.1　强度和塑性 1.1.2　塑性金属材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力。金属材料的塑性好坏可通过拉伸试验来测定，金属材料的塑性指标一般用断后伸长率和断面收缩率来评定，即式中，A为断后伸长率；Lu为试样断后标距（mm）；L0为试样原始标距（mm）；Z为断面收缩率；S0为试样原始横截面积（mm2）；Su为试样断后最小横截面积（mm2）。通常根据金属材料断裂时塑性变形的大小来确定其类型，将A≥5%的金属材料称为塑性材料，将A＜5%的金属材料称为脆性材料。

1.2.1　布氏硬度 布氏硬度　布氏硬度试验是在直径为D的硬质合金球上施加一定试验力F，使其压入金属材料表层，试验力保持规定的时间后卸载，得到一直径为d的压痕。试验力除以压痕面积的值称为布氏硬度，用HBW表示。布氏硬度的单位为MPa，但习惯上只写硬度数值而不标出单位。第1章　金属材料力学性能 1.2　硬度返回硬度是金属材料抵抗其他物体压入其表面的性能。金属材料硬度越高，其他物体压入其表面越困难。硬度是金属材料的重要力学性能指标之一。金属上常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

洛氏硬度试验原理图洛氏硬度值可直接从硬度计读取，压痕越浅，金属材料硬度越大。根据压头形状与载荷不同，洛氏硬度用HR表示，可分为HRA、HRB、HRC三种。常用洛氏硬度符号、试验条件和应用举例见表。 1.2.2　洛氏硬度洛氏硬度　用锥顶角120°的金刚石圆锥体或淬火钢球作为压头，在试验力F的作用下，将压头压入试样表面，经保持规定的时间后，卸除主试验力，根据残余压痕深度计算被测金属材料的硬度。第1章　金属材料力学性能

1.2.3　维氏硬度 维氏硬度　维氏硬度试验是用两面夹角为136°的金刚石四棱锥体作为压头，在一定试验力F作用下，经保持规定的时间后卸载，得到一个正四方锥形压痕。卸载后以压痕面积作为维氏硬度，用HV表示。第1章　金属材料力学性能由于测定维氏硬度所用的载荷小、压痕浅，因而其适用于测定零件表面薄硬化层、镀层及薄片金属材料的硬度。由于各种硬度试验的条件不同，因而它们相互之间没有转换公式。根据试验结果，可获得大致的转换，即1 HBW≈10 HRC，1 HBW≈1 HV。

冲击韧度　冲断试样时，在缺口处单位面积上所消耗的冲击吸收功，即 1.3.1　冲击韧性冲击韧性　金属材料在冲击载荷作用下表现出来的力学性能。金属上常用摆锤冲击试验机来测定冲击韧性。式中，ak为冲击韧度（J/cm2）；Ak为冲击吸收功（J）；S0为试样缺口处横截面积（cm2） 1—摆锤； 2—试样； 3—支座； 4—底座； 5—机身； 6—刻度盘； 7—指针第1章　金属材料力学性能 1.3　冲击韧性和疲劳强度返回

试样承受的交变应力S与断裂前应力循环次数Nf之间的关系曲线称为疲劳曲线。当S低于某一值时，曲线与横坐标平行，表示金属材料可经无限次循环而不断裂，这一应力称为疲劳强度，用Smax表示。第1章　金属材料力学性能 1.3　冲击韧性和疲劳强度 1.3.2　疲劳强度疲劳强度　实际工作中的构件常处在交变载荷的作用下，交变载荷是指载荷大小或方向随时间变化的载荷。尽管其所受应力低于屈服强度，但仍会发生损伤、断裂的现象，这种现象称为疲劳断裂。与静载荷作用下的断裂不同，疲劳断裂具有突发性，危险性极大。常用来评价金属材料疲劳断裂的指标称为疲劳强度。

2.2 2.3 2.1 2.4 钢铸铁非铁金属及其合金非金属材料第2章　常用工程材料返回

第2章　常用工程材料 返回工程材料按化学成分可分为金属材料和非金属材料。金属材料主要包括黑色金属材料和有色金属材料两大类。黑色金属指以铁为基的钢铁材料，其他的金属材料为有色金属。有色金属主要包括铝合金、铜合金、钛合金、镍合金等。金属材料综合性能好，用量最大、应用范围最广。非金属材料包括塑料、橡胶和陶瓷材料等，常用于电器、化工、航空航天等领域。

为了便于理解和描述晶体中原子排列的情况，用假想的线条将各原子中心连接起来，构成一个空间格子。这种抽象的、用于描述原子在晶体中排列规律的空间格架称为晶格。晶胞通常为六面体，是组成晶格的最小几何单元。　第2章　常用工程材料 2.1　钢返回 2.1.1　铁碳合金　　铁碳合金碳的质量分数wC=0.0218%~2.11%的铁碳合金称为钢，wC=2.11%~6.69%的铁碳合金称为铸铁。钢铁材料的性能与其内部组织结构有关。从宏观看，金属是由很多不同方向的微粒堆砌而成，构成这些金属的微粒，称为晶粒（小晶体）。晶粒与晶粒之间的交界称为晶界。从微观看，铁和碳的原子在固态下都按一定次序向各方向重复排列。　　

知识链接 体心立方晶格的晶胞为一个立方体，立方体的八个顶角各排列一个原子，立方体中心有一个原子，如图（a）所示。面心立方晶格的晶胞也为一个立方体，立方体的八个顶角和六个面的中心各排列一个原子，如图（b）所示。第2章　常用工程材料 2.1　钢纯铁在固态下会发生同素异构转变。液态铁结晶后是体心立方晶格，称为δ—Fe。在1394℃以下转变为面心立方晶格，称为γ—Fe ，γ—Fe的晶核容易在δ—Fe的晶界上形成。γ—Fe冷却到912℃又转变为体心立方晶格，称为α—Fe。

1）铁素体 碳溶于α—Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示，为体心立方晶格结构。α—Fe间隙很小，溶碳能力极差，在727 ℃时，溶碳量最大，为0.0218%，随着温度的降低，溶碳量逐渐减小，室温时溶碳量几乎为零。铁素体具有塑性好，强度、硬度低的特点。　　第2章　常用工程材料 2.1　钢 1.铁碳合金的基本组织　　铁碳合金中铁和碳的结合方式有碳溶入γ—Fe（或溶入α—Fe）形成固溶体、碳和铁化合形成化合物、固溶体与化合物混合形成机械混合物。铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体是铁碳合金的基本组织，是铁碳合金中的组成物。　　

2）奥氏体 碳溶于γ—Fe形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示，为面心立方晶格结构。γ—Fe间隙较大，溶碳能力较强，在1148 ℃时溶碳量最大，为2.11%，在727 ℃时溶碳量降为0.77%。奥氏体具有塑性好，强度、硬度略高于铁素体，无磁性的特点。　　第2章　常用工程材料 2.1　钢 3）渗碳体具有复杂的斜方晶格，用符号Fe3C表示，其碳的质量分数为6.69％，熔点高，硬而脆，几乎没有塑性。在钢中，渗碳体以不同形态和大小的晶体出现在组织中，对钢的力学性能影响很大。　　

4）珠光体 铁素体与渗碳体组成的机械混合物称为珠光体，用符号P表示，该图为珠光体显微组织。铁素体中碳的质量分数为0.77%，其强度、硬度及塑性适中。　　第2章　常用工程材料 2.1　钢 5）莱氏体铸铁在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称为莱氏体，用符号Ld表示，其碳的质量分数为4.3%。奥氏体仅能在727℃以上稳定存在，当冷却到727℃以下时，奥氏体转变为珠光体，则低温时莱氏体由珠光体和渗碳体组成，也称为低温莱氏体，用符号Ld’表示。莱氏体中由于存在大量的渗碳体，塑性极差，因而属于硬而脆的组织。　

第2章　常用工程材料 2.分析铁碳合金相图　　铁碳合金相图是表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。　　

第2章　常用工程材料 1）铁碳合金相图的特性点

第2章　常用工程材料 2）铁碳合金相图的特性线

第2章　常用工程材料 3）铁碳合金相图的特性区

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.1.2　钢中杂质及合金元素 1.杂质元素对钢性能的影响钢中存在的杂质元素主要包括锰、硅、硫、磷、氮、氧和氢等。这些杂质元素的存在对钢的性能会产生不同的影响。 1）锰元素和硅元素的影响 2）硫元素的影响 3）磷元素的影响 4）气体元素的影响（1）氮元素的影响。（2）氧元素的影响。（3）氢元素的影响。　由于硫、磷元素严重影响钢的性能，因而对钢中的硫、磷元素的含量要严格控制。

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.合金元素在钢中的作用所谓合金元素就是为了改善钢的力学性能，或者使其获得某种特殊的性能而加入的一些元素。常用的合金元素包括铬、钼、镍、钨、钒、钛、铌、锆、铝和硼等。 1）形成合金铁素体非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体，起到固溶强化作用，如铬、镍在适当范围，可提高钢的韧性。此外，合金元素还可提高铁素体高温强度以及耐蚀性、磁性等物理、化学性能。 2）形成碳化物中、强碳化物形成元素，如钨、钼、钒、钛等，除溶入铁素体和渗碳体外，还可形成碳化物。这些碳化物的稳定性、熔点、硬度更高。碳化物是钢中的重要组成相之一，其类型、数量、大小、形态及分布对钢的性能有重要影响。

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.1.3　工业用钢的分类 1.按化学成分分类按化学成分可将钢分为碳素钢（简称为碳钢）和合金钢。碳素钢根据其碳的质量分数可分为低碳钢（wC<0.25%）、中碳钢（0.25%≤wC≤0.6%）和高碳钢（wC>0.6%）。合金钢根据其含合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、铬镍钢和硼钢等。

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.按质量分类钢的质量是以磷、硫的含量来划分的，可分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量（质量分数）。　　

第2章　常用工程材料 2.1　钢 3.按冶炼方法分类钢根据冶炼所用炼钢炉不同，可将钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢；根据冶炼时的脱氧方法不同，可将钢分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。沸腾钢在冶炼时脱氧不充分，浇注时碳与氧反应发生沸腾，其塑性好、成本低，但组织不致密，主要用于汽车外壳、仪器仪表外壳等；镇静钢脱氧充分、组织致密，但成材率较低；半镇静钢的脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。 4.按用途分类按用途可将钢分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。结构钢包括工程用钢和机器用钢，工程用钢用于建筑、桥梁、船舶、车辆等方面，而机器用钢包括调质钢、弹簧钢和轴承钢等；工具钢包括模具钢、刃具钢和量具钢；特殊性能钢主要包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。　

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.1.4　碳钢碳钢碳钢是指碳的质量分数小于2.11%，并含有少量硅、锰、磷、硫等杂质的铁碳合金。工业上应用的碳钢中碳的质量分数一般不超过1.4%。因为碳的质量分数超过1.4%后，钢会表现出很大的硬脆性且加工困难，失去生产和使用价值。 1.碳钢的分类 1）按用途可分为结构钢、工具钢等。结构钢（wC＜0.70%）主要用于制造各种机械零件和工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等；工具钢（wC＞0.70%）主要用于制造各种刀具、模具、量具等。 2）按碳的质量分数可分为低碳钢（wC＜0.25%）、中碳钢（0.25%≤wC≤0.6%）和高碳钢（wC＞0.6%），碳的质量分数越高，硬度、强度越大，塑性越低。 3）按碳钢的质量分碳钢的质量是以硫、磷的质量分数来划分的，可分为普通碳钢（wS≤0.045％，wP≤0.045％)、优质碳钢（wS≤0.035％，wP≤0.035％)、高级优质碳钢（wS≤0.030％，wP≤0.030％)。　

2.常用碳钢的牌号、性能和用途 1）结构钢第2章　常用工程材料

第2章　常用工程材料 2.常用碳钢的牌号、性能和用途 1）结构钢碳素结构钢一般在供应状态下使用，必需时可进行锻造、焊接等热加工，也可通过热处理调整其力学性能。较典型的牌号是Q235。

第2章　常用工程材料 2.常用碳钢的牌号、性能和用途 2）工具钢碳素工具钢一般用于制造刀具、模具和量具。碳素工具钢为高碳钢（0.65%≤wC≤1.35%），随着碳的质量分数的提高，碳素工具钢中碳化物增加，耐磨性提高，但韧度下降。

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.1.5　合金钢合金钢是在碳钢的基础上有目的地加入一种或几种合金元素所形成的铁基合金。通常加入合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌、锆等。由于合金元素的加入，合金钢的性能比碳钢好，提高了淬透性和综合力学性能。但应注意使用合金钢时应进行热处理，以便充分发挥合金元素的作用。 1.低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢有较高的强度，可以大幅度减轻结构重量，节约钢材，在工程结构中推广使用。

第2章　常用工程材料

第2章　常用工程材料 2.1　钢 2.合金弹簧钢弹簧是利用弹性变形储存能量或缓和冲击的零件。因此，要求弹簧钢必须具有高的弹性极限和屈强比、高的疲劳强度、足够的塑性和韧度。合金弹簧钢中碳的质量分数为0.45%～0.70%，若其含碳量低，则强度不够；若其含碳量高，则塑性、韧度下降。其主加元素为锰、硅，作用是提高淬透性，强化铁素体；辅加元素为铬、钒、钨等，主要作用是细化晶粒。

第2章　常用工程材料 2.1　钢 3.滚动轴承钢滚动轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体和内外圈，通常在淬火状态下使用。滚动轴承在工作中需承受很高的交变载荷，滚动体与内外圈之间的接触应力高达3000～3500 MPa，且承受周期性交变载荷引起的接触疲劳，频率达每分钟数万次，同时还承受摩擦，因此，要求轴承钢须具有高而且均匀的硬度和耐磨性、高的接触疲劳强度和弹性极限、足够的韧度、淬透性和耐蚀性。

第2章　常用工程材料 2.1　钢 4.合金工具钢合金工具钢用于制造刃具、模具和量具，也可用于制造柴油机燃料泵的活塞、阀门、阀座以及燃料阀喷嘴等。与碳素工具钢比，它具有淬透性好、耐磨性好、热硬性高和热处理变形小等优点。其按用途大致可分为刃具钢、模具钢和量具钢三类。

第2章　常用工程材料 1) 刃具钢刃具钢是用来制造各种切削刀具的钢种。刃具包括车刀、铣刀、钻头、丝锥等，刃具硬度必须大于被切削材料的硬度，一般要求其硬度大于60 HRC。刃具钢经过适当热处理后应具有高的硬度和耐磨性、高的热硬性、足够的塑性和韧性。此外，刃具钢还要求具有良好的淬透性，使刃具经过淬火、回火处理后，整体具有均匀一致的力学性能，以延长其使用寿命。 2）模具钢模具是使金属材料或非金属材料成形的工具，其工作条件及性能要求与被成形材料的性能、温度及状态等有密切的关系。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因而对于模具钢，按其制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧度，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。 3）量具钢量具钢用于制造各种测量工具，如千分尺、游标卡尺、量块、样板等。量具在使用过程中与被测零件接触，经常受到碰撞和磨损。因此，要求量具钢必须具备高硬度（不小于56 HRC）、高耐磨性、高的尺寸稳定性及足够的强度和韧性，同时还要求热处理变形小等。量具钢属于高碳钢（0.9%≤wC≤1.5%），且加入了提高淬透性的元素铬、钨、锰等。

第2章　常用工程材料 知识链接特殊性能钢是指具有特殊物理性能、化学性能的钢，主要包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢三种类型。 1）不锈钢以不锈、耐蚀性为主要特性，铬的质量分数至少为10.5%，碳的质量分数最大不超过1.2%的钢称为不锈钢。常用不锈钢有奥氏体型不锈钢、奥氏体—铁素体（双相）型不锈钢、铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。 2）耐热钢在高温下具有良好的化学稳定性或较高强度的钢称为耐热钢。在航空航天、发动机、热能工程、化工及军事工业部门，有许多机器零件是在高温下工作的，常常使用具有高耐热性的耐热钢。 3）耐磨钢耐磨钢主要指在冲击载荷下发生冲击硬化的铸造高锰钢。高锰钢广泛用于制造耐磨、耐冲击的零件，如拖拉机履带板、球磨机衬板、破碎机牙板、挖掘机铲齿和铁路辙岔等。

第2章　常用工程材料 2.2　铸铁返回铸铁是碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金。工业用铸铁中碳的质量分数一般为2％～4％。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有质量分数为1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。根据石墨的形态，铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。

第2章　常用工程材料 2.2　铸铁 2.2.1　灰铸铁　　灰铸铁的牌号用“HT”加一组数字表示，数字表示抗拉强度值。常用的灰铸铁牌号为HT150和HT200。灰铸铁中碳的质量分数为2.7％～4.0％，碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称为灰铁。灰铸铁熔点低（1145～1250 ℃），凝固量小，抗压强度和硬度接近碳钢，减振性好，常用于制造机床床身、气缸、箱体等结构件。

第2章　常用工程材料 知识链接灰铸铁常用的热处理工艺有以下几种。 1）消除内应力退火消除内应力退火又称为人工时效。采用该热处理方法主要为了消除铸件在铸造过程中产生的内应力，防止铸件变形或开裂。该热处理方法常用于形状复杂的铸件，如机床机身、柴油机气缸等。其热处理工艺为加热—保温—炉冷—空冷。 2）消除白口组织退火铸件的表层和薄壁处由于铸造时冷却速度快，易产生白口组织，使灰铸铁硬度提高、加工困难，需进行退火以降低硬度。其热处理工艺也为加热—保温—炉冷—空冷。 3）表面淬火对于一些表面要求高硬度和高耐磨性的铸件，如机床导轨、缸体内壁等，可进行表面淬火处理。

第2章　常用工程材料 2.2　铸铁 2.2.2　球墨铸铁球墨铸铁的牌号用“QT”加两组数字表示，两组数字分别表示抗拉强度值和断后伸长率。将灰铸铁铁液经过球化处理后获得球墨铸铁，析出的石墨呈球状，简称为球铁。与灰铸铁相比，球墨铸铁中碳的质量分数较高，一般为过共晶成分，有利于石墨球化，且具有较高的强度、较好的塑性和冲击韧度，用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

第2章　常用工程材料 知识链接球墨铸铁常用的热处理工艺有以下几种。 1）退火退火的目的是为了获得铁素体。浇铸后铸件组织中常会出现不同数量的珠光体和渗碳体，使切削加工变得较难进行。为了改善其切削加工性，同时消除铸造应力，需进行退火处理。 2）等温淬火等温淬火是获得高强度和超高强度球墨铸铁的重要热处理方法，等温淬火可以有效地防止变形和开裂。 3）正火正火可分为高温正火和低温正火。高温正火所采用的温度一般为880～920 ℃，保温1～3 h，然后空冷；低温正火所采用的温度一般为840～860 ℃，保温1～4 h，然后空冷。正火的目的是为了得到珠光体，细化组织，提高强度和耐磨性。 4）调质处理调质处理的目的是为了获得球状石墨组织，从而获得良好的综合力学性能。

第2章　常用工程材料 2.2　铸铁 2.2.3　蠕墨铸铁　　蠕墨铸铁的牌号用“RuT”加一组数字表示，数字表示抗拉强度值。将灰铸铁铁液经蠕化处理后获得蠕墨铸铁，析出的石墨呈蠕虫状。其力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间，常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件，如钢锭模、柴油机气缸、气缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。 2.2.4可锻铸铁可锻铸铁的牌号用“KT”加两组数字表示，两组数字分别表示抗拉强度值和断后伸长率。白口铸铁经过退火处理后获得可锻铸铁，石墨呈团絮状分布。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和冲击韧度，常用于制造形状复杂且能承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。

第2章　常用工程材料 2.3　非铁金属及其合金返回金属通常分为黑色金属和有色金属。工程中将钢铁材料称为黑色金属，而把除钢铁材料以外的其他金属材料称为有色金属。有色金属与黑色金属的特性不同，如铝、镁、钛及其合金的密度小，铜、铝及其合金的导电性好，钨、钼及其合金的耐高温性好等。因此，在机械制造、电器制造、航空航天及国防等工业部门，除大量使用黑色金属外，有色金属也得到广泛的应用。

第2章　常用工程材料 2.3　非铁金属及其合金 2.3.1　铝及铝合金 1.纯铝纯铝具有银白色金属光泽，密度为2.7 g/cm3，熔点为660.4 ℃，具有面心立方晶格结构，无同素异构转变，具有良好导电性（电导率仅次于银、铜、金）和导热性，具有良好的耐大气腐蚀能力，但不耐酸、碱、盐的腐蚀。纯铝的强度较低（仅为80～100 MPa），但塑性极高，易进行冷热变形及切削加工。其比强度比一般的高强度钢高得多。工业纯铝分变形纯铝和铸造纯铝两种。变形纯铝纯度不低于99.00%，其牌号采用四位字符体系，即1XXX表示。该牌号最后两位数字表示最低铝百分含量，第二位的字母表示原始纯铝的改型情况（字母A表示原始纯铝，其他字母表示原始纯铝的改型），如1A30表示铝质量分数不低于99.30%的原始纯铝。铸造纯铝的牌号由Z和Al及表明铝纯度百分含量的数字组成，如ZAl99.5表示铝质量分数不低于99.5％的铸造纯铝。

2.3.1　铝及铝合金 1.铝合金 1）铝合金的分类铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。根据相图，以D点成分为界可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。D点以左的合金为变形铝合金，其特点是加热到固溶线DF以上时为单相α固溶体组织，具有塑性好的特点，适用于压力加工；D点以右的合金为铸造铝合金，其组织中存在共晶体，适用于铸造。在变形铝合金中，成分在F点以左的合金，其固溶体成分不随温度变化，不能通过热处理强化，为不可热处理强化的铝合金；成分在F、D两点之间的合金，其固溶体成分随温度变化，可通过热处理强化，为可热处理强化的铝合金。第2章　常用工程材料 2.3　非铁金属及其合金

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