金属学(高职高专)艾星辉

本书是按照2008年有关力学性能和钢铁材料的国家新标准以及冶金行业高等职业教育、冶金工程教学计划中的《金属学》教学大纲编写的，结合了钢铁生产企业的钢种及其检验手段。书中阐述了金属的性能及有关测试方法；着重讨论了金属及其合金结晶的一般规律和相图；简要说明了金属塑性变形理论；分析了钢的热处理及合金元素在钢中的作用；比较详细地介绍了钢与铸铁的分类、牌号、性能与用途。附录中收录了钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备、国内外常用钢钢号对照表、产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号、钢板的命名方法等资料。  

本书内容包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理及钢铁材料等部分。书中阐述了金属的力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能及有关测试方法；着重讨论了金属及其合金结晶的一般规律和相图；简要说明了金属塑性变形理论；分析了钢的热处理及合金元素在钢中的作用；比较详细地介绍了钢与铸铁的分类、牌号、性能与用途。本书适合作为高校冶金工程、轧钢、铸造、焊接等专业的教学用书，也适用于与钢铁专业有关的各技术工种的岗位培训，对科技人员有一定的参考价值。

1　金属的性能
金属在现代化建设等各方面起着非常重要的作用。它之所以获得广泛的应用，是由于它有很多优良的性能。金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是金属材料在使用过程中表现出的性能，包括物理性能、化学性能、力学性能。工艺性能是金属材料在加工过程中表现出来的性能，也就是其加工制造的难易程度，包括铸造性能、锻造性能、焊接性能及切削加工性能。使用性能及工艺性能都是从不同的角度来考察金属材料的性能，有时使用性能好但其工艺性能不一定好，反之亦然。任何两种金属材料的性能总会有差异。优良的使用性能可满足生产和生活上的需要；优良的工艺性能可使金属材料易于适合进行各种加工，从而得到各种不同尺寸、不同形状的零件和工具。
　　1.1　金属的力学性能
金属材料，尤其是钢铁材料是现代工业中的重要材料。由于绝大多数机械设备及工具的设计、制造在选用金属材料时，大多以力学性能为主要依据，因此必须熟悉和掌握金属材料的力学性能以及它所包括的内容。
所谓力学性能是指金属在受到不同性质载荷（外力）作用时表现出来的抵抗能力。例如起重机起吊重物时，钢丝绳在工作中不允许断裂，因此钢丝绳必须具有足够的抗拉强度。刀具在车削零件时，必须要有足够的硬度。捆扎货物的钢丝必须要有足够的塑性变形能力，才能把货物绑紧。汽车上的变速齿轮在启动和刹车时要承受很大的冲击力的作用，必须要有足够的韧性。综合以上内容，我们可以总结出：力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。考察力学性能中所承受的载荷是指在使用过程中施加上的。根据载荷作用性质的不同，它可以分为静载荷、冲击载荷及交变载荷3种：
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