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钢中要紧化学元素为铁，其它还含有小量的碳、硅、锰、硫、磷、氧和氮等，这些小量元素对钢的性质影响很大。钢中碳的含量对钢的性质有决计性影响，含碳量低的钢材强度较低，但塑性大，延长率和攻击韧性高，品质较软，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高的钢材强度高（当含碳量超越1.00%时，钢材强度开端降落）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。硫、磷为钢材中无益元素，含量较多就会严峻影响钢材的塑性和韧性，磷使钢材显著产生冷脆性，硫则使钢材产生热脆性。硅、锰等为有利元素，它们能使钢材强度、硬度升高，而塑性、韧性不显著下降。

钢材的力学功用（如抗拉强度、降服强度、伸长率、攻击韧度和硬度等）取决于钢材的成份和金相机关。钢材的成份一守时，其金相机关要紧取决于钢材的热解决，如退火、正火、淬火加回火等，此中淬火加回火的影响最大。

（1）普遍碳素组织钢。依照国度准则《碳素组织钢》GB/T-，以碳素组织钢降服强度下限分为四个级别：Q、Q、Q和Q。普遍碳素组织钢的碳、磷、硫及其它残存元素的含量管制较宽，某些功用如低温韧性和时效敏锐性较差。

普遍碳素组织钢临盆工艺简捷，有优秀工艺功用（如焊接功用、压力加工功用等）、须要的韧性、优秀的塑性以及价廉和易于洪量供给，时常在热轧后利用。Q钢强度不高，塑性、韧性、加工功用与焊接功用较好，要紧用于轧制薄板和盘条等；Q钢要紧用于制做管坯、螺栓等；Q钢强度适中，有优秀的承载性，又具备较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，是钢组织罕用的商标；Q钢洪量制做成钢筋、型钢和钢板用于建造屋宇和桥梁等；Q钢强度和硬度较高，耐磨性较好，但塑性、攻击韧性和可焊性差，要紧用于创造轴类、耕具、耐磨零件和垫板等。

（2）优良碳素组织钢。优良碳素组织钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这类钢中所含的硫、磷及非金属搀合物比碳素组织钢少。与普遍碳素组织钢比拟，优良碳素组织钢塑性和韧性较高，并可经过热解决加强，多用于较严重的零件，是遍及运用的机器创造用钢。

（1）普遍低合金钢。普遍低合金钢比碳素组织钢具备较高的韧性，同时有优秀的焊接功用、冷热压加工功用和耐蚀性，部份钢种还具备较低的脆性动弹温度。

（2）优良低合金钢。优良低合金钢遍及用于创造各类请求韧性高的严重机器零件和构件。当零件的形态繁杂，截面尺寸较大，请求韧性高时，采纳优良低合金钢能够使繁杂形态零件的淬火变形和开裂偏向降到最小。

①铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主加元素，时常含铬的品质分数≥13.00%。某些钢种还增加有铝和钛等。高铬钢（17.0%～30.0%Cr）有优秀的抗高温氧化才力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有优秀的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥产业中遍及利用，其它0Cr13不锈钢在弱腐化介质中，如淡水中，也有优秀的耐蚀性。高铬铁素体不锈钢的缺陷是钢的缺口敏锐性和脆性动弹温度较高，钢在加热后对晶间腐化也较为敏锐。

②马氏体型不锈钢。此钢具备较高的强度、硬度和耐磨性。通罕用于弱腐化性介质处境中，如海水、淡水和水蒸气中；以及利用温度≤℃的处境中，时常也可做为受力较大的零件和对象的制做材料。但由于此钢焊接功用不好，故正常不必做焊接件。

③奥氏体型不锈钢。钢中要紧合金元素为铬、镍、钛、铌、钼、氮和锰等。此钢具备较高的韧性、优秀的耐蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及优秀的压力加工和焊接功用。然则这类钢的降服强度低，且不能采纳热解决办法加强，而只可停止冷变形加强。

④铁素体-奥氏体型不锈钢。这类钢其降服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍，可焊性优秀，韧性较高，应力腐化、晶间腐化及焊接时的热裂偏向均小于奥氏体型不锈钢。

⑤沉没强硬型不锈钢。这类钢的凸起长处是经沉没强硬热解决今后具备高的强度，耐蚀性优于铁素体型不锈钢。它要紧用于创造高强度和耐蚀的容器、结媾和零件，也可用做高温零件。

铸铁与钢比拟，其成份特色是碳、硅含量高，杂质含量也较高。但杂质在钢和铸铁中的效用完全不同，如磷在耐磨铸铁中是升高其耐磨性的要紧合金元素，锰和硅都是铸铁中的严重元素，惟一无益的元素是硫。铸铁的机关特色是含有石墨，机关的其它部份相当于碳含量＜0.80%钢的机关。铸铁的韧性和塑性要紧决计于石墨的数目、形态、巨细和散布，此中石墨形态的影响最大。铸铁的其它功用也与石墨亲近联系。基体机关是影响铸铁硬度、抗压强度和耐磨性的要紧要素。

铸铁的分类。按碳存在的表面分类，铸铁可分为灰口铸铁、白口铸铁和麻口铸铁三大类。

①灰口铸铁中的碳除微量溶入铁素体外，全体或大部以石墨表面存在，因断口呈灰色，故名灰口铸铁。依照石墨的形态特点，灰口铸铁可分为普遍灰铸铁（石墨呈片状）、蠕墨铸铁（石墨呈蠕虫状）、可锻铸铁（石墨呈团絮状）和球墨铸铁（石墨呈球状）四大类。

②白口铸铁中的碳完全以渗碳体的表面存在，断口呈亮白色。白口铸铁很难切削加工，要紧做炼钢材料利用。但由于它的硬度和耐磨性高，也能够铸成表面为白口机关的铸件，如轧辊、球磨机的磨球等。

③麻口铸铁中的碳以石墨和渗碳体的搀杂表面存在，断口呈灰白色。这类铸铁有较大的脆性，产业上很少利用。

1）灰铸铁。在各式铸铁的总产量中，灰铸铁占80%以上。影响灰铸铁机关和功用的要素主若是化学成份和冷却速率。灰铸铁中的碳、硅含量正常管制在碳2.5%～4.0%，硅1.0%～3.0%。

2）球墨铸铁。球墨铸铁的抗拉强度远远超越灰铸铁，而与钢相当。因而关于承袭静载的零件，利用球墨铸铁比铸钢还省俭材料，并且分量更轻，并具备较好的耐疲倦强度。实践讲明，球墨铸铁的挽回疲倦强度以至超越45钢。在理论工程中罕用球墨铸铁来替代钢创造某些严重零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等，也可用于高层建造室外投入室内给水的总管或室内总干管。

3）蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的强度热诚于球墨铸铁，并具备确定的韧性和较高的耐磨性；同时又有灰铸铁优秀的锻造功用和导热性。蠕墨铸铁是在确定成份的铁水中参与适当的蠕化剂经解决而炼成的，其办法和程序与球墨铸铁基真类似。

4）可锻铸铁。可锻铸铁具备较高的强度、塑性和攻击韧性，能够部份替代碳钢。这类铸铁有恶意可锻铸铁、白心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁三种范例。可锻铸铁罕用来创造形态繁杂、承袭攻击和震荡荷载的零件，如管讨论和低压阀门等。与球墨铸铁比拟，可锻铸铁具备成本低，品质平静，解决工艺简捷等长处。

（1）铝及铝合金。铝及铝合金在采纳各类加强方式后能够抵达与普遍低合金钢相近的强度，并且其比强度要比普遍钢高很多。

（2）铜及铜合金。纯铜呈紫赤色，常称紫铜，要紧用于制做电导体及配制合金。纯铜的强度低，不宜用做组织材料。

（3）镍及镍合金。镍及镍合金是用于化学、火油、有色金属锻炼、高温、高压、高浓度或混有不纯物等各类刻薄腐化处境的较量梦想的金属材料。

由于镍的准则电势大于铁，可取得耐蚀性卓越的镍基耐蚀合金。镍力学功用优秀，尤为塑性、韧性优良，能适应多种腐化处境。遍及运用于化工、制碱、冶金、火油等行业中的压力容器、换热器、塔器、挥发器、搅拌器、反响器和储运器等。

（4）钛及钛合金。钛在高温下化学活性极高，特别简捷与氧、氮和碳等元素产生平静的化合物，以是在大气中办事的钛及钛合金只在℃如下利用；钛具备优秀的低温功用，可做低温材料；常温下钛具备极好的抗蚀功用，在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中特别平静。但在职何浓度的氢氟酸中均能速即熔解。

（5）铅及铅合金。在铅中参与锑、铜、锡和砷等元素可升高铅的再结晶温度、细化晶粒、升高硬度和强度等，并维持合金的优秀耐蚀性。铅在大气、淡水、海水中很平静，铅对硫酸、磷酸、亚硫酸、铬酸和氢氟酸等则有优秀的耐蚀性。（铅与硫酸做历时，在其表面产生一层不熔解的硫酸铅，它可掩护内部铅不再被赓续腐化。）铅不耐硝酸的腐化，在盐酸中也不平静。

（6）镁及镁合金。镁及镁合金的要紧个性是密度小、化学活性强、强度低。（但纯镁正常不能用于组织材料。）即使镁合金相对密度小，且强度不高，但它的比强度和比刚度却能够与合金组织钢相媲美，镁合金能承袭较大的攻击、震荡荷载，并有优秀的机器加工功用和抛光功用。其缺陷是耐蚀性较差、缺口敏锐性大及熔铸工艺繁杂。

1）酸性耐火材料。硅砖和黏土砖为代表。硅砖抗酸性炉渣腐蚀才力强，但易受碱性渣的腐蚀，它的软化温度很高，热诚其耐火度，反复煅烧后体积不萎缩，以至略有膨胀，然则抗热震性差。硅砖要紧用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设置；黏土砖中含30%～46%氧化铝，它以耐火黏土为要紧材料（耐火度1～℃），抗热震性好，属于弱酸性耐火材料。

2）中性耐火材料。以高铝质成品为代表，其主晶相是莫来石和刚玉。铬砖主晶相是铬铁矿，它对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性差，高温荷重变形温度较低。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗热震性好，要紧用做碱性平炉顶砖。

碳质成品是另一类中性耐火材料，凭借含碳材料的成份不同，分为碳砖、石墨成品和碳化硅质成品三类。碳质成品的热膨胀系数很低，导热性高，耐热震功用好，高温强度高。在高温下永远利用也不软化，不受任何酸碱的腐蚀，有优秀的抗盐功用，也不受金属和熔渣的潮湿，质轻，是优良的耐高温材料。缺陷是在高温下易氧化，不宜在氧化氛围中利用。

3）碱性耐火材料。以镁质成品为代表，它含氧化镁80%～85%以上，以方镁石为主晶相。临盆镁砖的要紧材料有菱镁矿等，对碱性渣和铁渣有很好的抵挡性。纯氧化镁的熔点高达℃。因而，镁砖的耐火度较黏土砖和硅砖都高。在炼钢工程中，吹氧转炉和碱性平炉炉顶碱性耐火材料得以遍及运用。其它，碱性耐火材料还要紧用于有色金属锻炼，以及一些高温热工设置。

耐热保温材料又称为耐火隔热材料。它是各类产业用炉的严重筑炉材料。罕用的隔热材料有硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们的成品如板、管、砖等。

1）硅藻土耐火隔热保温材料。暂时运用至多、最广。硅藻土耐火保温砖、板、管，具备气孔率高，耐高温及保温功用好，密度小等特色。采纳这类材料，能够节减热损失，下降燃料损耗，减薄炉墙厚度，下降工程造价，收缩窑炉周转功夫，升高临盆效率。

硅藻土砖、板遍及用于电力、冶金、机器、化工、火油、金属锻炼电炉和硅酸盐等产业的各类热体表面及各类高温窑炉、汽锅、炉墙中层的保温绝热部位。硅藻土管遍及用于各类气体、液体高温管道及其它高温设置的保温绝热部位。

2）硅酸铝耐火纤维。硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。它坊镳棉花，呈白色纤维状，具备密度小、耐高温、热平静性好、热导率低、比热容小、抗机器震荡好、体胀系数小和优良的隔热功用。因而，硅酸铝耐火纤维及其成品（毡、板、砖、管等）遍及用于冶金、机器、建造、化工和陶瓷产业中的热力设置，如汽锅、加热炉和导管等的耐火隔热材料。

3）微孔硅酸钙保温材料。微孔硅酸钙保温材料成品是用硅藻土、石灰、石棉和水玻璃等搀杂材料抑制而成。其表观密度小、强度高、传热系数低，且不焚烧、不腐化、无毒和枯燥，可用于高温设置、热力管道的保温隔热工程。

4）矿渣棉成品。矿渣棉成品可用做保温、隔热和吸音材料。

绝热材料正常是轻质、松散、多孔的纤维状材料。它既囊括保温材料，也囊括保冷材料。

1）按其成份不同，可分为有机材料和无机材料两大类。

热力设置及管道保温用的材料多为无机绝热材料，此类材料具备不陈腐、不焚烧、耐高温等特色。如石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫混凝土和硅酸钙等。

低温保冷工程多用有机绝热材料，此类材料具备表观密度小、导热系数低、材料起源广、不耐高温、吸湿时易陈腐等特色，如软木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛毡和羊毛毡等。

2）依照绝热材料利用温度，可分为高温、中温顺低温绝热材料。

高温用绝热材料，利用温度可在℃以上。这类纤维质材料有硅酸铝纤维和硅纤维等；多孔质材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等成品。

中温用绝热材料，利用温度在～℃之间。中温用纤维质材料有石棉、矿渣棉和玻璃纤维等；多孔质材料有硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。

低温用绝热材料，利用温度在℃如下的保温或保冷工程中。保冷材料为聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、软木等。

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