基本介紹
- 中文名：黑色金屬材料
- 外文名：ferrous material
- 種類舉例：鋼、鑄鐵
- 別稱：鋼鐵材料
基本介紹,種類舉例,鋼,鑄鐵,區域分布,
基本介紹
黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90%以上的工業純鐵，含碳2%～4%的鑄鐵，含碳小於2%的碳鋼，以及各種用途的結構鋼、不鏽鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。鑄鐵和鋼都是鐵和碳的合金，其區別是含碳量和內部組織結構不同。鑄鐵是含碳量大於2%的鐵碳合金，鋼是含碳量小於2%的鐵碳合金。它們是工業上最廣泛套用的金屬材料，在國民經濟中占有極重要的地位。
工業用鋼按化學成分可分為碳素鋼(簡稱碳鋼，carbon steel)和合金鋼(alloy steel)兩大類。碳鋼是含碳量小於2.11%的鐵碳合金。鋼中除鐵、碳之外，還含有少量的錳、矽、硫、磷等雜質。由於碳鋼價格低廉、便於獲得、容易加工、具有較好的力學性能，因此得到r極廣泛的套用。但是，隨著現代工業和科學技術的發展，對鋼的力學性能和物理、化學性能提出了更高的要求，從而就發展了合金鋼。所謂合金鋼，是為了得到或改善某些性能，在碳鋼的基礎上添加適量的一種或多種合金元素而得到的多元的以鐵為基的合金。
鑄鐵是含碳量大於2.11%的鐵碳合金。除碳以外，鑄鐵還含有較多的Si、Mn和其他一些雜質元素。為了提高鑄鐵的機械性能，還可加入一定量的合金元素，形成合金鑄鐵。同鋼相比，鑄鐵熔煉簡便、成本低廉，雖然強度、塑性和韌性較低，但是具有優良的鑄造性能、很高的減摩和耐磨性、良好的消震性和切削加工性以及缺口敏感性低等一系列優點。鑄鐵廣泛套用於機械製造、冶金、石油化工、交通、建築和國防等工業部門。鑄鐵和鋼有相同的基體。鑄鐵中的金屬基體主要有鐵素體、珠光體及鐵素體加珠光體三類。由於鐵液化學成分、冷卻速度以及鐵液處理方法不同，因此鑄鐵中的碳除少量固溶於鐵素體外，其餘的既呵以形成石墨，也可以形成滲碳體。
種類舉例
鋼
鋼分為兩類：碳素鋼和合金鋼。
(1)碳素鋼。含碳量小於2.11%並含有少量雜質的鐵碳合金統稱為碳素鋼。碳素鋼由於價格低廉、工藝性良好，因此在汽車製造工業中獲得了廣泛的套用。
在汽車製造工業中常用的碳素鋼主要有碳素結構鋼、優質碳素結構鋼和鑄鋼。
(2)合金鋼。為了改善鋼的性能，煉鋼時有目的地加入一些合金元素所形成的鋼稱為合金鋼。常添加的合金元素有鈦、鈮、鎢、鉬、鉻、錳、鋁、鑽、矽、硼、氮及稀土元素等。
合金鋼種類很多，在汽車工業中常用的是合金結構鋼和滾動軸承鋼。滾動軸承鋼是用來製造滾動軸承滾動體、內外套圈的專用鋼。合金結構鋼根據成分和用途不同可分為低合金高強度結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質鋼和合金彈簧鋼。
鑄鐵
含碳量大於2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵，其強度、塑性和韌性都較差，但具有良好的鑄造性、切削加工性和減磨性等，而且生產設備和工藝簡單，價格便宜，因此在汽車工業中得到了廣泛的套用。
根據鑄鐵中石墨結晶形態的不同，可以將鑄鐵分為3類：灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵。
(1)灰口鑄鐵。鑄鐵組織中石墨呈片狀結晶，機械性能不高，但生產工藝簡單，切削加工性能好，價格低廉，具有良好的減磨性，因此使用較為廣泛。
(2)可鍛鑄鐵。鑄鐵組織中石墨形態呈團絮狀，其機械性能高於普通灰口鑄鐵，但生產工藝較為複雜，成本較高，一般用來製造重要的小型鑄件。
區域分布
湖南、內蒙古 山東、河北省、遼寧省、山西、四川鐵礦、陝西省、青海省鉻礦。
