純金屬

由單一金屬元素組成的物質稱為純金屬。目前已知的純金屬有80多種，如純金、純銀、純鐵···等

純金屬在工業結構件中應用極少

合金

由一種金屬元素為主體與另外一種或幾種金屬元素（或非金屬元素）組成的物質稱為合金。合金種類甚多，是工程構件的主要材料，如鋼等。合金的綜合性能優于純金屬

合金是工程結構件的主要原材料，應用廣泛

黑色金屬

生鐵、鐵合金、鑄鐵和鋼。黑色金屬是工業生產的主導性材料

有色金屬

除黑色金屬以外的金屬及其合金統稱為有色金屬，如銅、鋁、鋅、鉛、錫、鎂、鈦等及其合金

抗拉強度σb

金屬材料抵抗拉伸破壞作用時的大能力，其值按國家標準提供

MPa(N/m㎡)

抗壓強度σbc

金屬材料抵抗壓縮破壞作用時的大能力

抗彎強度σbb

金屬材料抵抗彎曲變形破壞作用時的大能力

抗剪強度τb

金屬材料抵抗剪切變形破壞作用時的大能力

σe

金屬材料受到外力（如拉力）作用時，會產生變形（如伸長）；外力去除后，所產生的變形會消失，材料恢復原來形狀。金屬材料的這一性質稱為彈性。材料受力超過某一數值，去除外力之后，材料不能完全恢復原來形狀和尺寸，產生了塑性變形（殘余變形）材料能夠維持彈性變形范圍的大能力，稱為彈性極限

MPa(N/mMPa(N/m㎡)

屈服極限σs

金屬材料受外力作用超過其彈性極時，即便外力不再增加了，材料的塑性變形也會不斷加大，表明材料失去了抵抗變形的能力，處于屈服狀態。

材料開始處于屈服狀態的應力，稱為屈服極限

MPa(N/m㎡)

條件屈服極限   σ0.2

對于無明顯屈服點的材料，規定其產生0.2％塑性變形時對應的應力，稱為條件屈服極限

延伸率δ

金屬材料標準試樣在拉伸試驗中被拉斷，標定長度的伸長與原來長度的比值，稱為延伸率δ

8=1-10x100%

=A/0x100%

斷面收縮率

標準試樣拉斷后，其橫截面積的減少與原面積之比稱為斷面收縮率

φ=A0-Ax100%=

=AA/x100%

布氏硬度HB（淬硬鋼球測定用HBS；硬質合金球用HBW）

以一定負荷將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓人材料表面，保持規定時間后卸除負荷，測量材料表面的壓痕，按公式計算所得的硬度

洛氏硬度HR

（HRC：負荷1471.1N）

（HRA：負荷588.4N）

（HRB：負荷980.1N）

以一定的負荷把淬硬鋼球或頂角的120°的圓錐形金剛石壓入器，壓入材料表面，然后以材料表面上凹坑的深度來計算的硬度

維氏硬度HV

將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器以適當的壓力壓入材料表面，保持規定時間后，測量壓痕對角線長度，再按一定公式計算出硬度的大小

a_k

將帶有規定缺口的試樣，在沖擊機上沖斷，材料所吸收的沖擊力與試樣缺口底部橫截面積之比，稱為材料沖擊韌度

J/cm²

生鐵（塊）

將鐵礦石放入高爐中冶煉成液態生鐵澆鑄成的塊狀產品

含碳量超過0.2％的鐵碳合金。此外，尚含有硅、硫、磷、錳等元素

用于冶煉鋼材或制成灰鑄鐵

鐵合金

鐵與一定量的硅、錳、鎢、鉻元素，組成的合金統稱為鐵合金

各種鐵合金組成比例應控制在規定范圍內

工業特種用料

鑄鐵

將鑄造生鐵放入熔鐵爐中熔煉而成的產品為鑄鐵。用液態鑄鐵澆鑄成的元件稱鑄件

同生鐵

用作灰鑄鐵件的澆鑄，可煅鑄鐵原料，球墨鑄鐵原料

將煉鋼用生鐵放入煉鋼爐內冶煉，再把鋼液澆鑄成鋼錠，軋制成各種鋼材

含碳量＜0.2％的鐵碳合金，其含硅、錳、硫、磷等均比生鐵低

（1）按化學成分分類（2）按主要質量等級分類（3）按用途分類

非合金鋼（＜）

低合金鋼

合金鋼（≥）

A1

B

Bi

0.10

0.0005

0.10

-

-

-

0

0.0005

010

Cr

0.30

0.30~0.50

0.50

Co

0.10

0.10

Cu

0.10

0.10~0.50

0.50

Mn

1.0

1.0~1.4

1.4

Mo

0.05

0.05~0.10

0.10

Ni

0.30

0.30~0.50

0.50

Nb

0.02

0.02~0.06

0.06

Pb

0.40

-

0.40

Se

0.10

-

0.10

Si

0.50

0.50~0.90

0.90

Te

0.10

-

0.10

Ti

0.05

0.05~0.13

0.13

V

0.04

0.04~0.12

0.12

W

0.10

一

0.10

Zr

0.05

0.05~0.12

0.12

La系每種元素

0.02

0.02~0.05

0.05

其他元素

0.05

-

0.05

1．普通質量非合金鋼

不規定生產過程中需要特別控制質量要求，但需同時滿足四個條件：

（1）鋼為非合金化符合GB／T13304-1991對非合金元素含量要求（一部分）

（2）不規定熱處理（退火、正火、消除應力及軟化處理不作為熱處理對待）

（3）如產品標準或技術條件有規定，其特性值應符合下列條件：

①碳含量≥0.10％、硫或磷含量≥0.45％、氮含量≥0.007％；

②抗拉強度≤690MPa、屈服強度≤360MPa、延伸率≤33％；

③彎心直徑低值≥0.5x試樣厚度、沖擊功低值（20℃，V形，縱向標準試樣）≤27J、洛氏硬度HRB≥60；④未規定其他質量要求

（1）一般用途碳素結構鋼（GB700中規定的A、B級鋼）

（2）碳素鋼筋鋼，如Q235（GB／T13031)

（3）鐵道用一般碳素鋼，如輕軌、墊鈑用鋼（GB／T 11264）

2.非合金鋼

除普通質量非合金鋼和特殊質量非合金鋼以外的非合金鋼，生產過程中需要特別控制質量（如控制晶粒度，降低S.P含量，改善表面質量或增加工藝控制），以達到比普通質量非合金鋼特殊的質量要求（如良好的抗脆斷性能，良好的冷成型性能等），但其生產控制嚴格程度又不如特殊質量的非合金鋼

（1）機械結構用碳素鋼，如GB／T 699規定的條鋼（70-85鋼，65Mn、70Mn除外）

（2）工程結構用碳素鋼，如GB700規定的質量等級為C，D級鋼

（3）沖壓薄鈑的低碳結構鋼，如GB／T 5213，GB／T 3276規定的碳素鋼薄鈑

（4）鍍層板、帶用的碳鋼，如GB/T 2518、GB/T 2520、GB4174···等規定的鍍錫、鍍鋅和鍍鋁板帶及厚鈑

（5）鍋爐和壓力容器用碳素鋼，如GB／T 713、GB／T 3087等規定的碳素鋼板

（6）船用碳素鋼，如GB／T712規定的板管和型鋼

（7）鐵道用碳素鋼，如GB2585規定重軌用鋼

（8）焊條用碳素鋼，如GB／T 13規的碳素鋼，但成品分析S.P不大于0.25％的鋼除外

（9）用于冷鍛、冷擠壓、冷拔有特殊要求的棒料和線材

（10）非合金切削結構鋼

（11）電工用非合金鋼板、帶（無硅鋼板）

（12）鑄造碳素鋼，如GB7659規定之鑄造鋼

3.特殊質量非合金鋼

生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能的非合金鋼，并應符合下列條件之一：

（1）對要進行熱處理的鋼材，限制非金屬雜質含量及淬火后硬度或韌性要求

（2）不進行熱處理的鋼材，含硫量0.25％，含磷≤0.25％

（3）具有規定的導電性能或磁性的鋼材

（1）保淬透性非合金鋼（GB／T5216）；（2）鐵道用特殊非合金鋼（車輪用鋼）；（3）兵器用非合金鋼；（4）核設備用非合金鋼；（5）特殊焊條非合金鋼；（6）碳素彈簧鋼；（7）特殊盤條鋼、鋼絲；（8）電磁純鐵；（9）原料純鐵

（1）冷成型用薄鋼板

以高強度（硬度）為主要特性的非合金鋼，用作冷加工成型材料。強度高于規定值不得使用

（2）造船、壓力容器、

管道用鋼

以低強度為主要特性的非合金鋼。強度低于規定值者，不得在有關產品中使用

（3）線材、調質鋼

限制碳含量為主要特性的非合金鋼

（4）易切削鋼

鋼中含硫量不小于0.070％，并加入Pb，Bi，Te、Se或P元素

普通質量合金鋼

冶煉時不規定生產過程中需要特別控制質量要求，用作一般用途的低合金鋼，應滿足下列要求：

①合金含量符號 GB／T 13304-1991對低合金鋼的規定；

②不規定熱處理；

③硫或磷含量≥0.045％、抗拉強度≤690MPa、屈服強度≤360MPa、延伸率≤26%％、彎心直徑≥2x試件厚度、徑≥2x

沖擊動

①屈服強度≤360MPa的低合金度≤360MPa結構鋼

②低合金鋼筋（GB／T 1499）③鐵道用一般低合金鋼

④礦用一般低合金鋼

低合金鋼

在生產過程中需要特別控制質量（如晶粒度、降低S.P含量；改善表面質量等），以達到比普通質量非合金鋼較特殊的要求（良好的抗脆斷性，良好的冷成型性等），但其生產控制又不如特殊質量非合金鋼嚴格（如不控制淬透性）

①可焊接的高強度結構鋼，σs在360～420MPa之間；

②鍋爐和壓力容器用低合金鋼；③造船用低合金鋼；

④汽車、橋梁、鐵道用低合金鋼；⑤低合金耐候鋼；

⑥礦用低合金鋼；

⑦輸油、氣管用低合金鋼

特殊質量低合金鋼

生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能（如S.P含量及純度）的低合金鋼，并符合下列要求：

①規定限制非金屬夾雜物含量及內部材質均勻性，�？箤訝钏毫研阅�；②S．P的含量 0.025％；

③限定殘余元素含量：Cu≤0.10%、Co≤0.05%%、V0.005%;

④規定低溫沖擊性能；

⑤可焊接高強度鋼   σs≥420MPa

①核能用低合金鋼；

②保厚度方向性能的低合金鋼；

③鐵道用特殊低合金鋼

④低溫用低合金鋼；

⑤艦船、兵器用低合金鋼

（1）工程結構用合金鋼

一般工程結構用合金鋼；合金鋼筋鋼；壓力容器用合金鋼；地質、石油鉆探用鋼；高錳耐磨鋼

（2）機械結構用合金鋼

調質處理合金結構鋼；表面硬化合金結構鋼；冷塑性成型合金結構鋼；合金彈簧鋼

（3）不銹鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼

不銹鋼、耐酸鋼、抗氧化鋼和熱強鋼

（4）工具鋼

合金工具鋼、高速工具鋼

（5）軸承鋼

高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼和無磁軸承鋼

（6）特殊物理性能鋼

軟磁鋼、無磁鋼和高電阻鋼

（1）合金鋼

生產過程中需要特別控制質量和性能，但其控制要求不如特殊質量合金鋼嚴格

①一般工程結構用合金鋼②合金鋼筋鋼

③電工用硅鋼

④鐵道、地質、石油鉆探用合金鋼

⑤S.P>0.＞0.035％耐磨鋼

⑥硅錳彈簧鋼

（2）特殊質量合金鋼

生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能的合金鋼，除合金鋼以外的其它合金鋼都是特殊質量合金鋼

①壓力容器用合金鋼②經熱處理的合金鋼筋鋼③經熱處理的鉆探用合金鋼④合金結構鋼⑤合金彈簧鋼⑥不銹鋼⑦耐熱鋼⑧合金工具鋼⑨高速工具鋼⑩軸承鋼⑪高電阻電熱鋼⑫無磁鋼⑬永磁鋼

（1）按鋼中含碳量百分比分類

低碳鋼（C≤0.25％）；中碳鋼（0.25％＜C＜0.60％）；高碳

鋼（(C≥0.≥0.60%)

（2）按冶煉時脫氧程度分類

沸騰鋼，鎮靜鋼；半鎮靜鋼

（3）按煉鋼爐分類

平爐鋼，轉爐鋼，電爐鋼

（4）按用途分類

結構鋼，工具鋼，特殊用鋼