安工院材料成型技术课件01绪论及机械工程材料概论

材料成型技术

安徽工程科技学院机械工程系许玲绪

论

1．

本课程的性质

本课程是研究材料及其成形方法的技术基础课。它是机械类及近机类各专业必修的一门课程。2．

本课程的主要内容

(1)常用的工程材料及其成形方法和加工工艺。

(2)各类成形方法对零件结构和材料的工艺性要求。3．

学习目的

(1)获得常用工程材料及各类成形方法和加工工艺知识，能合理地选材、正确地制定材料的加工程序。

(2)初步了解与本科程有关的新技术、新材料和新工艺，为学习其它相关课程及以后从事机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的理论基础。

参考书(1)《材料成形技术基础》

何红媛主编，东南大学出版社。(2)《材料成型工艺基础》

沈其文主编，华中理工大学出版社。(3)《工程材料及应用》

周凤云主编，华中科技大学出版社。(4)《材料成型技术基础》

胡亚民主编，重庆大学出版社。(5)《热加工工艺基础》

任福东主编，机械工业出版社。第1章机械工程材料概论

【教学目的】使学生掌握机械工程材料的基本知识【教学重点】金属的晶体结构与结晶，铁碳合金，

金属热处理【教学难点】铁碳合金【教学方法及手段】课堂讲授，录像教学，实验【教学内容】1.1金属材料的主要性能1.2金属的晶体结构

与结晶1.3铁碳合金1.4金属材料

1.7金属热处理【自学内容】

1.5非金属材料1.6复合材料

1.8工程材料的发展趋势概述工程材料：

用于机械、电子、建筑、化工和航空航天等领域的材料统称为工程材料。机械工程材料：

用来制造各种机电产品的材料统称为机械工程材料。

复合材料非金属材料金属材料机械工程材料工程材料发展过程人类社会历史：石器时代、铜器时代和铁器时代。

石器时代铜器时代铁器时代复合材料

石斧青铜鼎

沧州铁狮子神舟五号飞船20世纪后期新材料特别是非金属人工合成材料如陶瓷材料、高分子材料及复合材料快速发展。60年代以后:由于航空、空间机械和动力机的发展对材料提出了更苛刻的要求。如高温、高压、高的比强度和比模量。

50-60年代:压力容器向高强度方向发展更快，发展了高强度低合金钢40-50年代:材料的发展主要围绕着机械制造业，因此，主要发展以一般力学性能为主的金属材料。材料的发展历史

1.1金属材料的主要性能

1.2金属的晶体结构与结晶

1.3铁碳合金

1.4金属材料

1.5非金属材料

1.6复合材料

1.7金属热处理

1.8工程材料的发展趋势1.1金属材料的主要性能

机械零件在使用过程中，要受到诸如拉伸、压缩、扭转、剪切、摩擦、冲击以及温度和化学介质等作用，并且还要传递力和能。因此，作为构成机械零件的金属材料，应具备良好的力学性能、物理性能、和化学性能以防止零件早期失效，同时还要有良好的工艺性能。1.1.1金属的力学性能金属的力学性能：材料在外力作用下表现出来的特性，如弹性、塑性、强度、硬度和韧性等。

表征和判定金属力学性能所用的指标和依据称为金属力学性能的判据。弹性强度韧性硬度刚度塑性金属力学性能１.弹性弹性：

即物体在外力作用下改变其形状和尺寸，当外力卸除后物体又回复到原始形状和尺寸的特性。弹性的判据可通过拉伸试验来测定。图1－1

拉伸曲线及拉伸试样(1)拉伸试验（动画演示）拉伸试验：

即静拉伸力对试样轴向拉伸,测量力和相应的伸长,一般拉至断裂以测定其力学性能的试验。

图1－2

低碳钢拉伸曲线(ΔL)

σ(F)bkseσbεσsσe（2）弹性极限

即金属材料不产生塑性变形时所能承受的最大应力。拉伸曲线e点对应的应力σe为弹性极限：

σe=Fe/S0

式中

σe

——弹性极限（MPa）；

Fe——试样产生完全弹性变形时的最大外（N）；

S0——试样原始横截面积（mm2）。2.刚度即材料抵抗弹性变形的能力。

刚度的大小以弹性模量来衡量，弹性模量在拉伸曲线上表现为oe段的斜率，即：

E=σ/ε

式中E——弹性模量（MPa）；

σ——应力（MPa）；

ε——应变。3.强度

即金属抵抗永久变形和断裂的能力。（1）屈服点屈服点：即试样在拉伸过程中力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。在拉伸曲线上s点对应的应力为屈服点。

σs=Fs/S0

式中σs——屈服点（MPa

）；

Fs——试样开始产生屈服现象时的（N）；

S0——试样原始横截面积（mm2）。（2）抗拉强度

即试样拉断前承受的最大标称拉应力。

如图1-2所示，拉伸曲线上b点对应的应力为抗拉强度。

σb=Fb/S0

式中σb——抗拉强度（MPa）；

Fb——试样断裂前所能承受的最大拉（N）；

S0——试样原始横截面积（mm2）。4.塑性

即断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。伸长率断面收缩率压缩率塑性（1）伸长率

即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。

δ=(L1-L0)/L0×100%

式中δ——伸长率（%）；

L1——试样拉断后标距（mm)；

L0——试样原始标距（mm)。（2）断面收缩率

即试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始的横截面积的百分比。

Ψ=（S0-S1）/S0×100%式中

Ψ——断面收缩率（%）；

S1——试样的原始截面积（mm2）

S0——试样拉断后缩颈处的最小横截面积（mm2)5.硬度

即材料抵抗局部变形的能力。

硬度是材料抵抗塑性变形、压痕的能力，是衡量金属软硬的判据，也是表征力学性能的一项综合指标。布氏硬度维氏硬度肖氏硬度莫氏硬度洛氏硬度硬度试验方法（1）布氏硬度试验

动画演示（2）洛氏硬度试验（动画演示)

即在初始试验力及总试验力先后作用下，将压头压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量计算硬度的一种压痕硬度试验。

6.韧性即金属在断裂前吸收变形能量的能力。

常采用夏比冲击试验来测定材料的韧性。

αＫ＝ＡＫ／Ａ＝Ｇ(h1-h2)/A

式中

αＫ——冲击韧度（J/cm2）

ＡＫ——试样的冲击吸收功（J)

Ａ——缺口底部横截面积(mm2)

Ｇ——摆锤重量(Kg)h1——摆锤举起高度(m)h2——击断试样后升起高度(m)图１－3夏比冲击试验1.1.2金属材料的物理、化学性能

金属材料的物理、化学性能包括密度、熔点、导电性、导热性、磁性、热膨胀性、耐热性和耐蚀性等。

机械零件的用途不同，对材料的物理、化学性能要求也不同。导热性磁性耐热性热膨胀性导电性熔点密度金属的物理、化学性能１.１.３金属材料的工艺性能金属的工艺性能：即金属材料对加工工艺的适应性。

按加工方法不同，可分为铸造性能、塑性成形性、焊接性等。

金属的各种工艺性能将在以后的有关章节中作详细介绍。铸造性塑性成形性焊接性金属的工艺性能思考题

1.常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物理含义各是什么？

2.测定下列材料或零件的硬度宜采用何种硬度指标？热轧钢坯青铜铸件淬硬钢齿轮薄铝板灰铸铁返回目录１.２金属的晶体结构与结晶

按原子排列的特征，可将固体金属物质分为晶体和非晶体两大类。晶体：物质内部的原子是按一定的次序有规律排列的。如金刚石、石墨等，固态金属一般属于晶体。非晶体：非晶体内部的原子则是无规则排列的，如玻璃、松香和沥青等。非晶体晶体固体物质1.2.1金属的晶体结构晶格：为了便于理解和描述晶体中原子排列的规律，可以近似地将晶体中每一个原子看成是一个点，并将各点用假想的线连接起来，就得到一个空间骨架，简称晶格，如图1-4b)所示。晶胞：即晶格中最小的几何单元。图１－4晶体结构示意图晶体结构晶格晶胞

常见的金属晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种类型。１.体心立方晶格体心立方的晶格是一个立方体，其中心和八个角上各有一个原子，如图1－5所示。属于这类晶格的金属有α-Fe、Cr、W、V等。它们都具有较好的塑性和较大的强度。图１－5体心立方球体模型及其晶格2.面心立方晶格

面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，其六个面中心和八个角上各有一个原子，如图1－5所示。属于这类晶格的金属有

γ-Fe、Cu、Al、Ni等。

它们都具有较好的塑性。

图1－6面心立方球体模型及其晶胞３.密排六方晶格

密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，其上下底面的中心和十二个角上各有一个原子，且在六方柱体的中间还有三个原子，如图1－7所示。属于这类晶格的金属有Ｍg、Ｚn、Ｃd、Ｂe等。这类金属塑性较差。图1－7密排六方球体模型及其晶胞

1.2.2

金属的结晶过程１.金属的结晶

即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。

纯金属的结晶过程可通过热分析实验法得到的温度与时间的关系曲线，即冷却曲线来表示，如图1-8所示。图1-8纯金属的冷却曲线T0

——理论结晶温度Tn——实际结晶温度ΔT——过冷度ΔT温度T0Tn时间2.过冷过冷：即熔融金属冷却到平衡的凝固点以下而没有发生凝固的现象。过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差值称为过冷度。即：

ΔT=T0-Tn式中ΔT——过冷度（℃）；

T0——金属的理论结晶温度（℃）；

Tn——金属的实际结晶温度（℃）。金属的过冷度不是恒定值，它与冷却速度有关。冷却速度越快过冷度也越大。3.金属的结晶过程

动画演示

金属的结晶过程包括形核和晶核长大两个阶段，并持续到液相全部转变成固相为止。金属的结晶过程动画演示了金属从形核、晶体长大直至结晶完毕整个过程。(1)形核形核：又称成核，是过冷金属液中生成晶核的过程，是结晶的初始阶段。形核包括均质形核和非均质形核两种方式。

1）均质形核：又称自发形核，是熔融金属内仅因过冷而产生晶核的过程。在一定过冷度下，金属液中的一些原子自发聚集在一起，按晶体的固有规律排列起来形成晶核。

2）非均质形核：又称非自发形核，是以熔融金属内原有的或加入的异质点作为晶核或晶核衬底的形核过程。

形核(2)晶核长大晶核长大：即金属结晶时，晶粒长大成为晶体的过程。

结晶过程中，已经形成的晶核不断长大，同时液态金属中又会不断地产生新的晶核并不断长大，直至液态金属全部消失、长大的晶体互相接触为止。

晶粒：多晶体材料内，晶体学位向（即原子排列的位向）基本相同的小晶体称为晶粒。晶界：相邻晶粒之间的界面称为晶界。

4.晶粒度及其控制晶粒度：指多晶体内晶粒的大小，可用晶粒号、晶粒平均直径、单位面积或单位体积的晶粒数目来定量表征。（1）晶粒度对金属力学性能的影响

通常，金属的晶粒越细，力学性能越好。晶粒细，晶界就多，晶粒间犬牙交错，相互楔合，从而加强了金属内部的结合力。（2）细化晶粒的方法

生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。1)加入形核剂

加入金属液中能作为晶核，或虽未能成为晶核但能与液态金属中某些元素相互作用产生晶核或有效形核质点的添加剂。2）增大过冷度

形核率和晶核长大速度都随着过冷度的增大而增大，但形核率的增长比长大速率的增加要快，过冷度ΔT越大，单位体积中晶核的数目越多，故能使晶粒细化。冷却速度越大，过冷度也就越大，故可通过增加冷却速度的方法来使晶粒细化。３）动力学法

通过机械振动、电磁搅拌等方式使金属中产生对流，从而使生长中的晶核折断而增加晶核数目，细化晶粒。４）其它方法

热处理、塑性变形等方法也能使金属细化。

1.2.3金属的同素异构转变同素异构转变：金属在固态下随温度的变化改变其晶格类型的过程称为金属的同素异构转变。如纯铁的同素异构转变。二次结晶:

金属的同素异构转变过程与液态金属的结晶过程很相似，也有一定的转变温度和过冷度，同样包括晶核的形成和晶核的长大两个过程，故常称为重结晶或二次结晶。纯铁的同素异构转变图１－9纯铁的同素异构转变

1.2.4合金的晶体结构合金：是两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素所组成的金属材料。组元：组成合金的最基本的、独立的单元称为组元。按照组元的数目，合金可以分为二元合金、三元合金。

合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。组元1组元2组元3合金1.固溶体(1)固容体的类型间隙固溶体：当溶质原子很小时，只能处于溶剂原子的间隙中，称为间隙固溶体。如图1-10a所示。如C、H、O等原子易形成间隙固溶体。置换固溶体：当溶质和溶剂的原子直径较接近时，只能替代一部分溶剂原子而占据溶剂晶格中的某些结点位置，称为置换固溶体。如图1-10b所示。如Fe-Ni、Cu-Ni等。图1-10a间隙固溶体图1-10b

置换固溶体(2)固溶强化固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。

如图1-10c、1-10d所示。1-10c间隙固溶体晶格畸变1-10d置换固溶体晶格畸变2.金属化合物金属化合物：即由两组元的原子按一定的数量比相互化合而形成的一种新的具有金属特性的物质。金属化合物具有与各组元完全不同的复杂晶体结构，通常具有较高的熔点和硬度，且脆性较大。碳钢中的Fe３C、合金钢中的TiC、WC、VC等均属于金属化合物。Fe３C的晶格如图1-11b所示。图1-11a石墨的晶格图1-11b渗碳体的晶格3.机械混合物机械混合物：即由纯金属、固溶体或化合物按一定的重量比组成的物质。机械混物各组成物的原子仍然按自己原来的晶格形式结合成晶体，在显微镜下可明显区别出各组成物的晶粒。机械混合物的力学性能通常介于各组成物之间，并取决于各组成物的含量、性能、分布和形态。如碳钢中的珠光体就是由化合物（渗碳体）和固溶体（铁素体）组成的机械混合物，其力学性能介于二者之间。思考题1.何谓金属结晶？纯金属结晶有哪些基本规律？2.生产中常用那些方法细化晶粒？各类方法使晶粒细化的机理是什么？3.试分析纯铁的结晶过程，并指出金属的同素异构转变与液态结晶的异同点。返回目录1.3铁碳合金

铁碳合金：以铁为基体，有不同碳含量的合金，称为铁碳合金。

铁碳合金是工业上应用最广泛的合金。1.3.1铁碳合金的基本组织（1）.铁碳合金中，固态时可形成固溶体、化合物、机械混合物（2）.铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。（3）.纯铁：熔点1538℃，有同素异构转变；

碳：在铁碳合金中的存在形式有固溶体、金属化合物、石墨。奥氏体珠光体莱氏体渗碳体铁素体铁碳合金1.铁素体

铁素体：即α-Fe铁中溶入碳元素构成的固溶体，用符号

F或α

表示。它仍保持溶剂α-Fe的的体心立方晶格结构。由于α-Fe内原子间的空隙比较小，故溶碳能力极小，在727℃时溶碳能力达到最大，其碳的质量分数为0.02%。随着温度下降，溶碳量逐步减少，在室温时只能溶解微量。力学性能：强度、硬度低，塑性、韧性好。2.奥氏体

奥氏体：即(γ-Fe)中溶入碳元素构成的固溶体，用符号

A

或

γ表示。它仍保持γ-Fe的晶体结构。由于γ-Fe内原子间的空隙比α-Fe大，故溶碳能力也较大，在1148℃时的碳的质量分数可达2.11%。

力学性能：具有一定的强度，塑性很好。易锻压成形。3.渗碳体

渗碳体

:化学式为Fe3C的金属化合物。

渗碳体中碳的质量分数为6.69%,

晶格结构复杂。渗碳体属于正交晶系，点阵常数为:a=0.4524nm，b=0.5089nm，

c=0.6743nm。

渗碳体晶胞内含有12个铁原子和4个碳原子，符合Fe∶C=3∶1的关系。

力学性能：硬度很高(HV=950~1050)，而塑性极差，不能单独应用，在铁碳合金中起强化作用。

图1-12渗碳体晶格4.珠光体

(金相组织)珠光体

:铁素体薄层(片)与渗碳薄层(片)交替重叠组成的共析组织,用符号

P

表示,其碳的质量分数为0.77％。珠光体通常是由奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体形成的。

力学性能：介于铁素体和渗碳体之间,

强度较高,塑性较差。5.莱氏体

(金相组织)莱氏体

:即铸铁或高碳高合金钢中由奥氏体(或其转变产物)与渗碳体组成的共晶组织，属于机械混合物，其碳的质量分数为4.3%。

莱氏体通常在高温下由奥氏体和渗碳体组成，727℃以下由珠光体和渗碳体组成,分别用符号Ld和L’d表示。力学性能：与渗碳体相似，硬度很高，塑性极差。1.3.2铁碳相图铁碳相图：

是用纵坐标表示温度,横坐标表示碳的量分数的铁碳合金不同相的平衡图,如图1-13所示。用途：铁碳相图是用实验方法作出的,是研究钢和铸铁的成分、温度与组织之间关系的重要工具，是选材和制定钢铁材料铸造、锻造和热处等热加工工艺的基本依据。图1-13

铁碳相图1.铁碳相图及其各成分组织示意图符号温度℃含碳量%

(重量)特性A15380纯铁的熔点C11484.3共晶反应点D12276.69渗碳体的熔点E11482.11碳在γ-Fe中的最大溶解度F11486.69渗碳体G9120α-Fe与γ-Fe同素异晶转变点K7276.69渗碳体N13940γ

-Fe与δ-Fe同素异晶转变点P7270.0218碳在α-Fe中的最大溶解度S7270.77共析反应点Q6000.008600℃时碳在α-Fe中的最大溶度

表1－1相图中主要特性点的含义2.铁碳合金的分类及室温组织（１）工业纯铁

即w(C)≤0.0218%的铁碳合金。室温组织：为铁素体和极少量的三次渗碳体。钢白口铸铁工业纯铁铁碳合金（按质量分数）(2)钢钢：即0.0218%<w(C)≤2.11%的铁碳合金。按碳的质量分数不同，钢可分为共析钢、亚共析钢和过共析钢三类。过共析钢亚共析钢共析钢钢

1)共析钢

即W(C)=0.77%,室温组织为珠光体。

2)亚共析钢即W(C)<0.77%,室温组织为珠光体和铁素体。3)过共析钢

即W(C)>0.77%,室温组织为珠光体和二次渗碳体。

(3)白口铸铁

即2.11%<w(C)<6.69%的铁碳合金。按碳的质量分数不同，白口铸铁可分为共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁三类。亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁共晶白口铸铁白口铸铁

1）共晶白口铸铁

W(C)＝4.3%，室温组织为莱氏体（Ｌ’d）。

2）亚共晶白口铸铁W(C)<4.3%，室温组织为莱氏体（Ｌ’d）、珠光体和二次渗碳体。3）过共晶白口铸铁

W(C)>4.3%，室温组织为莱氏体（Ｌ’d）和一次渗碳体。3.典型铁碳合金的结晶过程(1)共析钢结晶过程

动画演示

L→L+A→A→P（F+Fe3C）(2)亚共析钢结晶过程

动画演示

L→L+A→A→A+F

→P+F(3)过共析钢结晶过程

动画演示

L→L+A→A→A+Fe3CⅡ

→

P+Fe3CⅡ(4)共晶白口铸铁结晶过程

动画演示L→Ld（A+Fe3C）

→Ld（A+Fe3C+Fe3CⅡ）

→L’d（P+Fe3C+Fe3CⅡ）(5)亚共晶白口铸铁结晶过程

动画演示

L→L+A→Ld+A→Ld+A+Fe3CⅡ

→

L’d+P+Fe3CⅡ(6)过共晶白口铸铁结晶过程

动画演示

L→L+Fe3CⅠ

→Ld+Fe3CⅠ

→

L’d+Fe3CⅠ1.3.3碳对铁碳合金组织和性能的影响（1）当w(c)<0.9%时，随着含碳量的增加，钢的强度的硬度不断提高，而塑性不断下降，这是由于钢中珠光体的含量不断增多，铁素体的含量不断减少所致。（2）当w(c)>0.9%时，随着碳含量的不断增加，钢的硬度仍不断升高，但强度和塑性不断下降，这是由于网状渗碳体明显形成并不断增多所致。（3）在白口铸铁部分，随着含碳量增加，硬度不断增加，强度不断下降，而塑性则几乎为零。这是由于莱氏体或一次渗碳体等脆硬组织不断增多所致。思考题1.比较铁碳合金各种基本组织的晶体结构和力学性能。2.碳钢与铸铁在成分与组织上有哪些区别？3.试分析W(C)分别为0.2%、0.77%、1.3%的铁碳合金自高温缓慢冷却至室温的组织转变过程。返回目录1.4金属材料铸铁粉末冶金材料铝及其合金铜及其合金钢金属材料

常用的金属材料包括钢、铸铁、铜及其合金、铝及其合金、粉末冶金材料等，其中以钢和铸铁应用最为广泛。图1-14

芜湖长江大桥1.4.1钢1.化学成分对钢的力学性能的影响（1）杂质元素的影响：

1)

锰、硅的影响:有益元素.

Mn和Si在钢中大部分溶于铁素体,起强化作用。Mn能减轻S的有害作用。FeS＋Mn＝MnS＋Fe2)

硫的影响:有害元素,

Fe＋S＝FeS，FeS与Fe易形成低熔点的共晶体，可使钢引起热脆性。

3)

磷的影响:有害元素，。P在钢中可溶于铁素体，使钢强度、硬度增加，塑性、韧性减小，易使钢产生冷脆现象。但P与Cu同时存在，可提高钢的耐蚀性和耐磨性。

(2)合金元素的影响

合金元素：是为改善钢的某些性能而在钢中特意加入的元素,对钢的力学性能有很大影响。1)对钢的强度的影响:

C、Si、Mn产生固溶强化，使钢的强度提高。

C、N、Cr、Al形成碳化物或氮化物，使钢的强度和硬度提高。

Nb、V、Al、Ti可细化晶粒，提高钢的强度。2）对钢的韧性的影响:

Nb、V等元素可细化晶粒,从而也显著提高钢的韧性。

C、Si、Mn一般使钢的韧性降低。

2.钢的分类

(1)按化学成分分类:

根据各种合金元素规定含量界限值,将钢分为1）非合金钢（碳素钢），分普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢。含碳量小于0.25%为低碳钢，0.25－0.6%为中碳钢，大于0.6%为高碳钢，。2）低合金高强度结构钢，3）合金钢。

钢的分类化学成分质量等级主要性能使用特性表1-2部分合金元素规定质量分数界限值(%)

合金元素非合金钢低合金钢合金钢Cr<0.300.30~0.50≥0.50

Mn<1.001.00~1.40≥1.40Mo<0.050.05~0.10≥0.10Ni<0.300.30~0.50≥0.50Si<0.500.50~0.90≥0.90(2)按主要质量等级分类1)

普通质量钢：即对生产过程中控制质量无特殊规定的、一般用途的非合金钢和低合金钢。S、P含量均小于0.045%。2)优质钢:即在生产过程中需要按规定控制质量的钢,并达到比普通质量钢较高的质量要求。S、P含量均小于0.040%。3）特殊质量钢：即在生产过程中需要严格控制质量和性能的钢,特别是要求严格控制硫、磷等含量和提高纯洁度等。S、P含量均小于0.020%。

按质量等级普通质量钢优质钢特殊质量钢(3)按使用特性分类

可分为：

工具钢，工程结构用钢，机械结构用钢，不锈耐蚀钢，耐热钢等。工程结构用钢耐热钢不锈耐蚀钢机械结构用钢工具钢使用特性

(1)非合金钢1)碳素结构钢

牌号：例如Q235F“Q”表示屈服点，

“235”表示屈服点值为235MPa,

“F”表示脱氧方法（沸腾钢）。

用途：碳素结构钢w(C)为0.06%~0.38%。主要用来制造一般工程结构和普通机床零件，

通常轧制成各种型材、板材和线材等。3.钢的牌号和应用

牌号质量等级化学成分(质量分数,%)力学性能CMnSiSPσs/MPaσb/MPaδ(%)不大于Q195——0.06~0.120.25~0.500.030.0500.045195315~43033Q215A0.09~0.150.25~0.550.300.0500.045215335~45031Q255A0.18~0.280.40~0.700.300.0500.045255410~55024Q275——0.28~0.380.50~0.800.350.0500.045275490~63020表1-3碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能2)优质碳素结构钢

牌号：是用二位数字表示，这两位数字表示钢中的平均碳的质量分数（万分数）。例如45钢表示平均w(C)为0.45%的优质碳素结构钢。若为沸腾钢，则在牌号后加“F”符号，如08F。若含锰量较高，则在数字后加“Mn”符号。用途：主要用来制造比较重要的机械零件，如轴、连杆、弹簧等。20钢金相组织示意图牌号化学成分（质量分数，%）力学性能（不小于）应用举例CSiMnσs/MPaσb/MPaδ(%)ψ(%)HBS(热轧）08F0.05~0.11≤0.030.25~0.502951753560131要求冷成形性和焊接性良好的零件，如冲压件、焊接件等。200.17~0.230.17~0.370.35~0.654102452555156同上，且用于要求内韧外硬的渗碳件。600.57~0.650.17~0.370.50~0.806754001535255经淬火和中温回火具有较高弹性的各类弹簧等。表1-4优质碳素钢部分牌号、成份、力学性能及应用举例3）碳素工具钢

牌号：是用规定符号T（碳字的汉语拼音字首）和数字表示。

例如

T10A“10”表示平均w(C)为1.0%，“A”表示高级优质。用途:用于制造不受冲击、高硬度、耐磨的工具，如锉刀、手锯条、拉丝模等。T12钢的金相组织图1-15

丝锥牌号化学成分（质量分数，%）试样淬火HRC（不小于）应用举例CSiMnT80.75~0.84≤0.35≤0.40（780~800℃，水淬）62承受冲击，要求较高硬度的工具。如压缩空气工具等。T9A0.85~0.94≤0.40（760~780℃,水淬）62韧性中等，硬度高的工具。如冲头、木工工具，凿岩工具。T100.95~1.04不受剧烈冲击、高硬度、耐磨的工具。如冲头、手锯条等。T12A1.15~1.24不受冲击、要求高硬度、高耐磨的工具。如锉刀、量具等。表1-5

碳素工具钢部分牌号、成份、硬度和应用(2)低合金高强度结构钢牌号：例如Q390A“Q”表示屈服点，“390”表示屈服点值为390MPa，“A”表示质量等级为A

级。用途：低合金高强度高强度结构钢一般不用热处理，综合力学性能良好，用于桥梁、船舶、车辆、高压容器、管道、建筑物等。(3)合金钢1）合金结构钢牌号：

例如60Si2Mn,“60”表示平均w(C)=0.6%，

“

Si2”表示平均w(Si)=2%，

“

Mn”表示平均w(Mn)<1.5%。

用途：合金结构钢的力学性能优于优质碳素结构钢，常用来制造重要的零件，如齿轮、轴类、弹簧等。例：渗碳钢，20CrMnTi；调质钢，40CrMn；弹簧钢，60Si2Mn。2）合金工具钢牌号：例1：低合金工具钢:9SiCr

“9”表示平均w(C)=0.9%，“Si”表示平均w(Si)<1.5%，“Cr”表示平均

w(Cr)<1.5%。用途：合金工具钢的力学性能优于碳素工具钢，广泛用于制造各种刃具、量具、模具等。如钻头、绞刀、量块和冲模等。图1-16

硬质合金冲模例2：高合金工具钢

高速钢：W18Cr4V

平均w(C)为0.7－0.8%，“W18”表示平均w(W)=18%，“Cr4”表示平均w(Cr)=4%，“V”表示平均w(V)＜1.5%。用于制作车刀、刨刀、钻头、铣刀等。(4)铸钢

即在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金。

性能特点：铸钢的综合性能和焊接性能均优于铸铁，用途：主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的构件。如锻锤机架、齿轮、轧辊等。在各类铸造合金中，铸钢的应用仅次于铸铁。主要分为：铸造碳钢和铸造合金钢。图1-17

铸钢件1)铸造碳钢牌号：例如ZG230－450450—бb≥450MPa；

230—бs（σ0.2）≥230MPa；

ZG—

“铸钢”汉语拼音首字母。性能特点：

有一定的强度和较好的塑性、韧性，焊接性能良好，切削加工性尚好。用途：作砧座、轴承盖、齿轮等。图1-18

各种铸钢件牌号化学成分（质量分数，%）力学性能（最小值）主要特点及应用CSiMnσs(σ0.2)/MPaΣb/MPaδ(%)ZG200－4000.200.500.8020040025塑性、韧性较好，强度、硬度较低，焊接性良好，但铸造性能差，用于受力不大，韧性要求较高的零件。如机座、机架等。ZG340－6400.600.600.9034064010强度、硬度较高，塑性、韧性较差，焊接性和铸造性能均差，用于受力较大的耐磨零件。如齿轮、棘轮、车轮等。表1-6铸造碳钢部分牌号、成份、力学性能和应用2)铸造合金钢

即为改善性能而添加的合金元素含量

超过铸造碳钢范围的铸钢。

牌号：例如ZG30MnSi1

30——W（C）为0.3%左右。

Si——W（Si

）为0.9~1.4%

Mn——

W（Mn）为0.9~1.4%主要特点：耐磨性高。用途：用于受力较大的耐磨零件，如链轮、齿轮、承力支架等。1.4.2铸铁铸铁：在凝固过程中经历共晶转变，用于生产铸件的铁基合金的总称。性能特点：良好的铸造性能、切削加工性能、耐磨性和减震性，且熔炼工艺与设备比较简单，成本低廉。用途：铸铁件占铸件总产量的80%左右。如机床床身、箱体等。w(Si)1.0%~3.0%w(Mn)0.5%~1.3%w(P)≤0.3%w(S)≤0.15%w(C)2.5%~4.0%铸铁的化学成分1.铁碳合金双重相图

铸铁中，碳的存在形式有渗碳体（Fe3C）

和游离状态的石墨（G）两种。

铁碳合金实际上存在两种相图：（1）Fe－Fe3C相图，（2）Fe－G相图。图1-19

铁碳双重相图

2.铸铁的石墨化过程(三个过程)

第一阶段：高温石墨化阶段，“一次结晶析出石墨G”1154℃：L4.26→A2.08+G(共晶)第二阶段：中间石墨化阶段，“二次结晶析出G”1154-738℃：A→G第三阶段：低温石墨化阶段，“共析反应析出G”738℃：A0.68→F+G(共析)

铸铁的组织：

铸铁按石墨化程度的不同可获得三种不同基体的组织：（1）珠光体+石墨，（2）珠光体+铁素体+石墨，（3）铁素体+石墨。铁素体+石墨铁素体+珠光体+石墨珠光体+石墨铸铁组织3.影响铸铁石墨化的因素影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度。（1）化学成分碳和硅

分别是形成石墨和强烈促进石墨化的元素，铸铁中碳、硅含量越高，石墨越容易析出。

硫

强烈阻碍石墨化，且容易增加铸铁的热裂倾向，

锰

虽然阻碍石墨化，但锰与硫能形成硫化锰，有利于减弱硫的不利影响，而且还能促进珠光体形成，强化基体，故铸铁中必须含一定量的锰。磷

是微弱促进石墨化的元素，但会增加铸铁的冷脆性。（2)冷却速度1）慢冷：利于石墨析出并长大，形成灰口，2）快冷：石墨来不及析出，

碳以Fe3C存在，形成白口。

注：

要获得所需的组织和性能的铸件，应根据铸件的壁厚，控制铸件中碳和硅的含量，配合以适当的含锰量，并严格控制硫、磷的含量。（3）变质处理（孕育处理）变质处理：在浇注前向铁水中加入变质剂（孕育剂），如Si－Fe、Si－Ca合金，以增加石墨的结晶核心，促进石墨化，使石墨片细小、均匀，获得高强度铸铁。变质铸铁（孕育铸铁）即经过变质处理后所获得的高强度铸铁。性能特点：强度较高，塑性、韧性得到改善。4.铸铁的分类、牌号及应用

按碳的存在形式和石墨形态的不同，可以将铸铁分为白口铸铁、麻口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁等类型。

铸铁按石墨形态按碳的存在形式白口铸铁麻口铸铁灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁铸铁中常见的石墨形态（示意图）铸铁中常见的石墨形态

(1)片状（2）球状（3）团絮状（4）蠕虫状

(1)白口铸铁

白口铸铁：碳以游离碳化物的形式析出的铸铁，断口呈白色。白口铸铁硬而脆，难以加工，很少用来制造零件，有时利用其硬而耐磨的特点制造某些耐磨零件，如球磨机的衬板、磨球等。（2）麻口铸铁

麻口铸铁：碳部分以游离碳化物形式析出，部分以石墨形式析出的铸铁，断口呈灰白色相间。图1-21

灰口铸铁图1-20

白口铸铁（3）灰铸铁

灰铸铁：又称片墨铸铁，碳主要以片状石墨形成或析出的铸铁。1)灰铸铁的性能

①力学性能较差（相比碳钢）。

②工艺性能

铸造性能良好，切削加工性能良好，不能进行锻造，焊接性和热处理性能也差。

③其它使用性能

耐磨性好，减震性好，缺口敏感性小。2)灰铸铁的牌号及应用

牌号：例如

HT200“200”：抗拉强度бb≥200MPa，“HT”：灰铁的汉语拼音首字母。应用：用于制造机座、支架、缝纫机零件、车床床身等。

图1-22

灰铸铁件类别牌号铸件壁厚/cm基体组织最小抗拉强度σb/MPaHBS应用举例普通灰铸铁HT1002.5~1010~2020~3030~50F1301009080110~16793~14087~13182~122

负荷很小的不重要零件。如重锤、防护罩、盖板等普通灰铸铁HT1502.5~1010~2020~3030~50F+P175145130120136~205119~179110~167105~157

承受中等负荷件。如机座、支架、箱体、轴承座、缝纫机零件等表1-7灰铸铁部分牌号、力学性能和应用类别牌号铸件壁厚/cm基体组织最小抗拉强度σb/MPaHBS应用举例孕育铸铁HT2504~1010~2020~3030~50P270240220200174~262164~247157~236150~225

负荷较大的铸件，尤其是厚壁件。如机体、阀体液压缸等。HT30010~2020~3030~50290250230182~272168~251161~241

载荷较大的重要铸件，尤其是厚壁件。如齿轮、凸轮、重型机床床身、液压件等续上表：3）孕育铸铁孕育铸铁：铁液经孕育处理后获得的亚共晶灰铸铁。性能特点：孕育铸铁性能对壁厚的敏感性很小，组织和性能的均匀性很好，应用：适用于制造载荷较大、耐磨性减震性要求较高的重要铸件，特别是厚大铸件。如机床床身、发动机气缸体等。图1-23

孕育剂（４）球墨铸铁1)球墨铸铁：铁液经过球化处理和孕育处理，使石墨大部分或全部呈球状的铸铁。2)化学成分、组织、性能：化学成分特点：高碳、硅，低锰、磷、硫。

图1-24

球墨铸铁组织：F＋G球，

F＋P＋G球，

P＋G球。性能：强度较高，塑性、韧性较好（比灰铁），同时具有灰铁的优良性能。3）球墨铸铁的牌号和应用牌号：例如QT600－3“QT”

——球铁的汉语拼音首字母，“600”——

抗拉强度бb≥300Mpa，“3”——

伸长率δ≥3%。应用：用于制造汽车曲轴、连杆、蜗轮、齿轮等零件。

牌号

基体机械性能应用举例

b

MPa

0.2

MPa

5

%ak

kJm2HBSQT400-18F40025018600130～180

汽车、拖拉机后桥壳QT500-7F+P5003507－170～230

齿轮QT1200-1B下12008401300≥38HRC汽车、拖拉机传动齿轮

表1-8球墨铸铁部分牌号、力学性能和应用4）常用的球墨铸铁

目前应用最为广泛的是珠光体球墨铸铁和铁素体球墨铸铁。（1）珠光体球墨铸铁指基体主要为珠光体的球墨铸铁，强度、硬度高,耐磨性好。（2）铁素体球墨铸铁指基体主要为铁素体的球墨铸铁，抗拉强度比珠光体球铁低，但塑性、韧性较高，力学性能优于可锻铸铁。图1-25珠光体球墨铸铁图1-26铁素体球墨铸铁图1-27混合基体球墨铸铁（5）可锻铸铁可锻铸铁：

又称马铁或玛钢。是白口铸铁通过石墨化退火处理，改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁。

可锻铸铁中的碳主要以团絮状石墨存在。图1-28

可锻铸铁1）化学成分：

W(C)：2.4－2.8%，W(Si)：1.2－2.0%，

W(Mn)：0.4－1.2%，W(S)≤0.1%，

W(P)≤0.2%。2）性能特点：灰铸铁相比不仅有较高的强度，而且有较高的塑性和韧性。可锻铸铁因此得名，实际上它仍然是不可锻造的。3）可锻铸铁的生产:

先浇注成白口铸件，再经石墨化退火获得。4）牌号及应用

①黑心可锻铸铁牌号：例KTH350－10组织：F+G团絮性能：塑性、韧性较好，强度不高，应用：用于受冲击、振动及扭转负荷的零件。如曲轴、连杆、齿轮、传动链条等。

②珠光体可锻铸铁牌号：例KTZ650－02组织：P+G团絮性能：强度、硬度高，塑性、韧性比黑心可锻铸铁差，应用：制作曲轴、连杆、齿轮、传动链条等。

分类

牌

号试棒直径mm抗拉强度

b

MPa延伸率

%硬度

HB

应用举例铁素体基体KT300-06163006≤150承受冲击、振动及扭转负荷的零件，如汽车的后桥壳、管件等。KT370-121637012

珠光体基体KT450-06164506150~200负荷较高和耐磨损零件，如曲轴、连杆、齿轮等。

KTZ700-02167002240~290

表1-9可锻铸铁部分牌号、力学性能及应用

（6）蠕墨铸铁1）

蠕墨铸铁：金相组织中石墨形态主要为蠕虫状石墨的铸铁，它是向一定成分的铁液中加入适量的蠕化剂（如镁钛合金等）和孕育剂而获得的。

2）性能特点：

①强度比灰铸铁高，

②有一定的韧性和较高的耐磨性，

③壁厚敏感性比灰铁小得多，

④减震性比球铁高，低于灰铁。

⑤工艺性良好，铸造性能接近灰铁，切削加工性能接近球铁。图1-29

蠕墨铸铁5）蠕墨铸铁的生产与球墨铸铁基本相同。①铁液成分：高碳、硅，低锰、磷、硫，②蠕化处理：蠕化剂:国外，镁合金；国内，稀土镁钛，稀土镁钙合金等。采用冲入法，加入量：为铁液质量的1－2％。③孕育处理：加孕育剂。注：蠕虫状石墨是一种过渡形式，生产中需严格控制蠕化剂。（7）合金铸铁合金铸铁：常规元素硅、锰高于普通铸铁规定含量或含有其它合金元素，具有较高力学性能或某些特殊性能的铸铁。性能特点：具有更高的力学性能，还具有某些特殊性能，如耐热、耐磨、耐蚀等。应用：例如在孕育铸铁中加入质量分数为0.4%~0.6%的磷或同时加入少量的铜、钛等元素，就可以得到高磷耐磨铸铁，可用来制造轴承、活塞环、机床导轨等零件。

图1-30

耐热合金铸铁模具1.4.3非铁金属材料钢铁材料以外的金属材料，统称为非铁金属材料。如铜、铝、铅等及其合金。性能特点：密度小、色泽鲜艳、导电、耐热、耐蚀或良好的加工性能等。因而成为现代工业中不可缺少的材料。

图1-31

中国古代铜的冶炼１.铜及其合金（１）阴极铜

又称纯铜，外观呈紫色，熔点为1083℃，具有良好的导电性，导热性、耐蚀性及塑性。（２）铜合金

即以铜为基的合金。按化学成分不同可分为黄铜、青铜及白铜三类。青铜白铜黄铜铜合金１）黄铜

Ｃu-Zn合金或以Zn为主要合金元素的铜合金称为黄铜。按化学成分的不同，黄铜可分为普通黄铜和特殊黄铜两类。①普通黄铜

铜锌二元合金，其中多数通过压力加工制成型材，成为普通变形黄铜。

当平均w(Zn)＝32%时，塑性最好，强度最高，是工业上应用较多的铜合金。普通铸造黄铜不但具有优良的力学性能和铸造性能，而且切削加工性能好，也可以焊接。图1-32

黄铜②特殊黄铜

在普通黄铜中加入其它元素所组成的多元合金称为特殊黄铜。常加入的元素有铅、锡、硅、铝、铁等，相应地称这些特殊黄铜为铅黄铜、锡黄铜等等。

合金元素加入黄铜后，主要是提高黄铜的特殊性能和改善其工艺性能。如加入Sn、Al、Mn、Si可提高耐蚀性及减少黄铜应力腐蚀开裂的倾向;

加Si可改善铸造性能；

加Pb则改善切削加工性能。

2)青铜

青铜原指Cu-Sn合金，是人类应用最早的一种合金，但工业上习惯称含有Al、Si、Pb、Mn、Be等的铜基合金为青铜。青铜包括有锡青铜、铝青铜、铍青铜等。

图1－33青铜工艺品3）白铜

白铜:以镍为主加合金元素的铜合金。主要有普通白铜、铝白铜和锰白铜等。

白铜耐蚀性好、电阻率高，多用来制造船舶仪器零件、化工机械零件和医疗器械。图1-34

白铜管2.铝及铝合金

铝是地壳中储量最丰富的元素之一，约占全部金属的三分之一。特点：铝的比重轻，是铜

的1/3倍，属于轻金属。熔点是660℃。铝的导电性和导热性都很好，仅次于银和铜。因此，铝被广泛用于制造导电材料和热传导器件。

图1-35

铝为基的二元合金的共晶相图

(1)纯铝

特点：质量轻、溶点低。具有良好的塑性、耐蚀性、导热性和导电性，且价格相对低廉。但其强度和硬度均低，因此用于制造电线、电缆、耐蚀器具和生活用以及配制各种铝合金。（2）铝合金

以铝为基的合金，强度高于纯铝，用于制造承受载荷的结构零件。主加元素：如铜、锰、硅、镁、锌等。一般起强化作用。附加元素：如铬、铁、锆等。用于细化铝合金晶粒和改善热处理性能。图1-36铝合金扳状抛物面天线

根据铝合金的成分和工艺特点，可以将铝合金分为变形铝合金和

铸造铝合金两类。1）变形铝合金加热时能形成单相固溶体组织，塑性较好，宜于进行压力加工的铝合金。2）铸造铝合金以铝为基的铸造合金，其力学性能不如变形铝合金，但铸造性能好，适于制造形状复杂的铸件。

图1-37工业铝合金型材图1-38铸造铝合金金相组织1.4.4粉末冶金材料粉末冶金材料：用粉末冶金方法制造的材料，即制取金属粉末并通过成形和烧结由金属粉末与（或不与）非金属粉末添加剂的混合物制成的材料。

图1-39

粉末冶金制品1.粉末冶金材料的应用

粉末冶金材料的应用十分广泛。1）机械制造中常用作：

减磨材料、结构材料、过滤材料、摩擦材料和硬质合金。2）还可以制造难溶金属材料、

特殊电磁性能材料、多孔金属过滤材料等。3）特别是金属的熔点和密度相差悬殊、在液态下互不相溶的合金，往往只能用粉末冶金的方法制取。由于压模与金属粉末成本较高，一般只适用于中、小型制品的成批、大量生产。2.常用的粉末冶金材料（1）硬质合金硬质合金采用高硬度、难溶的金属碳化物（WC、TiC等）粉末为硬质点，加入Co、Mo或Ni作为粘结剂，经过混合、压制和烧结而成。特点：硬度高、耐磨性好、耐热性好，较高的抗弯强度与刚度，良好的耐蚀性与抗氧化性，但韧性较低。应用：用来制造刃具和以及某些冷作模具、量具和不受冲击和振动的高耐磨零件（如磨床顶尖等）。硬质合金硬质合金烧结减摩材料

烧结摩擦材料烧结钢（2）烧结减摩材料和烧结摩擦材料

烧结减摩材料是工作时要求减少摩擦的材料，以多孔轴承材料最为常用。这种用铁与石墨或者青铜与石墨等粉末烧结材料制成的轴承，具有多孔性，在毛细作用下，可以吸附大量油，以供工作时润滑，所以又称含油轴承。

烧结摩擦材料通常是用铁、铜等金属材料作为基体，并加入石棉、Al2O3等摩擦组元以及石墨或MoS2等润滑剂的粉末加压烧结或烧结后压制而成。广泛用来制造机器上的制动带和离合器片等。（3）烧结钢以碳钢或合金钢粉末为主并用冶金法制成的材料，可用于制造电钻齿轮和液压泵齿轮等。思考题1.钢中杂质元素和合金元素对钢的力学性能有哪些影响？2.指出下列钢铁材料牌号的含义及主要用途：

Q235A08FT8AQ345ZG270-500HT25020CrCr125CrMnMoQT400-153.影响铸铁石墨化的因素有哪些？各是如何影响的？4.各类铝合金在性能特点及应用上有哪些不同？返回目录1.5非金属材料1.5.1高分子材料高分子材料:相对分子量很大的有机化合物，远比普通的有机物或无机物等低分子化合物的相对分子量大的多。

高分子材料可分为天然的和人工合成的两大类。合成方法常见的有两种，即加成聚合和缩合聚合。图1-40

PEEVA高分子风管系统1.塑料

即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。

塑料的分类：塑料的品种很多，可按用途和受热时的性能进行分类。

（1）按用途分类：

1）通用材料：

即力学性能和使用温度较低的塑料。

2）工程材料：

即力学性能和使用温度较高的塑料。

机械工程材料中常见的高分子材料有

塑料、橡胶、合成纤维、涂料和胶粘剂等。胶粘剂涂料合成纤维橡胶塑料高分子材料（2）按受热时的性能分类：

1）热塑性材料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。2）热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。工程塑料的性能特点和应用：与金属材料相比，工程塑料密度小，比强度高，耐磨性、减振性较好，且易于成形；但强度、硬度较低，导热性、耐热性较差，且易老化。可用于替代金属制造工程构件和机械零件。图1-41

工程塑料轴承2.橡胶

橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。(1)橡胶的分类：按原料来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。

1)天然橡胶：即从植物巴西三叶胶树中提取的高弹性物质。

2)合成橡胶：即有一种或多种单体聚合生成的橡胶。按性能和用途的不同，合成橡胶可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。

①通用合成橡胶：即性能与天然橡胶相同或相近，能广泛用于轮胎和大多数橡胶制品的合成橡胶。

②特种合成橡胶：即大多数性能较差，但具有某些特殊性能的合成橡胶。

天然橡胶是应用最早和最广泛的橡胶品种，但数量和性能上都难以满足工业发展的要求。

合成橡胶的出现弥补了天然橡胶的不足。图1-42

天然橡胶的生产1.5.2工业陶瓷材料

工业陶瓷

除日用陶瓷、艺术装饰陶瓷及建筑卫生陶瓷以外，能使用于工业等部门的陶瓷材料之总称。

传统陶瓷

是由粘土、长石和石英等天然原料，经粉碎、制坯和烧结等传统工艺获得的制品。

精细陶瓷

又称特种陶瓷，指经过精确控制化学组成、显微结构、形状及制备工艺获得的具有高性能特性、能够用于各种高技术领域的陶瓷材料。按化学成分的不同，常用的陶瓷材料分为氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷碳和化硅陶瓷等。图1-43

传统陶瓷1.氧化铝陶瓷

主要成分为AL2O3的陶瓷材料，硬度高（99~93HRA）、耐高温，且有良好的绝缘性、化学稳定性和耐蚀性。

2.