第九章+基础材料概论.pdf

第九章第九章 基础材料基础材料 2011年9月 复旦大学材料科学系 1 第九章 基础材料 9.1 金属材料 99.22 陶瓷材料陶瓷材料 9.3 聚合物材料聚合物材料 9.4 复合材料 9.5 半导体材料 2011年9月 复旦大学材料科学系 2 9.1 金属材料 9.1.1概述 ● 钢铁材料: 黑色金属（钢和铸铁）和有色金属 ● 铁基金属及其合金称为黑色金属 (Ferrous metal) ; 非铁基非铁基金属及其合属及其合金称为有称为有色金属属 （（Non-ferrous Metal 。 ●● 黑色金属以含碳量的不同分为黑色金属以含碳量的不同分为 钢和铸铁钢和铸铁。 含碳量小于2.11%的铁合金称为钢(Steel）; 含碳量大于含碳量大于22.11%11%的铁合金称为铸铁的铁合金称为铸铁(Cast(Cast iron)iron)。 钢铁铁材料料因成分的分的可调调性和和性能多能多样性 ，，应用广应用广泛，， 是各个工程领域最重要的基础材料。 2011年9月 9.1. 2 钢材的分类 钢材种类繁多。可进行如下分类： 11. 化学成分化学成分 可分为碳素钢和合金钢。 a. 碳素钢碳素钢 含碳量小于0.25%的碳素钢称为低碳钢； 含碳量为0.25-0.60%的碳素钢称为中碳钢； 含碳量大于含碳量大于00.6060%%的碳素钢称为高碳钢的碳素钢称为高碳钢。。 b. 合金钢 合金元素总量小于合金元素总量小于55%%的钢称为低合金钢的钢称为低合金钢； 合金元素总含量为5-10%的钢称为中合金钢； 合金元素总量大于10%的钢称为高合金钢。 2011年9月 合金钢中可按元素的种类, 再细分为锰钢(16Mn)、 铬钢铬钢((22CrCr 1313))、、铬钼钢铬钼钢((1515CrMo)CrMo)等等。。 22.. 金相组织金相组织 钢的供应状态: 正火状态（空气）； 退火状态退火状态 （（介质介质））。 aa. 正火状态正火状态 （（低碳钢低碳钢、、中碳钢和低合金钢中碳钢和低合金钢）） 珠光体钢、奥氏体钢、马氏体钢和贝氏体钢。 b. 退火状态（高合金钢） 平衡态组织平衡态组织: 亚共析钢共析钢、共析钢和过共析钢共析钢和过共析钢。 2011年9月 3. 冶金质量 按钢中有害元素按钢中有害元素PP 、 SS的含量不同分为的含量不同分为： a. 普通钢 （P≤0.045%～0.035% , S≤0.05 % ～0.035%); b. 优质钢（ P≤0.035% , S≤0.035% ）； cc.. 高级优质钢高级优质钢 （（PP≤≤00..025025%% ，，SS≤≤00..025025%%））。。 44. 用途用途 分结构钢、工具钢、特殊钢等。 结构钢一般用于制作工程结构和制造机器零件。 工程结构钢也叫工程构件用钢工程结构钢也叫工程构件用钢 ，，可分为建筑用钢可分为建筑用钢、 桥梁用钢、船舶用钢和压力容器用钢等。 ● 常规构件一般用普通碳素钢（普碳钢）或普通低合 金高强度钢金高强度钢 （（普低钢普低钢））制作制作。。 各种机器零部件用钢一般是优质钢或高级优质钢， 但要求不高的零件也可用普碳钢或普低钢制作但要求不高的零件也可用普碳钢或普低钢制作 。 机器零件用钢按机器零件用钢按工艺过程和用途可分为艺过程和用途可分为 ： 渗碳钢、调质钢、弹簧钢（65Mn，60Si2Mn） 和轴承钢等和轴承钢等 ，，它们由优质碳素钢和优质合金钢制作它们由优质碳素钢和优质合金钢制作。。 工具钢用于制造各种加工和测量工具，按用途分为 刃具钢、模具钢和量具钢。 ●● 特殊场合使