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    在“合金”中我們已經(jīng)學(xué)到,純凈金屬的某些機械性能(如抗壓、硬度等)和耐熱、抗腐蝕等能力常常不能滿足各種生產(chǎn)的需要,而且制造成本也比較高,所以在一般情況下應(yīng)用的金屬材料,都是合金,我們在生產(chǎn)和日常生活里所接觸到的鐵器,一般都是由鐵的合金所制成的。

    鐵和其他金屬或非金屬組成的合金,最重要的有生鐵、熟鐵和鋼,下面我們就來分別討論。

   生鐵  含碳量在1.7%以上的鐵的合金叫做生鐵,生鐵里除含碳外,還含有硅、錳以及少量的硫和磷,生鐵可以分成煉鋼生鐵和鑄造生鐵(簡稱鑄鐵)兩種.煉鋼生鐵里的碳常以碳化鐵(Fe3C)的形式存在,它的斷口常呈銀白色,故又稱白口鐵,這種生鐵質(zhì)硬而脆,很難機械加工,只宜用作煉鋼的原料,鑄造生鐵里的碳是以片狀石墨而存在的,它的斷口呈灰色,故又稱灰口鐵,這種生鐵質(zhì)較軟,易加工,熔化后易于流動,能很好地充滿砂模,宜于用來制造鑄件。

    將熔化的鑄鐵用鎂和硅處理后,鑄鐵中的片狀石墨會變成球狀,這種鑄鐵叫做球墨鑄鐵,它的好些機械性能比普通錛鐵好,接近于鋼,而制取比鋼簡單,成本低,所以生產(chǎn)上常用來代替某些鋼材.

   熟鐵  熟鐵又名煅鐵,它含碳量很少,一般在0.030.04%左右,并幾乎不含有其他雜質(zhì),熟鐵富延展性,易彎曲,不易折斷,可以煅接。

   鋼  鋼的含碳量一般在0,04~1,7%之間.質(zhì)堅硬,有彈性和延展性,可以殿打壓延,也可以鑄造.鋼的物理性質(zhì)和機械性能會隨著加熱溫度和冷卻方法的不同而有改變,在一定的條件下對鋼進行加熱和冷卻,從而改善鋼的物理性質(zhì)和機械性能的方法,叫做鋼的熱處理.鋼的熱處理的方法有多種,下面簡單介紹退火、淬火、回火這三種方法。

    1.退火即是把鋼加熱到900°C以上,然后讓它慢慢冷卻,經(jīng)過這樣處理的鋼,硬度就較小,而韌性和延性增大。

    2.淬火把鋼加熱到760~900°C,然后立刻投入冷水或油中,讓它迅速冷卻.這樣處理后的鋼硬度就很大,但比較脆。

    3.回火把經(jīng)過淬火處理的鋼加熱到100~650°C,然后讓它冷卻,經(jīng)回火處理后,可以增加鋼的韌性,降低它的硬度.

    鋼按照化學(xué)成分不同,可分為碳鋼和合金鋼兩大類.碳鋼所含的碳、硅、錳比生鐵少得多,幾乎不含有硫和磷.根據(jù)含碳量的不同,碳鋼的性質(zhì)也各不相同,含碳量越多的硬度越大,含碳量低的牣性較強.工業(yè)上一般把含碳量在0,6%以上的叫高碳鋼;含碳量在0,4~0.6%之間的叫中碳鋼;含碳量不超過0.4%的叫低碳鋼,中碳鋼和低碳鋼用來制造機器的零件、管子和釘子等.高碳鋼用來制造工具.

    在鋼里增加碓、錳、鉬、鎢、釩、鎳、鉻等元素,可使鋼的機械性能、物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,因而制得各種具有特殊性能的鋼,叫做合金鋼,又稱特種鋼.例如,鎢鋼、錳鋼硬度很大,可以制造金屬加工工具,拖拉機履帶和車軸等.錳礁鋼韌性特強,可用來制造彈簧片、彈圈,鉬鋼能抗高溫,可用來制造飛機的曲軸,特硬的工具等.鎢鉻鋼(又叫高速鋼)硬度、韌性都很強,可作車刀.鎳鉻鋼不受酸的侵蝕,不易氧化,是種不銹鋼,可制化學(xué)工業(yè)上用的耐酸塔,醫(yī)療器械,日常用具等。合金鋼無論在工業(yè)上和國防上，都有著廣泛的用途。