【正文】 按雜質(zhì)含量不同，工業(yè)純鈦可分為三種牌號(hào)，即 TA TA TA3。其牌號(hào)用 “青 ”字的漢語(yǔ)拼音字頭“Q”+主加元素符號(hào) +主加元素含量 (及其他元素含量 )表示。如 H Pb591代表鉛黃銅，其中含 Cu59％，Pb1％，其余為含 Zn量。對(duì)于鑄造生產(chǎn)的黃銅，其牌號(hào)前加 “鑄 ”字的漢語(yǔ)拼音字頭 “Z”。其含鋅量一般不超過(guò) 50％。常用的銅合金主要有黃銅、青銅及白銅。2．銅及銅合金 (1)純銅 純銅表面氧化后呈紫紅色，故又稱(chēng)為紫銅。 2)鋁合金的牌號(hào)及應(yīng)用： ① 形變鋁合金 形變鋁合金按其主要性能特點(diǎn)分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁及鍛鋁四類(lèi)。要正確地選用鋁合金，必須對(duì)其分類(lèi)編號(hào)、性能特點(diǎn)和熱處理方式有基本的了解?？捎糜谥谱麂X箔、導(dǎo)線、電纜以及導(dǎo)熱和日用器皿，還可作為鋁合金表面的包覆材料。純鋁的塑性好，但硬度、強(qiáng)度很低，耐磨性差。此類(lèi)材料有著鋼鐵材料無(wú)法替代的性能，如密度小，比強(qiáng)度 (強(qiáng)度／密度 )高，耐腐蝕性好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性?xún)?yōu)良等，因此在金屬材料中占有很重要的地位。 耐磨鋼 是指在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化的高錳鋼。常用鋼號(hào)有 0Cr18Ni 1Crl8Ni 1Cr18Ni9Ti等。 0Cr1 1 Cr1 2 Cr13； 3 Cr1 4 Cr13； 9 Cr1 9 Cr18MoV。前者不一定耐酸性介質(zhì)，而耐酸不銹鋼在大氣中也有良好的耐蝕性能。按用途可分為合金刃具鋼、合金模具鋼、量具鋼等。 (4)彈簧鋼 彈簧鋼的含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高，一般為 ％～ ％，主要加入合金元素 Si、 Mn。該類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有高強(qiáng)度與韌性的配合，綜合力學(xué)性能優(yōu)良。表硬心韌、耐磨性好。 最常用的牌號(hào)有 16Mn、 16MnCu等。 (1)普通低合金結(jié)構(gòu)鋼 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼的含碳量一般較低，不超過(guò) ％，加入以 Mn為主的合金元素。 合金工具鋼均屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，但鋼號(hào)后不加 “A”字 。1．合金鋼的分類(lèi)及編號(hào) 通常是按用途分三大類(lèi)，即 合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼 。如滲碳和碳氮可提高鋼表面硬度、耐磨性及疲勞性能。 表面淬火只改變表層組織而不改變鋼的化學(xué)成分 。 習(xí)慣上把淬火 +高溫回火的熱處理工藝稱(chēng)作 “調(diào)質(zhì)處理 ”，簡(jiǎn)稱(chēng) “調(diào)質(zhì) ”， 廣泛用于處理各種重要的結(jié)構(gòu)零件。淬火件一般強(qiáng)度和硬度較高，但韌性和塑性很低，通過(guò)回火可獲得良好的強(qiáng)度與韌性的配合，滿足不同使用性能的要求。 3)淬火：淬火是強(qiáng)化鋼的最重要手段，可顯著提高鋼的硬度和耐磨性，通過(guò)與回火工藝的配合，淬火可獲得不同強(qiáng)韌性的組織，滿足各種使用要求。 均勻化退火的目的是減少鋼錠、鑄件或鍛坯的化學(xué)成分偏析和組織不均勻性。常用于機(jī)件加工前的預(yù)先熱處理。 根據(jù)處理的目的和要求不同，鋼的退火可分為完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火和去應(yīng)力退火等等。6．鋼的熱處理 熱處理是將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變整體或表面組織，從而獲得所需性能的工藝。 3)可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵的強(qiáng)度、塑性及韌性均比灰鑄鐵高， 但可鍛鑄鐵實(shí)際是不能鍛造的 。它的成分不同于灰鑄鐵，碳含量較高。因此，灰鑄鐵主要用于制造汽車(chē)、儀器中的汽缸、儀器基座等承受壓力及振動(dòng)的基件。 一般根據(jù)石墨的形態(tài)對(duì) 灰口鑄鐵 進(jìn)行分類(lèi)，具有片狀石墨的鑄鐵為灰鑄鐵；具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵為可鍛鑄鐵；具有球狀石墨的鑄鐵為球墨鑄鐵；具有蠕蟲(chóng)狀石墨的鑄鐵為蠕墨鑄鐵。若為優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼號(hào)后附以 “A”，例如 T12A。其牌號(hào)是采用兩位數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分之幾。例如 Q275表示屈服點(diǎn)為275MPa。 2)滲碳體：滲碳體 (Fe3C)是 Fe和 C的穩(wěn)定化合物。 (4)切削加工性 切削加工性指材料進(jìn)行切削加工的難易程度。 3．工藝性能 材料的工藝性能主要是指其加工制造性，按工藝方法的不同，材料的工藝性能可分為以下幾個(gè)方面： (1)鑄造性 鑄造性通常指液體金屬能充滿比較復(fù)雜的鑄型并獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的性能。 材料的力學(xué)、物理及化學(xué)性能 材料的性能一般分為使用性能和工藝性能兩大類(lèi)，材料的使用性能主要是指力學(xué)、物理和化學(xué)性能；材料的工藝性能則是指可鍛性、可焊性及切削加工性等。 與純金屬的結(jié)晶相比，合金的結(jié)晶有它的特點(diǎn)。生產(chǎn)上主要用于冷變形加工過(guò)程的中間處理，消除加工硬化，便于繼續(xù)冷加工，處理工藝叫做 再結(jié)晶退火 。 1)加工硬化：即隨變形度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高而塑性和韌性明顯下降。而一切非晶體物質(zhì)則無(wú)此明顯的平衡結(jié)晶溫度，它們的凝固總是在某一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。絕大多數(shù)金屬為體心立方、面心立方和密排立方等三種典型的、緊密的結(jié)構(gòu)。 晶體中原子 (或離子 )在空間的規(guī)則排列方式稱(chēng)為 晶體結(jié)構(gòu) 。 (3)合成纖維 指由單體聚合而成的、強(qiáng)度很高的聚合物，通過(guò)機(jī)械處理所獲得的纖維材料。 3．高分子材料 高分子材料為有機(jī)合成材料，亦稱(chēng)聚合物。 1．金屬材料 金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。第三章 常用的儀器儀表材料特性和選材方法 概述 在儀器儀表設(shè)計(jì)制造中使用的材料大多數(shù)屬于工程材料的范疇，而工程材料又按 性能特點(diǎn) 分為 結(jié)構(gòu)材料和功能材料 兩大類(lèi)。 根據(jù)材料的 本性或結(jié)合鍵的性質(zhì) 分類(lèi)， 一般將工程材料分為金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類(lèi) 。它一般包括無(wú)機(jī)玻璃 (硅酸鹽玻璃 )、玻璃陶瓷 (微晶玻璃 )和陶瓷等三大類(lèi)。 (2)合成橡膠 通常指經(jīng)硫化處理的、彈性特別優(yōu)良的聚合物，有通用橡膠和特種橡膠兩種。 晶體與顯微組織 1．材料的晶體結(jié)構(gòu) 材料的性能不僅與其組成原子的本性及原子間的結(jié)合鍵的類(lèi)型有關(guān)，還與晶體中原子的長(zhǎng)程有序規(guī)則排列的方式即晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。晶格的最小幾何組成單元稱(chēng)為晶胞。 晶體物質(zhì)的結(jié)晶都具有嚴(yán)格的平衡結(jié)晶溫度，高于此溫度，物質(zhì)熔為液態(tài)，低于此溫度才能進(jìn)行結(jié)晶，處在此溫度，表現(xiàn)出液體與晶體同時(shí)存在。金屬結(jié)晶的過(guò)程 通過(guò)晶核形成及晶核長(zhǎng)大來(lái)完成的3．金屬的塑性變形與再結(jié)晶 塑性變形在明顯改變金屬外形的同時(shí)，也深刻地影響金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和宏觀性能，主要表現(xiàn)在金屬的 組織和結(jié)構(gòu)變化、加工硬化、殘余內(nèi)應(yīng)力 等三方面。隨加熱溫度的提高，變形金屬將相繼發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程，其中以再結(jié)晶具有更重要的作用。 組織，是指用肉眼或顯微鏡所觀察到的材料的微觀形貌，又稱(chēng)顯微組織。用來(lái)研究合金系在平衡條件下 (極緩慢冷卻或加熱 )各成分合金的結(jié)晶過(guò)程以及相和組織存在范圍與變化規(guī)律的簡(jiǎn)明示意圖即為相圖。而化學(xué)性能主要指耐腐蝕、抗氧化性。 (3)可焊性 可焊性指材料是否易于焊接在一起并能保證焊縫質(zhì)量的性能。 1．鐵碳合金系相圖 (1)鐵碳合金系組元的特性 1)純鐵：結(jié)晶過(guò)程有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：這類(lèi)鋼主要保證力學(xué)性能，其牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能，用 Q+數(shù)字表示，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值 。 2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：這類(lèi)鋼必須同時(shí)保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。例如 T8表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ％ 的碳素工具鋼。 (1)鑄鐵的分類(lèi) 鑄鐵按石墨化的程