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　　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。工業(yè)上把金屬及其合金分為黑色金屬材料和有色金屬材料兩大部分。

　　（一）黑色金屬

　　黑色金屬材料一般是指鐵和以鐵為基的合金，即鋼鐵材料。

　　鋼鐵材料是工業(yè)中應用最廣、用量最多的金屬材料。含碳量小于2.11%（重量）的鐵合金稱(chēng)為鋼；而含碳量大于2.11%（重量）的鐵合金稱(chēng)為生鐵。鋼和鑄鐵中除了含鐵、碳以外，還含有一些其他元素，其中一類(lèi)是雜質(zhì)元素，如硫、磷、氧、氮等；另一類(lèi)是根據使用性能和工藝性能的需要，在其生產(chǎn)過(guò)程中適量添加的合金元素，常見(jiàn)有鉻、鎳、錳和鈦等，鐵碳合金中加入這些合金元素就成為合金鋼或合金鑄鐵。

　　1.鋼的分類(lèi)和用途

　　鋼中主要化學(xué)元素為鐵，另外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等，這些少量元素對鋼的性質(zhì)影響很大。鋼中碳的含量對鋼的性質(zhì)有決定性影響，含碳量低的鋼材強度較低，但塑性大，延伸率和沖擊韌性高，質(zhì)地較軟，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高的鋼材強度高（當含碳量超過(guò)1.00%時(shí)，鋼材強度開(kāi)始下降）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。硫、磷為鋼材中有害元素，含量較多就會(huì )嚴重影響鋼材的塑性和韌性，磷使鋼材顯著(zhù)產(chǎn)生冷脆性，硫則使鋼材產(chǎn)生熱脆性。硅、錳等為有益元素，它們能使鋼材強度、硬度提高，而塑性、韌性不顯著(zhù)降低。

　　鋼材的力學(xué)性能（如抗拉強度、屈服強度、伸長(cháng)率、沖擊韌度和硬度等）取決于鋼材的成分和金相組織。鋼材的成分一定時(shí)，其金相組織主要取決于鋼材的熱處理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的影響最大。

　　【例題1·單選】鋼中含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等元素，其中對鋼的強度、硬度等性質(zhì)起決定性影響的是（　）。

　　A.硫

　　B.磷

　　C.碳

　　D.氧

　　【答案】C

　　【例題2·單選】鋼中含有的碳、硅、錳、硫、磷等元素對鋼材性能影響正確的為（　）。

　　A.當含碳量超過(guò)1.00%時(shí)，鋼材強度下降，塑性大、硬度小、易加工

　　B.硫、磷含量較高時(shí)，會(huì )使鋼材產(chǎn)生熱脆和冷脆性，但對其塑性、韌性影響不大

　　C.硅、錳能夠在不顯著(zhù)降低塑性、韌性的情況下，提高鋼材的強度和硬度

　　D.錳能夠提高鋼材的強度和硬度，而硅則會(huì )使鋼材塑性、韌性顯著(zhù)降低

　　【答案】C

　　【例題3·單選】鋼中碳的含量超過(guò)1.00%時(shí)，鋼材的性能表現為（　）。

　　A.塑性大

　　B.強度下降

　　C.硬度大

　　D.易于加工

　　【答案】B

　　【例題4·單選】鋼的成分確定后，其力學(xué)性能主要取決于（　）。

　　A.鋼的沖擊韌性

　　B.碳的含量

　　C.有害元素含量

　　D.鋼的金相組織

　　【答案】D

　　【例題5·單選】能夠使鋼材的強度、硬度提高，而塑性、韌性不顯著(zhù)降低的化學(xué)元素為（　）。

　　A.碳

　　B.硅

　　C.磷

　　D.硫

　　【答案】B