一、鋼材機械性能

1.屈服點（σs）

鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象爲屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即爲屈服點。設Ps爲屈服點s處的外力，Fo爲試樣斷面積，則屈服點σs =Ps/Fo(MPa)。

2.屈服強度（σ0.2）

有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此爲了衡量材料的屈服特性，規定產生永久殘餘塑性變形等於一定值（一般爲原長度的0.2%）時的應力，稱爲條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2。

3.抗拉強度（σb）

材料在拉伸過程中，從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。設Pb爲材料被拉斷前達到的最大拉力，Fo爲試樣截面面積，則抗拉強度σb= Pb/Fo（MPa）。

4.伸長率（δs）

材料在拉斷後，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

5.屈強比（σs/σb）

鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值，稱爲屈強比。屈強比越大，結構零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強比爲0.6-0.65，低合金結構鋼爲0.65-0.75合金結構鋼爲0.84-0.86。

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

（1）布氏硬度（HB）

以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般爲10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載後，負荷與其壓痕面積之比值，即爲布氏硬度值（HB）。

（2）洛氏硬度（HR）

當HB>450或者試樣過小時，不能採用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑爲1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：

HRA：是採用60kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度極高的材料（如硬質合金等）。

HRB：是採用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用於硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。

HRC：是採用150kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度很高的材料（如淬火鋼等）。

（3）維氏硬度（HV）

以120kg以內的載荷和頂角爲136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即爲維氏硬度值（HV）。

二、黑色金屬和有色金屬

1、黑色金屬

是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵爲基礎，以碳爲主要添加元素的合金，統稱爲鐵碳合金。

生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品，主要用來鍊鋼和製造鑄件。

把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔鍊，即得到鑄鐵（液狀,含碳量大於2.11%的鐵碳合金），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄鐵叫鑄鐵件。

鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是鍊鋼的原料之一，在鍊鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。

含碳量低於2.11%的鐵碳合金稱爲鋼，把鍊鋼用生鐵放到鍊鋼爐內按一定工藝熔鍊，即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋製成各種鋼材的鋼。

2、有色金屬

又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業上還採用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能，其中鎢、鈦、鉬等多用以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱爲工業用金屬，此外還有貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的鈾、鐳等。

三、鋼的分類

鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。

鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：

1、按品質分類

(1)普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）

(2)優質鋼（P、S均≤0.035%）

(3)高級優質鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）

2、按化學成份分類

(1)碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25～0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。

(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；b.中合金鋼（合金元素總含量＞5～10%）；c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。

3、按成形方法分類

(1)鍛鋼；(2)鑄鋼；(3)熱軋鋼；(4)冷拉鋼。

4、按金相組織分類

(1)退火狀態的：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）；c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）；d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。

(2)正火狀態的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。

(3)無相變或部分發生相變的

5、按用途分類

(1)建築及工程用鋼：a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。

(2)結構鋼：

a.機械製造用鋼：(a)調質結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷衝壓用鋼、冷鐓用鋼。

b.彈簧鋼

c.軸承鋼

(3)工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。

(4)特殊性能鋼：a.不鏽耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。

(5)專業用鋼——如橋樑用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。

6、綜合分類

(1)普通鋼

a.碳素結構鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c)Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e)Q275。

b.低合金結構鋼

c.特定用途的普通結構鋼

(2)優質鋼（包括高級優質鋼）

a.結構鋼：(a)優質碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；(f)特定用途優質結構鋼。

b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。

c.特殊性能鋼：(a)不鏽耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。

7、按冶煉方法分類

(1)按爐種分

a.轉爐鋼：(a)酸性轉爐鋼；(b)鹼性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼；(b)側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。

b.電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。

(2)按脫氧程度和澆注制度分

a.沸騰鋼；b.半鎮靜鋼；c.鎮靜鋼；d.特殊鎮靜鋼。