在机械加工中黑色金属和有色金属的加工方法与区别

什么是黑色金属?人们的第一反应是不是特指颜色是黑色的金属，其实不全是。金属分为有色金属和黑色金属两种主要类型，那么黑色金属有哪些呢?接下来我就好好介绍一下黑色金属。

什么是黑色金属?

黑色金属材料乃工业上对铁、铬和锰的统称。亦包括这三种金属的 黑色金属 合金，尤其是合金黑色金属钢及钢铁。与黑色金属相对的是有色金属。事实上纯净的铁及铬是银白色的，而锰是银灰色。由于钢铁表面通常覆盖一层黑色的四氧化三铁，而锰及铬主要应用于冶炼黑色的合金钢。所以才会被“错误分类”为黑色金属。

黑色金属的分类也有其意义，因为这三种金属都是冶炼钢铁的主要原料，而钢铁在国民经济中占有极其重要的地位，亦是衡量一国家国力的重要标志。黑色金属的产量约占世界金属总产量的95%。

黑色金属有哪些?

铁、锰、铬

因为铁的表面常常生锈，盖著一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物，看去就是黑色的。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。

金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能，

黑色金属和有色金属这名字，常常使人误会，以为黑色金属一定是黑的，其实不然。黑色金属只有三种：铁、锰与铬。而它们三个都不是黑色的!纯铁是银白色的锰是银白色的铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖著一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物，看去就是黑色的。怪不得人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。

黑色金属的用途

铬：银白色，硬度最高的金属，不容易腐蚀。用途：进行电镀时的必用金属，制造机械、枪炮筒、坦克、装甲车。

锰：灰白色，脆而硬。用途：制造钢磨、滚珠轴承、铲斗(推土机、掘土机用)。锰含量更加高的锰钢用来制造钢盔，坦克钢甲及穿甲弹弹头。

1、密度

物质单位体积所具有的质量，用符号ρ表示。一般密度小于5.0kg/cm2的金属称为轻金属，反之称为重金属。利用密度的概念可以解决一系列实际问题，如计算毛坯的质量、鉴别金属材料等。

2、熔点

纯金属和合金由固态转变为液态时的熔化温度。纯金属有固定的熔点，合金的熔点取决于它的成分。比如，港式铁碳合金，含碳量不同，熔点也不同。熔点对金属和合金的冶炼、铸造和焊接等都是很重要的参数。

3、导电性

就是金属材料传导电流的能力。衡量金属材料导电性的指标是电阻率ρ，电阻率越小，金属的电阻越小，导电性越好。金属中银的导电性最好，其次是铜铝。

4、导热性

就是金属材料传导热量的性能。导热性的大小通常用热导率来衡量，热导率的符号是λ，热导率越大，金属的导热性越好。银的导热性最好，其次是铜铝。

5、热膨胀性

就是金属材料随着温度的变化而膨胀、收缩的特性。一般来说，金属受热时膨胀而体积增大，冷却时收缩而体积缩小。衡量热膨胀性的指标一般是线膨胀系数，线膨胀系数是指金属温度每升高1℃所增加的长度度与原来长度的比值。

金属的线膨胀系数不是一个固定的数值，随着温度的增加，其数值也相应增大。在焊接过程中，被焊工件由于受热不均而产生不均匀的热膨胀，就会导致焊件产生变形和焊接应力。

扩展资料

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

①黑色金属又称钢铁材料，包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁，含碳0.0218%~2.11%的钢，含碳大于 2.11%的铸铁。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

参考资料来源：百度百科-金属材料

2、黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合不锈钢、精密合金等。

3、有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等，还有隐身，抗氢，超导，形状记忆，耐磨，减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

钨的硬度是120度，钨是一种有色金属。

通常人们根据金属的颜色和性质把金属分成两大类:黑色金属和有色金属。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。

黑色金属以外的金属称为有色金属。钨则属于有色金属范畴。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金 属大，电阻温度系数小，具有良好的综合机械性能。

钨钢的特点：

钨钢的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料种别（如P,M,K,N,S,H牌号）。粘结相成份主要是利用其强度和耐蚀性。

钨钢的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。

含钨的钢材，比如高速钢和某些热作模具钢，钢材中含钨对钢材硬度和耐热性能有很显著的提高，但是韧性会急剧下降。

黑色金属主要指铁及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。

事实上纯净的铁及铬是银白色的，而锰是银灰色。由于钢铁表面通常覆盖一层黑色的四氧化三铁，而锰及铬主要应用于冶炼黑色的合金钢。所以才会被“错误分类”为黑色金属。

黑色金属的分类也有其意义，因为这三种金属都是冶炼钢铁的主要原料，而钢铁在国民经济中占有极其重要的地位，亦是衡量一国家国力的重要标志。黑色金属的产量约占世界金属总产量的95%。

扩展资料

1、钢钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢。

2、生铁生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.11%--4.3%，并含C、Si、Mn、S、P等元素，是用铁矿石经高炉冶炼的产品。

根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

3、铁合金铁合金(英文Ferroalloys），广义的铁合金是指炼钢时作为脱氧剂、元素添加剂等加入铁水中使钢具备某种特性或达到某种要求的一种产品。铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。

在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否（如硅钙合金），都称为“铁合金”。习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包括在内。

4、铸铁铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。

肖氏硬度HS80相当于洛氏硬度60HRC。

根据硬度对照表，肖氏硬度HS90相当于洛氏硬度60HRC。

洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标，以0.002毫米作为一个硬度单位。在洛氏硬度试验中采用不同的压头和不同的试验力，会产生不同的组合，对应于洛氏硬度不同的标尺。常用的有3个标尺，其应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。

HRC是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如：淬火钢、铸铁等。

肖氏硬度是度量金属材料的硬度，单位是HS，采用动态回弹测量法。

扩展资料：

硬度的其它种类：

1、HRA:(洛氏A)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢及其它软硬材质的硬度测试。

2、HK:(Knoop 努氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

3、HRC:(Rockwell C洛氏)用于量测热处理钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

4、HRB:(Rockwell B洛氏)用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

5、HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量测较软材质的钢及非铁材料之硬度。

6、HB5:(Brinell 布氏5)用于量测铝、软质铝合金、铸铁、铜、黄铜等。

7、HB30:(Brinell 布氏30)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

8、HV:(Vickers维氏)适用于量测各类材料。

9、R:(Tensile module拉伸模数 N/mm2)用于热处理钢、退火深冷处理钢材、冲拉材料钢、深冲钢带料等。

10、HR15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量测热处理硬质钢材、氮化物、渗碳冶炼物、轴承钢、工具钢等。

参考资料来源：百度百科-肖氏硬度

参考资料来源：百度百科-洛氏硬度

人们根据金属的颜色和性质等特征，将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。

黑色金属这名字常常使人误会，以为黑色金属一定是黑的，其实不然。黑色金属只有三种：铁、锰、铬。而它们三个都不是黑色的！纯铁是银白色的；铬是银白色的；锰是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的氧化铁的混合物，看去就是黑色的。所以人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。

有色金属通常指除去铁（有时也除去锰和铬）和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钼、锗、锂、镧、铀)。

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.06%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

综合分类

工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。

特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢；(f)特定用途优质结构钢。

钢的常见性能

脆性(Brittleness)- 表示金属容易破裂的性质，铸铁的脆性大，甚至跌落地上亦会破裂。脆性与硬度有密切关系，硬度高的材料通常脆性亦大。

延性(Ductility)- (又称柔软性) 是金属受外力永久变形而不碎裂的性质，延性的金属可抽拉成细线。

弹性(Flexibility)- 是金属受外力变形，当外力消除之后又恢复其原有形状的一种性质。弹簧钢是极富弹性的一种材料。

展性(Malleability)- 又称可锻性，是金属延性或柔软性的另一种表示法。展性是金属接受锤锻或滚轧而变形时不致破裂的一种性质。

韧性(Toughness)- 是金属抵受震动或冲击的能力。韧性与脆性刚好相反。

黑色金属是金属中的一类，黑色金属主要指铁及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。

1、钢

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢

2、生铁

生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.11%--4.3%，并含C、Si、Mn、S、P等元素，是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

3、铁合金

铁合金(英文Ferroalloys ），广义的铁合金是指炼钢时作为脱氧剂、元素添加剂等加入铁水中使钢具备某种特性或达到某种要求的一种产品。铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。

在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否（如硅钙合金），都称为“铁合金”。习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包括在内。

4、铸铁

铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。

扩展资料

铁与钢区别：

钢和铁是有区别的，所谓钢铁，主要由两个元素构成，即铁和碳，一般碳和元素铁形成化合物，叫铁碳合金。

含碳量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。由铁原子构成的物质叫纯铁，纯铁杂质很少。含碳量多少是区别钢铁的主要标准。生铁含碳量大于2.0%；钢含碳量小于2.0%。

生铁含碳量高，硬而脆，几乎没有塑性。钢不仅有良好塑性，而且钢制品具有强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼等优良物化应用性能，因此被广泛利用。

生铁与熟铁的区别：

生铁一般指含碳量在2~6.69%的铁的合金。又称铸铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰及少量的硫、磷等，它可铸不可锻。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

一般含碳量小于0.0218%的叫熟铁或纯铁，含量在0.0218-2.11%的叫钢，含量在2%以上的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性。

参考资料百度百科-黑色金属

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

1、黑色金属又称钢铁材料，包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁，含碳0.0218%~2.11%的钢，含碳大于 2.11%的铸铁。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

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金属机械性能

应力的概念，物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。

机械性能，金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。

金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等。

参考资料来源：百度百科-金属材料