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但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250℃时,钢的硬度和耐磨性就会急下降而失去工作能力。另外,碳素工具钢如制成较大零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹。在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒 、钛、铌、硼、铝、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统,随各自的次源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、铬钢系统,我国则发展以硅、锰、矾、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。
双金属的种类甚多,其用途也较广泛,例如铝-铜复合材料或铝-铜-铝复合材料作导体可节约铜,用于高频装置、无线电装置、导线、线圈及电缆等。铝-镍双金属用于电真空技术。铜-银用于电触头材料。铜-锡用于蓄电池等。
中国有金属资源,品种比较。钨和稀土等金属的储量居世界位,铅、镍、汞、铝、铌等金属的储量也相当。在矿产资源中,有金属是中国的一大优势。中国有金属工业发展很快,已经形成了从常用有金属到稀有金属,品种比较,工艺比较完善的生产体系。中国各种有金属的采矿、选矿、冶炼、加工等都具有相当规模,为国民经济的发展提供了重要的物质保障。纯金属的结构与结晶金属在固态下都是晶体。金属的性能、塑性变形和热处理相变都与晶体结构有关。金属中常见的晶格有三钟:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。晶体缺陷根据几何形态可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
合金结构钢含碳量比碳素结构钢低一些,一般在0.15%~0.50%的范围内。除含碳外,还有一种或几种合金元素,如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等。合金结构钢易于淬硬和不易变形或开裂,便于通过热处理改善钢的性能。合金结构钢广泛用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机。重型机床和各种传动和紧固件。低碳合金结构钢一般进行渗碳处理,中碳合金钢一般进行调质处理。合金工具钢是含有多种合金元素,如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢。