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结晶过程是形核及晶核长大的过程。金属的同素异构转变金属在固态下随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格的现象,称为同素异构转变。具有同素异构转变的金属有铁、钴、钛、锡、锰等。以不同晶格形式存在的同一金属元素的晶体称为该金属的同素异晶体。相:指合金(或纯金属)中具有同一成分、结构、性能,并以界面互相分开的均匀的组成部分。根据构成合金的各元素之间的相互作用,合金中的相结构可以分为固溶体和金属化合物两大类型。
金属材料的延伸率和断面收缩率愈大,表示该材料的塑性愈好,即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料(如低碳钢等),而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料(如灰口铸铁等)。塑性好的材料,它能在较大的宏观范围内产生塑性变形,并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化,从而提高材料的强度,了零件的使用。此外,塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工,如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此,选择金属材料作机械零件时,满足一定的塑性。
合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的。按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、电工用硅钢。普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下总量不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的加工性能、焊接性能等。在大量节约稀缺合金元素(如镍、铬)条件下,通常1t普通低合金钢可顶1.2~1.3t碳素钢使用,使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中,成本也和碳素钢接近。
钢和有色金属复合的材料用于电工技术及高压热交换器以及其他工业技术方面。如钢-铜双金属用于电工技术及高压热交换器。钢-黄铜复合金属用于很多工业部门;复铝铁和复镍铁用于电子工业等。