【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。??

第五章鐵?

§5-3鐵的合金

【01】在§1-1“合金”【山注，化3-1-01，傳送門CV21855227】中我們已經(jīng)學(xué)到，純凈金屬的某些機械性能（如抗壓、硬度等）和耐熱、抗腐蝕等能力常常不能滿足各種生產(chǎn)的需要，而且制造成本也比較高，所以在一般情況下應(yīng)用的金屬材料，都是合金。我們在生產(chǎn)和日常生活里所接觸到的鐵器，一般都是由鐵的合金所制成的。

【02】鐵和其他金屬或非金屬組成的合金，最重要的有生鐵、熟鐵和鋼。下面我們就來分別討論。

生鐵

【03】含碳量在1.7%以上的鐵的合金叫做生鐵，生鐵里除含碳外，還含有硅、錳以及少量的硫和磷。生鐵可以分成煉鋼生鐵和鑄造生鐵（簡稱鑄鐵）兩種。煉鋼生鐵里的碳常以碳化鐵Fe?C的形式存在，它的斷口常呈銀白色，故又稱白口鐵。這種生鐵質(zhì)硬而脆，很難機械加工，只宜用作煉鋼的原料，鑄造生鐵里的碳是以片狀石墨而存在的，它的斷口呈灰色，故又稱灰口鐵。這種生鐵質(zhì)較軟，易加工，熔化后易于流動，能很好地充滿砂模，宜于用來制造鑄件。

【04】將熔化的鑄鐵用鎂和硅處理后，鑄鐵中的片狀石墨會變成球狀。這種鑄鐵叫做球墨鑄鐵。它的好些機械性能比普通鑄鐵好，接近于鋼，而制取比鋼簡單，成本低，所以生產(chǎn)上常用來代替某些鋼材。

熟鐵

【05】熟鐵又名煅鐵，它含碳量很少，一般在0.03~0.04%左右，并幾乎不含有其他雜質(zhì)。熟鐵富延展性，易彎曲，不易折斷，可以煅接。

鋼

【06】鋼的含碳量一般在0.04~1.7%之間。質(zhì)堅硬，有彈性和延展性，可以煅打、壓延，也可以鑄造。鋼的物理性質(zhì)和機械性能會隨著加熱溫度和冷卻方法的不同而有改變。在一定的條件下對鋼進(jìn)行加熱和冷卻，從而改善鋼的物理性質(zhì)和機械性能的方法，叫做鋼的熱處理。鋼的熱處理的方法有多種，下面簡單介紹退火、淬火、回火這三種方法。

1、退火

【07】即是把鋼加熱到900℃以上，然后讓它慢慢冷卻。經(jīng)過這樣處理的鋼，硬度就較小，而韌性和延性增大。

2、淬火

【08】把鋼加熱到760~900℃，然后立刻投入冷水或油中，讓它迅速冷卻。這樣處理后的鋼硬度就很大，但比較脆。

3、回火

【09】把經(jīng)過淬火處理的鋼加熱到100~650℃，然后讓它冷卻。經(jīng)回火處理后，可以增加鋼的韌性，降低它的硬度。

【10】鋼按照化學(xué)成分不同，可分為碳鋼和合金鋼兩大類。碳鋼所含的碳、硅、錳比生鐵少得多，幾乎不含有硫和磷。根據(jù)含碳量的不同，碳鋼的性質(zhì)也各不相同，含碳量越多的硬度越大，含碳量低的韌性較強。工業(yè)上一般把含碳量在0.6%以上的叫高碳鋼；含碳量在0.4~0.6%之間的叫中碳鋼；含碳量不超過0.4%的叫低碳鋼。中碳鋼和低碳鋼用來制造機器的零件、管子和釘子等。高碳鋼用來制造工具。

【11】在鋼里增加硅、錳、鉬、鎢、釩、鎳、鉻等元素，可使鋼的機械性能、物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，因而制得各種具有特殊性能的鋼，叫做合金鋼，又稱特種鋼。例如，鎢鋼、錳鋼硬度很大，可以制造金屬加工工具，拖拉機履帶和車軸等。錳硅鋼韌性特強，可用來制造彈簧片、彈簧圈。鉬鋼能抗高溫，可用來制造飛機的曲軸，特硬的工具等。鎢鉻鋼（又叫高速鋼）硬度、韌性都很強，可作車刀。鎳鉻鋼不受酸的侵蝕，不易氧化，是一種不銹鋼，可制化學(xué)工業(yè)上用的耐酸塔，醫(yī)療器械，日常用具等。合金鋼無論在工業(yè)上和國防上，都有著廣泛的用途。

習(xí)題5·3

1、在含雜質(zhì)30%的磁鐵礦和含雜質(zhì)20%的赤鐵礦里，含鐵的百分率各是多少？【50.7%，56%】

2、生鐵、熟鐵和鋼在成分和性質(zhì)上有什么不同？

3、煉鋼生鐵、鑄造生鐵、球墨鑄鐵各有什么特點？

4、什么叫做退火？什么叫做淬火？經(jīng)退火或淬火處理后的鋼，在機械性能和物理性質(zhì)上起了什么變化？

5、什么叫做合金鋼？舉出四種合金鋼，并敘述它們的性質(zhì)和主要用途。