鋼鐵是鐵與C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所組成的合金.其中除Fe外,C的含量對(duì)鋼鐵的機(jī)械性能起著主要作用,故統(tǒng)稱為鐵碳合金.它是工程技術(shù)中最重要、用量最大的金屬材料.
　　按含碳量不同,鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類,鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金.碳鋼是最常用的普通鋼,冶煉方便、加工容易、價(jià)格低廉,而且在多數(shù)情況下能滿足使用要求,所以應(yīng)用十分普遍.按含碳量不同,碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼.隨含碳量升高,碳鋼的硬度增加、韌性下降.合金鋼又叫特種鋼,在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一種或多種合金元素,使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化,從而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性,等等.經(jīng)常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等.我國(guó)合金鋼的資源相當(dāng)豐富,除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲(chǔ)量都很高.21世紀(jì)初,合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中的比例將有大幅度增長(zhǎng).
　　含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵.生鐵硬而脆,但耐壓耐磨.根據(jù)生鐵中碳存在的形態(tài)不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵.白口鐵中碳以Fe3C形態(tài)分布,斷口呈銀白色,質(zhì)硬而脆,不能進(jìn)行機(jī)械加工,是煉鋼的原料,故又稱煉鋼生鐵.碳以片狀石墨形態(tài)分布的稱灰口鐵,斷口呈銀灰色,易切削,易鑄,耐磨.若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵,其機(jī)械性能、加工性能接近于鋼.在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特種條件下有十分重要的應(yīng)用.
鋁合金
　　鋁是分布較廣的元素,在地殼中含量?jī)H次于氧和硅,是金屬中含量最高的.純鋁密度較低,為2.7 g/cm3,有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性(僅次于Au、Ag、Cu),延展性好、塑性高,可進(jìn)行各種機(jī)械加工.鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑,在空氣中迅速氧化形成一層致密、牢固的氧化膜,因而具有良好的耐蝕性.但純鋁的強(qiáng)度低,只有通過(guò)合金化才能得到可作結(jié)構(gòu)材料使用的各種鋁合金.
　　鋁合金的突出特點(diǎn)是密度小、強(qiáng)度高.鋁中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蝕性,良好的塑性和較高的強(qiáng)度,稱為防銹鋁合金,用于制造油箱、容器、管道、鉚釘?shù)?硬鋁合金的強(qiáng)度較防銹鋁合金高,但防蝕性能有所下降,這類合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系.新近開(kāi)發(fā)的高強(qiáng)度硬鋁,強(qiáng)度進(jìn)一步提高,而密度比普通硬鋁減小15%,且能擠壓成型,可用作摩托車骨架和輪圈等構(gòu)件.Al-Li合金可制作飛機(jī)零件和承受載重的高級(jí)運(yùn)動(dòng)器材.
　　目前高強(qiáng)度鋁合金廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)、艦艇和載重汽車等,可增加它們的載重量以及提高運(yùn)行速度,并具有抗海水侵蝕,避磁性等特點(diǎn).