1、單元五單元五 金屬材料金屬材料 載重汽車的變速箱齒輪工作中承受中載和較大的沖擊力？應(yīng)該選用什么材料制作？變速箱殼體用什么材料制作?啟發(fā)思考啟發(fā)思考：單元五單元五 金屬材料金屬材料主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 5.1 5.1 金屬材料概述金屬材料概述 5.2 5.2 非合金鋼非合金鋼 5.3 5.3 合金鋼合金鋼 5.4 5.4 鑄鐵鑄鐵 5.5 5.5 非鐵金屬材料非鐵金屬材料金屬材料概述金屬材料概述按鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分：按鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分： 低碳鋼低碳鋼w(C) 0.25% 中碳鋼中碳鋼0.25 w(C) 0.6% （通常小于（通常小于1.4%）按鋼的質(zhì)量分：按鋼的質(zhì)量分：普通碳素鋼普通碳素鋼Ws、

2、Wp 0.45% 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼Ws、 Wp 0.35% 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（標(biāo)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（標(biāo)A） Ws 0.20%；Wp 0.30% 特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（標(biāo)特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（標(biāo)E） Ws 0.15%；Wp 0.25%1 1、鋼的分類、鋼的分類一、金屬材料的分類一、金屬材料的分類按鋼的用途分：按鋼的用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 ：Wc 0.7%高碳鋼（刃具、量具和模高碳鋼（刃具、量具和模具用鋼）具用鋼）按鋼脫氧程度分：按鋼脫氧程度分：沸騰鋼（標(biāo)沸騰鋼（標(biāo)F）、）、鎮(zhèn)靜鋼（標(biāo)鎮(zhèn)靜鋼（標(biāo)Z，可省略）、可省略）、半鎮(zhèn)靜鋼（標(biāo)半鎮(zhèn)靜鋼（標(biāo)b） 一、金屬材料的分類一、金屬材料的分類按主要質(zhì)量等級(jí)、主要性能及使用特性分類

3、按主要質(zhì)量等級(jí)、主要性能及使用特性分類一、金屬材料的分類一、金屬材料的分類45鋼鋼 0.45%C優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼T12 1.2%C高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 工具鋼工具鋼二、雜質(zhì)元素和合金元素在鋼中的作用二、雜質(zhì)元素和合金元素在鋼中的作用1、碳鋼中的常存元素在鋼中的作用、碳鋼中的常存元素在鋼中的作用硫（硫（S）：）：一種有害元素。以一種有害元素。以FeS形式存在（熔點(diǎn)只有形式存在（熔點(diǎn)只有989），使鋼材在熱加工時(shí)容易開裂，產(chǎn)生），使鋼材在熱加工時(shí)容易開裂，產(chǎn)生“熱脆熱脆”現(xiàn)象。現(xiàn)象。硫含量高還使材料的斷裂韌性降低。硫含量高還使材料的斷裂韌性降低。磷（磷（P）：）：也是一種有害元素。磷能全

4、部溶于鐵素體中，使也是一種有害元素。磷能全部溶于鐵素體中，使強(qiáng)度和硬度增加，會(huì)導(dǎo)致塑性和沖擊韌性的顯著降低。在強(qiáng)度和硬度增加，會(huì)導(dǎo)致塑性和沖擊韌性的顯著降低。在低溫變脆，產(chǎn)生低溫變脆，產(chǎn)生“冷脆冷脆”現(xiàn)象。在某些特殊用途鋼中，如現(xiàn)象。在某些特殊用途鋼中，如含磷的銅鋼，可以提高在大氣中的耐蝕性。含磷的銅鋼，可以提高在大氣中的耐蝕性。 1、碳鋼中的常存元素在鋼中的作用、碳鋼中的常存元素在鋼中的作用錳（錳（Mn）：）：一種有益的元素。錳是煉鋼時(shí)作為脫氧劑和合一種有益的元素。錳是煉鋼時(shí)作為脫氧劑和合金元素加入鋼中的。由于錳可以和硫形成高熔點(diǎn)金元素加入鋼中的。由于錳可以和硫形成高熔點(diǎn)(1600)的硫化錳

5、，能的硫化錳，能減輕硫的有害作用，并能提高鋼的強(qiáng)度和硬減輕硫的有害作用，并能提高鋼的強(qiáng)度和硬度度，是低合金鋼中的常見元素。，是低合金鋼中的常見元素。 硅（硅（Si）：一種有益的元素。作為脫氧劑和合金元素加入鋼一種有益的元素。作為脫氧劑和合金元素加入鋼中的。中的。能使鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性提高，而塑性、韌性降能使鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性提高，而塑性、韌性降低。硅作為合金元素，可以提高鋼的耐蝕性和耐熱性低。硅作為合金元素，可以提高鋼的耐蝕性和耐熱性，但，但過量的硅會(huì)惡化鋼的熱加工工藝性能。過量的硅會(huì)惡化鋼的熱加工工藝性能。氧、氮、氫：氧、氮、氫：有害元素。有害元素。機(jī)械性能機(jī)械性能 ，強(qiáng)度、塑性降低，強(qiáng)

6、度、塑性降低。2、合金元素對(duì)鋼基本相的影響、合金元素對(duì)鋼基本相的影響強(qiáng)化鐵素體強(qiáng)化鐵素體 大多數(shù)合金元素都可以溶于鐵素體，使晶格大多數(shù)合金元素都可以溶于鐵素體，使晶格畸變，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。畸變，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。形成碳化物形成碳化物 隨碳化物數(shù)量的增加，鋼的硬度、強(qiáng)度提高，隨碳化物數(shù)量的增加，鋼的硬度、強(qiáng)度提高， 塑性、韌性下降。根據(jù)親和力強(qiáng)弱，合金元素可以形塑性、韌性下降。根據(jù)親和力強(qiáng)弱，合金元素可以形 成不同類型的合金碳化物成不同類型的合金碳化物(Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti)。 融入滲碳體中，形成合金滲碳體；融入滲碳體中，形成合金滲碳體； 形成合金碳化物；形成合金碳化物；

7、形成特殊碳化物。形成特殊碳化物。合金元素對(duì)鐵素體力學(xué)性能的影響合金元素對(duì)鐵素體力學(xué)性能的影響3、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響（1）合金元素對(duì)奧氏體相區(qū)的影響）合金元素對(duì)奧氏體相區(qū)的影響 Ni、Mn等合金元素使單相奧氏體區(qū)擴(kuò)大等合金元素使單相奧氏體區(qū)擴(kuò)大(A1線和線和A3線下降線下降)，若其含量足夠高，可在常溫下保持穩(wěn)定的，若其含量足夠高，可在常溫下保持穩(wěn)定的奧氏體組織，稱為奧氏體組織，稱為奧氏體鋼奧氏體鋼。 Cr、Mo、Ti、Si、Al等使奧氏體區(qū)縮小，若其含量等使奧氏體區(qū)縮小，若其含量足夠高，可使鋼在高溫與常溫均保持鐵素體組織，足夠高，可使鋼在高溫與常溫均保持鐵素體組織

8、，稱為稱為鐵素體鋼鐵素體鋼。3、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響（1）合金元素對(duì)奧氏體相區(qū)的影響）合金元素對(duì)奧氏體相區(qū)的影響3、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響（2）合金元素對(duì)）合金元素對(duì)S點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響 合金元素都使合金元素都使S點(diǎn)左移，即使鋼的共析含碳量降低。點(diǎn)左移，即使鋼的共析含碳量降低。 若合金元素含量足夠高，可以在若合金元素含量足夠高，可以在Wc=0.4%的鋼中產(chǎn)生的鋼中產(chǎn)生過共析組織。過共析組織。3、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響（2）合金元素對(duì)）合金元素對(duì)E點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響 合金元素都使鐵碳相圖中的合金元素都使鐵碳相圖中的

9、E點(diǎn)左移，即使奧氏體對(duì)碳點(diǎn)左移，即使奧氏體對(duì)碳的最大固溶度降低。的最大固溶度降低。 例如，在高速鋼（例如，在高速鋼（Wc=0.70.8%）的鑄態(tài)組織中就有）的鑄態(tài)組織中就有萊氏體組織，故可稱之為萊氏體組織，故可稱之為萊氏體鋼萊氏體鋼。4、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響1）引起熱處理加熱過程的變化）引起熱處理加熱過程的變化 2）引起熱處理冷卻過程的變化引起熱處理冷卻過程的變化 3）引起回火轉(zhuǎn)變的變化）引起回火轉(zhuǎn)變的變化4、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響（1）加熱時(shí)對(duì)奧氏體化及奧氏體晶粒長大的影響）加熱時(shí)對(duì)奧氏體化及奧氏體晶粒長大的影響 合金元素阻礙碳原子的

10、熱遷移，其碳化物難溶，因此需比非合金鋼溫度高、保溫合金元素阻礙碳原子的熱遷移，其碳化物難溶，因此需比非合金鋼溫度高、保溫時(shí)間長。高熔點(diǎn)合金碳化物及特殊碳化物的細(xì)小顆粒分散在奧氏體組織中，能機(jī)械的時(shí)間長。高熔點(diǎn)合金碳化物及特殊碳化物的細(xì)小顆粒分散在奧氏體組織中，能機(jī)械的阻礙晶粒的長大，所以阻礙晶粒的長大，所以熱處理時(shí)合金鋼一般不會(huì)過熱。熱處理時(shí)合金鋼一般不會(huì)過熱。4、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響（2）冷卻時(shí)對(duì)過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響）冷卻時(shí)對(duì)過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 除除Co外，大多數(shù)合金元素溶于奧氏體后都會(huì)使鋼的過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，因此外，大多數(shù)合金元素溶于奧氏體后都會(huì)使鋼的過

11、冷奧氏體穩(wěn)定性提高，因此使鋼的淬透性提高，但退火變的困難，另外，由于過冷奧氏體非常穩(wěn)定，在空氣中冷使鋼的淬透性提高，但退火變的困難，另外，由于過冷奧氏體非常穩(wěn)定，在空氣中冷卻也能形成馬氏體組織，可稱為卻也能形成馬氏體組織，可稱為馬氏體鋼馬氏體鋼。同時(shí)，大多數(shù)合金元素都使馬氏體溫度轉(zhuǎn)。同時(shí)，大多數(shù)合金元素都使馬氏體溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)下降，并增加殘余奧氏體量。變點(diǎn)下降，并增加殘余奧氏體量。（3）對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響）對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響 合金元素的加入提高了鋼的耐回火性（回火穩(wěn)定性）。合金元素的加入提高了鋼的耐回火性（回火穩(wěn)定性）。耐回火性耐回火性是指淬火鋼在回火時(shí)抵是指淬火鋼在回火時(shí)抵抗強(qiáng)度和硬度下降的能力。抗

12、強(qiáng)度和硬度下降的能力。 另外，在高合金鋼中，另外，在高合金鋼中，W、Mo、V等強(qiáng)碳化物形成元素在等強(qiáng)碳化物形成元素在500-600 回火時(shí)，會(huì)形成細(xì)回火時(shí)，會(huì)形成細(xì)小彌散的碳化物使鋼回火后硬度有所升高；同時(shí)淬火后殘余奧氏體在回火冷卻過程中部分小彌散的碳化物使鋼回火后硬度有所升高；同時(shí)淬火后殘余奧氏體在回火冷卻過程中部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度顯著提高，這兩種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度顯著提高，這兩種現(xiàn)象稱為二次硬化二次硬化。熱硬性熱硬性：合金鋼在較高溫度下仍保持高硬度。：合金鋼在較高溫度下仍保持高硬度。為了防止回火脆性常在鋼種加入為了防止回火脆性常在鋼種加入Mo和和W。4、合金元素對(duì)鋼熱

13、處理的影響、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響高速鋼的回火溫度與硬度之間的關(guān)系高速鋼的回火溫度與硬度之間的關(guān)系繼續(xù)努力! 非合金鋼非合金鋼1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼 2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼3、碳素工具鋼、碳素工具鋼4、易切削結(jié)構(gòu)鋼、易切削結(jié)構(gòu)鋼5、碳素鑄鋼、碳素鑄鋼1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼 u這類鋼主要用于建筑及各類工程，應(yīng)用量很大。這類鋼主要用于建筑及各類工程，應(yīng)用量很大。u對(duì)這類鋼通常是熱軋后空冷。用戶一般不需要再進(jìn)行熱對(duì)這類鋼通常是熱軋后空冷。用戶一般不需要再進(jìn)行熱處理而直接使用。處理而直接使用。u以其力學(xué)性能中的屈服點(diǎn)來命名。具體命名方法如下：以其力學(xué)性能中的屈服點(diǎn)來命名。具體命名

14、方法如下： 標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志符號(hào)Q+最小最小Rel值值+等級(jí)符號(hào)等級(jí)符號(hào)+脫氧程度符號(hào)脫氧程度符號(hào)。uQ215（普通釘子），（普通釘子），Q235AF(螺栓螺母螺栓螺母)質(zhì)量為質(zhì)量為A級(jí)的級(jí)的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。u脫氧方法用脫氧方法用F（沸騰鋼）、（沸騰鋼）、B（半鎮(zhèn)靜鋼）、（半鎮(zhèn)靜鋼）、Z（鎮(zhèn)靜（鎮(zhèn)靜鋼）、鋼）、TZ(特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼)表示。表示。 沸騰鋼沸騰鋼:煉鋼時(shí)僅加入錳鐵進(jìn)行脫氧，脫氧不完全。鋼液鑄煉鋼時(shí)僅加入錳鐵進(jìn)行脫氧，脫氧不完全。鋼液鑄錠時(shí)，有大量的一氧化碳?xì)怏w逸出，鋼液呈沸騰狀。錠時(shí)，有大量的一氧化碳?xì)怏w逸出，鋼液呈沸騰狀。 組織不組織不夠致密，成分不太均勻，雜質(zhì)

15、偏析較嚴(yán)重，質(zhì)量較差。但成夠致密，成分不太均勻，雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，質(zhì)量較差。但成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般工程。本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般工程。 鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼:煉鋼時(shí)采用錳鐵、硅鐵和鋁錠等作為脫氧劑，脫氧煉鋼時(shí)采用錳鐵、硅鐵和鋁錠等作為脫氧劑，脫氧完全。鋼液鑄錠時(shí)能平靜地充滿錠模并冷卻凝固。完全。鋼液鑄錠時(shí)能平靜地充滿錠模并冷卻凝固。 成本較高，成本較高，但其組織致密，成分均勻，含硫量較少，性能穩(wěn)定，故質(zhì)量但其組織致密，成分均勻，含硫量較少，性能穩(wěn)定，故質(zhì)量好，適用于重要結(jié)構(gòu)工程。好，適用于重要結(jié)構(gòu)工程。1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼 這類鋼適用于一般工程結(jié)構(gòu)所需的熱軋鋼板、鋼帶、鋼這類鋼適

16、用于一般工程結(jié)構(gòu)所需的熱軋鋼板、鋼帶、鋼管、盤條、型鋼、棒鋼等，可供焊接、鉚接、栓接等構(gòu)管、盤條、型鋼、棒鋼等，可供焊接、鉚接、栓接等構(gòu)件使用。其常用鋼號(hào)、性能特點(diǎn)如表件使用。其常用鋼號(hào)、性能特點(diǎn)如表5.2.1所示。所示。Q195、Q215 碳的含量較低、塑性好、強(qiáng)度低。一般用于螺釘、螺母、墊片、鋼窗等強(qiáng)碳的含量較低、塑性好、強(qiáng)度低。一般用于螺釘、螺母、墊片、鋼窗等強(qiáng)度要求不高的工件。度要求不高的工件。Q235、Q255 可用于農(nóng)機(jī)具中不太重要的工件。如拉桿、小軸、鏈等。也可常用建筑鋼可用于農(nóng)機(jī)具中不太重要的工件。如拉桿、小軸、鏈等。也可常用建筑鋼筋、鋼板、型鋼等。可作為建筑工程中質(zhì)量要求較高

17、的焊接構(gòu)件。在機(jī)械中可用作一筋、鋼板、型鋼等。可作為建筑工程中質(zhì)量要求較高的焊接構(gòu)件。在機(jī)械中可用作一般的轉(zhuǎn)動(dòng)軸、吊鉤、自行車架等。般的轉(zhuǎn)動(dòng)軸、吊鉤、自行車架等。Q275 強(qiáng)度較高，可作摩擦離合器、剎車鋼帶等。強(qiáng)度較高，可作摩擦離合器、剎車鋼帶等。1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼 鋼橋梁鋼橋梁熱軋鋼板熱軋鋼板2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 u這類鋼中磷、硫等有害雜質(zhì)含量較低，夾雜物也少，化學(xué)這類鋼中磷、硫等有害雜質(zhì)含量較低，夾雜物也少，化學(xué)成分控制較嚴(yán)格，質(zhì)量較好。成分控制較嚴(yán)格，質(zhì)量較好。u常用于制造重要機(jī)械結(jié)構(gòu)零件。常用于制造重要機(jī)械結(jié)構(gòu)零件。u可以是熱軋后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)。可

18、以是熱軋后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)。u鋼號(hào)系列為鋼號(hào)系列為08-85，如，如45表示該鋼的表示該鋼的wc=0.45。u這類鋼中有些是沸騰鋼，其鋼號(hào)尾部標(biāo)有這類鋼中有些是沸騰鋼，其鋼號(hào)尾部標(biāo)有F。如如08F。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 u這類鋼中有些是錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超出一般規(guī)定的錳雜質(zhì)含量。這類鋼中有些是錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超出一般規(guī)定的錳雜質(zhì)含量。其鋼號(hào)尾部標(biāo)有元素符號(hào)其鋼號(hào)尾部標(biāo)有元素符號(hào)Mn,如如65Mn。這類鋼仍屬于優(yōu)質(zhì)這類鋼仍屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，不要誤認(rèn)為是合金鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼，不要誤認(rèn)為是合金鋼。u優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含有低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼，見

19、表，見表5-2。u隨著鋼中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，具有不同的力學(xué)性能，隨著鋼中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，具有不同的力學(xué)性能， 可用來制作各種機(jī)械零件。例如：可用來制作各種機(jī)械零件。例如：08F鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低 塑性好，強(qiáng)度低。可用于各種冷變形加工成型件。塑性好，強(qiáng)度低。可用于各種冷變形加工成型件。1025等低碳鋼等低碳鋼焊接性和冷沖壓工藝性好，可用來制造焊接性和冷沖壓工藝性好，可用來制造各種標(biāo)準(zhǔn)件、軸套、容器等。也可通過適當(dāng)熱處理（滲各種標(biāo)準(zhǔn)件、軸套、容器等。也可通過適當(dāng)熱處理（滲碳、淬火、回火）制成表面高硬度、心部有較高韌度和碳、淬火、回火）制成表面高硬度、心部有較高韌度和強(qiáng)度的耐

20、磨損耐沖擊的零件。如齒輪、凸輪、銷軸摩擦強(qiáng)度的耐磨損耐沖擊的零件。如齒輪、凸輪、銷軸摩擦片、水泥釘?shù)取Ｆ⑺噌數(shù)取?、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45等中碳鋼等中碳鋼通過適當(dāng)熱處理（調(diào)質(zhì)、表面淬火等）可獲通過適當(dāng)熱處理（調(diào)質(zhì)、表面淬火等）可獲得良好的綜合力學(xué)性能的機(jī)件及表面耐磨、心部韌性好得良好的綜合力學(xué)性能的機(jī)件及表面耐磨、心部韌性好的零件。如傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、機(jī)床齒輪等。的零件。如傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、機(jī)床齒輪等。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 高碳碳素結(jié)構(gòu)鋼高碳碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得高的經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得高的e和屈強(qiáng)和屈強(qiáng)比，以及足夠的韌性和耐磨性。可用于制造小線徑的

21、彈比，以及足夠的韌性和耐磨性。可用于制造小線徑的彈簧、重鋼軌、軋輥、鐵鍬、鋼絲繩等。簧、重鋼軌、軋輥、鐵鍬、鋼絲繩等。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 3、碳素工具鋼、碳素工具鋼 這類鋼是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在這類鋼是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.651.35的碳素鋼。主的碳素鋼。主要用于制作各種小型工具。要用于制作各種小型工具。 可進(jìn)行淬火、低溫回火處理獲得高硬度、高耐磨性。可進(jìn)行淬火、低溫回火處理獲得高硬度、高耐磨性。 分為優(yōu)質(zhì)級(jí)分為優(yōu)質(zhì)級(jí)(ws0.03，wP0.035)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)（ws0.02，wP0.03）兩大類。兩大類。 3、碳素工具鋼、碳素工具鋼 這類鋼號(hào)命名的方法是：這類鋼號(hào)命名的方

22、法是： 標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志符號(hào)T加上碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分值加上碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分值。 如如T10鋼：鋼：T是碳字的漢語拼音字頭。是碳字的漢語拼音字頭。10表示表示wc=1.0。 對(duì)于高級(jí)優(yōu)質(zhì)的碳素工具鋼須在鋼號(hào)尾部加對(duì)于高級(jí)優(yōu)質(zhì)的碳素工具鋼須在鋼號(hào)尾部加“A”，如如T10A。優(yōu)質(zhì)級(jí)的不加質(zhì)量等級(jí)符號(hào)。優(yōu)質(zhì)級(jí)的不加質(zhì)量等級(jí)符號(hào)。這類鋼錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都嚴(yán)格控制在這類鋼錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都嚴(yán)格控制在0.4以下。以下。個(gè)別鋼為了提高其淬透性，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上限擴(kuò)大到個(gè)別鋼為了提高其淬透性，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上限擴(kuò)大到0.6，這時(shí)，該鋼號(hào)尾部要表，這時(shí)，該鋼號(hào)尾部要表出元素符號(hào)出元素符號(hào)Mn。如如T8Mn以有別于以有別于T

23、8。這類鋼的主要鋼號(hào)、化學(xué)成分、性能、用途見這類鋼的主要鋼號(hào)、化學(xué)成分、性能、用途見表表5-3。 T8(沖頭沖頭) T10（鋸條）（鋸條） T13(銼刀銼刀)3、碳素工具鋼、碳素工具鋼 4、易切削結(jié)構(gòu)鋼、易切削結(jié)構(gòu)鋼 u易切削結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入一種或幾種元素，利用其本易切削結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入一種或幾種元素，利用其本身或與其它元素形成一種對(duì)切削加工有利的夾雜物，來改身或與其它元素形成一種對(duì)切削加工有利的夾雜物，來改善鋼材的切削加工性。善鋼材的切削加工性。u目前常用元素是硫、磷、鉛。例如目前常用元素是硫、磷、鉛。例如Y15Pb中中ws0.23-0.33，wP0.05-0.1， wPb=0.15-0

24、.35。uY12、Y15硫磷復(fù)合低碳易切鋼，用來制造螺栓、螺母、硫磷復(fù)合低碳易切鋼，用來制造螺栓、螺母、 管接頭等不重要的標(biāo)準(zhǔn)件。管接頭等不重要的標(biāo)準(zhǔn)件。uY20切削加工后可滲碳處理，用來制造表面耐磨的儀器切削加工后可滲碳處理，用來制造表面耐磨的儀器 儀表零件。儀表零件。uY45Ca生產(chǎn)率比生產(chǎn)率比45鋼高一倍，用來制造重要的零件如機(jī)鋼高一倍，用來制造重要的零件如機(jī) 床的齒輪軸、花鍵軸等熱處理零件。床的齒輪軸、花鍵軸等熱處理零件。5、工程用鑄造碳鋼、工程用鑄造碳鋼 在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)遇到一些形狀復(fù)雜的零件，不便鍛壓制在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)遇到一些形狀復(fù)雜的零件，不便鍛壓制成毛坯。而鑄鐵又保證不了塑性的要求

25、，這時(shí)可采用成毛坯。而鑄鐵又保證不了塑性的要求，這時(shí)可采用鑄鋼件。鑄鋼件。這類鋼按這類鋼按GB11352-89規(guī)定了五個(gè)鋼號(hào)，規(guī)定了五個(gè)鋼號(hào)，見表見表5-6。其命。其命名方法是：名方法是： 標(biāo)志符標(biāo)志符ZG+最低最低s值值-最低最低b值值。例如，例如，ZG340-640。其中其中ZG是鑄鋼這兩個(gè)字的漢語拼音是鑄鋼這兩個(gè)字的漢語拼音的字頭。前面數(shù)字的字頭。前面數(shù)字340是指該鋼的屈服強(qiáng)度是指該鋼的屈服強(qiáng)度(0.2)不小于不小于340Mpa。后面的數(shù)字后面的數(shù)字640是指該鋼的抗拉強(qiáng)度是指該鋼的抗拉強(qiáng)度(b)不低不低于于640Mpa。 鑄鋼廣泛用于制造重型機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、鑄鋼廣泛用于制造

26、重型機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、機(jī)車車輛的某些零構(gòu)件。鑄鋼的牌號(hào)、成分和力學(xué)性能機(jī)車車輛的某些零構(gòu)件。鑄鋼的牌號(hào)、成分和力學(xué)性能如表如表5-4所示。所示。（1）ZG200-400 有良好的塑性、韌性和焊接性能。用于制作承受載荷不大，要求韌性的有良好的塑性、韌性和焊接性能。用于制作承受載荷不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等。各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等。（2）ZG230-450 有一定的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性，焊接性能良好，切削加工性尚可。有一定的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性，焊接性能良好，切削加工性尚可。用于制作承受載荷不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如砧座、外殼、軸承蓋、底板、閥體、

27、用于制作承受載荷不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如砧座、外殼、軸承蓋、底板、閥體、犁柱等。犁柱等。鑄鋼廣泛用于制造重型機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、機(jī)車車輛的某些零構(gòu)件。鑄鋼的牌號(hào)、鑄鋼廣泛用于制造重型機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、機(jī)車車輛的某些零構(gòu)件。鑄鋼的牌號(hào)、成分和力學(xué)性能如表成分和力學(xué)性能如表5-4所示。所示。5、工程用鑄造碳鋼、工程用鑄造碳鋼軸承蓋變速箱外殼（3）ZG270-500 有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，鑄造性能良好，焊接性能尚好，切削加工有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，鑄造性能良好，焊接性能尚好，切削加工性佳，用途廣泛，用于制作軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、箱體、缸體等。性佳，用途廣泛，用于制作軋

28、鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、箱體、缸體等。（4）ZG310-570 強(qiáng)度和切削加工性良好，塑性和韌性較低，用于制作承受載荷較高的各強(qiáng)度和切削加工性良好，塑性和韌性較低，用于制作承受載荷較高的各種機(jī)械零件，如大齒輪、缸體、制動(dòng)輪、輥?zhàn)拥取７N機(jī)械零件，如大齒輪、缸體、制動(dòng)輪、輥?zhàn)拥取＃?）ZG340-640 有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，切削加工性中等，焊接性能較差，流動(dòng)性有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，切削加工性中等，焊接性能較差，流動(dòng)性好，裂紋敏感性較大，可用制作齒輪、棘輪等。好，裂紋敏感性較大，可用制作齒輪、棘輪等。5、工程用鑄造碳鋼、工程用鑄造碳鋼鑄鋼件鑄鋼件2.5噸大齒輪鑄件噸大齒輪鑄件典型的鑄鋼件1

29、、含碳量小于 的鐵碳合金我們叫做鋼。 A、2.11% B、4.3% C、0.77% D、6.69% 2、鋼的種類繁多，按 分類，可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼三類。 A、化學(xué)成分 B、用途 C、質(zhì)量 D、脫氧程度 3、 比純金屬具有更好的力學(xué)性能和工藝性能，且價(jià)格便宜。A、合金 B、硬化塑料 C、強(qiáng)化塑料 D、聚合物4、鋼的分類有按化學(xué)成分、用途、質(zhì)量和脫氧程度等方法來劃分，其中碳素鋼是按 分類方法所分類出來的，其中特殊性能鋼是按照 分類方法所分類出來的 。 A、化學(xué)成分 B、用途 C、質(zhì)量 D、脫氧程度 5、合金是一種以金屬為基礎(chǔ)，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過熔煉或燒結(jié)制成的具有 的材料。

30、A、塑性 B、金屬特性 C、延展性 D、伸長性6、鋼的種類繁多，按 分類，可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼三類。 A、化學(xué)成分 B、用途 C、質(zhì)量 D、脫氧程度 7、下列 牌號(hào)的鋼是碳素結(jié)構(gòu)鋼， 是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼， 是碳素工具鋼， 是易切削鋼？ A、Y12 B、Q235 C、15F D、T8 第三節(jié)第三節(jié) 合金鋼合金鋼合金鋼定義：合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，為了改善鋼的某些性能，而合金鋼定義：合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，為了改善鋼的某些性能，而特意加入一些合金元素的鋼特意加入一些合金元素的鋼根據(jù)添加元素的不同，并采取適當(dāng)?shù)募庸すに嚕色@得高強(qiáng)度、高韌性、耐根據(jù)添加元素的不同，并采取適當(dāng)?shù)募庸すに嚕色@得高

31、強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。合金鋼的分類1、合金元素含量多少低合金鋼（含量10%）2、按質(zhì)量優(yōu)質(zhì)合金鋼特質(zhì)合金鋼3、按特性和用途合金結(jié)構(gòu)鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼合金工具鋼特殊性能鋼：不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼合金鋼的牌號(hào)是按照合金鋼中的含碳量及所含合金元合金鋼的牌號(hào)是按照合金鋼中的含碳量及所含合金元素的種類（元素符號(hào)）和含量來編制的。素的種類（元素符號(hào)）和含量來編制的。對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼碳的含量以萬分?jǐn)?shù)計(jì)，對(duì)于工具鋼以對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼碳的含量以萬分?jǐn)?shù)計(jì)，對(duì)于工具鋼以千分?jǐn)?shù)計(jì)。當(dāng)鋼中某合金元素的平均質(zhì)

32、量分?jǐn)?shù)小于千分?jǐn)?shù)計(jì)。當(dāng)鋼中某合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時(shí)，鋼號(hào)中只標(biāo)出元素符號(hào)，不標(biāo)明含量；當(dāng)時(shí)，鋼號(hào)中只標(biāo)出元素符號(hào)，不標(biāo)明含量；當(dāng)合金元素含量分別在合金元素含量分別在1.5-2.5%、 2.5-3.5%.時(shí)時(shí),在該在該元素的后面相應(yīng)的用整數(shù)標(biāo)出元素的后面相應(yīng)的用整數(shù)標(biāo)出2、3，注出合金，注出合金元素含量的近似值。元素含量的近似值。合金鋼的牌號(hào)命名合金工具鋼合金工具鋼 當(dāng)平均含碳量小于當(dāng)平均含碳量小于1.0%時(shí)，牌號(hào)前以千分?jǐn)?shù)表示之；當(dāng)含碳量大于時(shí)，牌號(hào)前以千分?jǐn)?shù)表示之；當(dāng)含碳量大于1.0%時(shí)，時(shí)，牌號(hào)前不標(biāo)注含碳量，如牌號(hào)前不標(biāo)注含碳量，如9Mn2V；CrWMn等。等。特殊性能鋼特

33、殊性能鋼 與合金工具鋼的表示方法基本相同，只是當(dāng)含碳量小于與合金工具鋼的表示方法基本相同，只是當(dāng)含碳量小于0.08%及含碳量小于及含碳量小于0.03%時(shí)，在牌號(hào)的前面分別標(biāo)注時(shí)，在牌號(hào)的前面分別標(biāo)注“0”及及“00”。如。如0Cr19Ni9、0Cr13Al等。等。合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 60Si2Mn；鋼中；鋼中V、Ti、Al、B、稀土等元素、稀土等元素含量盡管較低，仍在鋼號(hào)中標(biāo)出。如含量盡管較低，仍在鋼號(hào)中標(biāo)出。如40MnVB、25MnTiBRE。滾動(dòng)軸承鋼有自己獨(dú)特的牌號(hào)，牌號(hào)前以。滾動(dòng)軸承鋼有自己獨(dú)特的牌號(hào)，牌號(hào)前以G開頭，其后為開頭，其后為Cr，質(zhì)量分?jǐn)?shù)以千分?jǐn)?shù)計(jì)，其余合金元素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)

34、以千分?jǐn)?shù)計(jì)，其余合金元素如前所述，如如前所述，如GCr15SiMn鋼。鋼。低合金鋼是一類可焊接的低碳低合金工程結(jié)構(gòu)用鋼；低合金鋼是一類可焊接的低碳低合金工程結(jié)構(gòu)用鋼；主要用于房屋、橋梁、船舶、車輛、鐵道、高壓容器及大型軍事工程等工程結(jié)構(gòu)主要用于房屋、橋梁、船舶、車輛、鐵道、高壓容器及大型軍事工程等工程結(jié)構(gòu)件；件；工件條件：尺寸大，需冷彎及焊接成型，形狀復(fù)雜，大多在熱軋或正火條件下使工件條件：尺寸大，需冷彎及焊接成型，形狀復(fù)雜，大多在熱軋或正火條件下使用，且可能長期處于低溫或暴露于一定環(huán)境介質(zhì)中；用，且可能長期處于低溫或暴露于一定環(huán)境介質(zhì)中；性能要求：較高的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比；較好的塑性和韌性；良好的

35、焊接性；性能要求：較高的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比；較好的塑性和韌性；良好的焊接性；較低的缺口敏感性和冷彎后低的時(shí)效敏感性；較低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。較低的缺口敏感性和冷彎后低的時(shí)效敏感性；較低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。一、低合金鋼一、低合金鋼u主要合金元素有主要合金元素有Mn、V、Ti、 Nb、Al、Cr、Ni等。等。u Mn的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加并細(xì)化珠光體。的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加并細(xì)化珠光體。u V、Ti、Nb主要作用是起細(xì)化晶粒作用。主要作用是起細(xì)化晶粒作用。 u Cr、Ni可提高鋼的沖擊韌度，改善鋼的熱處理性能，提高鋼的強(qiáng)度，提高對(duì)大氣的抗蝕可提高鋼的沖擊韌度，改善鋼的熱處理性能，提高鋼的強(qiáng)度，提高對(duì)大氣的抗

36、蝕能力能力(包括包括Al)。u另外加另外加Cu、P可提高耐蝕性；加可提高耐蝕性；加RE可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。u牌號(hào)：牌號(hào)：Q345（16Mn，橋梁等），橋梁等），Q390（15MnV，石化容器），石化容器），Q460（鳥巢結(jié)構(gòu)）（鳥巢結(jié)構(gòu)）u常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的特性、牌號(hào)等如表常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的特性、牌號(hào)等如表5.3.1所示。所示。1.1.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 為了適應(yīng)某些專業(yè)的特殊需要而發(fā)展起來的低合金專業(yè)用鋼。低合金耐候鋼、低合金耐磨鋼、為了適應(yīng)某些專業(yè)的特殊需要而發(fā)展起來的低合金專業(yè)用鋼。低合金耐候鋼、低合金耐磨鋼、

37、低合金鋼軌鋼、微合金鋼等。主要應(yīng)用于壓力容器、橋、船舶、礦山、農(nóng)機(jī)等。低合金鋼軌鋼、微合金鋼等。主要應(yīng)用于壓力容器、橋、船舶、礦山、農(nóng)機(jī)等。2.低合金專業(yè)用鋼低合金專業(yè)用鋼 低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用高壓容器高壓容器橋梁橋梁船舶船舶車輛車輛二、機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼二、機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼u機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼主要用于制造各種機(jī)械零件，其質(zhì)量等級(jí)都屬于特殊質(zhì)量等級(jí)；機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼主要用于制造各種機(jī)械零件，其質(zhì)量等級(jí)都屬于特殊質(zhì)量等級(jí)；u大多須經(jīng)熱處理后才能使用；大多須經(jīng)熱處理后才能使用；u根據(jù)熱處理特點(diǎn)根據(jù)熱處理特點(diǎn)滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、超高強(qiáng)度鋼滲碳鋼

38、、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、超高強(qiáng)度鋼等。等。1.1.合金滲碳鋼合金滲碳鋼用途用途用于汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪用于汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中遭受強(qiáng)烈的摩軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中遭受強(qiáng)烈的摩擦磨損，同時(shí)又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。擦磨損，同時(shí)又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。性能要求性能要求表面高硬度、高耐磨性、心部具有良好的塑性表面高硬度、高耐磨性、心部具有良好的塑性和韌性。和韌性。成分特點(diǎn)成分特點(diǎn)低碳低碳, 在在0.10%0.25%，加入，加入Cr,Ni,Mn等提高等提高淬透性，加入少量淬透性，

39、加入少量Ti,V,W,Mo細(xì)化晶粒，提高耐磨性。細(xì)化晶粒，提高耐磨性。 1.1.合金滲碳鋼合金滲碳鋼 熱處理熱處理一般都是滲碳后直接淬火低溫回火，或重新加一般都是滲碳后直接淬火低溫回火，或重新加熱淬火低溫回火。熱淬火低溫回火。成分組織成分組織表層獲得高碳回火馬氏體加碳化物，硬度為表層獲得高碳回火馬氏體加碳化物，硬度為58-64HRC。常用牌號(hào)常用牌號(hào)15Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA合金滲碳鋼：表合金滲碳鋼：表5.3.2合金滲碳鋼的應(yīng)用合金滲碳鋼的應(yīng)用增壓柴油機(jī)曲軸增壓柴油機(jī)曲軸20CrMnTi18Cr2Ni4WA合金調(diào)質(zhì)鋼是指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火合金調(diào)質(zhì)鋼是指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火+

40、 +高溫回火）后使用高溫回火）后使用的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，主要應(yīng)用于制造在重載荷下同時(shí)又受的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，主要應(yīng)用于制造在重載荷下同時(shí)又受沖擊載荷的一些重要零件，如齒輪，軸類件、連桿等。沖擊載荷的一些重要零件，如齒輪，軸類件、連桿等。性能要求性能要求 良好的綜合力學(xué)性能良好的綜合力學(xué)性能. . 良好的淬透性。良好的淬透性。成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) 中碳：中碳：0.3-0.5%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B 強(qiáng)化鐵素體強(qiáng)化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒: Ti、V 防止回火脆性防止回火脆性: W、Mo2.2.合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼熱處

41、理及組織特點(diǎn)熱處理及組織特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造退火退火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為：S S回回。為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：常用低淬透性鋼：常用 45、40Cr,用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼：常用中淬透性鋼：常用40CrNi，用于制造大中型零件。，用于制造大中型零件。高淬透性鋼：常用高淬透性鋼

42、：常用40CrNiMo,用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。2.2.合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸2.2.合金調(diào)質(zhì)鋼：表合金調(diào)質(zhì)鋼：表5.3.35.3.33.3.合金彈簧鋼合金彈簧鋼成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) 中高碳：中高碳：碳素彈簧鋼為碳素彈簧鋼為0.6-0.9%C；合金彈簧鋼為；合金彈簧鋼為0.45-0.7%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr 提高提高屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比：Si 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒：V性能要求性能要求用于制造各種彈簧和彈性元件。用于制造各種彈簧和彈性元件。 高的彈性極限，高的屈強(qiáng)

43、比；高的彈性極限，高的屈強(qiáng)比； 足夠的疲勞強(qiáng)度和韌性。足夠的疲勞強(qiáng)度和韌性。常用鋼種常用鋼種55Si2Mn、60Si2Mn、55CrVA、60Si2CrVA等。等。表表5.3.4熱處理及組織特點(diǎn)熱處理及組織特點(diǎn) 冷成型彈簧：冷拔冷成型彈簧：冷拔冷成型冷成型定型處理定型處理(250-300)。用于用于10mm)3.3.合金彈簧鋼合金彈簧鋼 汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧火車螺旋彈簧汽車彈簧汽車彈簧成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) 高碳：高碳：0.95-1.10%C 合金元素：以合金元素：以Cr為主為主,加入加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性的主要作用是提高淬透性熱處理和組織特點(diǎn)熱處理和組織特

44、點(diǎn)滾動(dòng)軸承鋼是過共析鋼滾動(dòng)軸承鋼是過共析鋼。 熱處理：球化退火熱處理：球化退火+ +淬火淬火+ +低溫回火低溫回火 組織：組織：M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+ +均勻分布的細(xì)粒狀碳化物及微量的殘余奧氏體。均勻分布的細(xì)粒狀碳化物及微量的殘余奧氏體。4.4.滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼用途用途用于制造各種滾動(dòng)軸承元件、精密量具、冷沖模、機(jī)床絲杠。用于制造各種滾動(dòng)軸承元件、精密量具、冷沖模、機(jī)床絲杠。性能要求性能要求高的接觸疲勞強(qiáng)度、高的硬度和耐磨性，足夠韌性和淬透性。高的接觸疲勞強(qiáng)度、高的硬度和耐磨性，足夠韌性和淬透性。常用鋼種常用鋼種GCr15、GCr15SiMn等。等。表表5.3.5 鉻軸

45、承鋼：最常用的是鉻軸承鋼：最常用的是GCr15。使用量占軸承鋼的絕使用量占軸承鋼的絕大部分。除制造軸承外也常用來制造冷沖模、量具、絲大部分。除制造軸承外也常用來制造冷沖模、量具、絲錐等。錐等。 添加添加Mn、Si、Mo、V的軸承鋼：在鉻軸承鋼中加入的軸承鋼：在鉻軸承鋼中加入Si Mn可提高淬透性，如可提高淬透性，如GCr15SiMn等。為了節(jié)約鉻，等。為了節(jié)約鉻，加入加入Mo、V等可得無鉻軸承鋼，如等可得無鉻軸承鋼，如GSiMnMoV等。等。滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承滾珠軸承滾珠軸承大型軸承大型軸承三、合金工具鋼和高速工具鋼三、合金工具鋼和高速工具鋼l 合金工具鋼與碳素工具鋼相比，主要是

46、合金元素提高了合金工具鋼與碳素工具鋼相比，主要是合金元素提高了鋼的淬透性、熱硬性和強(qiáng)韌性。鋼的淬透性、熱硬性和強(qiáng)韌性。l 合金工具鋼通常按用途分類：合金工具鋼通常按用途分類：量具韌具鋼、耐沖擊工具量具韌具鋼、耐沖擊工具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、冷作模具鋼、無磁工具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、冷作模具鋼、無磁工具鋼、塑料模具鋼等。鋼、塑料模具鋼等。l 高速工具鋼（簡稱高速鋼）用于制造告訴切削刀具，有高速工具鋼（簡稱高速鋼）用于制造告訴切削刀具，有鋒鋼之稱。鋒鋼之稱。一）、合金工具鋼：一）、合金工具鋼：1.量具刃具鋼：表量具刃具鋼：表5.3.6（1）用途用途用于制造各種低速、形狀復(fù)雜的金屬切削刀

47、具，用于制造各種低速、形狀復(fù)雜的金屬切削刀具，如絲錐、板牙、銑刀、鉆頭等。如絲錐、板牙、銑刀、鉆頭等。（2）性能要求性能要求高硬度、高耐磨性、較好的紅硬（高硬度、高耐磨性、較好的紅硬（300），），足夠塑性、韌性和淬透性。足夠塑性、韌性和淬透性。（3）成分特點(diǎn)成分特點(diǎn)高碳高碳, 在在0.9%1.1%，加入，加入Cr Mn、Si等提等提高淬透性。加入高淬透性。加入W,V提高耐磨性提高耐磨性（5）熱處理熱處理球化退火球化退火 、淬火低溫回火、淬火低溫回火 卡卡 尺尺量量 規(guī)規(guī)千分尺千分尺1.量具刃具鋼量具刃具鋼 表表5.3.6（4）常用鋼種常用鋼種9SiCr 板牙板牙,絲錐絲錐,冷沖模冷沖模, 木

48、工工具木工工具,低速低速切削刃具；切削刃具；Cr2 樣板樣板,鉸刀鉸刀,插刀插刀,剃刀剃刀,刀片刀片,刮刀刮刀,銼刀等；銼刀等；CrWMn 拉刀拉刀,沖模沖模,樣板樣板,量規(guī)；量規(guī)； W, W2, CrW 小麻花小麻花鉆鉆,低速切削刃具等。低速切削刃具等。模具鋼：模具鋼：分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼2.冷作模具鋼：表冷作模具鋼：表5.3.7（1）室溫下使金屬塑性成形的模具如：落料模、冷鐓模、）室溫下使金屬塑性成形的模具如：落料模、冷鐓模、剪切模、拉絲模。剪切模、拉絲模。（2）性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)：較高硬度，高耐磨性，有一定強(qiáng)度、韌性，：較高硬度，高耐

49、磨性，有一定強(qiáng)度、韌性，承受一定的沖擊和振動(dòng)。較高的淬透性和小的熱處理變形承受一定的沖擊和振動(dòng)。較高的淬透性和小的熱處理變形（3）化學(xué)成分化學(xué)成分：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9%，主加元素，主加元素Mn、Cr、W、Mo、V。（4）熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：球化退火，淬火中高溫回火硬度：球化退火，淬火中高溫回火硬度 58-60HRC（5）常用鋼種常用鋼種：Cr12、Cr12MoV、SiCr、Mn2V、CrWMn等。等。3.熱作模具鋼熱作模具鋼 表表5.3.8（1）性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)：模具在熱和冷的狀態(tài)下使用，要求模具：模具在熱和冷的狀態(tài)下使用，要求模具 在高溫下具有足夠的硬度、強(qiáng)度、韌性，要求較高在高

50、溫下具有足夠的硬度、強(qiáng)度、韌性，要求較高 的耐磨性、導(dǎo)熱性和較好的抗疲勞能力。大模具要的耐磨性、導(dǎo)熱性和較好的抗疲勞能力。大模具要 求較高的淬透性和小的熱處理變形。求較高的淬透性和小的熱處理變形。（2）化學(xué)成分化學(xué)成分：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.30.6，主加元素，主加元素Cr、 Ni、Mn、W、Mo、V。（3）熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：淬火中溫回火硬度：淬火中溫回火硬度40HRC 回火索氏體回火索氏體（4）常用鋼種常用鋼種:CrMnMo（模具厚度模具厚度400） CrNiMo模具厚度模具厚度400） 3Cr2W8V（高熱模具）（高熱模具）汽車車門沖壓模具汽車車門沖壓模具曲軸模具曲軸模具二）、高速

51、工具鋼：二）、高速工具鋼：表表5.3.10性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)：高硬度，高耐磨性，有一定強(qiáng)度、韌性和：高硬度，高耐磨性，有一定強(qiáng)度、韌性和塑性，承受一定的沖擊和振動(dòng)。高的熱硬性，當(dāng)溫度塑性，承受一定的沖擊和振動(dòng)。高的熱硬性，當(dāng)溫度達(dá)到達(dá)到600硬度無明顯下降。硬度無明顯下降。化學(xué)成分化學(xué)成分：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.71.65 主加元素主加元素W、Mo、Cr、V；合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)；合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)10以上。以上。 W 提高紅硬性提高紅硬性 Mo 提高紅硬性，韌性，消除第二類回火脆性提高紅硬性，韌性，消除第二類回火脆性 V 提高硬度，耐磨性和韌性提高硬度，耐磨性和韌性 Cr 提高淬透性和硬度提高淬

52、透性和硬度 WV產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：等溫退火，淬火低溫回火：等溫退火，淬火低溫回火常用鋼種常用鋼種：W18Cr4VW6Cr5Mo4V2車刀車刀銑刀銑刀鉆頭鉆頭二）、高速工具鋼：二）、高速工具鋼：表表5.3.10四、特殊性能鋼四、特殊性能鋼1 1、不銹鋼、不銹鋼2 2、耐熱鋼、耐熱鋼3 3、耐磨鋼、耐磨鋼1 1、不銹鋼、不銹鋼通常是不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱。能夠抵抗空氣、蒸汽和水等通常是不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱。能夠抵抗空氣、蒸汽和水等弱酸性介質(zhì)的鋼為弱酸性介質(zhì)的鋼為不銹鋼不銹鋼。在酸堿鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中能夠抵。在酸堿鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的鋼為抗腐蝕的鋼為耐酸鋼耐

53、酸鋼。不銹鋼中合金元素的作用不銹鋼中合金元素的作用C： 碳高，則降低耐蝕性。碳高，則降低耐蝕性。Cr：是提高耐蝕性的主要元素是提高耐蝕性的主要元素 形成穩(wěn)定致密的形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜氧化膜. . Cr含量大于含量大于13%時(shí)，形成單相鐵素體組織。時(shí)，形成單相鐵素體組織。Ni：獲得單相奧氏體組織。：獲得單相奧氏體組織。 Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。：耐有機(jī)酸腐蝕。Ti, Nb: 防止奧氏體鋼晶間腐蝕防止奧氏體鋼晶間腐蝕.）馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.080.45碳含量低，形成碳化物少，耐蝕性好。碳含量低，形成碳化物少，耐蝕性好。1Cr134Cr13。隨含碳量提高，強(qiáng)度

54、、硬度提高，耐蝕性下降。隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降。熱處理熱處理是是淬火淬火+回火回火2）鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 當(dāng)當(dāng)Cr的含量較高時(shí)，不銹鋼的組織為單相鐵素體，通常在的含量較高時(shí)，不銹鋼的組織為單相鐵素體，通常在退火狀態(tài)退火狀態(tài)下下使用；典型鋼號(hào)如使用；典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17、1Cr28等。等。 成分：高鉻低碳成分：高鉻低碳 (2)組織為單相鐵素體組織為單相鐵素體由室溫到由室溫到9601100為單相鐵素體不發(fā)生相變，不可用熱處理強(qiáng)化，加為單相鐵素體不發(fā)生相變，不可用熱處理強(qiáng)化，加Ti可細(xì)化晶粒。可細(xì)化晶粒。1 1、不銹鋼、不銹鋼常用鋼種：常用鋼種：馬氏體、鐵素體馬氏

55、體、鐵素體和和奧氏體奧氏體不銹鋼不銹鋼3）奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)18左右，加入左右，加入8%11Ni，擴(kuò)大奧氏體區(qū)到室溫。，擴(kuò)大奧氏體區(qū)到室溫。奧氏體不銹鋼比馬氏體和鐵素體不銹鋼有更高的耐蝕性。奧氏體不銹鋼比馬氏體和鐵素體不銹鋼有更高的耐蝕性。 性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無磁性。性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無磁性。 熱處理：熱處理：組織為單相奧氏體，固態(tài)下無相變，不能熱處理強(qiáng)化，采用固溶處理或者組織為單相奧氏體，固態(tài)下無相變，不能熱處理強(qiáng)化，采用固溶處理或者冷變形強(qiáng)化。即加熱到冷變形強(qiáng)化。即加熱到11

56、00使碳化物溶解后水冷。使碳化物溶解后水冷。典型鋼號(hào)：典型鋼號(hào)：Cr18Ni9Ti、1Cr19Ni9等等固溶處理加熱固溶處理加熱1100淬水可獲得單相奧氏體。淬水可獲得單相奧氏體。加加Ti，Nb形成碳化物，增加耐熱性。形成碳化物，增加耐熱性。1 1、不銹鋼、不銹鋼2、耐熱鋼、耐熱鋼(1)用途：用途：主要用于熱工動(dòng)力機(jī)械（汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、主要用于熱工動(dòng)力機(jī)械（汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐和內(nèi)燃機(jī)）化工機(jī)械、石油裝置和加熱爐等高溫條件鍋爐和內(nèi)燃機(jī)）化工機(jī)械、石油裝置和加熱爐等高溫條件工作的構(gòu)件。工作的構(gòu)件。 (2)性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：耐熱性能好耐熱性能好高溫抗氧化性和高溫強(qiáng)度的綜高溫抗氧化性和高溫強(qiáng)度

57、的綜合性能，熱膨脹系數(shù)小和良好的導(dǎo)熱性，以及良好的的加合性能，熱膨脹系數(shù)小和良好的導(dǎo)熱性，以及良好的的加工工藝性能。工工藝性能。(3)蠕變：蠕變：指金屬在高溫下承載工作，即使所受應(yīng)力小于材料指金屬在高溫下承載工作，即使所受應(yīng)力小于材料的屈服極限，也會(huì)緩慢而持續(xù)的產(chǎn)生塑性變形，這種變形的屈服極限，也會(huì)緩慢而持續(xù)的產(chǎn)生塑性變形，這種變形稱為蠕變。稱為蠕變。抗氧化鋼（熱化學(xué)穩(wěn)定鋼）類型抗氧化鋼（熱化學(xué)穩(wěn)定鋼）類型：常 用 鋼 種 為常 用 鋼 種 為 3 C r 1 8 N i 2 5 S i 2 等 ， 它 們 的 抗 氧 化 性 能 很 好 ，等 ， 它 們 的 抗 氧 化 性 能 很 好 ，最

58、高工作溫度可達(dá)最高工作溫度可達(dá)1000 ，多用于制造加熱爐的受熱構(gòu)件、鍋爐中的吊鉤等。它們常以鑄件，多用于制造加熱爐的受熱構(gòu)件、鍋爐中的吊鉤等。它們常以鑄件的形式使用，主要熱處理是固溶強(qiáng)化，以獲得均勻的奧氏體組織。的形式使用，主要熱處理是固溶強(qiáng)化，以獲得均勻的奧氏體組織。熱強(qiáng)鋼類型：熱強(qiáng)鋼類型：常用鋼種為常用鋼種為1Cr18Ni9Ti，熱強(qiáng)鋼要求較高的高溫強(qiáng)度及較高的高溫強(qiáng)度保持能力，如汽輪，熱強(qiáng)鋼要求較高的高溫強(qiáng)度及較高的高溫強(qiáng)度保持能力，如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子和葉片，內(nèi)燃機(jī)的排氣閥等零件。機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子和葉片，內(nèi)燃機(jī)的排氣閥等零件。（4）常用鋼種及熱處理特點(diǎn)）常用鋼種及熱處理特點(diǎn)1

59、1、不銹鋼、不銹鋼過熱器管排過熱器管排過熱器集箱過熱器集箱1Cr18Ni9Ti2、耐熱鋼、耐熱鋼鍋爐管鍋爐管15CrMo渦輪機(jī)機(jī)殼渦輪機(jī)機(jī)殼15CrMo汽車閥門汽車閥門4Cr9Si2鍋爐安全泄壓閥鍋爐安全泄壓閥(2Cr13)3、耐磨鋼（高錳鋼）、耐磨鋼（高錳鋼） 在強(qiáng)烈沖擊載荷和嚴(yán)重磨損條件下工作的要求具有良好韌在強(qiáng)烈沖擊載荷和嚴(yán)重磨損條件下工作的要求具有良好韌性和耐磨性的鋼。性和耐磨性的鋼。(1)用途：用于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承受嚴(yán)重磨損強(qiáng)烈沖擊的零件，用途：用于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承受嚴(yán)重磨損強(qiáng)烈沖擊的零件，如鐵路道岔，坦克履帶，挖掘機(jī)鏟齒等構(gòu)件；如鐵路道岔，坦克履帶，挖掘機(jī)鏟齒等構(gòu)件；(2)成分特點(diǎn)成分

60、特點(diǎn)高碳高碳wC：1.01.3以保持高的耐磨性；高以保持高的耐磨性；高錳錳wMn1114以保證形成奧氏體組織。以保證形成奧氏體組織。(3)性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)有強(qiáng)烈的加工硬化，機(jī)加工困難，只能鑄造成有強(qiáng)烈的加工硬化，機(jī)加工困難，只能鑄造成型。但鑄態(tài)硬而脆，需做水韌處理。型。但鑄態(tài)硬而脆，需做水韌處理。(4) 鋼號(hào)及應(yīng)用鋼號(hào)及應(yīng)用ZGMn13、ZGMn12Cr2。 主要用于坦克、拖拉機(jī)履帶板；挖掘機(jī)鏟斗、防彈板、主要用于坦克、拖拉機(jī)履帶板；挖掘機(jī)鏟斗、防彈板、 保險(xiǎn)箱鋼板等。保險(xiǎn)箱鋼板等。（4）熱處理及組織）熱處理及組織水韌處理水韌處理：將高錳鋼加熱到：將高錳鋼加熱到10001100，保溫，使碳化物