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1、金属材料与热处理课件本讲稿第一页，共七十四页一、一、金属材料的分类金属材料的分类 二、二、金属材料与机械产品制造简介金属材料与机械产品制造简介三、三、金属材料的性能金属材料的性能四、四、非合金钢及分类非合金钢及分类五、五、钢材的热处理钢材的热处理六、六、合金钢的分类与编号合金钢的分类与编号 七、铸铁铸铁八、非铁金属及其合金（有色金属）非铁金属及其合金（有色金属）九、金属材料的选择与分析金属材料的选择与分析 目目 录录本讲稿第二页，共七十四页一、金属材料的分类一、金属材料的分类1.1.材料材料发展与社会进步有着密切关系发展与社会进步有着密切关系,它是衡量人它是衡量人 类类社会文明程度社会文明程度

2、的标志之一，金属材料是现代文明的基的标志之一，金属材料是现代文明的基础。础。石器时代石器时代青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代 2.2.目前，人类还处在金属器时期。虽然无机非金属材料、属材料、高分子材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，高分子材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，仍不会改变这种状况。仍不会改变这种状况。本讲稿第三页，共七十四页3、从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势，占世界金、从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势，占世界金属总产量的属总产量的95，而且有许多良好的性能，能满足大多，而且有许多良好的性能，能满足大多数条件下的应用，价格低廉。数条件下的应用，价格低廉。

3、4、在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富和集中，、在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲，则非铁金属矿储量但就世界地壳中金属矿产储量来讲，则非铁金属矿储量大于铁矿储量，如铁只占大于铁矿储量，如铁只占5.1，而非铁金属中铝为，而非铁金属中铝为8.8镁为镁为2.1，钛为，钛为0.6。5、本节课主要讲述铁及铁合金。、本节课主要讲述铁及铁合金。一、金属材料的分类一、金属材料的分类本讲稿第四页，共七十四页一、金属材料的分类一、金属材料的分类黑色黑色 金属金属有色有色 金属金属金属材料铸铁铸铁 钢钢 工程构件用钢工程构件用钢机器零件用钢机器零件用钢 工具钢工具钢

4、 特殊性能用钢特殊性能用钢(不锈钢及耐热钢不锈钢及耐热钢)轻金属轻金属(铝铝,镁镁,钛钛)重金属重金属(铜铜,锌锌,铅铅,镍镍)贵重金属贵重金属(金金,银银)稀有金属稀有金属(钨钼钒铌钴钨钼钒铌钴)放射金属放射金属(镭铀钍镭铀钍)结构金属材料结构金属材料 功能金属材料功能金属材料本讲稿第五页，共七十四页二、金属材料与机械产品制造简介二、金属材料与机械产品制造简介2.本课程的主要内容本课程的主要内容 金属材料的合金化基础理论金属材料的合金化基础理论碳钢、合金钢碳钢、合金钢铸铁铸铁有色金属及合金有色金属及合金本讲稿第六页，共七十四页金属材料的基本概念金属材料的基本概念 金属材料是由金属元素或以金属

5、元素为主要材料构成的金属材料是由金属元素或以金属元素为主要材料构成的并具有金属特性的工程材料。并具有金属特性的工程材料。金属材料纯纯 金金 属属 合合 金金二、金属材料与机械产品制造简介二、金属材料与机械产品制造简介本讲稿第七页，共七十四页金属材料的分类金属材料的分类金属材料黑色黑色 金属金属有色有色 金属金属非合金钢非合金钢低合金钢低合金钢 合金钢合金钢 铸铁铸铁滑动轴承合金滑动轴承合金 钛及钛合金钛及钛合金其他非铁合金其他非铁合金 铜及铜及铜铜合金合金铝铝及及铝铝合金合金本讲稿第八页，共七十四页机械产品的制造过程机械产品的制造过程使用制 造设 计本讲稿第九页，共七十四页机械产品加工工艺铸造

6、铸造压力加工压力加工 焊接焊接 粉末冶金粉末冶金切削加工切削加工特种加工特种加工熔焊熔焊压焊压焊钎焊钎焊本讲稿第十页，共七十四页金属材料的性能金属材料的性能力力学学性性能能物物理理性性能能化化学学性性能能化化学学性性能能三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第十一页，共七十四页1 1、力学性能、力学性能 力学性能 指金属在力的作用指金属在力的作用下所显示出的与弹性和非弹性反下所显示出的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力应相关或涉及应力-应变关系的性应变关系的性能，如弹性、强度、硬度、塑性、能，如弹性、强度、硬度、塑性、韧性等韧性等三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第十二页，共七十四页

7、1.11.1强度与塑性强度与塑性三、金属材料的性能三、金属材料的性能强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。1.2塑性指标塑性指标 塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。本讲稿第十三页，共七十四页1.3硬度1 1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。2 2、硬度的测试

8、方法、硬度的测试方法 布氏硬度布氏硬度 洛氏硬度洛氏硬度 维氏硬度维氏硬度 肖氏硬度肖氏硬度三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第十四页，共七十四页1.4韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。常用一次摆锤冲击弯曲，试验来测定金属材料的冲击韧性。u冲击试样u冲击试样的原理及方法：冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越好。u小能量多次冲击试验三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第十五页，共七十四页1.5疲劳强度 疲劳概念：在交变应力作用下，零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。三、金属材料的性能三、金属材料

9、的性能疲劳破坏的特征疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前没有预 兆，而是突然破坏；引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。本讲稿第十六页，共七十四页2.物理性能密度熔点导热性导电性热膨胀性磁性三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第十七页，共七十四页3.化学性能耐蚀性抗氧化性化学稳定性三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第十八页，共七十四页4.金属的工艺性能金属的工艺性能工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的应能力。三、金属材料的性能三、金属材料的性能4.1铸造性能：金属（材料）及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。4.2锻造性能

10、：用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性能。铸铁不能锻压。本讲稿第十九页，共七十四页4.3焊接性能：大量接性能是指金属材料对焊接加工的适应性。4.4切削加性能：切削加工（性能）金属材料的难易程度称为切削加工性能。三、金属材料的性能三、金属材料的性能本讲稿第二十页，共七十四页一、硅一、硅1、来源：炼钢后期作脱氧剂带入；、来源：炼钢后期作脱氧剂带入；2、对钢的性能影响：提高钢的强度、硬度；、对钢的性能影响：提高钢的强度、硬度；3、是钢中的有益元素。、是钢中的有益元素。二、锰二、锰1、来源：炼钢脱氧剂。、来源：炼钢脱氧剂。2、对钢的性能影响：提高钢的强度与硬度。、对钢的性能影响：提高钢的强度

11、与硬度。3、是钢中的有益元素、是钢中的有益元素 四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类非合金的种类及影响非合金的种类及影响本讲稿第二十一页，共七十四页三、硫三、硫1、来源：生铁带入；、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响：对钢造成热脆性；、对钢的性能影响：对钢造成热脆性；3、是钢中的有害元素。、是钢中的有害元素。四、磷四、磷1、来源：生铁带入；、来源：生铁带入；2、对钢的性能影响，对钢造成冷脆性；、对钢的性能影响，对钢造成冷脆性；3、是钢中的有害元素。、是钢中的有害元素。四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类本讲稿第二十二页，共七十四页1、按钢的含碳量分类：、按钢的含碳量分类：1、低碳钢：、低碳钢：

12、C0.25%2、中碳钢：中碳钢：0.25%C0.6%3、高碳钢：、高碳钢：C0.6%四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类本讲稿第二十三页，共七十四页2、按钢的质量分类：、按钢的质量分类：1、普通钢：、普通钢：S0.05%，P0.045%2、优质钢：、优质钢：S0.035%，P0.035%3、高级优质钢：、高级优质钢：S0.025%，P0.025%四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类本讲稿第二十四页，共七十四页3、按钢的用途分类：、按钢的用途分类：1、结构钢：主要用于制造各种机械零件和、结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程构件。工程构件。C0.7%2、工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和、工具

13、钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具。其含碳量大于量具。其含碳量大于0.70%四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类本讲稿第二十五页，共七十四页4、非合金钢钢的牌号及用途、非合金钢钢的牌号及用途四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类4.1、优质碳素结构钢：、优质碳素结构钢：牌号：用两位数字表示钢中平均含碳量的十分之几。牌号：用两位数字表示钢中平均含碳量的十分之几。分类：分类：1）、）、0825钢，属于低碳钢钢，属于低碳钢 性能：强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好；性能：强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好；用途：冲压件、焊接结构件及渗碳件用途：冲压件、焊接结构件及渗碳件 如：深冲器件、压力容

14、器等。如：深冲器件、压力容器等。2）、）、3055钢钢 属于中碳钢属于中碳钢 性能：较高的强度和硬度，是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。性能：较高的强度和硬度，是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。用途：制作受力较大的机械零件。用途：制作受力较大的机械零件。如：连杆、曲轴、齿轮等如：连杆、曲轴、齿轮等3）、）、60钢以上钢以上 属于高碳钢。属于高碳钢。性能：有较高的强度、硬度和弹性；性能：有较高的强度、硬度和弹性；用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件 如：气门弹簧、弹簧垫圈等如：气门弹簧、弹簧垫圈等本讲稿第二十六页，共七十四页4.2、碳素工具钢：、碳

15、素工具钢：牌号：牌号：T+数字（平均含碳量的千分数）数字（平均含碳量的千分数）如：如：T12A：表示平均含碳量为：表示平均含碳量为1.2%的的高效优质碳素工具钢。高效优质碳素工具钢。T7T8：钻头、模具等：钻头、模具等T9T10：丝锥、板牙等：丝锥、板牙等T11T13：锉刀、削刀等：锉刀、削刀等四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类本讲稿第二十七页，共七十四页4.3、铸造碳钢：、铸造碳钢：牌号：牌号：ZG+数字数字数字数字第一组数字：屈服点第一组数字：屈服点第二组数字：抗拉强度值第二组数字：抗拉强度值如：如：ZG270500，应用：制造形状复杂力学性能要求较应用：制造形状复杂力学性能要求较高的机

16、械零件。高的机械零件。四、非合金钢及分类四、非合金钢及分类本讲稿第二十八页，共七十四页五、钢材的热处理五、钢材的热处理1、热处理：、热处理：热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。获得所需要的组织结构与性能的工艺。热处理的目的：热处理的目的：1.1提高零件的使用性能；提高零件的使用性能；1.2充分发挥钢材的潜力；充分发挥钢材的潜力；1.3延长零件的使用寿面；延长零件的使用寿面；改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损。钢的热处

17、理方法：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。钢的热处理方法：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。热处理使钢性能发生变化的原因：热处理使钢性能发生变化的原因：由于铁有同素异转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生了组织与结由于铁有同素异转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生了组织与结构变化。构变化。本讲稿第二十九页，共七十四页2、退火、退火概念：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后概念：将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。火。退火的主要目的是：降低钢的硬度，提高塑性，以利于退火的主要目的是：降低

18、钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；细化晶粒，均匀钢的组织及切削加工及冷变形加工；细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织上的准成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织上的准备；消除钢中的残余内应力，以防止变形帮开裂。备；消除钢中的残余内应力，以防止变形帮开裂。五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十页，共七十四页退火的方法：退火的方法：完全退火：完全退火：完全退火是将钢加热到完全奥氏体（完全退火是将钢加热到完全奥氏体（Ac3以上以上30500C），随之缓慢），随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。应用：中碳钢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺

19、方法。应用：中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。球化退火：球化退火是将钢加热到球化退火：球化退火是将钢加热到AC1以上以上20300C，保温一，保温一定得时间，以不大于定得时间，以不大于500C/H得冷却速度随炉冷却，使钢终得冷却速度随炉冷却，使钢终碳化物呈球状得工艺方法。应用：适用于共析钢及过共析钢。碳化物呈球状得工艺方法。应用：适用于共析钢及过共析钢。如碳素工具钢，合金工具钢、轴承钢等。如碳素工具钢，合金工具钢、轴承钢等。去应力退火：去应力退火是将钢加热到略低于去应力退火：去应力退火是将钢加热到略低于A1得温度，保温得温度，保温

20、一定时间后缓慢冷却得工艺方法。应用：消除塑性变形、一定时间后缓慢冷却得工艺方法。应用：消除塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余内应力。焊接、切削加工、铸造等形成的残余内应力。五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十一页，共七十四页3、正火、正火3.1、正火概念：将钢加热到、正火概念：将钢加热到Ac3或或Accm以上以上30-500C，保温适当的时间，在空气中冷却的工艺方法。正火保温适当的时间，在空气中冷却的工艺方法。正火退火的目的基本相同，退火的目的基本相同，3.2、正火主要用于如下场合：、正火主要用于如下场合：善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；正火

21、可细化晶粒；正火可细化晶粒；消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作组织准备；并为球化退火作组织准备；代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火。代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火。五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十二页，共七十四页4、淬火、淬火4.1、概念：将钢加热到、概念：将钢加热到Ac3或或Ac1以上某一温度，保温一定时间，然后以适以上某一温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火；当速度冷却，获得马氏体或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火；4.2、目的：主要获得马氏体，提高钢的强度和

22、硬度。、目的：主要获得马氏体，提高钢的强度和硬度。工艺：工艺：a、淬火加热温度：、淬火加热温度：亚共析钢的淬火加热：亚共析钢的淬火加热：Ac3以上以上30500C过共析钢的淬火加热：过共析钢的淬火加热：Ac1以上以上30500Cb、淬火冷却介质：油、水、盐水、碱水等。、淬火冷却介质：油、水、盐水、碱水等。c、淬火方法：、淬火方法：单液淬火法：碳钢一般用水作冷却介质；合金钢用油作冷却介质。单液淬火法：碳钢一般用水作冷却介质；合金钢用油作冷却介质。双介质淬火：如，先水后油；先水后空气。双介质淬火：如，先水后油；先水后空气。马氏体分液淬火；马氏体分液淬火；贝氏体等温淬火。贝氏体等温淬火。五、钢材的热

23、处理五、钢材的热处理本讲稿第三十三页，共七十四页钢的淬透性和淬硬性钢的淬透性和淬硬性淬火缺陷：淬火缺陷：氧化与脱碳氧化与脱碳过热和过烧过热和过烧变形与开裂变形与开裂硬度不定硬度不定五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十四页，共七十四页5、回火、回火回火的概念：回火的概念：将钢淬火后，再加热到将钢淬火后，再加热到Ac1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。室温的热处理工艺称为回火。回火目的：回火目的：消除内应力；消除内应力；获得所需要的力学性能；获得所需要的力学性能；稳定组织和尺寸稳定组织和尺寸淬火钢在回火时组织与性能

24、的变化淬火钢在回火时组织与性能的变化马氏体分解；马氏体分解；残余奥氏体分解残余奥氏体分解渗碳体的形成渗碳体的形成渗碳体的聚集长大。渗碳体的聚集长大。其基本的趋势是：随着回火温度的升高，钢的强度、硬度下降，而塑性、韧其基本的趋势是：随着回火温度的升高，钢的强度、硬度下降，而塑性、韧性提高。性提高。五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十五页，共七十四页回火的分类及应用回火的分类及应用低温回火：低温回火：T1=1500C2500C组织：回火马氏体；组织：回火马氏体；性能：具有高硬度，高耐磨性和一定的韧性；性能：具有高硬度，高耐磨性和一定的韧性；应用：刀具、量具、冷冲压模具等应用：刀具、量具、冷

25、冲压模具等中温回火：中温回火：T1=3500C5000C组织：回火托氏体；组织：回火托氏体；应用：刀具、量具、冷冲压模具等应用：刀具、量具、冷冲压模具等性能：具有高的弹性极限、屈服点；性能：具有高的弹性极限、屈服点；应用：弹性零件。高温回火：应用：弹性零件。高温回火：T1=500C6500C组织：回火索氏体；组织：回火索氏体；性能：综合力学性能；性能：综合力学性能；应用：受力结构体。应用：受力结构体。调质：生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质：生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质。五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十六页，共七十四页6、表面热处理、表面热处

26、理 与化学热处理与化学热处理概述：概述：在机械设备中，有许多零件（如齿轮、活塞销、曲轴等）是在冲击载荷在机械设备中，有许多零件（如齿轮、活塞销、曲轴等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的。这类零件表面必须具有高硬度和耐磨性，及表面摩擦条件下工作的。这类零件表面必须具有高硬度和耐磨性，而心部要有足够的塑性和韧性。这类零件要进行表面热处理而心部要有足够的塑性和韧性。这类零件要进行表面热处理常用的表面热处理方法有：表面淬火及化学热处理。常用的表面热处理方法有：表面淬火及化学热处理。表面淬火表面淬火对工件表面进行淬火的工艺称为表面淬火。对工件表面进行淬火的工艺称为表面淬火。火焰加热表面淬火火焰加热表面

27、淬火感应加热表面淬火感应加热表面淬火五、钢材的热处理五、钢材的热处理本讲稿第三十七页，共七十四页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 1.1、按化学成分分类、按化学成分分类（1）按钢中所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅）按钢中所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。铬锰钛钢等。（2）按钢中合金元素总质量分数分，可分为：低合金钢、中合金）按钢中合金元素总质量分数分，可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢。钢和高合金钢。1、合金钢的分类、合金钢的分类本讲稿第三十八页，共七十四页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 1.2按钢的用途分类

28、按钢的用途分类（1）合金结构钢：）合金结构钢：工程构件用钢（低合金高强度结构钢）工程构件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。（2）合金工具钢：）合金工具钢：刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）。量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）。（3）特殊性能钢）特殊性能钢 ：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易削钢等。和易削钢等。本讲稿第三十九页，共七十四页

29、六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 1.31.3按金相组织分类按金相组织分类（1）按退火后的组织分：亚共析钢、共析）按退火后的组织分：亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢。钢、过共析钢、莱氏体钢。（2）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。马氏体钢和奥氏体钢。1.41.4按冶金质量分类按冶金质量分类（1）普通低合金钢）普通低合金钢（2）优质低合金钢）优质低合金钢（3）优质低合金钢）优质低合金钢（4）高级优质合金钢）高级优质合金钢（5）特高级优质合金钢）特高级优质合金钢本讲稿第四十页，共七十四页2、合金钢的

30、牌号、合金钢的牌号2.1合金结构钢合金结构钢（1）工程构件用钢（低合金高强度结构钢）工程构件用钢（低合金高强度结构钢）由代表屈服点的汉语拼音字母（由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、）、屈服点数值、质量等级符号（质量等级符号（A、B、C、D、E）等三个部分按顺序排）等三个部分按顺序排列组成。如列组成。如Q390A。专用工程构件结构钢：在牌号的头部（或尾部）标注专用工程构件结构钢：在牌号的头部（或尾部）标注出代表产品用途的符号，例如表示压力容器用钢牌号出代表产品用途的符号，例如表示压力容器用钢牌号表示为表示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”

31、；锅炉用钢牌号表示为；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢；桥梁用钢表示为表示为“Q420q”等等。等等。六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第四十一页，共七十四页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号（2）机器零件制造用钢）机器零件制造用钢由三部分组成，即由由三部分组成，即由“二位数字二位数字+元素符号元素符号+数字数字”组成。前面的两组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。凡合金元素质量分数小于凡合金元

32、素质量分数小于1.5%时，编号中只标明元素符号，一般时，编号中只标明元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于1.5%、2.5%、3.5%，则在元素符号后相应标出，则在元素符号后相应标出2、3、4。合金结构钢中的合金结构钢中的Nb、Ti、B 等元素，虽然含量很低，但属有意加等元素，虽然含量很低，但属有意加入，故在钢的牌号中仍应表示出来。如入，故在钢的牌号中仍应表示出来。如40B，其平均碳的质量分数，其平均碳的质量分数为为0.4%，硼的质量分数仅为，硼的质量分数仅为0.0005%0.0035%。本讲稿第四十二页，共七十四页六、合金钢的分

33、类与编号六、合金钢的分类与编号 合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌号后加合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”字）或特级优质钢（牌号后加字）或特级优质钢（牌号后加“E”字）。字）。高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号“G”，但不标碳含，但不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为合金含量表示。例如：平均含铬量为1.50%的轴承钢，的轴承钢，其牌号表示为其牌号表示为“GCr15”。其它专用机器零件制造用钢也要在牌号的头部（或尾其它专用机器零件制造用钢也要在牌号的头

34、部（或尾部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺钢部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺钢“ML30CrMnSi。本讲稿第四十三页，共七十四页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 2.2合金工具钢合金工具钢表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均碳的质量分数大于碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当其平均碳时，含碳量不标出；当其平均碳的质量分数小于的质量分数小于1%时，则牌号前的数字表示平均碳的质时，则牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。由于合金工具

35、钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出由于合金工具钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。字。如如9SiCr 表示平均碳的质量分数为表示平均碳的质量分数为0.9%左右，铬、硅左右，铬、硅各为各为1%左右。左右。本讲稿第四十四页，共七十四页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 高速工具钢不论碳的平均质量分数为多少均不予标高速工具钢不论碳的平均质量分数为多少均不予标出。如出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2 等，等，但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以“C”字。字。低铬（平均铬含量小于低铬（平均铬含量小于1%

36、）的合金工具钢，在铬含量前）的合金工具钢，在铬含量前加数字加数字“0”。例如：平均含铬量为。例如：平均含铬量为0.60%的合金工具的合金工具钢，其牌号表示为钢，其牌号表示为“Cr06”。塑料模具钢在牌号头部加塑料模具钢在牌号头部加“SM”，牌号表示方法与，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。本讲稿第四十五页，共七十四页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 2.32.3特殊性能钢特殊性能钢不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量分数的不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍，合金元素的表示方法

37、与其它合金钢相同。千倍，合金元素的表示方法与其它合金钢相同。当碳的质量分数小于或等于当碳的质量分数小于或等于0.03%时，在牌号前冠以时，在牌号前冠以00”；当碳的质量分数小于或等于；当碳的质量分数小于或等于0.08%时，在牌号前冠时，在牌号前冠以以“0”。如不锈钢如不锈钢3Cr13 的平均的平均wC=0.3%、wCr13%；不锈钢；不锈钢0Cr19Ni9 的平均的平均wC0.08%、wCr19%、wNi9%；00Cr19Ni11钢的平均钢的平均wC0.3%、wCr19%、wNi11%。另外，当另外，当wSi1.5%、wMn2%时，牌号中不予标出。时，牌号中不予标出。本讲稿第四十六页，共七十四

38、页六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 一些特殊专用钢，为表示钢的用途，在牌号前或后附以字母。一些特殊专用钢，为表示钢的用途，在牌号前或后附以字母。铸造合金钢的牌号是在一般合金钢的牌号前加铸造合金钢的牌号是在一般合金钢的牌号前加“ZG”，如，如ZGMn13、ZG1Cr18Ni9。易切削钢易切削钢Y15、Y40Mn、Y15Pb。易切削非调质机械结构钢易切削非调质机械结构钢YF35V。热锻用非调质机械结构钢热锻用非调质机械结构钢F45V本讲稿第四十七页，共七十四页2.4合金钢的分类与牌号合金钢的分类与牌号一、合金钢的分类：一、合金钢的分类：合金钢的分类常用下面的两种分类。合金钢的分类常用下

39、面的两种分类。提用途分类：合金结构钢；提用途分类：合金结构钢；合金工具钢；合金工具钢；特殊性能钢。特殊性能钢。按合金元素总含量分类：按合金元素总含量分类：低合金钢：低合金钢：5%中合金钢：中合金钢：5%10%高合金钢：高合金钢：10%合金结构钢的牌号：合金结构钢的牌号：合金结构钢的牌号采用两位数字十元素，符号（或汉字）十数字表示。合金结构钢的牌号采用两位数字十元素，符号（或汉字）十数字表示。如：如：40Cr钢：表示平均含碳量为钢：表示平均含碳量为0.4，含铬约为，含铬约为1的合金结构钢。的合金结构钢。60Si2Mn：表示平均含碳量为：表示平均含碳量为0.6，含硅约为，含硅约为2，含锰约为，含锰

40、约为1的合金结构钢的合金结构钢合金工具钢的牌号：合金工具钢的牌号：A、含碳量小于、含碳量小于1时，用一位数字表示含碳量的千分数。时，用一位数字表示含碳量的千分数。如：如：9 SiCr：表示平均含碳量为：表示平均含碳量为0.9，含硅约为，含硅约为1，含铬约为，含铬约为1的合金工具钢。的合金工具钢。B、含碳量大于、含碳量大于1时，在钢牌号前不用数字表示含碳量。时，在钢牌号前不用数字表示含碳量。如：如：Cr12MoV：表示平均含碳量大于：表示平均含碳量大于1，含铬约为，含铬约为12，含钼约为，含钼约为1，含钒约为，含钒约为1的合金工具钢。的合金工具钢。特殊性能钢：特殊性能钢：A、不锈钢：、不锈钢：2

41、Cr13 C=0.2%Cr=13%C=0.03%0.10%用用O，如：，如：Ocr18Ni9C0.03%时，用时，用OO 如：如：OOCr30Mo2B、专用钢：钢前用汉语拼音字母：、专用钢：钢前用汉语拼音字母：如：如：GCr15 GCr15SiMn六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第四十八页，共七十四页2.4低合金结构钢低合金结构钢 1、低合金高强度结构钢：、低合金高强度结构钢：性能：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。性能：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。应用：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重和线等。应用：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重

42、和线等。牌号：牌号：Q295 各种容器、储油罐、低压锅炉造船；各种容器、储油罐、低压锅炉造船；Q345 锅炉、车辆等；锅炉、车辆等；Q390 起重机等；起重机等；Q420 高压容器、重型机械等。高压容器、重型机械等。低合金耐钢：车辆、塔架低合金耐钢：车辆、塔架低合金专业用钢低合金专业用钢六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第四十九页，共七十四页2.5合金钢合金钢 1、合金渗碳钢：、合金渗碳钢：20CrMnT：应用：制造变速齿轮、传动轴；应用：制造变速齿轮、传动轴；热处理：渗碳后淬火、低温回火。热处理：渗碳后淬火、低温回火。2、合金调质钢：、合金调质钢：40Cr：应用：制造齿轮、

43、连杆、主轴；应用：制造齿轮、连杆、主轴；热处理：调质热处理：调质3、合金弹簧钢：、合金弹簧钢：60Si2Mn：应用：制造弹簧；应用：制造弹簧；热处理：淬火、中温回火热处理：淬火、中温回火4、超高强度钢：、超高强度钢：5、滚动轴承钢：、滚动轴承钢：GCr15应用：制造滚动轴承的滚动体和内圈、外圈等应用：制造滚动轴承的滚动体和内圈、外圈等热处理：锻造后进行球化退火热处理：锻造后进行球化退火六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第五十页，共七十四页2.6合金工具钢与高速钢合金工具钢与高速钢合金工具钢分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。合金工具钢分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢

44、。1、合金刃具钢、合金刃具钢合金刃具钢主要用来制造车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具。合金刃具钢主要用来制造车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具。低合金刃具钢低合金刃具钢低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。如：如：9 SiCr：制造丝锥、板牙、铰刀等。：制造丝锥、板牙、铰刀等。CrWMn：制造长铰刀、拉刀等。：制造长铰刀、拉刀等。低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热处理是淬火后低温回火。低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热处理是淬火后低温回火。六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第五十一页，共七十四页

45、高速钢（高速钢（HSS）高速钢（高速钢（HSS）是一种具有高热硬性。高耐磨性的高合金工具钢。高速钢）是一种具有高热硬性。高耐磨性的高合金工具钢。高速钢（HSS）的热硬性可达）的热硬性可达600度，又称为锋钢。度，又称为锋钢。牌号：牌号：W18Cr4V，W6Mo5 Cr4V2应用：制造切削速度较高的刀具（如车刀、铣刀、钻头等）和形状应用：制造切削速度较高的刀具（如车刀、铣刀、钻头等）和形状复杂的成形刀具。复杂的成形刀具。热处理：淬火、低温回火。热处理：淬火、低温回火。2、合金模具钢、合金模具钢冷作模具钢冷作模具钢热作模具钢热作模具钢3、合金量具钢、合金量具钢六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类

46、与编号 本讲稿第五十二页，共七十四页2.7不锈钢与耐热钢不锈钢与耐热钢1、不锈钢、不锈钢常用不锈钢的牌号有常用不锈钢的牌号有1 Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr17、00Cr30Mo2。含碳量较低的钢含碳量较低的钢1 Cr13、2 Cr13用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件。用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件。如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。含碳量较高的钢含碳量较高的钢3 Cr13、3 Cr13 Mo、7Cr13等用于制造弹簧、轴承、医疗器械等等用于制造弹簧、轴承、医疗器械等铬镍不锈钢铬镍不锈钢铬镍不锈钢常用牌号有铬镍不锈钢常用牌号有0 Cr19 Ni9、1

47、 Cr18 Ni9等，通称为等，通称为188型不锈钢。型不锈钢。2、耐热钢、耐热钢u抗氧化钢抗氧化钢u热强钢热强钢u气阀钢气阀钢六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第五十三页，共七十四页2.8、其它类型刚、其它类型刚1、特殊物理性能钢：永磁钢、软磁钢、无磁钢、高电阻钢、特殊物理性能钢：永磁钢、软磁钢、无磁钢、高电阻钢、合金。合金。2、低温钢：是指用于制作温度在、低温钢：是指用于制作温度在0以下的零件盒结构件的以下的零件盒结构件的钢种，广泛用于低温下工作的设备。主要性能指标是低钢种，广泛用于低温下工作的设备。主要性能指标是低温冲击韧度和韧脆转变温度。温冲击韧度和韧脆转变温度。3、

48、铸钢：铸铁是含碳量大于、铸钢：铸铁是含碳量大于2.11的铁碳合金。一般合金钢的铁碳合金。一般合金钢的牌号前加的牌号前加“ZG”。一般用于制造高耐磨的坦克履带、挖。一般用于制造高耐磨的坦克履带、挖土机掘斗等。土机掘斗等。六、合金钢的分类与编号六、合金钢的分类与编号 本讲稿第五十四页，共七十四页 七、铸铁七、铸铁1、铸铁的定义及分类、铸铁的定义及分类1、定义：铸铁是含碳量大于、定义：铸铁是含碳量大于2.11的铁碳合金。的铁碳合金。2、分类：、分类：根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分为根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分为白口铸铁：断口呈银白色；白口铸铁：断口呈银白色；灰铸铁灰铸铁 石墨以片状存在

49、于铸铁中；石墨以片状存在于铸铁中；可锻铸铁可锻铸铁 石墨以团絮状存在于铸铁中；石墨以团絮状存在于铸铁中；球墨铸铁球墨铸铁 石墨以球状存在于铸铁中；石墨以球状存在于铸铁中；蠕墨铸铁蠕墨铸铁 石墨以蠕虫状存在于铸铁中；石墨以蠕虫状存在于铸铁中；麻口铸铁麻口铸铁 断口呈灰白相间。断口呈灰白相间。本讲稿第五十五页，共七十四页一、一、灰口铸铁的牌号及用途灰口铸铁的牌号及用途 1、牌号：灰口铸铁的牌号由、牌号：灰口铸铁的牌号由“灰铁灰铁”汉语拼音字母汉语拼音字母 字头字头“HT”及后面的一组数字组成，数字表示最低抗拉强度。及后面的一组数字组成，数字表示最低抗拉强度。如：如：HT200：2、用途：用于制造承

50、受较大负荷的零件，如机床的床身、用途：用于制造承受较大负荷的零件，如机床的床身、立柱、汽车缸体、缸盖、轮毂、联轴器等。立柱、汽车缸体、缸盖、轮毂、联轴器等。二、灰口铸铁的热处理二、灰口铸铁的热处理u去内应力退火（时效处理）去内应力退火（时效处理）u软化退火软化退火u正火正火u表面淬火表面淬火1、灰铸铁、灰铸铁 七、铸铁七、铸铁本讲稿第五十六页，共七十四页球墨铸铁的牌号及用途球墨铸铁的牌号及用途球墨铸铁的牌号是由球墨铸铁的牌号是由“球铁球铁”两字汉语拼音的第两字汉语拼音的第一个字母一个字母“QT”，及两组数字组成。两组数字，及两组数字组成。两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。分别代表最低