（中职）机械基础（少学时）第3章教学课件.ppt

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1、YCF正版可修改PPT（中职）机械基础（少学时）第3章教学课件第第3章机械工程材料章机械工程材料3.1金属材料的性能金属材料的性能3.2黑色金属材料黑色金属材料3.3钢的热处理常识钢的热处理常识3.4有色金属材料有色金属材料返回3.1金属材料的性能金属材料的性能3.1.1金属材料的力学性能金属材料的力学性能1.力学性能的主要指标力学性能的主要指标力学性能是指金属在力或能作用下所显示出来的性能。力学性能包括力学性能是指金属在力或能作用下所显示出来的性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等，它反映了金属材料在各种外强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等，它反映了金属材料在各种外力作用下抵抗

2、变形或破坏的能力，是选用金属材料的重要依据。力作用下抵抗变形或破坏的能力，是选用金属材料的重要依据。2.力学性能试验力学性能试验（1）拉伸试验。试验时，首先将被测材料加工成标准试样，然后将）拉伸试验。试验时，首先将被测材料加工成标准试样，然后将试样放在拉伸试验机上（试样放在拉伸试验机上（图图3-1），通过拉伸试验测量各种数据。），通过拉伸试验测量各种数据。下一页返回3.1金属材料的性能金属材料的性能按照国家标准规定，常用拉伸试样有圆形、矩形和六方形几种。按照国家标准规定，常用拉伸试样有圆形、矩形和六方形几种。图图3-2所示为圆形试样。图中所示为圆形试样。图中d0是试样直径，是试样直径，L0是标

3、距长度，是标距长度，dk是试样缩是试样缩颈处直径，颈处直径，Lk是断后标距。是断后标距。拉伸试验过程中，随着负荷的均匀增加，试样不断地由弹性伸长过渡拉伸试验过程中，随着负荷的均匀增加，试样不断地由弹性伸长过渡到塑性伸长，直至断裂。一般试验机都具有自动记录装置，可以把作到塑性伸长，直至断裂。一般试验机都具有自动记录装置，可以把作用在试样上的力和伸长描绘成拉伸图，称为力用在试样上的力和伸长描绘成拉伸图，称为力拉伸曲线。拉伸曲线。图图3-3所所示为低碳钢的力示为低碳钢的力拉伸曲线。图中纵坐标表示力拉伸曲线。图中纵坐标表示力F，单位为，单位为N；横坐标；横坐标表示伸长量表示伸长量L，单位为，单位为mm

4、。几个变形阶段的主要特征见。几个变形阶段的主要特征见表表3-2。（2）硬度试验。硬度测试的方法很多，常用的有布氏硬度试验、洛）硬度试验。硬度测试的方法很多，常用的有布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验，其测量原理、表示方法、特点及应用见氏硬度试验和维氏硬度试验，其测量原理、表示方法、特点及应用见表表3-3。上一页 下一页返回3.1金属材料的性能金属材料的性能（3）冲击韧性试验。根据国家标准（）冲击韧性试验。根据国家标准（GB/T2292007）规定，做夏）规定，做夏比摆锤冲击试验前，先将被测材料加工成如比摆锤冲击试验前，先将被测材料加工成如图图3-7所示的冲击试样，所示的冲击试样，试样分为

5、带有试样分为带有U形缺口或形缺口或V形缺口两种，其外形尺寸为形缺口两种，其外形尺寸为10mm10mm35mm。夏比摆锤冲击试验原理如夏比摆锤冲击试验原理如图图3-8所示，试验时将试样缺口背对摆锤刀所示，试验时将试样缺口背对摆锤刀刃对称放置在砧座上，摆锤的刀刃半径分别为刃对称放置在砧座上，摆锤的刀刃半径分别为2mm和和8mm两种。两种。摆锤从一定高度落下，将试样冲断。在这一过程中，试样所吸收的能摆锤从一定高度落下，将试样冲断。在这一过程中，试样所吸收的能量量K的大小作为衡量材料韧性的指标，称为冲击吸收能量，分别用的大小作为衡量材料韧性的指标，称为冲击吸收能量，分别用KU和和KV表示。如表示。如K

6、U2表示表示U形冲击试样在形冲击试样在2mm刀刃下的冲击吸收能量。刀刃下的冲击吸收能量。上一页 下一页返回3.1金属材料的性能金属材料的性能3.1.2金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能是指在各种加工条件下表现出来的适应能力。常金属材料的工艺性能是指在各种加工条件下表现出来的适应能力。常用的工艺性能包括铸造、锻压、焊接、切削和热处理等性能，见用的工艺性能包括铸造、锻压、焊接、切削和热处理等性能，见表表3-4。上一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料3.2.1碳素钢的分类、牌号及应用碳素钢的分类、牌号及应用碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加碳素钢简称碳

7、钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加入合金元素，且含碳量大于入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于而小于2.11%的铁碳合金。碳钢的铁碳合金。碳钢冶炼容易，价格便宜，具有较好的力学性能和优良的工艺性能，可满冶炼容易，价格便宜，具有较好的力学性能和优良的工艺性能，可满足一般机械零件、工具和日常轻工产品的使用要求，在机械制造、建足一般机械零件、工具和日常轻工产品的使用要求，在机械制造、建筑、交通运输等许多行业中得到广泛应用。筑、交通运输等许多行业中得到广泛应用。1.碳素钢的分类碳素钢的分类（1）按钢的含碳量分类。）按钢的含碳量分类。低碳钢：低碳钢：C0.25%。中碳钢：中碳钢：0

8、.25%C0.60%。高碳钢：高碳钢：C0.6%。下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料（2）按钢的质量分类。根据钢中含有害元素磷、硫含量的多少分类。）按钢的质量分类。根据钢中含有害元素磷、硫含量的多少分类。普通钢：普通钢：0.035%S0.050%，0.035%P0.045%。优质钢：优质钢：0.025%S0.035%，0.025%P0.035%。高级优质钢：高级优质钢：S0.025%，P0.025%。（3）按钢的用途分类。）按钢的用途分类。碳素结构钢：一般含碳量小于碳素结构钢：一般含碳量小于0.70%，主要用于制造各种机械零件和，主要用于制造各种机械零件和工程结构件。这类钢一般属于低碳、

9、中碳钢。工程结构件。这类钢一般属于低碳、中碳钢。碳素工具钢：含碳量一般大于碳素工具钢：含碳量一般大于0.70%，主要用于制造各种刀具、量具，主要用于制造各种刀具、量具和模具等。这类钢一般属于高碳钢。和模具等。这类钢一般属于高碳钢。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料（4）按冶炼时脱氧程度不同分类。）按冶炼时脱氧程度不同分类。沸腾钢：脱氧程度不完全的钢。沸腾钢：脱氧程度不完全的钢。镇静钢：脱氧程度完全的钢。镇静钢：脱氧程度完全的钢。半镇静钢：介于沸腾钢和镇静钢之间的钢。半镇静钢：介于沸腾钢和镇静钢之间的钢。2.碳素钢的牌号及应用碳素钢的牌号及应用（1）碳素结构钢。碳素结构钢的牌号由）

10、碳素结构钢。碳素结构钢的牌号由“Q”（表示屈服点的汉语拼（表示屈服点的汉语拼音字首）、一组数据（表示屈服强度，单位音字首）、一组数据（表示屈服强度，单位MPa）、质量等级符号）、质量等级符号（质量分（质量分A、B、C、D四个等级）和脱氧方法符号（四个等级）和脱氧方法符号（F沸腾钢、沸腾钢、b半镇静钢、半镇静钢、Z镇静钢、镇静钢、TZ特殊镇静钢，通常特殊镇静钢，通常Z、TZ可省略）四个可省略）四个部分按顺序组成。如部分按顺序组成。如Q235AF表示屈服强度为表示屈服强度为235MPa、质量等级为、质量等级为A的沸腾钢。的沸腾钢。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料常用碳素结构钢的牌号

11、、力学性能及应用见常用碳素结构钢的牌号、力学性能及应用见表表3-5。（2）优质碳素结构钢。优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这）优质碳素结构钢。优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这两位数字代表钢的平均含碳量的万分数。按照钢中锰的含量不同，可两位数字代表钢的平均含碳量的万分数。按照钢中锰的含量不同，可分为普通含锰量钢（分为普通含锰量钢（Mn=0.25%0.80%）和较高含锰量钢）和较高含锰量钢（Mn=0.7%1.2%）两种。如果是后一种钢，则在两位数字后面加）两种。如果是后一种钢，则在两位数字后面加上上Mn，如，如45Mn表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.45%的较高锰优质碳素结构钢。的较

12、高锰优质碳素结构钢。若为高级优质钢、特级优质钢时，分别在牌号后面加若为高级优质钢、特级优质钢时，分别在牌号后面加A、E表示。若表示。若为沸腾钢或为了适应各种专门用途的专用钢，应在牌号后面标出相应为沸腾钢或为了适应各种专门用途的专用钢，应在牌号后面标出相应的符号。如的符号。如08F表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢中的沸腾的优质碳素结构钢中的沸腾钢；钢；20G表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢中的锅炉用钢。的优质碳素结构钢中的锅炉用钢。常用优质碳素结构钢的牌号、性能及应用见常用优质碳素结构钢的牌号、性能及应用见表表3-6。上一页 下一页返回3.2黑

13、色金属材料黑色金属材料（3）碳素工具钢。碳素工具钢以汉语拼音字母）碳素工具钢。碳素工具钢以汉语拼音字母“T”及后面加阿拉伯及后面加阿拉伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳质量的千分数。如数字表示，其数字表示钢中平均含碳质量的千分数。如T8表示含碳质表示含碳质量为量为0.80%的碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面的碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标以字母标以字母A，如，如T12A表示平均含碳质量为表示平均含碳质量为1.20%的高级优质碳素工具的高级优质碳素工具钢。钢。常用碳素工具钢的牌号、力学性能及应用见常用碳素工具钢的牌号、力学性能及应用见表表3-7。（4）铸造碳钢

14、。铸造碳钢一般的牌号由汉语拼音字母）铸造碳钢。铸造碳钢一般的牌号由汉语拼音字母“ZG”加两组加两组数字组成（第一组数字表示屈服强度，第二组数字表示抗拉强度）。数字组成（第一组数字表示屈服强度，第二组数字表示抗拉强度）。如如ZG270-500表示屈服强度不小于表示屈服强度不小于270MPa、抗拉强度不小于、抗拉强度不小于500MPa的铸造碳钢。的铸造碳钢。常用铸造碳钢的牌号、力学性能及应用见常用铸造碳钢的牌号、力学性能及应用见表表3-8。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料3.2.2合金钢的分类、牌号及应用合金钢的分类、牌号及应用合金钢就是在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时

15、特意加合金钢就是在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时特意加入其他合金元素的钢。与碳素钢相比，由于合金元素的加入，合金钢入其他合金元素的钢。与碳素钢相比，由于合金元素的加入，合金钢具有较高的力学性能、淬透性和回火稳定性等，有的还具有耐热、耐具有较高的力学性能、淬透性和回火稳定性等，有的还具有耐热、耐酸、耐蚀等特殊性能，在机械制造中得到了广泛应用。酸、耐蚀等特殊性能，在机械制造中得到了广泛应用。1.合金钢的分类合金钢的分类（1）按用途分类。）按用途分类。合金结构钢：用于制造机器零件和工程结构的钢。它们又可分为低合合金结构钢：用于制造机器零件和工程结构的钢。它们又可分为低合金高强度钢、渗碳钢

16、、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。金高强度钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。合金工具钢：用于制造各种工具的钢，分为刃具钢、量具钢和模具钢合金工具钢：用于制造各种工具的钢，分为刃具钢、量具钢和模具钢等。等。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。耐磨钢等。（2）按合金元素总含量分类。）按合金元素总含量分类。低合金钢合金元素总含量低合金钢合金元素总含量5%。中合金钢合金元素总含量为中合金钢合金元素总含量为5%10%。高合金钢合金元素总含量高合金钢合金元

17、素总含量10%。2.合金钢的牌号及应用合金钢的牌号及应用（1）合金结构钢的牌号及应用。合金结构钢的牌号采用）合金结构钢的牌号及应用。合金结构钢的牌号采用“两位数字两位数字（碳含量）（碳含量）+元素符号（或汉字）元素符号（或汉字）+数字数字”表示。前面两位数字表示钢表示。前面两位数字表示钢平均含碳量的万分数；元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金平均含碳量的万分数；元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金元素，后面的数字表示该元素的含量。元素，后面的数字表示该元素的含量。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料合金元素含量小于合金元素含量小于1.5%时不标，平均含量为时不标，平均含量为

18、1.5%3.5%时，则相应时，则相应地标以地标以2，3，依次类推。，依次类推。如如40Cr表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.40%，主要合金元素为铬，含量小于，主要合金元素为铬，含量小于1.5%的合金结构钢；的合金结构钢；60SiMn表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.60%，平均含硅量，平均含硅量为为2%，主要合金元素为锰，含量小于，主要合金元素为锰，含量小于1.5%的合金结构钢。的合金结构钢。合金结构钢。低合金结构钢是在碳素钢的基础上，加入少量合金元合金结构钢。低合金结构钢是在碳素钢的基础上，加入少量合金元素（合金元素小于素（合金元素小于3%）而形成的工程用钢。常加入的合金元素有锰、）而

19、形成的工程用钢。常加入的合金元素有锰、硅、钛、铌、钒等。此类合金钢具有良好的塑性、韧性、耐蚀性和焊硅、钛、铌、钒等。此类合金钢具有良好的塑性、韧性、耐蚀性和焊接性，广泛应用于制造工程用钢结构件，如桥梁、船舶、车辆、锅炉、接性，广泛应用于制造工程用钢结构件，如桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器、输油管、起重机械等钢结构件等。常用低合金结构钢的牌压力容器、输油管、起重机械等钢结构件等。常用低合金结构钢的牌号、力学性能及应用见号、力学性能及应用见表表3-9。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料合金渗碳钢。合金渗碳钢经渗碳淬火低温回火处理后，具有外合金渗碳钢。合金渗碳钢经渗碳淬火低温回火处理

20、后，具有外硬内韧的性能，用于制造既具有优良的耐磨性和耐疲劳性，又能承受硬内韧的性能，用于制造既具有优良的耐磨性和耐疲劳性，又能承受冲击载荷作用的零件，如汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机中的凸冲击载荷作用的零件，如汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机中的凸轮和活塞销等。轮和活塞销等。合金元素的含碳量为合金元素的含碳量为0.10%0.25%，可保证心部有足够的塑性和韧，可保证心部有足够的塑性和韧性。加入合金元素的目的主要是为了提高钢的淬透性，使零件在热处性。加入合金元素的目的主要是为了提高钢的淬透性，使零件在热处理后，表层和心部均得到强化，并防止钢因长时间渗碳而造成晶体粗理后，表层和心部均得到强化，并

21、防止钢因长时间渗碳而造成晶体粗大。大。常用合金渗碳钢的牌号、热处理、力学性能及应用见常用合金渗碳钢的牌号、热处理、力学性能及应用见表表3-10。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料合金调质钢。合金调质钢用于制造一些受力复杂的，具有良好综合合金调质钢。合金调质钢用于制造一些受力复杂的，具有良好综合力学性能的重要零件。这类零件的含碳量一般为力学性能的重要零件。这类零件的含碳量一般为0.25%0.50%，属，属于中碳合金钢。合金调质钢中常加入少量铬、锰、硅、镍、硼等合金于中碳合金钢。合金调质钢中常加入少量铬、锰、硅、镍、硼等合金元素以增加钢的淬透性，使铁素体强化并提高韧性。加入少量钼、钒

22、、元素以增加钢的淬透性，使铁素体强化并提高韧性。加入少量钼、钒、钨、钛等碳化物形成元素，可阻止奥氏体晶体长大和提高钢的回火稳钨、钛等碳化物形成元素，可阻止奥氏体晶体长大和提高钢的回火稳定性，以进一步改善钢的性能。定性，以进一步改善钢的性能。合金调质钢的热处理工艺是调质（淬火高温回火），处理后获得回合金调质钢的热处理工艺是调质（淬火高温回火），处理后获得回火索氏体组织，使零件具有良好的综合力学性能。火索氏体组织，使零件具有良好的综合力学性能。常用合金调质钢的牌号、力学性能及应用见常用合金调质钢的牌号、力学性能及应用见表表3-11。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料合金弹簧钢。合金弹

23、簧钢的含碳量一般为合金弹簧钢。合金弹簧钢的含碳量一般为0.45%0.70%。加入硅、。加入硅、锰主要是提高钢的淬透性，同时提高钢的弹性极限，其中硅的作用最锰主要是提高钢的淬透性，同时提高钢的弹性极限，其中硅的作用最为突出。但硅的含量过高易使钢在加热时脱碳；锰元素含量过高则易为突出。但硅的含量过高易使钢在加热时脱碳；锰元素含量过高则易使钢产生过热。因此，重要用途的弹簧钢必须加入铬、钒、钨等，它使钢产生过热。因此，重要用途的弹簧钢必须加入铬、钒、钨等，它们能使钢材具有更高的淬透性，不易过热，而且可在高温下保持足够们能使钢材具有更高的淬透性，不易过热，而且可在高温下保持足够的强度和韧性。的强度和韧性

24、。常用合金弹簧钢的牌号、力学性能及应用见常用合金弹簧钢的牌号、力学性能及应用见表表3-12。滚动轴承钢。滚动轴承钢含碳量为滚动轴承钢。滚动轴承钢含碳量为0.95%1.15%，含铬量为，含铬量为0.40%1.65%。加入合金元素铬是为了提高淬透性，并在热处理后。加入合金元素铬是为了提高淬透性，并在热处理后形成细小且均匀分布的碳化物，以提高钢的硬度、接触疲劳强度和耐形成细小且均匀分布的碳化物，以提高钢的硬度、接触疲劳强度和耐磨性。对滚动轴承钢的要求是具有高的硬度、耐磨性、弹性极限和疲磨性。对滚动轴承钢的要求是具有高的硬度、耐磨性、弹性极限和疲劳强度，具备足够的韧性和一定的耐蚀性。劳强度，具备足够的

25、韧性和一定的耐蚀性。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料（2）合金工具钢的牌号及应用。合金工具钢含碳量为）合金工具钢的牌号及应用。合金工具钢含碳量为0.7%以上，通以上，通过加入铬、硅、锰、钒、钨、钼等元素，保证钢在使用时具有高硬度、过加入铬、硅、锰、钒、钨、钼等元素，保证钢在使用时具有高硬度、高耐磨性以及高的热硬性和足够的塑性与韧性。主要用来制造尺寸大、高耐磨性以及高的热硬性和足够的塑性与韧性。主要用来制造尺寸大、精度高和形状复杂的模具、量具以及切削速度较高的刀具等。精度高和形状复杂的模具、量具以及切削速度较高的刀具等。合金工具钢的牌号采用一位数字元素符号（或汉字）数字表示。合金

26、工具钢的牌号采用一位数字元素符号（或汉字）数字表示。合金工具钢用一位数字表示平均含碳量的千分数，当碳的含量大于或合金工具钢用一位数字表示平均含碳量的千分数，当碳的含量大于或等于等于1%时不标出。其余牌号的表示方法同合金结构钢。如时不标出。其余牌号的表示方法同合金结构钢。如9Mn2V表表示平均含碳量示平均含碳量0.90%，含锰量，含锰量2%，含钒量小于，含钒量小于1.5%的合金工具钢。的合金工具钢。（3）特殊性能钢的牌号及应用。具有特殊的物理和化学性能的钢称）特殊性能钢的牌号及应用。具有特殊的物理和化学性能的钢称为特殊性能钢。为特殊性能钢。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料特殊性能

27、的钢很多，机械制造业中使用较多的有不锈钢、耐热钢和耐特殊性能的钢很多，机械制造业中使用较多的有不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。磨钢等。特殊性能钢的牌号表示方法与合金工具钢相同。当碳的平均含量为特殊性能钢的牌号表示方法与合金工具钢相同。当碳的平均含量为0.03%0.10%时，用时，用0表示；碳的平均含量小于或等于表示；碳的平均含量小于或等于0.03%时，用时，用00表示。如表示。如1Cr13表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.10%、平均铬含量为、平均铬含量为13%的不的不锈钢。锈钢。0Cr18Ni9表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.03%0.10%的不锈钢。的不锈钢。特殊性能钢的类型、应用及常用牌

28、号见特殊性能钢的类型、应用及常用牌号见表表3-17。3.2.3铸铁的分类、牌号及应用铸铁的分类、牌号及应用铸铁是含碳量大于铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素并比碳钢含有较多锰、硫、磷等杂质的多元合金。元素并比碳钢含有较多锰、硫、磷等杂质的多元合金。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料铸铁与钢相比，虽然力学性能较低，但具有良好的铸造性能和切削加铸铁与钢相比，虽然力学性能较低，但具有良好的铸造性能和切削加工性能，生产成本低，并具有优良的消音、减振、耐压、耐磨、耐蚀工性能，生产成本低，并具有优良的消音、减振、耐压、耐

29、磨、耐蚀等性能，因而得到广泛应用。等性能，因而得到广泛应用。1.铸铁的分类铸铁的分类铸铁的分类如铸铁的分类如图图3-13所示。所示。（1）根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度划分。）根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度划分。灰口铸铁：游离碳以石墨状态存在，断口呈暗灰色，工业上应用较广灰口铸铁：游离碳以石墨状态存在，断口呈暗灰色，工业上应用较广泛。泛。白口铸铁：碳全部呈化合碳状态，形成渗碳体，断口呈银白色，性能白口铸铁：碳全部呈化合碳状态，形成渗碳体，断口呈银白色，性能硬而脆，不易加工，很少直接用于制造机械零件，主要用做炼钢原料。硬而脆，不易加工，很少直接用于制造机械零件，主要用做炼钢原料。上一页 下一

30、页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料麻口铸铁：组织介于白口铸铁与灰口铸铁之间，具有较大的硬脆性，麻口铸铁：组织介于白口铸铁与灰口铸铁之间，具有较大的硬脆性，工业上很少用。工业上很少用。（2）根据铸铁中石墨形态的不同划分。）根据铸铁中石墨形态的不同划分。灰铸铁：石墨呈曲片状存在于铸铁中，是目前应用最广泛的一种铸铁。灰铸铁：石墨呈曲片状存在于铸铁中，是目前应用最广泛的一种铸铁。可锻铸铁：石墨呈团絮状存在于铸铁中，有较高的韧性和一定的塑性。可锻铸铁：石墨呈团絮状存在于铸铁中，有较高的韧性和一定的塑性。球墨铸铁：石墨呈球状存在于铸铁中，其力学性能比普通灰铸铁高很球墨铸铁：石墨呈球状存在于铸铁中，其力学

31、性能比普通灰铸铁高很多，因而在生产中应用日益广泛。多，因而在生产中应用日益广泛。蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状存在于铸铁中，其性能介于灰铸铁与球墨铸蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状存在于铸铁中，其性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。铁之间。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料2.铸铁的牌号及应用铸铁的牌号及应用（1）灰铸铁的牌号及应用。灰铸铁的牌号由字母）灰铸铁的牌号及应用。灰铸铁的牌号由字母“HT”及后面的一及后面的一组数值（表示最小抗拉强度）组成。常用灰铸铁的牌号及应用见组数值（表示最小抗拉强度）组成。常用灰铸铁的牌号及应用见表表3-18。（2）可锻铸铁的牌号及应用。可锻铸铁的牌号用字母）可锻铸铁的牌

32、号及应用。可锻铸铁的牌号用字母“KT”、表示、表示类型的字母及后面两组数字表示（第一组数字表示最低抗拉强度，第类型的字母及后面两组数字表示（第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示伸长率）。如二组数字表示伸长率）。如KTH300-06表示可锻铸铁，其最低抗拉强表示可锻铸铁，其最低抗拉强度为度为300MPa，最低伸长率为，最低伸长率为6%。常用可锻铸铁的牌号及应用见。常用可锻铸铁的牌号及应用见表表3-19。上一页 下一页返回3.2黑色金属材料黑色金属材料（3）球墨铸铁的牌号及应用。球墨铸铁的牌号用字母）球墨铸铁的牌号及应用。球墨铸铁的牌号用字母“QT”及后面及后面两组数字表示（第一组数字表示最

33、低抗拉强度，第二组数字表示伸长两组数字表示（第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示伸长率）。如率）。如QT400-18表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为400MPa，最低，最低伸长率为伸长率为18%。常用球墨铸铁的牌号及应用见。常用球墨铸铁的牌号及应用见表表3-20。（4）蠕墨铸铁。蠕墨铸件的牌号用字母）蠕墨铸铁。蠕墨铸件的牌号用字母“RUT”及后面一组数字表示及后面一组数字表示（表示最低抗拉强度）。常用蠕墨铸铁的牌号及应用见（表示最低抗拉强度）。常用蠕墨铸铁的牌号及应用见表表3-21。上一页返回3.3钢的热处理常识钢的热处理常识3.3.1钢的普通热处理钢的普通热

34、处理钢在不同的加热和冷却条件下，其内部组织会发生不同的变化，改变钢在不同的加热和冷却条件下，其内部组织会发生不同的变化，改变其性能，能满足不同加工方法和使用性能的需求。其性能，能满足不同加工方法和使用性能的需求。钢的普通热处理包括退火、正火、淬火和回火，其方法、目的及应用钢的普通热处理包括退火、正火、淬火和回火，其方法、目的及应用见见表表3-22。3.3.2钢的表面热处理和化学热处理钢的表面热处理和化学热处理1.钢的表面热处理钢的表面热处理表面热处理是对工件表面进行硬化的热处理方法，其目的是改变工件表面热处理是对工件表面进行硬化的热处理方法，其目的是改变工件表面的成分或组织，提高表面的硬度和耐

35、磨性，而心部仍保持良好的表面的成分或组织，提高表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持良好的强度、塑性和韧性。强度、塑性和韧性。下一页返回3.3钢的热处理常识钢的热处理常识表面热处理分为表面淬火、气相沉积等，其分类、特点及应用见表面热处理分为表面淬火、气相沉积等，其分类、特点及应用见表表3-23。2.钢的化学热处理钢的化学热处理将工件置于一定温度的特定活性介质中保温，使一种或几种元素渗入将工件置于一定温度的特定活性介质中保温，使一种或几种元素渗入工件表层，以改变表层中的化学成分和组织，从而改善工件表面性能工件表层，以改变表层中的化学成分和组织，从而改善工件表面性能的热处理工艺，称为化学热处理。与其他热

36、处理相比，化学热处理不的热处理工艺，称为化学热处理。与其他热处理相比，化学热处理不仅改变了钢的组织，而且也改变了工件表面层的化学成分，因而能更仅改变了钢的组织，而且也改变了工件表面层的化学成分，因而能更有效地改变零件表层的性能。有效地改变零件表层的性能。化学热处理是通过分解、吸收和扩散三个基本过程来实现的。化学热处理是通过分解、吸收和扩散三个基本过程来实现的。化学热处理的种类很多，根据渗入元素的不同，目前工业生产中最常化学热处理的种类很多，根据渗入元素的不同，目前工业生产中最常用是渗碳、渗氮、碳氮共渗。其三种方法的对比见用是渗碳、渗氮、碳氮共渗。其三种方法的对比见表表3-24。上一页返回3.4

37、有色金属材料有色金属材料3.4.1铝及铝合金铝及铝合金铝是一种具有良好导电传热性及延展性的轻金属。在铝中加入少量的铝是一种具有良好导电传热性及延展性的轻金属。在铝中加入少量的铜、镁、锰等合金元素，具有坚硬美观、轻巧耐用、长久不锈的优点，铜、镁、锰等合金元素，具有坚硬美观、轻巧耐用、长久不锈的优点，目前被广泛应用在建筑、航空、航天、汽车、机械制造、船舶、化学目前被广泛应用在建筑、航空、航天、汽车、机械制造、船舶、化学工业、体育用品等领域。工业、体育用品等领域。1.铝及铝合金的分类铝及铝合金的分类铝及铝合金的分类如铝及铝合金的分类如图图3-16所示。所示。2.铝及铝合金的牌号及应用铝及铝合金的牌号

38、及应用铝合金根据成分特点和生产方式的不同可分为变形铝合金、铸造铝合铝合金根据成分特点和生产方式的不同可分为变形铝合金、铸造铝合金。其中，变形铝合金根据性能不同又分为防锈铝（金。其中，变形铝合金根据性能不同又分为防锈铝（LF）、硬铝）、硬铝（LY）、超硬铝（）、超硬铝（LC）和锻铝（）和锻铝（LD）四种。）四种。下一页返回3.4有色金属材料有色金属材料按照国家标准（按照国家标准（GB31902008）规定：其代号用字母加一组顺序号）规定：其代号用字母加一组顺序号表示，如表示，如LF5、LC4等。等。铸造铝合金其代号用字母铸造铝合金其代号用字母“ZL”加三个数字表示，其中，第一位数字加三个数字表示

39、，其中，第一位数字表示合金的类别（表示合金的类别（1为为Al-Si系，系，2为为Al-Cu系，系，3为为Al-Mg系，系，4为为Al-Zn系），后两位为合金的序号。系），后两位为合金的序号。常用变形铝合金和铸造铝合金的牌号及应用见常用变形铝合金和铸造铝合金的牌号及应用见表表3-26、表表3-27。3.4.2铜及铜合金铜及铜合金由于铜及铜合金具有良好的导电性、导热性、抗磁性、耐蚀性和工艺由于铜及铜合金具有良好的导电性、导热性、抗磁性、耐蚀性和工艺性，所以在电气工业、仪表工业、造船业及机械行业中得到广泛应用。性，所以在电气工业、仪表工业、造船业及机械行业中得到广泛应用。上一页 下一页返回3.4有色

40、金属材料有色金属材料1.铜及铜合金的分类铜及铜合金的分类铜及铜合金的分类如铜及铜合金的分类如图图3-17所示。所示。2.铜及铜合金的牌号及应用铜及铜合金的牌号及应用为了满足制造结构件要求，工业上广泛采用在铜中加入合金元素制成为了满足制造结构件要求，工业上广泛采用在铜中加入合金元素制成性能得到强化的铜合金。常用的铜合金有黄铜、白铜和青铜三类。黄性能得到强化的铜合金。常用的铜合金有黄铜、白铜和青铜三类。黄铜、青铜的牌号及应用见铜、青铜的牌号及应用见表表3-28、表表3-29。上一页返回图图 3-1返回图图 3-2返回图图 3-3返回表表 3-2返回表表 3-3返回图图 3-7返回图图 3-8返回表表 3-4返回表表 3-5返回表表 3-6返回表表 3-7返回表表 3-8返回表表 3-9返回表表 3-10返回表表 3-11返回表表 3-12返回表表 3-17返回图图 3-13返回表表 3-18返回表表 3-19返回表表 3-20返回表表 3-21返回表表 3-22返回表表 3-23返回表表 3-24返回图图 3-16返回表表 3-26返回表表 3-27返回图图 3-17返回表表 3-28返回表表 3-29返回