常用金属材料与热处理3.ppt

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1、4 合金钢合金钢一、合金元素的作用一、合金元素的作用二、分类二、分类三、编号方法三、编号方法四、性能与用途四、性能与用途一、合金元素的作用一、合金元素的作用合金钢中常用的合金元素有锰、硅、钛、镍、合金钢中常用的合金元素有锰、硅、钛、镍、钼、钨、钒、钴、铝、稀土等。钼、钨、钒、钴、铝、稀土等。提高钢的强度提高钢的强度。合金元素一方面能溶入铁素体内强化。合金元素一方面能溶入铁素体内强化基体，另一方面还能形成一些弥散分布的合金碳化物起基体，另一方面还能形成一些弥散分布的合金碳化物起到弥散强化作用，同时还能阻碍晶粒生长，细化晶粒，到弥散强化作用，同时还能阻碍晶粒生长，细化晶粒，使合金钢的强度升高。使合

2、金钢的强度升高。提高钢的淬透性提高钢的淬透性。合金元素溶入奥氏体后，使奥氏体的。合金元素溶入奥氏体后，使奥氏体的稳定性升高，淬火的临界冷却速度减小，显著地提高了钢稳定性升高，淬火的临界冷却速度减小，显著地提高了钢的淬透性。的淬透性。满足材料的一些特殊性能满足材料的一些特殊性能。如加入合金元素形成单相。如加入合金元素形成单相组织，在表面形成致密的氧化膜等来形成不锈钢。组织，在表面形成致密的氧化膜等来形成不锈钢。二、分类二、分类1）按）按用途用途分分合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。2）按）按合金元素总含量合金元素总含量分分低合金钢、中合金钢和高合金钢低合金钢、

3、中合金钢和高合金钢。5%5%10%10%三、编号方法三、编号方法钢的平均钢的平均含碳量含碳量1、结构钢以万分之一为、结构钢以万分之一为单位的数字（两位数）单位的数字（两位数）2、工具钢和特殊性能钢以千分之、工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）一为单位的数字（一位数）工具钢的碳含量超过工具钢的碳含量超过1时，碳时，碳含量不标出。含量不标出。高速钢例外，不管含碳量多少都不标高速钢例外，不管含碳量多少都不标钢中的主要合金元素钢中的主要合金元素平均百分含量少于平均百分含量少于1.5时不标出时不标出平均含量为平均含量为1.52.49、2.53.49、，时，相应地标以时，相应地标以2、3、。

4、“数字十化学元素符号十数字数字十化学元素符号十数字”特殊性能钢的碳含量小于特殊性能钢的碳含量小于0.08时，标时，标为为0；碳含量小于；碳含量小于0.03时，标为时，标为00。合金结构钢的编号方法合金结构钢的编号方法分类分类典型牌号典型牌号编号说明编号说明合金合金结构结构钢钢60 Si2Mn 平均平均Mn 1.5 平均平均Si 2 平均平均C 0.6 GCr15 平均平均Cr为为1.5数字数字+化学元素符号化学元素符号+数字数字，前面的数字表示钢的平均前面的数字表示钢的平均C，以以万万分之几表示；后面的数分之几表示；后面的数字表示字表示合金元素的含量合金元素的含量，以平，以平均该合金元素的质量

5、分数的均该合金元素的质量分数的百百分之几表示，质量分数分之几表示，质量分数少于少于1.5时，一般不标明含量时，一般不标明含量。若为若为高级优质钢高级优质钢，则在钢号的，则在钢号的最后加最后加“A”字；字；滚动轴承钢滚动轴承钢的钢号的钢号前面加前面加“G”，Cr用用千千分之几表示分之几表示合金工具钢的编号方法合金工具钢的编号方法分分类类典型牌号典型牌号编号说明编号说明合合金金工工具具钢钢5CrMnMo 平均平均C为为 0.5 平均平均Cr、Mn、Mo小于小于 1.5平均平均C为为1.0时以千时以千分之几表示，分之几表示，1.0%时不时不标出标出；高速钢例外，其平均含量高速钢例外，其平均含量1.0

6、时也不标出时也不标出；合金元素含量合金元素含量的表示方法的表示方法与合金结构钢相同与合金结构钢相同特殊性能钢的编号方法特殊性能钢的编号方法分分类类典型牌号典型牌号编号说明编号说明特特殊殊性性能能钢钢2Cr13 平均平均C为为0.2 平均平均Cr为为130Cr18Ni9Ti平均平均C以千以千分之几表示，分之几表示，但当平均但当平均C 0.03及及0.08时，钢号前分别冠时，钢号前分别冠以以 00及及 0表示；表示；合金元素含量合金元素含量的表示方法的表示方法与合金结构钢相同与合金结构钢相同例例40Cr钢钢5CrMnMo钢钢CrWMn钢钢合金结构钢合金结构钢平均含碳量为平均含碳量为0.40，主要合

7、金元素为，主要合金元素为Cr，其含量在其含量在1.5以下。以下。合金工具钢合金工具钢平均含碳量为平均含碳量为0.5%，含有，含有Cr、Mn、Mo。三种主要合金元素，含量都少于三种主要合金元素，含量都少于1.5。合金工具钢合金工具钢平均含碳量大于平均含碳量大于1.0，含有，含有 Cr、W、Mn合金元素，含量少于合金元素，含量少于 l.5。四、性能与用途四、性能与用途1合金结构钢合金结构钢2合金工具钢合金工具钢3特殊性能钢特殊性能钢1合金结构钢合金结构钢1 1）低合金结构钢）低合金结构钢2）合金渗碳钢）合金渗碳钢3）合金调质钢）合金调质钢4）合金弹簧钢）合金弹簧钢5）滚动轴承钢）滚动轴承钢1）低合

8、金结构钢）低合金结构钢低合金结构钢的含碳量低合金结构钢的含碳量 0.2，含合金元素量含合金元素量5，一般在，一般在3以下。以下。常用的钢号有常用的钢号有16Mn、15MnMo、14MnNb等。等。与含碳量相同的碳素钢相比，具有较高的强度，与含碳量相同的碳素钢相比，具有较高的强度，可大幅度减轻结构重量，节约钢材；并有一定的耐可大幅度减轻结构重量，节约钢材；并有一定的耐蚀性，同时保持了较好的塑性、韧性和焊接性等。蚀性，同时保持了较好的塑性、韧性和焊接性等。多用于制造桥梁、车辆、船舶、锅炉、高压容器、多用于制造桥梁、车辆、船舶、锅炉、高压容器、油罐、油管等。油罐、油管等。2）合金渗碳钢）合金渗碳钢合

9、金渗碳钢含碳量一般为合金渗碳钢含碳量一般为0.100.25，常，常加入加入Cr、Mn、Ti、B等合金元素。等合金元素。渗碳钢经过表面渗碳后，再经过淬火与低温回渗碳钢经过表面渗碳后，再经过淬火与低温回火可获得火可获得“表面硬心部韧表面硬心部韧”的优良性能。的优良性能。主要用以制造承受强烈摩擦、磨损和冲击载荷的主要用以制造承受强烈摩擦、磨损和冲击载荷的机械零件，如汽车、拖拉机变速齿轮、内燃机的凸机械零件，如汽车、拖拉机变速齿轮、内燃机的凸轮、活塞销等。轮、活塞销等。常用的钢号为常用的钢号为20CrMnTi、20Cr等。等。3）合金调质钢）合金调质钢含碳量一般为含碳量一般为0.300.50，常加入，

10、常加入Cr、Si、Mn、Ni等合金元素。等合金元素。经调质处理后具有良好的综合机械性能，即强度经调质处理后具有良好的综合机械性能，即强度高，塑性、韧性好。高，塑性、韧性好。常用的钢号有常用的钢号有40Cr、35CrMo等。等。广泛用于制造各种重要机器零件，如齿轮、连广泛用于制造各种重要机器零件，如齿轮、连杆、轴及螺栓等。杆、轴及螺栓等。4）合金弹簧钢）合金弹簧钢一般含碳量为一般含碳量为 0.450.75，常加入，常加入Si、Mn、Cr、V等合金元素。等合金元素。弹簧钢经淬火加中温回火后，具有较高的弹性弹簧钢经淬火加中温回火后，具有较高的弹性极限、疲劳强度、屈服强度以及韧性。极限、疲劳强度、屈服

11、强度以及韧性。主要用于制造各种弹簧等弹性零件。主要用于制造各种弹簧等弹性零件。常用的合金弹簧钢有常用的合金弹簧钢有 60Si2Mn、50CrVA等。等。5）滚动轴承钢）滚动轴承钢 一般含碳量为一般含碳量为0.951.10，Cr是基本元素，是基本元素，含量在含量在0.101.65，目的是提高淬透性。，目的是提高淬透性。常用的轴承钢为常用的轴承钢为GCr9、GCr15等。等。滚动轴承钢主要用来制造各种滚动轴承元件滚动轴承钢主要用来制造各种滚动轴承元件（滚珠、滚柱、滚针、轴承套等）以及其他各种（滚珠、滚柱、滚针、轴承套等）以及其他各种耐磨零件。耐磨零件。2合金工具钢合金工具钢 合金工具钢应具有高硬度

12、、高红硬合金工具钢应具有高硬度、高红硬性、足够的韧性以及小的变形量等。因性、足够的韧性以及小的变形量等。因此工具钢的含碳量及含合金元素量都较此工具钢的含碳量及含合金元素量都较高。高。1）合金刃具钢）合金刃具钢刃具钢用来制造各种切削刀具，如车刀、铣刀、铰刀等。刃具钢用来制造各种切削刀具，如车刀、铣刀、铰刀等。按化学成分不同，刃具钢又分为以下两种。按化学成分不同，刃具钢又分为以下两种。低合金刃具钢。低合金刃具钢。含碳量较高含碳量较高，一般在，一般在0.85l.50之间，加入之间，加入Si、Cr、Mn等合金元素，等合金元素，保证刀具在保证刀具在 250 300切削时仍保持高的硬度切削时仍保持高的硬度

13、。可用作复杂形状。可用作复杂形状的刀具，如丝锥、板牙、铰刀等。常用的低合金刃具钢有的刀具，如丝锥、板牙、铰刀等。常用的低合金刃具钢有9SiCr、CrWMn等。等。高速钢（俗称锋钢）高速钢（俗称锋钢）含碳量高含碳量高，含有大量的，含有大量的碳化物碳化物形成元素形成元素，如，如W、MO、V、Cr等，当切削温度高达等，当切削温度高达600时，硬度无明显下降，仍保持良好的切削性能，可以进行时，硬度无明显下降，仍保持良好的切削性能，可以进行高速切削高速切削。常用的牌号有。常用的牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。等。2）合金模具钢）合金模具钢 模具钢按工件条件不同分为冷作模具钢和热模具钢按工件

14、条件不同分为冷作模具钢和热作模具钢。作模具钢。冷作模具钢主要用于制造冷冲模、冷挤模、冷作模具钢主要用于制造冷冲模、冷挤模、拉丝模等。尺寸小的冷作模可采用拉丝模等。尺寸小的冷作模可采用9Mn2V、CrWMn等。尺寸较大的可采用等。尺寸较大的可采用Cr12、Cr12MoV等。等。热作模具钢主要用于制造热锻模和热压模。热作模具钢主要用于制造热锻模和热压模。常用的热锻模具钢有常用的热锻模具钢有5CrMnMO、5CrNiMo等。等。3）合金量具钢）合金量具钢 量具钢是用作制造各种测量工具的量具钢是用作制造各种测量工具的钢种，如量规、块规。钢种，如量规、块规。常用的钢种有常用的钢种有CrMn、CrWMn、

15、GCr15等。等。3特殊性能钢特殊性能钢1）不锈钢）不锈钢2）耐热钢）耐热钢3）耐磨钢）耐磨钢1）不锈钢）不锈钢在腐蚀介质中具有抗腐蚀性能的钢。在腐蚀介质中具有抗腐蚀性能的钢。其成分上的特点是其成分上的特点是低碳，并加入大量低碳，并加入大量Cr、Ni等合等合金元素，使钢获得单相组织，具有较高的电极电金元素，使钢获得单相组织，具有较高的电极电位，形成致密氧化膜，以阻止或减缓化学和电化位，形成致密氧化膜，以阻止或减缓化学和电化学腐蚀的进程。学腐蚀的进程。按组织分：铁素体型、马氏体型和奥氏体型。按组织分：铁素体型、马氏体型和奥氏体型。不锈钢不锈钢 典型的铁素体不锈钢典型的铁素体不锈钢是是1Cr17

16、钢，单相铁素体组织，钢，单相铁素体组织，耐腐蚀性能好，塑性好，强度低。主要用于制作化工设备耐腐蚀性能好，塑性好，强度低。主要用于制作化工设备的容器、管道等。的容器、管道等。典型的马氏体不锈钢典型的马氏体不锈钢为为 ICr13、2Cr13、3Cr13等，主等，主要用来制作汽轮机叶片、阀体、刀片等。要用来制作汽轮机叶片、阀体、刀片等。典型的奥氏体不锈钢典型的奥氏体不锈钢是是0Cr19Ni9等的镍铬不锈钢，室等的镍铬不锈钢，室温下具有单相奥氏体组织。它具有优良的力学性能、耐蚀温下具有单相奥氏体组织。它具有优良的力学性能、耐蚀性能和良好的冷变形性能，是目前应用最广的不锈钢。主性能和良好的冷变形性能，是

17、目前应用最广的不锈钢。主要用于食品设备、化工设备的零部件、耐酸容器、管道、要用于食品设备、化工设备的零部件、耐酸容器、管道、原子能工业等。原子能工业等。2）耐热钢）耐热钢 耐热钢具有耐热钢具有高温抗氧化性高温抗氧化性，同时又，同时又具有较具有较高的高温强度以提高蠕变抗力高的高温强度以提高蠕变抗力。常用的有：常用的有：（2）马氏体耐热钢，典型钢号）马氏体耐热钢，典型钢号1Cr13Mo、4Cr9Si2等，多用于制造汽轮机叶片、发动机排气等，多用于制造汽轮机叶片、发动机排气阀等；阀等；（3）奥氏体耐热钢，典型钢号为）奥氏体耐热钢，典型钢号为0Cr19Ni9，工作工作温度可高于温度可高于 650，可用

18、于锅炉和汽轮机过热管道、可用于锅炉和汽轮机过热管道、内燃机重负荷排气阀等。内燃机重负荷排气阀等。（1）耐热钢有珠光体耐热钢，典型钢号）耐热钢有珠光体耐热钢，典型钢号15CrMo、12MnMo等，用作锅炉材料、过热器管道等；等，用作锅炉材料、过热器管道等；3）耐磨钢）耐磨钢 耐磨钢通常指耐磨钢通常指高锰钢高锰钢，牌号为，牌号为 ZGMn13，它广泛应用于要求既它广泛应用于要求既耐磨耐磨又又耐耐激烈冲击激烈冲击的一些零件，如破碎机齿板、大的一些零件，如破碎机齿板、大型球磨机衬板、挖掘机铲齿、坦克和拖拉型球磨机衬板、挖掘机铲齿、坦克和拖拉机履带及铁轨道岔、防弹钢板等。机履带及铁轨道岔、防弹钢板等。各

19、类钢的编号方法各类钢的编号方法分类分类典型牌号典型牌号编号说明编号说明碳素结构碳素结构钢钢Q235AF质量为质量为A级的沸腾钢；级的沸腾钢；屈服点屈服点 235 MPa“Q”为为“屈屈”字的汉语拼音字字的汉语拼音字首，后面的数字为首，后面的数字为屈服点屈服点；A、B、C、D表示表示质量等级质量等级，从左，从左至右质量依次提高；至右质量依次提高；F、b、Z、TZ依次表示依次表示沸腾钢、半镇静钢、沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢镇静钢、特殊镇静钢优质碳素优质碳素结构钢结构钢45 平均平均C为为 0.4565Mn 较高含锰量较高含锰量 平均平均C为为0.65两位数字表示钢的平均两位数字表示钢的平

20、均含碳量含碳量，以以万万分之几表示，化学元素符分之几表示，化学元素符号号Mn表示钢的表示钢的含锰量较高含锰量较高各类钢的编号方法各类钢的编号方法分类分类典型牌号典型牌号编号说明编号说明一般一般工程工程用铸用铸造碳造碳钢钢ZG200400 碳素铸钢碳素铸钢 抗拉强度为抗拉强度为400MPa 屈服点为屈服点为200 MPa“ZG”代表代表铸钢铸钢。其后面第其后面第一一组数字为组数字为屈服点屈服点MPa）；）；第第二二组数字为组数字为抗拉强度抗拉强度（MPa）合金合金结构结构钢钢60 Si2Mn 平均平均Mn 1.5 平均平均Si 2 平均平均C 0.6 GCr15SiMn 平均平均Cr为为1.5数

21、字数字+化学元素符号化学元素符号+数字数字，前面的，前面的数字表示钢的平均数字表示钢的平均C，以以万万分之分之几表示；后面的数字表示几表示；后面的数字表示合金元素合金元素的含量的含量，以平均该合金元素的质量，以平均该合金元素的质量分数的分数的百百分之几表示，质量分数分之几表示，质量分数少少于于1.5时，一般不标明含量时，一般不标明含量。若。若为为高级优质钢高级优质钢，则在钢号的最后加，则在钢号的最后加“A”字；字；滚动轴承钢滚动轴承钢的钢号的钢号前面前面加加“G”，Cr用千用千分之几表示分之几表示各类钢的编号方法各类钢的编号方法分类典型牌号编号说明碳素工具钢T8 平均C0.8T8A 高级优质

22、平均C0.8“T”为“碳”字的汉语拼音字首，后面的数字表示钢的平均碳的质量分数，以千分之几表示；“A”表示高级优质钢合金工具钢5CrMnMo 平均C为 0.5 平均Cr、Mn、Mo小于 1.5平均C为1.0时以千分之几表示，1.0%时不标出；高速钢例外，其平均含量1.0时也不标出；合金元素含量的表示方法与合金结构钢相同各类钢的编号方法各类钢的编号方法分类典型牌号编号说明特殊性能钢2Cr13 平均C为0.2 平均Cr为13平均C以千分之几表示，但当平均C 0.03及0.08时，钢号前分别冠以 00及 0表示；合金元素含量的表示方法与合金结构钢相同5 铸铁铸铁5.1 铸铁的分类铸铁的分类5.2 铸

23、铁的编号、性能与用途铸铁的编号、性能与用途简介简介 铸铁是含碳量大于铸铁是含碳量大于2.11，含杂质比钢多的铁碳合，含杂质比钢多的铁碳合金。铸铁常用的化学成分范围为：金。铸铁常用的化学成分范围为：C2.54.0、Si1.03.5、Mn0.51.5、P0.2%、S0.15，其余为其余为 Fe。铸铁具有许多优良的性能，且生产方法简便，成本低铸铁具有许多优良的性能，且生产方法简便，成本低廉。因此，目前铸铁仍是最重要的机械结构材料之一，廉。因此，目前铸铁仍是最重要的机械结构材料之一，用于制作机床床身，主轴箱、尾架、减速机箱盖、箱座、用于制作机床床身，主轴箱、尾架、减速机箱盖、箱座、内燃机气缸体、缸套、

24、活塞环、凸轮轴、曲轴等零件。内燃机气缸体、缸套、活塞环、凸轮轴、曲轴等零件。在各类机械中，铸铁件约占机器总重量的在各类机械中，铸铁件约占机器总重量的1590。5.1 分类分类白口铸铁白口铸铁碳几乎全部以渗碳体的形式存在，碳几乎全部以渗碳体的形式存在，断口呈银白色断口呈银白色。除有时用来制造一些形状简单而。除有时用来制造一些形状简单而不需要刀具加工的机件和工具（如铁锅、犁铧等）不需要刀具加工的机件和工具（如铁锅、犁铧等）外，外，很少直接使用很少直接使用。5.2 铸铁的编号、性能与用途铸铁的编号、性能与用途一、灰铸铁一、灰铸铁二、球墨铸铁二、球墨铸铁三、可锻铸铁三、可锻铸铁四、蠕墨铸铁四、蠕墨铸铁

25、一、灰铸铁一、灰铸铁片状片状石墨石墨断口呈灰暗色断口呈灰暗色石墨的力学性能极差，使铸铁的石墨的力学性能极差，使铸铁的抗拉强度比钢低很多，伸长率接抗拉强度比钢低很多，伸长率接近于零近于零铸铁中石墨含量愈多，愈粗大，力学性能愈差铸铁中石墨含量愈多，愈粗大，力学性能愈差因为石墨存在，又使铸铁具有一些优点：因为石墨存在，又使铸铁具有一些优点：（1）减振性比钢好）减振性比钢好（2）石墨能起润滑作用，提高了耐磨性和切削加工性）石墨能起润滑作用，提高了耐磨性和切削加工性（3）有良好的铸造性能，收缩小，不易产生铸造缺陷）有良好的铸造性能，收缩小，不易产生铸造缺陷它的熔化过程简单、成本低，所以是用得最广的铸造合

26、金它的熔化过程简单、成本低，所以是用得最广的铸造合金灰铸铁的显微组织灰铸铁的显微组织灰铸铁灰铸铁二、球墨铸铁二、球墨铸铁铁液经过球化处理，而不是铁液经过球化处理，而不是在凝固后经过热处理，使石墨在凝固后经过热处理，使石墨大部分或全部呈球状，少量为大部分或全部呈球状，少量为团絮状铸铁团絮状铸铁石墨呈石墨呈球状球状基体强度利用率高达基体强度利用率高达 7090，其抗拉强度、，其抗拉强度、塑性、韧性高，可与钢相媲美。塑性、韧性高，可与钢相媲美。与钢一样，通过热处理可进一步提高力学性能。与钢一样，通过热处理可进一步提高力学性能。适用于代替钢在静载荷或冲击不大的条件下工作适用于代替钢在静载荷或冲击不大的

27、条件下工作的零件，如曲轴、凸轮轴等。的零件，如曲轴、凸轮轴等。球墨铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织a）F球铁球铁b）F-P球铁球铁c）P球铁球铁球墨铸铁的牌号、性能、用途球墨铸铁的牌号、性能、用途三、可锻铸铁三、可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁将白口铸铁通过将白口铸铁通过石墨化退火或氧化脱碳处理，改石墨化退火或氧化脱碳处理，改变其金相组织成分而获得的有一变其金相组织成分而获得的有一定韧性的铸铁。定韧性的铸铁。石墨呈石墨呈团絮状团絮状对金属基体的割裂作用较小，故其力学性能比灰铸对金属基体的割裂作用较小，故其力学性能比灰铸铁好，适宜制作薄壁、形状复杂的小型铸件。铁好，适宜制作薄壁、形状复杂的小型铸件。但其

28、工艺复杂，不少可锻铸铁已逐渐被球墨铸铁但其工艺复杂，不少可锻铸铁已逐渐被球墨铸铁代替。可锻铸铁虽有一定的伸长率和冲击韧性，但代替。可锻铸铁虽有一定的伸长率和冲击韧性，但实际上是不能锻造成形的。实际上是不能锻造成形的。可锻铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织a）黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁b）P可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁的牌号、性能、用途可锻铸铁的牌号、性能、用途四、蠕墨铸铁四、蠕墨铸铁是近二十几年来发展是近二十几年来发展起来的一种新型铸铁起来的一种新型铸铁石墨呈石墨呈蠕虫状蠕虫状是性能介于球墨铸铁和是性能介于球墨铸铁和灰铸铁之间的一种高强灰铸铁之间的一种高强度铸铁度铸铁例：例：RuT300最低抗拉强度为

29、最低抗拉强度为300MPa6 粉末冶金和硬质合金简介粉末冶金和硬质合金简介一、粉末冶金简介一、粉末冶金简介二、硬质合金简介二、硬质合金简介一、粉末冶金简介一、粉末冶金简介是近年来发展起来的一项新技术，它既是制取金属是近年来发展起来的一项新技术，它既是制取金属材料的一种冶金方法，又是制造机械零件的一种加工材料的一种冶金方法，又是制造机械零件的一种加工方法。方法。用用金属粉末金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作原料，经过原料，经过压制成型压制成型和和烧结烧结，冶炼成金属材料或制成成品，冶炼成金属材料或制成成品零件的工艺称为粉末冶金。零件的工艺称为粉末冶金

30、。它作为一种特殊的冶金工艺，可以制取它作为一种特殊的冶金工艺，可以制取普通熔炼方法难以普通熔炼方法难以制取制取的特殊材料；它作为一种的特殊材料；它作为一种少切削（或无切削）少切削（或无切削）加工工加工工艺，可以制造各种艺，可以制造各种精密精密机器零件。机器零件。目前粉末冶金工艺已广泛应用于各个工业部门。目前粉末冶金工艺已广泛应用于各个工业部门。（一）粉末冶金工艺简介（一）粉末冶金工艺简介 粉末冶金工艺过程主要包括粉料制备、压制成型、粉末冶金工艺过程主要包括粉料制备、压制成型、烧结和后处理等几道工序。烧结和后处理等几道工序。1粉料制备粉料制备粉料制备主要包括金属粉末制取、粉料的混合及其粉料制备主

31、要包括金属粉末制取、粉料的混合及其后处理后处理（如掺和成型剂与增塑剂、制粒、烘干、过筛（如掺和成型剂与增塑剂、制粒、烘干、过筛等）等）2压制成型压制成型成型的目的是将粉料制成一定形状、尺寸和密度的成型的目的是将粉料制成一定形状、尺寸和密度的型坯。型坯。工艺简介工艺简介3烧结烧结将型坯放人具有保护气氛（如煤气、氢气等）的高温炉将型坯放人具有保护气氛（如煤气、氢气等）的高温炉或真空炉中进行烧结，使型坯获得预定的物理性能和力学或真空炉中进行烧结，使型坯获得预定的物理性能和力学性能。性能。4后处理后处理粉末冶金制品还可以根据产品的不同要求进行切削加工、粉末冶金制品还可以根据产品的不同要求进行切削加工、

32、锻造、焊接、轧制、热处理和表面处理等多种处理。锻造、焊接、轧制、热处理和表面处理等多种处理。（二）粉末冶金在汽车中的应用（二）粉末冶金在汽车中的应用 粉末冶金作为一种特殊的冶炼工艺，它最大的特点是粉末冶金作为一种特殊的冶炼工艺，它最大的特点是在在完成冶炼的同时，也获得了结构形状和尺寸大小合乎完成冶炼的同时，也获得了结构形状和尺寸大小合乎要求的机械零件，无需或只需少量切削加工要求的机械零件，无需或只需少量切削加工，这不仅节，这不仅节约了材料，简化了加工工艺，降低了生产成本，而且还约了材料，简化了加工工艺，降低了生产成本，而且还获得了传统材料不具备的某些特殊性能。粉末冶金技术获得了传统材料不具备的

33、某些特殊性能。粉末冶金技术广泛应用于机器制造业，特别是汽车工业，西方工业发广泛应用于机器制造业，特别是汽车工业，西方工业发达国家达国家60以上的粉末冶金制品用于汽车零件。以上的粉末冶金制品用于汽车零件。粉末冶金制品在汽车零件上的应用主要有以下几方面：粉末冶金制品在汽车零件上的应用主要有以下几方面：应用应用1制造摩擦材料制造摩擦材料 汽车制动片和离合器摩擦片用粉末冶金摩擦材汽车制动片和离合器摩擦片用粉末冶金摩擦材料代替传统的石棉制品可以大大提高其最高许用料代替传统的石棉制品可以大大提高其最高许用工作温度和工作压力，最高许用工作温度可达工作温度和工作压力，最高许用工作温度可达1000，而石棉制品只

34、有，而石棉制品只有400。此外，它还能。此外，它还能避免像石棉制品那样散发致癌物质一石棉粉尘，避免像石棉制品那样散发致癌物质一石棉粉尘，减少环境污染。减少环境污染。应用应用2制造减摩零件和耐磨零件制造减摩零件和耐磨零件粉末冶金工艺没有熔化过程，它能保持金属颗粉末冶金工艺没有熔化过程，它能保持金属颗粒之间的孔隙，这些孔隙可以贮存一定量的润滑粒之间的孔隙，这些孔隙可以贮存一定量的润滑油，起到了自润滑作用，降低了材料的摩擦系数，油，起到了自润滑作用，降低了材料的摩擦系数，提高了材料的耐磨性。此外，它还具有较高的强提高了材料的耐磨性。此外，它还具有较高的强度和耐高温性能。汽车上的各种轴套、衬套、机度和

35、耐高温性能。汽车上的各种轴套、衬套、机油泵齿轮、行星齿轮、气阀导管等耐磨零件采用油泵齿轮、行星齿轮、气阀导管等耐磨零件采用粉末冶金制品能大大提高其使用性能和寿命。粉末冶金制品能大大提高其使用性能和寿命。应用应用3制造过滤元件和消音元件制造过滤元件和消音元件用粉末冶金制造的过滤元件和消音元件不仅具用粉末冶金制造的过滤元件和消音元件不仅具有良好的过滤性能和消音性能，而且还具有传统有良好的过滤性能和消音性能，而且还具有传统材料难以达到的耐高压和耐高温性能，可以满足材料难以达到的耐高压和耐高温性能，可以满足现代汽车的要求，它在汽车上得到了很好的应用。现代汽车的要求，它在汽车上得到了很好的应用。二、硬质

36、合金简介二、硬质合金简介硬质合金硬质合金由硬度和熔点都很高的碳化由硬度和熔点都很高的碳化钨（钨（WC）、）、碳化钛（碳化钛（TiC）等等金属碳化物金属碳化物作基体，用作基体，用钴钴作粘结剂，采用作粘结剂，采用粉末冶金粉末冶金法制法制成的合金。成的合金。性能与应用性能与应用其其硬度很高硬度很高，可达，可达8991HRA（相当于相当于7478HRC），），耐热性耐热性可达可达8501000，允许的切，允许的切削速度可达削速度可达100300m/min（1.75 m/s），），用用它制成的刀具，它制成的刀具，其切削速度可比高速钢提高其切削速度可比高速钢提高47倍，刀具寿命可提高倍，刀具寿命可提高58

37、0倍。倍。通常把硬质合金制成各种形式的通常把硬质合金制成各种形式的刀片刀片，将其焊，将其焊接或夹固在刀体上使用。接或夹固在刀体上使用。其抗弯强度和韧性比高速钢低，冲击韧性差。其抗弯强度和韧性比高速钢低，冲击韧性差。由于由于硬度太高，脆性大，不能进行机械加工。硬度太高，脆性大，不能进行机械加工。分类分类按成分和性能特点不同，常用的硬按成分和性能特点不同，常用的硬质合金有质合金有钨钴类钨钴类、钨钴钛类钨钴钛类和和通用类通用类硬质合金。硬质合金。1钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金 钨钴类硬质合金由钨钴类硬质合金由碳化钨和钴碳化钨和钴组成组成其牌号用其牌号用“YG+钴的百分含量钴的百分含量”格式表示格式表

38、示其中其中“YG”代表代表“硬钴硬钴”两两字字例如，例如，YG8表示含钴量为表示含钴量为 8的钨钴类硬质的钨钴类硬质合金。合金。钨钴类硬质合金有钨钴类硬质合金有较好的强度和韧性较好的强度和韧性，适宜，适宜于于加工铸铁等脆性材料加工铸铁等脆性材料。常用的有常用的有 YG3X，YG6，YG8等。等。2钨钴钛类硬质合金钨钴钛类硬质合金主要由主要由碳化钨、碳化钛及钴碳化钨、碳化钛及钴组组成。成。牌号用牌号用“YT十碳化钛的百分含量十碳化钛的百分含量”格式表示格式表示其中其中“YT”代表代表“硬钛硬钛”例如，例如，YT5表示含碳化钛为表示含碳化钛为 5%的钨钴钛类的钨钴钛类硬质合金。硬质合金。钨钴钛类硬

39、质合金的钨钴钛类硬质合金的硬度和红硬性高硬度和红硬性高，在加，在加工钢材时，工钢材时，刀具表面能形成一层氧化钛薄膜刀具表面能形成一层氧化钛薄膜，使切屑不易粘附，故适宜于使切屑不易粘附，故适宜于加工塑性较好加工塑性较好的的材料。材料。常用的有常用的有YT5，YT15，YT30等等3通用硬质合金通用硬质合金以碳化钽（以碳化钽（TaC）取代钨钴钛类硬质合金中取代钨钴钛类硬质合金中的一部分碳化钛而形成的硬质合金。的一部分碳化钛而形成的硬质合金。由于加入碳化钽能显著由于加入碳化钽能显著提高提高合金的合金的红硬性和韧性红硬性和韧性所以它所以它能加工不锈钢、耐热钢、钢锰钢等切削性能能加工不锈钢、耐热钢、钢锰

40、钢等切削性能差的材料差的材料。有。有“万能硬质合金万能硬质合金”的美称。的美称。用用“YW+顺序号顺序号”格式表格式表示示“YW”代表代表“硬万硬万”常用的有常用的有YW1、YW2等等4.其他其他近年来，又开发了一种钢结硬质合金，它是用近年来，又开发了一种钢结硬质合金，它是用合金合金钢粉末（不锈钢或高速钢）钢粉末（不锈钢或高速钢）代替钴作为黏结剂代替钴作为黏结剂它主要用于制造各种形状复杂剪刀具、模它主要用于制造各种形状复杂剪刀具、模具和耐磨零件等具和耐磨零件等它能像钢一样进行锻造、切削加工、焊它能像钢一样进行锻造、切削加工、焊接，并能通过热处理来提高其力学性能接，并能通过热处理来提高其力学性能

41、硬质合金简介硬质合金简介 粉末冶金作为一种特殊的冶炼工艺，它最大的特点是粉末冶金作为一种特殊的冶炼工艺，它最大的特点是在完成冶炼的同时，也获得了结构形状和尺寸大小合乎要在完成冶炼的同时，也获得了结构形状和尺寸大小合乎要求的机械零件，无需或只需少量切削加工，这不仅节约了求的机械零件，无需或只需少量切削加工，这不仅节约了材料，简化了加工工艺，降低了生产成本，而且还获得了材料，简化了加工工艺，降低了生产成本，而且还获得了传统材料不具备的某些特殊性能。粉末冶金技术广泛应用传统材料不具备的某些特殊性能。粉末冶金技术广泛应用于机器制造业，特别是汽车工业，西方工业发达国家于机器制造业，特别是汽车工业，西方工业发达国家 60以上的粉末冶金制品用于汽车零件。粉末冶金制品在汽以上的粉末冶金制品用于汽车零件。粉末冶金制品在汽车零件上的应用主要有以下几方面：车零件上的应用主要有以下几方面：1制造摩擦材料、制造摩擦材料、二、粉末冶金在汽车中的应用二、粉末冶金在汽车中的应用碳素结构钢牌号碳素结构钢牌号碳素结构钢的应用碳素结构钢的应用球墨铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织