金属材料知识v Word 97 - 2003 文档.doc

金属材料与热处理 1. 金属材料基础知识 2. 金属材料热处理基础知识1.金属材料基本知识 1.1金属材料分类 金属材料可分为钢铁（黑色金属）材料和有色金属材料。 灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁铸铁 抗磨铸铁、耐蚀铸铁 耐热铸铁 1.普通质量非合金钢 按主要质量 2.优质非合金钢 等级分类 3.特殊质量非合金钢1.以规定最高强度或硬度为主要特性的非合金钢非合金钢 2. 以规定最低强度为主要特（碳素钢） 性的非合金钢 黑色金属材料 3. 以限制碳含量为主要（钢铁材料） 特性的非合金钢 按主要性能 4. 非合金易切削钢 及使用特性分类 5. 非合金工具钢 6. 规定磁性能和电性能 的非合金钢 7. 其它非合金钢 1.普通质量的低合金钢 按主要质量 2.优质低合金钢 钢 等级分类 3.特殊质量低合金钢 1.可焊接低合金高低合金钢 强度钢 2.低合金耐候钢 按主要性能及 3.低合金钢筋钢 使用特性分类 4.铁道用低合金钢 金属材料分类 5.矿用低合金钢 6.其它低合金钢 按主要质量 1.优质合金钢 等级分类 2. 特殊质量合金钢 1.工程结构用合金钢 合金钢 2.机械结构用合金钢 按主要性能及 3.不锈、耐蚀和耐热钢使用特性分类 4.合金工具和高速工具钢 5.轴承钢 6.特殊物理性能钢 7.其它合金钢 铜及铜合金 铝及铝合金 镍及镍合金 有色金属材料 镁及镁合金 锌及锌合金 钛及钛合金 轴承合金：锡基轴承合金、铅基轴承合金 其它有色合金1.2常用它化学元素符号 氢（H） 锂(Li) 钠（Na） 钾（K） 铍 (Be) 镁 (Mg) 钙 (Ca) 锶(Sr) 钡 (Ba) 镭 (Ra) 钛 (Ti) 锆 (Zr) 钒 (V) 铌(Nb) 钽(Ta) 铬(Cr) 钼(Mo) 钨(W) 锰(Mn) 铁(Fe) 钴(Co) 铑(Rh) 镍(Ni) 铂(Pt) 钡(Ba) 铜(Cu) 银(Ag) 金(Au) 锌(Zn) 汞(Hg) 硼(B) 铝(Al) 碳(C) 硅(Si) 锡(Sn) 铅(Pb) 氮(N) 磷(p) 砷(As) 锑(Sb) 铀（U） 钚（Pu）鉍（Bi） 铯（Cs） 镧(La) 铈(Ce) 钕(Nd) 钐(Sm) 锕(Ac) 氧(O)1.3 钢铁材料生产过程1.3.1 钢铁的定义 钢铁是Fe（铁）与C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）以及少量的其它元素所组成的合金。其中除铁外，碳的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。除钢铁材料以外的其它金属材料，统称为非铁金属，如金、银、铜、铝、镁、锌、钛、锡、铅、铬、钼、钨等1.3.1.1 刚的定义钢是含碳量为0.0218%-2.11%的铁碳合金。碳钢是最常用普通钢，冶炼方便，加工容易。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，常加入钢中的合金元素有硅（Si）、钨（W）、锰（Mn）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）等1.3.1.2 生铁的定义含碳量小于0.0218%铁碳合金为工业纯铁，含碳量2.11%以上的铁碳合金称为生铁。生铁硬而脆，耐压耐磨。分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铸铁端口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。灰口铁，断口呈银灰色，易切削、易铸、耐磨。球墨铸铁，其性能接近钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁。1.4 钢铁生产工艺1.4.1 钢铁如何产生铁矿石 烧结厂 铸钢件 炼铁 炼钢 钢水 焦煤 焦化厂 钢坯 铸铁件 轧钢 各种钢材1.4.2 钢铁冶炼现代钢铁生产流程是将铁矿石加入高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢，再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变性方法加工成各种用途的钢材。1.4.3 钢铁联合企业钢铁联合企业一般包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输等生产环节，是一个复杂而庞大的生产体系。我国的钢铁企业一般都是这样的全流程联合企业。1.4.4 钢铁生产工艺流程炼铁炼钢连铸轧钢主要产品 钢轨 棒材型钢钢板 型钢轧制 铁 球 烧 焦 石矿 团 结 炭 灰 石 矿 石 棒线材轧制 棒线材中厚板中厚板轧制制 小方坯大方坯板坯 直接热轧板卷 或薄板热轧板卷轧制 轧制 冷轧板卷或薄板冷连轧机 铁水 焊管 焊管 氧气转炉无缝管轧制 无缝管 高炉 电弧炉 废钢加热炉铸钢件 1.4.5炼铁原料及工艺 原料高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（）焦炭与喷吹燃料、溶剂（石灰石和白云石等）。冶炼一顿生铁大概需要品位为63%的铁矿石1.60-1.65吨，02-0.4吨熔剂高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的主导地位预计在相当长时期之内不会改变。高炉炼铁的本质是铁的还原过程，及焦炭作燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、 Fe3O4 TiO2）还原为液态生铁。 炼铁工艺 炼铁过程冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口吹入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期的从高炉中排出。上升过程中煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高温煤气从炉顶排出。1.4.6 炼钢原料与工艺 炼钢的任务1.脱碳；2.脱磷；3.脱硫；4.脱氧；5.脱氮、氢等；6.去除非金属夹杂物；7.合金化；8.升温；9.凝固成型。 炼钢原理及原料炼钢过程是个氧化过程，其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣熔剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程的主要手段，硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂（石灰石）、脱氧剂（硅铁、锰铁、铝合金等）。 1.4.7钢铁材料的基本组织 表1 钢铁材料的基本组织序号名 称含 义1晶粒和晶界金属结晶后形成的外形不一致、内部品格排列方向一致的小晶体，称为晶粒。晶粒与晶粒之间的分界面，称为晶界2相和相界在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并有界面相互隔开的均匀组成部分，称为相。相与相之间的界面，称为相界3固溶体在组成合金的一种金属元素的晶体中溶有另一种元素的原子形成的固态相，称为固溶体。固溶体一般有较高的强度、良好的塑性、耐蚀性以及较高的电阻和磁性4金属化合物合金中不同元素的原子相互作用形成的、晶格类型和性能完全不同于其组成元素的、具有金属特性的固态相，称为金属化合物5奥氏体奥氏体是碳和其他元素溶解在y-Fe中的固溶体。奥氏体具有面心立方晶体，塑性好，一般在高温下存在6铁索体铁素体是碳和其他元素溶解于a-Fe中的固溶体。铁素体具有体心立方晶格，含碳量极少，其性能与纯铁极为相似，也叫纯铁体7渗碳体渗碳体是铁和碳的化合物，也称碳化三铁，含碳量6.69，具有复杂的品格结构。其性能硬而脆，几乎没有塑性8珠光体珠光体是铁素体和渗碳体相间的片层状组织。因其显微组织有指纹状的珍珠光泽而得名。其性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、硬度适中，并具有良好的塑性和韧性9索氏体亦称细珠光体，是奥氏体在低于珠光体形成温度分解而成的铁素体和渗碳体的混合物。其层片比珠光体细，仅在高倍显微镜下才能辨别。硬度、强度和冲击韧性均高于珠光体10屈氏体亦称极细珠光体，由奥氏体在低于珠光体形成温度分解而成的铁素体和渗碳体的混合体。其层片比索氏体更细。其硬度和强度均高于索氏体11贝氏体贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体的混合物。贝氏体又分为上贝氏体和下贝氏体。在较高温度形成的称“上贝氏体”，呈羽毛状；在较低温度形成的称“下贝氏体”，呈针状或竹叶状。下贝氏体与上贝氏体相比，其硬度和强度更高，并保持一定的韧性和塑性12马氏体马氏体通常是指碳在a-Fe中的过饱和固溶体。钢中马氏体的硬度随碳含量的增加而提高。高碳马氏体硬度高而脆，低碳马氏体则有较高的韧性。马氏体在奥氏体转变产物中硬度最高13莱氏体莱氏体是铁碳合金中的一种共晶组织。在高温时由奥氏体和渗碳体构成；在低温时(727以下)，由珠光体和渗碳体构成。含碳量为4.3，组织中含有大量渗碳体，所以硬度高，塑性、韧性低14断口检验断口组织是钢材质量标志之一。将试样刻槽或折断后用肉眼或lO倍放大镜检查断口情况，称为断口检验。从断口可以看出金属的缺陷15塔形车削发纹检验将钢材车成规定的塔形或阶梯形试样，然后用酸蚀或磁粉法检验发纹，简称塔形检验1.4.8 钢铁的力学性能表1-2 钢铁材料的力学性能序号名 称量的符号单位符号含义一强度强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力1抗拉强度bMPa金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度 Pbb Fo 式中 Pb试样拉断前的最大负荷（N） Fo试样原横截面积（mm 2）2抗弯强度bbMPa试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正压力8PL对圆试样：bbd3 8PL对矩形试样：bb 2bh2 式中： P试样所承受最大集中载荷（N）L两支承点间的跨距(mm)d圆试样截面之外径(mm)b矩形截面试样之宽度(mm)h矩形截面试样之宽度(mm) 3抗压强度bcMPa材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度PbcbcFo 式中 Pbc试样所受最大集中载荷（N） Fo试样原横截面积（mm 2） 4抗剪强度r、rMPa试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均应力P双剪:r ；2Fo P单剪:r ；Fo 式中 P剪切时的最大负荷（N） Fo受剪部位的横截面积（mm 2） 5抗扭强度bMPa指外力是扭转力的强度极限 3Mb b （适用于钢材） 4Wp Mbb （适用于铸铁） Wp式中Mb扭转力矩（Nmm）Wp扭转时试样截面的极断面系数（mm2） 6屈服点sMPa金属试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限 Pss= Fo 式中Ps屈服载荷（N）Fo试样原横截面积（mm2）7屈服强度0.2MPa对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2%永久变形的力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限 P0.20.2= Fo 式中P0.2试样产生永久变形为0.2%时的载荷（N）Fo试样原横截面积（mm2）8持久强度0.2/时间(h)MPa金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经105h后的断裂强度9蠕变强度 温度 应变量/时间 MPa 金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如 500 = 100MPa， 1/100000 表示材料在500温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标 二弹性 弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性。1弹性模量EGPa 在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模数2切变模量GGPa 金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模量。3弹性极限eMPa金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹性极限。4比例极限pMPa在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限 Pp0.2= Fo 式中Pp规定比例极限负荷(N)Fo试样原横截面积（mm2） 三塑性所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力1伸长率%金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。s是标距为5倍直径时的伸长率，10是标距为10倍直径时的伸长率2断面收缩率%金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比3泊松比/对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单相拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸、长量之比 E = - 1 2G 式中E弹性模量（GPa） G切变模量（GPa） 四韧性所谓韧性是指金属材料在冲击力（动力载荷）的作用下而不破坏的能力1冲击韧度KU或KVJ/cm2冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值（KU或KV）作为标准的，它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果，以冲断试样上所消耗的功（AKU或AKV）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量2冲击吸收功AKU或AKVJ由于K值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而K值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功AK作为冲击韧度的指标AKUKU = ； FAKUKV= ；F 式中KU 夏比U形缺口试样冲击值（J/cm2）KV 夏比V形缺口试样冲击值（J/cm2） AKU 夏比U形缺口试样冲断时所消耗的功（J）AKV 夏比V形缺口试样冲断时所消耗的功（J） F试样缺口处的横截面积（cm2） 五疲劳金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳1疲劳极限-1MPa金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限2疲劳强度NMPa金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强度。此时，N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下，没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示六硬度硬度就是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标1布氏硬度HBS/用一定直径的球体（钢球或硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW2洛氏硬度HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK /用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力，测残余压痕深度增量计算的硬度值。洛氏硬度试验分A、B、C、D、E、F、G、H、K标尺 3维氏硬度HV/用金刚石正四棱体压头以49.03-980.7N的试验力压力试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测压痕对角线长度的计算的硬度值4肖氏硬度HSCHSD /用金刚石或钢球冲头一定高度落到试样表面，测冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符号为HSC，指示型硬度计的硬度符号为HSD七减摩、耐磨性 1摩擦因数/相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通常把摩擦力（F）与施加在摩擦部位的垂直载荷（N）的比值，称为摩擦因数 F= N式中：F摩擦力（N）N施加在摩擦部件上的垂直载荷（N) 2磨耗量WV gcm 3试样在规定试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的重量（g）或体积（cm 3）之量，称为磨耗量（或磨损量），以磨去体积表示者称为体积磨耗V3相对耐磨系数/在模拟耐磨试验机上，采用65Mn（52-53HRC）作为标准试样，在相同条件下，标准试样磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之比，称为被测材料的相对耐磨系数1.4.9 钢铁材料的物理性能表 1-3 钢铁材料的物理性能序号名 称量的符号单位符号含义密度g/cm3密度就是某种物质单位体积的质量2热性比熔 点金属材料固态转变为液态时的熔化温度比热容cJ/(kgK）单位质量的某种物质，在温度升高1时吸收的热量或温度降低1时所放出的热量热导率W/（mK）在单位时间内，当沿着热流方向的单位长度上温度降低1时，单位面积容许导过的热量热胀系数L10-6/K金属温度每升高1所增加的长度与原来长度的比值3电性能电阻率m是表示物体导电性能的一个参数。它等于1m长，横截面积为1mm2的导线两端间的电阻。也可用一个单位立方体的两平行端面间的电阻表示电阻温度系数p1/温度每升降1，材料电阻的改变量与原电阻率之比，称为电阻温度系数电导率kS/m或%IACS 电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时，流过单位面积的电流4磁性能磁导率H/m是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标，它是磁性材料中的磁感应强度（B）和磁场强度（H）的比值。磁性材料通常分为：软磁材料（值甚高，可达数万）和硬磁材料（值在1左右）两大类 磁感应强度BT在磁介质中的磁化过程，可以看作在原先的磁场强度（H）上再加上一个由磁化强度（J）所决定的，数量等于4J的新磁场，因而在磁介质中的磁场B=H+4J的新磁场，叫做磁感应强度磁场强度HA/m导体中通过电流，其周围就产生磁场。磁场对原磁矩或电流产生作用力的大小为磁场强度的表征矫顽力HcA/m样品磁化到饱和后，由于有磁滞现象，欲使磁感应强度减为零，须施加一定的负磁场Hc，Hc就称为矫顽力铁损PW/kg铁磁材料在动态磁化条件下，由于磁滞和涡流效应所消耗的能量1.5 几个基本概念1.5.1 金属图1-1 金属是指具有不透明、金属光泽和良好的导热和导电性，并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。1.5.2 合金合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。1.5.3 相相指金属或合金中化学成分相同、晶格结构相同，或原子聚集状态相同，并与其他部分之间有明确界面的独立均匀组成部分。1.5.4 组织组织是指用肉眼可直接观察的，或用放大镜、显微镜能观察分辨的材料内部微观形貌图像。1.5.5 固溶体固溶体是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体。固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。1.5.6 固溶强化由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。1.5.7 化合物化合物是指合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。1.5.8 机械混合物机械混合物 是由纯金属、固溶体、金属化合物这些合金的基本相按照固定比例构成的组织称为机械混合物。1.5.9 铁素体铁素体是指碳在-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体（F)。1.5.10 奥氏体奥氏体是指碳在-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体（A）。1.5.11 渗碳体渗碳体是指碳和铁形成的稳定化合物（Fe3C）。1.5.12 珠光体珠光体是指过冷奥氏体共析分解的铁素体和渗碳体的有机结合的整合组织。1.5.13 马氏体马氏体是黑色金属材料的一种组织名称。马氏体（M）是碳溶于-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。1.5.14 屈氏体屈氏体是指过冷奥氏体冷却到600 550左右以后等温或者缓慢冷却时形成的片间距约为300800nm的珠光体（T）。1.5.15 索氏体索氏体是指钢经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物。索氏体组织属于珠光体类型的组织，但其组织比珠光体组织细。索氏体具有良好的综合机械性能（S）。1.5.16 贝氏体贝氏体是指钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马氏体转变温度区间以上这一中温度区间(所谓“贝氏体转变温度区间”)转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织，即贝氏体转变的产物。有上贝氏体（A）和下贝氏体（B）。1.6 钢铁材料产品名称、用途特性和工艺方法表示方法表 1-3 钢铁材料产品名称、用途特性和工艺方法表示方法名 称采用的汉字及汉语拼音采用符号字体位置汉字汉语拼音炼钢用生铁炼LIANL大写牌号头铸造用生铁铸ZHUZ大写牌号头球墨铸铁用生铁球QIUQ大写牌号头脱碳低磷粒铁脱炼TUO LIANTL大写牌号头含钒生铁钒FANF大写牌号头耐磨生铁耐磨NAI MONM大写牌号头碳素结构钢屈QUQ大写牌号头低合金高强度钢屈QUQ大写牌号头耐候钢耐候NAI HOUNH大写牌号尾保证淬透性刚H大写牌号尾易切削非调质钢易非YI FEIYF大写牌号头热锻用非调质钢非FEIF大写牌号头易切削钢易YIY大写牌号头电工用热轧硅钢电热DIAN REDR大写牌号头电工用冷轧无取向硅钢无WUW大写牌号中电工用冷轧取向硅钢取QUQ大写牌号中电磁纯铁电铁DIAN TIEDT大写牌号头碳素工具钢碳TANT大写牌号头塑料模具钢塑料SU MOSM大写牌号头(滚珠)轴承钢滚GUNG大写牌号头焊接用钢焊HANH大写牌号头钢轨钢轨GUIU大写牌号头铆螺钢铆螺MAO LUOML大写牌号头锚链钢锚MAOM大写牌号头船用钢采用国际通用标准汽车大梁用钢梁LIANGL大写牌号尾矿用钢矿KUANGK大写牌号尾压力容器用钢容RONGR大写牌号尾桥梁用钢桥QIAOq小写牌号尾锅炉用钢锅GUOg小写牌号尾焊接气瓶用钢焊瓶HAN PINGHP大写牌号尾车辆车轴用钢辆轴LIANG ZHOULZ大写牌号头机车车轴用钢机轴JI ZHOUJZ大写牌号头管线用钢S大写牌号头沸腾钢沸FEIF大写牌号尾半镇静钢半BANb小写牌号尾镇静钢镇ZHENZ大写牌号尾特殊镇静钢特镇TE ZHENTZ大写牌号尾质量等级A、B、C、D、E牌号尾 1.7 钢铁产品牌号表示方法及示例灰口铸铁 HT 球墨铸铁 QT 蠕墨铸铁 RuT 可锻铸铁 KT 耐磨铸铁 MT 抗磨铸铁KmT 耐蚀铸铁ST 耐热铸铁 RT 可锻铸铁 KT (黑心可锻铸铁KTH、白心可锻铸铁KTB、珠光体可锻铸铁KTZ)1.7.1 铸铁分类代号 用各种铸铁相应的汉语拼音的第一大写字母作为铸铁的代号，如上所述，在排号中常规的碳、硅、锰、磷、硫元素一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号和含量。合金化元素的含量（质量分数）大于或等于1%时，用整数表示，小于1%时，一般不标注，只有对该合金特性有较大影响的，才予以标注。牌号中代号后面的一组数字表示抗拉强度值，有两组数字时，第一组数字表示抗拉强度值，第二组数字表示伸长率值，两组数字之间用“-”隔开,1.7.2 .铸铁牌号表示方法 例如： HT250抗拉强度，单位 MPa灰口铸铁代号HT2500 QT400-17抗拉强度（MPa）QT40017伸长率（%）球墨铸铁代号 RTSi15Mo4CuRTSi15Mo4Cu铜的元素符号表示钼的名义含量（质量分数）钼的元素符号表示硅的名义含量（质量分数数）硅的元素符号铸铁的代号 RuT400RuT400 抗拉强度（MPa）蠕墨铸铁代号1.7.3 各种铸铁的牌号灰口铸铁牌号：HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350 灰口铸铁硬度牌号：H145 H175 H195 H215 H235 H255 球墨铸铁牌号：QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2 球墨铸铁硬度牌号：QT-H150 QT-H155 QT-H185 QT-H200 QT-H230 QT-H265 QT-H300 QT-H330 蠕墨铸铁牌号：RuT260 RuT300 RuT340 RuT380 RuT420.耐热铸铁牌号：RTCr RTCr2 RTCr16 RTSi5 RQTSi4 RQTSi4Mo RQTSi5 RQTAl4Si4 RQTAl5Si5 RQTAl22.高硅耐蚀铸铁牌号：STSi11Cu2CrRE STSi15RE STSi15Mo3RE STSi15Cr4RE STSi17RE.中锰抗磨球墨铸铁牌号：MQTMn6 MQTMn7 MQTMn8 抗磨白口铸铁：KmTBNiCr2-DT KmTBNiCr2-GT KmTBCr9Ni5 可锻铸铁：KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10、KTH370-12、 KTZ550-04、KTZ700-02、KTB380-12、KTB400-051.8 钢 分非合金钢（碳素钢）、低合金钢、合金钢表1-4 钢材产品牌号表示方法及示例残品种类牌号表示方法牌号示例碳素结构钢及低合金结构钢通用结构钢牌号采用代表屈服点的拼音字母“Q”,屈服点数值（单位为MPa）和规定的质量等级、脱氧方法等用符号表示，例如：脱氧方法符号，沸腾钢Q 235 A F质量等级符号，分为A、B、C、D、E级屈服点数值（单位为MPa）“屈”字汉语拼音首位字母，在排号中，碳素结构钢表示镇静钢的符号“Z”和特殊镇静钢的符号“TZ”可以省略，低合金高强度钢分为镇静钢和特殊镇静钢，在牌号组成中没有表示脱氧方法的符号。Q235ZQ345AQ345D 专用结构钢一般采用屈服点号“Q”，屈服点数值和规定的代表产品用途的符号组成牌号，例如锅炉用钢Q390qQ345RQ295HPQ420qQ340NH优质碳素结构钢优质碳素结构钢用阿拉伯数字或阿拉伯数和规定的符号组成牌号，其中以二位阿拉伯数字表示平均含碳量（质量分数），以万分之几的数字表是；沸腾钢在牌号尾部加“F”、半镇静钢在牌号尾部加b“b”、镇静钢一般不注符号。较高含锰量在含锰量数字值后加锰元素符号（Mn）高级优质碳素结构钢，在牌号后加“A”、 特级优质碳素结构钢在牌号后加“E”08F、0810F、1015F、15、20、25、3035、40、4550、50Mn、60、优质碳素弹簧钢与碳素结构钢相同70、65Mn易切钢加硫或加硫、磷易切钢用符号“Y”和表示平均含碳量的阿拉伯数字组成牌号较高含锰量的加硫或加硫、磷的易切钢在符号“Y”和数字后加注锰元素符号含钙、铅等易切元素的易切钢，在符号“Y”和阿拉伯数字后加注易切削元素符号Y15、Y40MnY15Pb、Y45Ca合金结构钢合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和合金元素符号表示用,两位数字表示平均含碳量，放在牌号头部。合金元素含量（质量分数）表示方法为：平均含量小于1.5%时牌号中只标明元素符号，不注明含量，平均含量为1.5%-2.49%、2.50%-3.49%、3.50%-4.49%、4.50%-5.49%、在合金元素符号后相应写成2、3、4、5、 高级优质合金结构钢、特级优质合金结构钢在牌号尾部加注符号“A” 专用合金结构钢，在牌号头部(或尾部)加注规定的代表产品用途的符号30CrMnSi20CrNi330CrMnSiA30CrMnSiEML30CrMnSi合金弹簧钢合金弹簧钢的牌号表示方法与合金结构钢相同60Si2Mn60Si2MnA非调质机械结构钢非调质机械结构钢牌号的头部用符号“YF”、 “F”分别表示易切削非调质机械结构钢和热锻用非调质机械结构钢，头部之后的牌号表示方法与合金结构钢相同YF35VF45V工具钢碳素工具钢碳素工具的牌号用规定的符号和阿拉伯数字表示，阿拉伯数字表示千分之几的平均含碳量（质量分数）。普通含锰量碳素工具钢的牌号为符号“T”后加注阿拉伯数字，较高含锰量的碳素工具钢，在“T”和阿拉伯数字之后加注锰元素符号；高级优质碳素工具钢，在牌号尾部加符号“A”T9T8MnT10A合金工具钢和高速工具钢合金工具钢和高速工具钢牌号表示方法与合金结构钢相同，用合金元素符号和阿拉伯数字表示，但一般不标明含碳量是数字。Cr12MoVW6Mo5Cr4V28MnSi塑料模具钢塑料模具钢的牌号，头部符号为“SM”牌号的表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同，如SM45表示平均含碳量为0.45%的碳素塑料模具钢SM45SM3Cr2Mo 铸钢铸钢的符号用表示 工程用铸钢在牌号中“ZG”后面的两组数字表示力学性能，第一组数字表示屈服强度，第二组数字表示抗拉强度，中间用“-”隔开铸造碳钢在牌号中“ZG”后面一组数字表示其名义的万分碳含量例如：铸钢代号 屈服强度，MPa抗拉强度，MPaZG 200 - 400 钒的元素符号，其名义含量（质量分数）小于0.9%ZG 15 Cr 1 Mo 1 V铸钢代号碳的名义含量质量分数铬的元素符号铬的名义含量质量分数钼的元素符号钼的名义含量分数 ZG200-400ZG25ZG15Cr1Mo1V1.9 影响钢铁性能的因素（1）1.9.1 化学成分对钢铁性能的影响 碳（C）碳是仅次于铁的主要元素，含碳量增加，钢材强度提高，而塑性和韧性、尤其是低温冲击韧性下降，同时可焊性、抗腐蚀性、冷弯性能明显降低。因此结构用钢的含碳量一般不应超过0.22%，焊接结构钢应低于0.2%。锰（Mn） 锰是一种弱脱氧剂，适量的含锰量可以有效地提高钢材的强度，又能消除硫、氧对钢材的热脆影响，而不显著降低钢材的塑性和韧性。锰在碳素结构钢中的含量为0.3-0.8%，在低合金钢中一般为1.0-1.7% 硅（Si） 硅（Si）硅是一种强脱氧剂，适量的硅可提高钢材的强度，而对塑性、韧性、冷弯性能和可焊性能无明显不良影响，但是硅量过大时，会降低钢材的塑性、韧性、抗锈蚀性和可焊性。 钒（V）铌（Nb）钛（Ti）钒、铌、钛都能使钢材晶粒细化。我国的低合金钢都含有这三种元素，作为锰以外的合金元素，既可提高钢材强度，又能保持良好的塑性韧性。 氧（O）氮（N）氧和氮也是有害杂质，在金属熔化的状态下可以从空气中进入。氧能使钢热脆，其作用比硫剧烈，氮能使钢冷脆，与磷相似。1.10 非铁合金（有色金属） 非铁合金是指除钢铁材料以外的其它金属材料的总称。如铝、镁、铜、锌、锡、铅镍、钛、金、银、铂、钒、钼等金属材料。其种类较多，冶炼比较难，成本高，故产量和使用量远不如钢铁材料多。但因为非铁金属具有钢铁材料所不具备的某些物理性能和化学性能，因而非铁金属是现代工业中不可缺少的重要金属材料，广泛应用于机械制造、航空、航海、汽车、石化、电力、电器、核能及计算机等行业。常用的非铁金属有铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、滑动轴承合金等。1.10.1铝及铝合金 铝及铝合金的性能特点纯铝的基本性质：具有银白色金属光泽，密度小(2.72)，熔点低(660.4)，导电、导热性能优良；具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性；纯铝在空气中易氧化，在其表面形成一层致密牢固的氧化膜，因而抗大气腐蚀性能好；具有极好的塑性和低的强度(纯度为99.99%时)，易于加工成型；还具有良好的低温塑性，至253时，其塑性和韧性也不降低。 纯铝的主要用途：适于配制铝合金，还可用来制造导线包覆材料及耐蚀器具等。 纯铝的性能强化：纯铝的