机械制造第五章常用工程材料

1、 为了某一些目的在钢中特意加入一些合金元素的钢称为“合金钢”。能有效改变钢的性能。1）强化铁素体2）形成合金渗碳体和特殊化合物n 钢中与碳亲合力很弱的非碳化物形成元素，如Si、Mn、Ni、Al、Co等都能溶于铁素体而形成合金铁素体，引起铁素体晶格畸变，产生固溶强化，使铁素体的强度硬度提高、但塑性、韧性则呈下降趋势，如图所示 n 钢中与碳亲合力较强的碳化物形成元素，如Cr、Mo、W、V、Nb（铌）、Zr（锆）、Ti等(按与碳亲和力由弱到强的顺序排列) 在钢中能形成碳化物；也有少部分溶于铁素体n 合金钢中的碳化物有合金渗碳体(如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等)、合金碳化物(如Mn3C、C

2、r7C、Fe3W3C等)、特殊碳化物(如WC、MoC、VC、TiC等)n 合金碳化物的稳定性比合金渗碳体高，特殊碳化物的稳定性最高。稳定性愈高的碳化物愈难溶入奥氏体，也不易聚集长大，而且其溶点和硬度亦愈高。随着这些碳化物数量的增多能显著提高钢的强度、硬度、热硬性和耐磨性。1）合金结构钢的编号2）普通低合金结构钢3）渗碳钢4）调质钢5）弹簧钢6）滚动轴承钢n标注方法与合金结构钢相似，基本组成为“一 位数字（或无数字）+元素符号+数字+”，其平均含碳量是用质量分数的千倍（wC1000）表示，而且，当碳质量wC1.0%时，钢号中不标出，如9SiCr钢（成分：C0.9%，wSi1.5% ，wCr1.5

3、%）；CrWMn钢（wC1.0%，wCr、 wW 、wMn均1.5%）。n根据刃具的工况条件，刃具钢应该具有高硬度、高耐磨性、高弯曲强度和足够的韧性，高热稳定性n用于刃具的材料有碳素工具钢、低合金工具钢、高速钢、硬质合金等根据模具的工作条件不同，模具钢一般分为冷作模具和热作模具钢两大类。前者用于制造冷冲模和冷挤压模等，工作温度大都接近室温；后者用于制造热锻模和压铸模等，工作时型腔表面温度可高达600以上 n量具钢是用于制造量具的钢，如卡尺、千分尺、块规、塞尺等n对量具钢的主要性能要求如下：n（1）工作部分有高的硬度和耐磨性，以防止在使用过程中因磨损而失效；组织稳定性高，热处理变形小，在存放和使

4、用过程中尺寸不变，以保证高的尺寸精度；n（2）有良好的磨削加工性。n（3）为了满足上述高硬度、高耐磨性的要求，一般都采用含碳量高的钢，通过淬火得到马氏体。特殊性能钢是指具有特殊的物理、化学性能的钢，它的种类很多，其中最主要的是不锈钢、耐热钢、耐磨钢等 n在发动机、化工、航空等部门有很多零件是在高温下工作，要求具有高和耐热性的钢称为耐热钢n磨损是机械工程上广泛存在的问题，通常有磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损等n采用低碳合金钢经渗碳、淬火+低温回火，可制造要求“外硬内韧”的耐磨性较高的零件，如齿轮、销子等n采用中碳钢和中碳合金钢，经调质和表面淬火可制造要求强度和耐磨性高的零件，如负荷较大的轴类、

5、齿轮等n采用高碳钢和高碳合金钢，经淬火+低温回火可制造要求耐磨性更高的零件，如用GCr15制作喷油嘴等。n工业上使用的铸铁种类很多,按照石墨的形态和组织性能,铸铁可分为:n普通灰铸铁n球墨铸铁n蠕墨铸铁n可锻铸铁n合金铸铁过渡型石墨可锻铸铁中是由白口铸铁在固态下经长时间石墨化退火而获得的一种具有团絮状石墨的高强度铸铁，又叫马铁。由于可锻铸铁中石墨呈团絮状，所以明显减轻了石墨对基体金属的割裂。与灰铸铁相比，可锻铸铁的强度和韧性有明显提高。应该指出可锻铸铁不能用锻造方法制成零件 可锻铸铁的牌号、性能特点及用途见表。牌号中的“KT”是“可铁”二字汉语拼音的大写字头，为可锻铸铁代号，“H”表示“黑心”，“Z”表示珠光体基体；后面的两组数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率 在普通铸铁的基础上加入一定时的合金元素，制成特殊性能铸铁（合金铸铁）。它与特殊性能钢相比，熔炼简便，成本较低。缺点是脆性较大，综合力学性能不如钢。合金铸铁具有一般铸铁不具备的耐高温、耐腐蚀、抗磨损等特性 钛具有密度