第 2 章常用材料及热处理知识

1、第二章 常用材料与热处理知识第一节 金属的性能一、力学性能1. 强度（1）定义金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力，称为强度。材料力伸长曲线形式如图21所示。（2）强度指标1）屈服点式中 s 屈服点，MPa； Fs 屈服载荷，N； S0 试样原始横截面积，mm2。2）屈服强度式中 0.2 条件屈服强度，MPa； F0.2 残余伸长率为0.2%时的载荷，N； S0 试样原始横截面积，mm2。3）抗拉强度式中 b 抗拉强度，MPa； F b 试样拉断前承受的最大载荷，N； S0 试样原始横截面积，mm2。2. 塑性（1）定义金属材料受拉力在拉断前产生永久变形的能力，称为塑性。（2）指标1）伸长

2、率 符号用表示式中 伸长率，%； L1 试样拉断后的标距，mm； L0 试样原始标距，mm。2）断面收缩率 符号用表示式中 断面收缩率，%； S0 试样原始横截面积，mm2； S1 试样拉断后的横截面积，mm2。3. 硬度（1）定义材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，称为硬度。（2）分类硬度试验方法一般可分为三类：压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）。下面简单介绍压入法的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的测试、原理和方法。1）布氏硬度 原理 布氏硬度的测定原理如图22所示。硬度值用查表法（见附录）查出。布氏硬度试验规范选择

3、见表21。表21 布氏硬度试验规范选择材料布氏硬度FD2钢及铸铁1401014030铜及其合金355351301013030轻金属及其合金352.5（1.25）358010（5或10）8010（15）铅、锡1.25（1）注：1. 当试验条件允许时，应尽量选用直径为10mm的球。2. 当有关标准中没有明确规定时，应使用无括号的FD2值。 表示方法 布氏硬度的表示方法：符号HBS或HBW之前的数字为硬度值，后面的数字按顺序分别表示球体直径、试验载荷、载荷保持时间。例如： 适用范围 布氏硬度试验法主要用于铸铁、非铁金属以及经退火、正火和调质处理的钢材的硬度测定。2）洛氏硬度 原理 洛氏硬度试验原理如

4、图23所示。符号用HR表示，洛氏硬度值HRke （26）其中hh3h1式中 k 常数，HRC时，k为130；HRB和HRA时，k为100。洛氏硬度没有单位，试验时硬度值从硬度计的表盘上读出。 标尺及使用范围 试验条件（GB23091）及应用范围见表22。表22 常见洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围硬度标尺压头类型总试验力（N）硬度值有效范围应用举例HRC120°金刚石圆锥体1471.02067HRC一般淬火钢件HRB1.588钢球980.725100HRB软钢、退火钢、铜合金等HRA120°金刚石圆锥体588.46085HRA硬质合金、表面淬火钢等 标注方法 硬度符号前面注

5、明硬度数值，例如52HRC、70HRA等。3）维氏硬度 原理 原理与布氏硬度原理相似，如图24所示。符号用HV表示。硬度值根据测压痕对角线长度，查表得出。 表示方法 维氏硬度表示方法与布氏硬度相同，例如640HV30。 适用范围 维氏硬度可测从极软到极硬的各种金属材料，也可测较薄的材料，还可测渗碳、渗氮层的硬度。4. 冲击韧性（1）定义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。（2）原理常用大能量一次摆锤冲击试验测定。原理如图25所示。AKGH1GH2G（H1H2）式中 AK 冲击功，J； G 摆锤重力，N； H1 摆锤初始高度，m； H2 冲击试样后，摆锤回升高度，m。3）指标冲

6、击韧度 式中 K 冲击韧度，Jcm2； AK 冲击功，J； S0 试样缺口处横截面积，cm2。5. 疲劳强度金属材料在多次交变应力作用下，不发生破坏的最大应力称为疲劳强度。符号为1，疲劳曲线如图26所示。常用的力学性能及含义见表23。表23 常用的力学性能指标及含义力学性能性 能 指 标含 义符号名称单位强度bs0.2抗拉强度屈服点条件屈服强度MPaMPaMPa试样拉断前所能承受的最大应力拉伸过程中，力不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的最小应力规定残余伸长率达0.2%时的应力塑性伸长率断面收缩率标距的伸长与原始标距的百分比材料试样被拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比硬度

7、HBS（HBW）HRCHRBHRAHV布氏硬度值C标尺洛氏硬度值B标尺洛氏硬度值A标尺洛氏硬度值维氏硬度值球形压痕单位面积上所承受的平均压力用洛氏硬度相应标尺刻度满程与压痕深度之差计算的硬度值正四棱锥形压痕单位表面积上所承受的平均压力冲击韧性k冲击韧度Jcm2冲击试样缺口处单位横截面积上所消耗的冲击功疲劳强度1疲劳极限MPa试样承受无数次（或给定次）对称循环应力仍不断裂的最大应力二、物理、化学性能1. 物理性能金属的物理性能是指金属固有的属性，它包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。2. 化学性能金属的化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能，如耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。三

8、、工艺性能1. 定义工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。2. 内容金属的工艺性能包括铸造性（流动性、收缩性和偏析）、锻造性（塑性、变形抗力）、焊接性和切削加工性（表面粗糙度、刀具寿命）等。第二节 钢 铁 材 料一、碳素钢1. 杂质元素对钢的影响（1）锰和硅锰、硅主要是在炼钢后期进行脱氧处理时有意加入的，属有益元素。另外，锰还可以减轻硫的有害性。（2）硫和磷硫使钢产生热脆性，磷使钢产生冷脆性。硫、磷属有害杂质，应严格控制它们的含量。2. 碳素钢的分类（1）按碳的含量分类1）低碳钢 含碳量0.25%。2）中碳钢 含碳量0.25%0.60%。3）高碳钢 含碳量0.60%。（2）按钢的质

9、量分类1）普通碳素钢 含硫量0.050%，含磷量0.045%。2）优质碳素钢 含硫量0.035%，含磷量0.035%。3）高级碳素钢 含硫量0.025%，含磷量0.025%。（3）按用途分类1）碳素结构钢 主要用于制造各种机械零件和工程构件，其含碳量一般小于0.70%。2）碳素工具钢 主要用于制造各种刀具、模具和量具等，其含碳量一般大于0.70%。3. 常用碳素钢简介（1）普通碳素结构钢1）用途 主要用于工程结构及普通零件，例如：厂房、桥梁、船舶等建筑结构；铆钉、螺钉、螺母等一些受力不大的零件。2）牌号 由代表屈服点的汉语拼音字母“Q”、屈服点的数值、质量等级符号和脱氧方法符号四部分组成，例如

10、：Q235A·F。常用普通碳素结构钢的牌号、化学成分、力学性能见表24。表24 普通碳素结构钢的牌号、化学成分、力学性能牌号等级化学成分（%）脱氧方法力学性能CMnSiSPs（MPa）b（MPa）5（%）不大于Q1950.060.120.250.500.300.0500.045F、b、Z19531539033Q215A0.090.150.250.550.300.0500.045F、b、Z21533545031B0.045Q235A0.140.220.300.650.300.0500.045F、b、Z23537546026B0.120.200.300.700.045C0.180.350

11、.800.300.0400.040Z、TZD0.170.0350.035Q255A0.180.280.400.700.300.0500.045F、b、Z25541055024B0.045Q2750.280.380.500.800.350.0500.045b、Z27549063020（2）优质碳素结构钢1）用途 常用于制造重要的机械零件，使用前一般都要经过热处理来改善力学性能。2）牌号 用两位数字表示该钢的平均含碳量的万分数，例如45、50Mn等。 若为沸腾钢或各种专用钢，则在牌号后面标出规定的符号，例如10F、20Mn等。优质碳素结构钢的牌号、化学成分和力学性能见表25。表25 碳素结构钢的牌

12、号、化学成分、力学性能牌号化学成分（%）力学性能钢材交货状态硬度s（MPa）b（MPa）5（%）（%）p（Jcm2）HBSCSiMn热轧钢退火钢不大于不小于08F0.050.110.030.250.501752953560131080.050.120.170.370.350.65195325336013110F0.070.140.070.250.501853153355137100.070.140.170.370.350.65205335315513715F0.120.190.070.250.502053352955143150.120.190.170.370.350.652253752755

13、143200.170.240.170.370.350.652454102555156250.220.300.170.370.500.80275450235088.3170300.270.350.170.370.500.80295490215078.5179350.320.400.170.370.500.80315530204568.7197400.370.450.170.370.500.80335570194558.8217187450.420.500.170.370.500.80355600164049229197500.470.550.170.370.500.80375630144039.

14、2241207550.520.600.170.370.500.803806451335255217600.570.650.170.370.500.804006751235255229650.620.700.170.370.500.804106951030255229700.670.750.170.370.500.80420715930269229750.720.800.170.370.500.808801080730285241800.770.850.170.370.500.809301080630285241850.820.900.170.370.500.809801130630302255

15、15Mn0.120.190.170.370.701.00245410265516320Mn0.170.240.170.370.701.00275450245019725Mn0.220.300.170.370.701.00295490225088.320730Mn0.270.350.170.370.701.00315540204578.521718735Mn0.320.400.170.370.701.00335560194568.722919740Mn0.370.450.170.370.701.00355590174558.822920745Mn0.420.500.170.370.701.003

16、7562015404924121750Mn0.480.560.170.370.701.00390645134039.225521760Mn0.570.650.170.370.701.00410695113526922965Mn0.620.700.170.370.901.2043073593028522970Mn0.670.750.170.370.901.204507858302852293）性能与用途 低碳钢 强度、硬度较低，塑性、韧性及焊接性良好。主要用于制作冲压件、焊接结构件及强度要求不高的机械零件及渗碳件，如深冲器件、压力容器、小轴、销子、法兰盘、螺钉和垫圈等。 中碳钢 具有较高的强度和

17、硬度，其塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低，切削性能良好。经调质后，能获得较好的综合力学性能。主要用来制作受力较大的机械零件，如连杆、曲轴、齿轮和连轴器等。 高碳钢 具有较高的强度、硬度和弹性，但焊接性不好，切削性稍差，冷变形塑性差。主要用来制造具有较高强度、耐磨性和弹性的零件，如气门弹簧、弹簧垫圈、板簧和螺旋弹簧等弹性元件及耐磨零件。（3）碳素工具钢牌号以汉字“碳”的第一个汉语拼音字母“T”及后面的阿拉伯数字表示。其数字表示钢中平均含碳量的千分数，例如T8、T12A。碳素工具钢的牌号、化学成分、力学性能和用途见表26。表26 碳素工具钢的牌号、化学成分、力学性能和用途牌号化学成分（%）热处理

18、应用举例CMnSiSP淬火温度（）HRC（不小于）T70.650.740.400.350.030.035800820水淬62受冲击而要求较高硬度和耐磨性的工具,如木工用錾、锤头、钻头、模具等T80.750.84780800水淬T8Mn0.800.900.400.60T90.850.940.40760780水淬受中等冲击的工具和耐磨机件，如刨刀、冲模、丝锥、板牙、手工锯条、卡尺等T100.951.04T111.051.14不受冲击而要求极高硬度的工具和耐磨机件，如钻头、锉刀、刮刀、量具等T121.151.24T131.251.35（4）铸造碳钢1）成分 铸造碳钢的含碳量一般在0.20%0.60%

19、。2）牌号 用“铸钢”两个汉字的汉语拼音字母字头“ZG”后面加两组数字组成：第一组数字代表屈服点，第二组数字代表抗拉强度最低值，例如ZG270500。3）用途 铸造碳钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求较高的重型机械零件，如轧钢机机架、水压机横梁、锻锤和砧座等。铸造碳钢的牌号、化学成分、力学性能和用途见表27。表27 碳素工具钢的牌号、化学成分、力学性能和用途牌 号化学成分（%）室温下的力学性能CSiMnPSs或0.2（MPa）b（MPa）（%）（%）p（Jcm2）不大于不小于ZG2004000.200.500.800.04200400254060ZG2304500.300.500.900.0

20、4230450223245ZG2705000.400.500.900.04270500182535ZG3105700.500.600.900.04310570152130ZG3406400.600.600.900.04340640121820注：适用于壁厚10mm以下的铸件。二、合金钢1. 合金钢的特点及分类（1）特点合金元素对钢组织和性能的影响主要有：1）强化铁素体，可提高钢的强度和硬度（但塑性和韧性有所下降）。2）形成合金碳化物，稳定渗碳体，提高钢的硬度和耐磨性。3）细化晶粒，提高钢的强度和韧性。4）稳定奥氏体，提高淬透性。5）稳定回火组织，提高回火温度，消除淬火应力，提高钢的回火稳定性。

21、（2）分类1）按用途分类 合金结构钢 用于制造机械零件和工程结构件。 合金工具钢 用于制造各种工具（刃具、模具、量具）。 特殊性能钢 具有某种特殊物理、化学性能的钢。2）按合金元素总含量分类 低合金钢 合金元素总含量5%。 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10%。（3）牌号表示方法1）合金结构钢的牌号 两位数（含碳量）元素符号（或汉字）数字（小于1.5%不标）表示，例如40Cr。2）合金工具钢的牌号 含碳量1.0% 一位数（含碳量）元素符号（或汉字）数字，例如9SiCr。 含碳量1.0% 元素符号（或汉字）数字，例如Cr12MoV。 高速钢平均含碳量小于1.0%

22、时，其含碳量也不予标出，例如W18Cr4V。3）特殊性能钢的牌号 特殊性能钢的牌号和合金工具钢的表示方法相同，例如不锈钢2Cr13。含碳量0.10%时，用0表示；含碳量0.03%时，用00表示，例如0Cr18Ni9、00Cr30Mo2等。4）特殊专用钢的牌号 为表示钢的用途，在钢的牌号前面冠以汉语拼音字母字头，而不标含碳量，合金元素含量的标注也和上述有所不同。例如滚动轴承钢前面标“G”（“滚”字的汉语拼音字母字头），如GCr15。牌号中铬元素后面的数字表示含铬量千分数，其他元素仍按百分数表示，如GCr15SiMn。2. 常用合金钢（1）合金结构钢1）低合金结构钢 成分 含碳量为0.1%0.25

23、%；含锰量3%。 用途 主要用于各种工程结构。 分类 按主要性能及使用特性，低合金结构钢又可分为低合金高强度结构钢、低合金耐候钢及低合金专业钢。常用低合金高强度结构钢和应用见表28。表28 常用低合金高强度结构钢的牌号和应用新标准旧标准用 途 举 例Q29509MnV、9MnNb、09Mn2、12Mn车辆的冲压件、冷弯型钢、螺旋焊管、拖拉机轮圈、低压锅炉、汽包、中低压化工容器、输油管道、储油罐、油船等Q34512MnV、14MnNb、16Mn、18Nb、16MnRE船舶、铁路车辆、桥梁、管道、锅炉、压力容器、石油储罐、起重及矿山机械、电站设备厂房钢架等Q39015MnTi、16MnNb、10M

24、nPNbRE、15MnV中高压锅炉汽包、中高压石油化工容器、大型船舶、桥梁、车辆、起重机及其他较高载荷的焊接结构件等Q42015MnVN、14MnVTiRE大型船舶、桥梁、电站设备、起重机械、机车车辆、中压或高压锅炉和容器及其大型焊接结构件等Q460可淬火加回火后用于大型挖掘机、起重运输机械、钻井平台等2）合金渗碳钢 用途 主要用于制造承受强烈冲击载荷和摩擦力的机械零件，如拖拉机、汽车中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等。 性能特点 工作表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有良好的塑性和韧性。 成分特点 含碳量在0.10%0.25%之间，常加入铬、镍、锰、硅、硼等元素，以及钒、钛等碳化物形成元

25、素。 热处理特点 渗碳淬火低温回火。常用合金渗碳钢的牌号、力学性能和用途见表29。表29 常用合金渗碳钢的牌号、力学性能和用途牌 号试样毛坯尺寸（mm）力学性能用 途b（MPa）s（MPa）5（%）（%）p（Jcm2）不小于20Cr15835540104060齿轮、齿轮轴、凸轮、活塞销20Mn2B15980785104570齿轮、轴套、气阀挺杆、离合器20MnVB151080885104570重型机床的齿轮和轴、汽车后桥齿轮20CrMnTi151080835104570汽车和拖拉机上的变速齿轮、传动轴12CrNi315930685105090重负荷下工作的齿轮20Cr2Ni4151175108

26、0104580大型齿轮和轴，也可用作调质件3）合金调质钢 用途 主要用于制造在重载荷下同时又受冲击载荷作用的一些重要零件，如汽车、拖拉机、机床等上的齿轮、主轴、连杆、高强度螺栓等。 性能特点 具有高强度、高韧性的良好的综合力学性能。 成分特点 含碳量一般为0.25%0.50%，常加入少量铬、锰、硅、镍、硼等合金元素，以及少量钼、钡、钨、钛等碳化物形成元素。 热处理特点 调质处理。常用合金调质钢的牌号、力学性能、热处理和用途见表210。表210 常用合金调质钢的牌号、力学性能、热处理和用途牌 号热处理力学性能用 途淬火回火b（MPa）s（MPa）（%）（%）p（Jcm2）温度（）介质温度（）介质

27、不小天40Cr850油520水、油98078594560齿轮、花键轴、后半轴、连杆、主轴45Mn2840油520水、油885735104560齿轮、齿轮轴、连杆盖、螺栓35CrMo850油550水、油980835124580大电动机轴、锤杆、连杆、轧钢机、曲轴30CrMnSi880油520水、油1080835104550飞机起落架、螺栓40MnVB850油520水、油980785104560汽车和机床上的轴、齿轮30CrMnTi880油200水、空气147094060汽车主动锥齿轮、后主齿轮、齿轮轴38CrMoAlA940水、油640水、油980835145090磨床主轴、精密丝杆、量块、样板

28、4）合金弹簧钢 用途 主要用于制造弹簧等弹性零件。 性能特点 高弹性强度、高疲劳极限、足够的塑性和韧性。 成分特点 合金弹簧钢的含碳量一般为0.45%0.70%，常加入的合金元素有锰、硅、铬、钡和钨等。 热处理特点 热成型弹簧，截面尺寸8mm的大型弹簧，一般采用淬火中温回火；冷成型弹簧，截面尺寸8mm的弹簧，一般采用去应力退火。常用弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能和用途见表211。表211 常用弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能和用途牌 号化学成分（%）热处理力学性能用 途CSiMnCrV淬火（）回火（）s（MPa）b（MPa）10（%）（%）不小于55Si2Mn0520.601

29、.502.000.600.900.35870油48012001300630作2025mm弹簧可用于230以下温度60Si2Mn0.560.641.502.000.600.900.35870油48012001300525作2530mm弹簧可用于230以下温度50CrVA0.460.540.170.370.500.800.801.100.100.20850油50011501300（5）1040作3050mm弹簧可用于210以下温度60Si2CrVA0.560.641.401.800.400.700.901.200.100.20850油41017001900（5）620作小于50mm弹簧可用于250

30、以下温度5）滚动轴承钢 用途 滚动轴承钢用来制造各种轴承的内外圈及滚动体（滚珠、滚柱、滚针）；各种工具（刀具、冷冲模、量具）及性能要求与滚动轴承相似的耐磨零件。 性能特点 高硬度和耐磨性、高弹性极限和接触疲劳强度、足够的韧性和一定的耐蚀性。 成分特点 含碳量为0.95%1.15%，以及含铬量为0.40%1.65%，还有硅、锰等元素。 热处理特点 预备热处理：球化退火；最终热处理：淬火低温回火。常用滚动轴承钢的牌号、化学成分、热处理和用途见表212。表212 常用滚动轴承钢的牌号、化学成分、热处理和用途牌 号化学成分（%）热处理（）回火后硬度HRC用 途CCrSiMn淬火回火GCr61.051.

31、150.400.700.150.350.200.40800820水、油1501706264直径10mm的滚珠、滚柱及滚针GCr91.001.100.901.200.150.350.200.40800820水、油1501706266直径20mm的滚珠、滚柱及滚针GCr9SiMn1.001.100.901.200.400.700.901.20810830水、油15016062642550mm的滚珠，直径22mm的滚柱GCr150.951.051.301.650.150.350.200.40820840油1501606264壁厚12mm、外径250mm的套圈GCr15SiMn0.951.051.30

32、0.650.450.650.901.20810830油1502006165直径50mm的滚珠，直径22mm的滚柱壁厚12mm、外径250mm的套圈（2）合金工具钢1）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。钢中主要加入铬、锰、硅、钨、钒等元素。这类钢的强度和耐磨性比碳素工具钢高。一般工作温度不得超过300。常用低合金刃具钢的牌号、化学成分、热处理和用途见表213。表213 常用低合金刃具钢的牌号、化学成分、热处理和用途牌 号化学成分（%）热处理用 途CCrSiMn其他淬火回火温度（）介质HRC（不小于）温度（）HRC9SiCr0.850.950.951.2

33、51.201.600.300.60820860油621802006062冷冲模、板牙、丝锥、铰刀、拉刀8MnSi0.750.850.300.600.801.10800820油601802005860木工錾子、锯条或其他刀具9Mn2V0.850.950.41.702.00V0.100.25780810油621502006062量规、块规、精密丝杠、丝锥、板牙CrWMn0.901.050.901.200.150.350.801.10W1.201.60800830油621401606265淬火后变形小的刀具，如拉刀、长丝杠及量规；形状复杂的冲模 高速钢性能特点：高热硬性（可达600°）、高

34、硬度、高耐磨性。成分特点：钢中含有较多的碳（0.7%1.5%）和大量的钨、铬、钒、钼等强碳化物形成元素。热处理特点：高速钢（W18Cr4V）热处理工艺曲线如图27所示用途：常用于制造切削速度较高的刀具（如车刀、铣刀、钻头等）和形状复杂、载荷较大的成型刀具（如齿轮铣刀、拉刀）；冷挤压模及某些耐磨零件。常用高速钢的牌号、化学成分和热处理见表214。表214 常用高速钢的牌号、化学成分和热处理牌 号化学成分（%）热处理CCrWMoV其他退火淬火、回火温度（）HRS淬火（）回火（）HRCW18Cr4V0.700.803.804.4017.519.00.301.001.40850870255127012

35、8555057063W18Cr4VCo50.700.803.754.5017.519.00.401.000.801.20Co4.255.752691270129054056063W6Mo5Cr4V20.800.903.804.405.506.754.505.501.752.202551210123054056064CW6Mo5Cr4V20.951.053.804.405.506.754.505.501.752.208408802551190121054056064W2Mo9Cr4V20.971.053.504.001.402.108.209.201.752.252551190121054056

36、065W9Mo3Cr4V0.770.873.804.408.509.502.703.301.301.7025512101230540560642）合金模具钢 冷作模具钢用途：用于制造使金属在冷加工过程中变形的模具，如冷冲模、冷挤压模、拉丝模等。性能：具有高硬度和耐磨性、一定的韧性和抗疲劳性，大型模具还要求有良好的淬透性。常用钢种：小型冷作模具一般采用Cr12、Cr12MoV等高碳铬钢制造。 热作模具钢用途：用来制造使金属在热加工过程中成型的模具，如热锻模、热挤压模和压铸模等。性能：具有热强性、热硬性、高温耐磨性和高抗氧化性，以及较高的抗热疲劳性和导热性。成分：中碳（含碳量为0.3%0.6%）合

37、金钢，加入的合金元素有铬、镍、锰、硅、钼、钨、钒等。常用钢种：一般采用5CrMnMo和5CrNiMo钢制作热锻模，用3Cr2W8V钢制作热挤压模和压铸模。3）合金量具钢 制造量具没有专用钢种，碳素工具钢、合金工具钢和滚动轴承钢均可用来制造量具。精度要求较高的量具，一般采用微变形合金工具钢制造，如CrWMn、CrMn、GCr15等。量具钢的应用实例见表215。表215 量具钢的应用实例量 具 名 称钢 号平样板、卡板15、20、50、55、60、60Mn、65Mn一般量规T10A、T12A、9SiCr高精度量规Cr12、GCr15高精度、形状复杂的量规CrWMn注：15、20钢经渗碳淬火后使用。

38、（3）特殊性能钢1）不锈耐酸钢 铬不锈钢 常用铬不锈钢的牌号有1Cr13、2Cr13和3Cr13等，通称Cr13型不锈钢。 铬镍不锈钢 常用铬镍不锈钢的牌号有0Cr19Ni19、1Cr18Ni19等，通称188型不锈钢。常用不锈钢的牌号、成分、性能和用途见表216。2）耐热钢 抗氧化钢性能：高温下有较好的抗氧化能力且具有一定的强度。用途：主要用于制造长期在高温下工作但强度要求不高的零件，如各种加热炉的底板、渗碳处理用的渗碳箱等。常用牌号：常用的抗氧化钢有4Cr9Si2、1Cr13SiAl等。 热强钢性能：高温下具有良好的抗氧化能力，较高的高温强度。常用牌号及用途：常用的热强钢有15CrMo、4

39、Cr14Ni14W2Mo等。3）耐磨钢 用途 主要用于承受严重摩擦和强烈冲击的零件，如车辆履带、破碎机鄂板、球磨机衬板、挖掘机铲斗和铁道道岔等。 性能 具有良好的韧性和耐磨性。 常用钢种 高锰钢是典型的耐磨钢，常用牌号是ZGMn13。表216 常用不锈钢的牌号、成分、性能和用途类别钢号化学成分（%）热处理力学性能用途举例CCr其他淬火（）回火（）s（MPa）b（MPa）（%）硬度马氏体钢1Cr13（GB122184）0.15121410001050水、油70079042060020187HB汽轮机叶片、水压机阀、螺栓、螺母等抗弱腐蚀介质并承受冲击的零件2Cr130.160.2512141000

40、1050水、油66077045060016197HB3Cr130.260.40121410001050水、油20030048HRC做耐磨的零件，如加油泵轴、阀门零件、轴承、弹簧以及医疗器械4Cr13（GB122075）0.350.45121410501100水、油20030050HRC铁素体钢0Cr130.08121410001050水、油70079035050024抗水蒸气及热含硫石油腐蚀的设备1Cr170.12161875080025040020硝酸工厂、食品工厂的设备1Cr280.15273070080030045020制浓硝酸的设备1Cr17Ti0.121618Ti：5C：0.8700

41、80030045020同1Cr17，但晶间腐蚀抗力较高奥氏体钢0Cr19Ni90.081820Ni：810.5固熔处理10501100水18049040深冲零件、焊NiCr钢的焊芯1Cr19Ni90.040.101820Ni：811固熔处理11001150水20055045耐硝酸、有机酸、盐、碱溶液腐蚀的设备1Cr18Ni9Ti0.121719Ni：811Ti：0.85C：0.02固熔处理10001100水20055040做焊芯、抗磁仪表、医疗器械、耐酸容器、输送管道注：奥氏体不锈钢中含硅量1%、含锰量2%，其余钢中Si、Mn的含量一般不大于0.8%。三、铸铁1. 铸铁的分类（1）根据碳存在的

42、形式不同，铸铁可以分为下列几种：1）白口铸铁 碳主要以渗碳体形式存在，其断口呈银白色。这类铸铁性能既硬又脆，很难进行切削加工，主要用于炼钢。2）灰口铸铁 碳大部分或全部以石墨形式存在，其断口呈暗灰色。它是目前工业生产中应用最广泛的一种铸铁。3）麻口铸铁 碳大部分以渗碳体形式存在，少部分以石墨形式存在，断口呈灰白色，脆性较大，工业上很少使用。（2）根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分下列几种：1）灰铸铁 石墨以片状存在于铸铁中。2）可锻铸铁 石墨以团絮状存在于铸铁中。3）球墨铸铁 石墨以球状存在于铸铁中。4）蠕墨铸铁 石墨以蠕虫状存在于铸铁中。2. 常用铸铁简介（1）灰铸铁1）化学成分 含碳量为

43、2.7%3.6%，含硅量为1.0%3%，含锰量为0.4%1.2%，含硫量0.15%，含磷量0.3%。2）组织 铁素体灰铸铁（铁素体片状石墨）。 铁素体珠光体灰铸铁（铁素体珠光体片状石墨）。 珠珠光体灰铸铁（珠光体片状石墨）。3）性能 强度低，塑性、韧性差，但具有良好的铸造性、切削性和加工性，较高的耐磨性、减振性及较低的缺口敏感性。4）灰铸铁的孕育处理 孕育处理 指在浇注前往铁水中加入少量孕育剂（硅铁、硅钙合金），使石墨片及基体组织得到细化（或称变质处理）。 性能 强度有很大提高，塑性、韧性有所改善。常用于力学性能要求较高、截面尺寸变化较大的大型铸铁件。5）灰铸铁的牌号及用途 灰铸铁的牌号由“灰

44、铁”两个字的汉语拼音字母字头“HT”及后面的阿拉伯数字组成，数字表示最低抗拉强度，如HT200。灰铸铁的牌号和应用见表217。表217 灰铸铁的牌号和应用铸铁类别牌号铸件壁厚（mm）力学性能用 途 举 例b（MPa）HBS铁素体灰铸铁HT1002.5101020203030501301009080110166931408713182122适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求的不重要的零件，如防护罩、盖、油盘、手轮、支架、底板、重锤、小手柄、镶导轨的机床底座等续表铸铁类别牌号铸件壁厚（mm）力学性能用 途 举 例b（MPa）HBS铁素体珠光体灰铸铁HT1502.510102020303050175145130120137205119179110166105157承受中等载荷的零件，如机座、支架、箱体、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、法兰、泵体、阀体、管路附件（工作压力不大）、飞机、电动机座等珠光体灰铸铁HT2002.510102020303050220195170160157236148222134200129192承受较大载荷和要求一定的气密性或耐蚀性等较重要的零件，如气缸、齿轮、机座、飞轮、床身、汽缸体、活塞、齿轮箱、刹车轮、联轴器盘、中等压力阀体、泵体、液压缸、阀门等HT