第2章常用材料与热处理知识.

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。材料力一伸长曲 线形式如图2-1所示。图21材料力一神圧曲线形式 a）低襯钢拉伸曲线b）儔携拉种曲线H第1页共32页第#页共32页（2）强度指标1）屈服点(21)汀 =式中 （5屈服点，MPa；Fs 屈服载荷，N ;So 试样原始横截面积，mm22）屈服强度(22)式中 5.2 条件屈服强度，MPa；F0.2 残余伸长率为0.2%时的载荷，N ;So试样原始横截面积，mm2。3）抗拉强度(23)式中 5b 抗拉强度，MPa；Fb 试样拉断前承受的最大载荷，N ;So试样原

2、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）伸长率符号用3表示§ = 4 : 5 X 100%*（24）式中 3伸长率，%;Li 试样拉断后的标距，mm；Lo试样原始标距，mm。2）断面收缩率符号用4表示中= Si x 100%（25）Sa式中 4 断面收缩率，%；50 试样原始横截面积，mm2;51 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

3、）、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2-2所示。硬度值用查表法（见附录） 查出。布氏硬度试验规范选择见表 2-1。图22布氏硕度的 测定原理第3页共32页表21布氏硬度试验规范选择材料布氏硬度F / D2钢及铸铁V 14010> 14030铜及其合金V 3553513010> 13030轻金属及其合金V 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

4、有明确规定时，应使用无括号的F/ D2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：120HB3W/1000/30工一载荷保持时间30占（10-15 s可不标）9 807 N试验载荷一:直径10 mm的钢球压头硬度值为120 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图2 3所示。符号用HR表示，洛氏硬度值0.002HR=keh= h3 hi式中 k 常数，HRC时，k为130;HRB 和 HRA 时，k 为 100

5、。洛氏硬度没有单位，试验时硬度值从 硬度计的表盘上读出。(2 6)尽图23洛氏硬度原理第#页共32页表21布氏硬度试验规范选择第#页共32页表21布氏硬度试验规范选择标尺及使用范围 试验条件（GB230 91）及应用范围见表2 2第5页共32页表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HRB© 1.588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

6、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 2-4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 640HV30o 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 2-5所示。图2 -5冲击试验原理1摆锤2机架3试样刻堕盘$指针Ak= GHi - GH2= G （Hi - H2）式中 Ak冲击功，J;G

7、摆锤重力，N ;Hi 摆锤初始高度，m；H2冲击试样后，摆锤回升高度， m。3）指标冲击韧度式中 a 冲击韧度，J/cm2;Ak冲击功，J；员飙旳尙科5M图披劳曲线So 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R，疲劳曲线如图2-6所示。常用的力学性能及含义见表2-3。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a ba sa 0.2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

8、5I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a k冲击韧度J/ cm2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a 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，

9、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、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

10、。2. 碳素钢的分类（1）按碳的含量分类1）低碳钢 含碳量w 0.25%。2）中碳钢含碳量0.25%0.60%。3）高碳钢含碳量0.60%。（2）按钢的质量分类1）普通碳素钢 含硫量w 0.050%，含磷量w 0.045%。2）优质碳素钢 含硫量w 0.035%，含磷量w 0.035%。3）高级碳素钢 含硫量w 0.025%，含磷量w 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

11、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：C235A F。常用普通碳素结构钢的牌号、 化学成分、力学性能见表2-4。表2-4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CMnSiSPa s(MPa)a b(MPa)85 (%)不大于QI950.060.120.250.500.300.0500.045F、b、Z19531539033C215A0.090.150.250.550.300.0500.045F、

12、b、Z21533545031B0.045C235A0.140.220.300.650.300.0500.045F、b、Z23537546026B0.120.200.300.700.045C< 0.180.350.800.300.0400.040Z、TZD< 0.170.0350.035C255A0.180.280.400.700.300.0500.045F、b、Z25541055024B0.045C2750.280.380.500.800.350.0500.045b、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

13、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2-5。第9页共32页表25碳素结构钢的牌号、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a s(MPa)a b(MPa)(%)I(%)a(J/ cm2)HBSCSiMn热轧钢退火钢不大于不小于08F0.050.11< 0.030.250.501752953560131080.050.120.170.370.350.65195325336013110F0.070.14&l

14、t; 0.070.250.501853153355137100.070.140.170.370.350.65205335315513715F0.120.19< 0.070.250.502053352955143150.120.190.170.370.350.652253752755143200.170.240.170.370.350.652454102555156250.220.300.170.370.500.80275450235088.3170300.270.350.170.370.500.80295490215078.5179350.320.400.170.370.500.8031

15、5530204568.7197400.370.450.170.370.500.80335570194558.8217187450.420.500.170.370.500.80355600164049229197500.470.550.170.370.500.80375630144039.2241207550.520.600.170.370.500.803806451335255217600.570.650.170.370.500.804006751235255229650.620.700.170.370.500.804106951030255229700.670.750.170.370.500

16、.80420715930269229750.720.800.170.370.500.808801080730285241800.770.850.170.370.500.809301080630285241850.820.900.170.370.500.80980113063030225515Mn0.120.190.170.370.701.00245410265516320Mn0.170.240.170.370.701.00275450245019725Mn0.220.300.170.370.701.00295490225088.320730Mn0.270.350.170.370.701.003

17521718735Mn0.320.400.170.370.701.00335560194568.722919740Mn0.370.450.170.370.701.00355590174558.822920745Mn0.420.500.170.370.701.0037562015404924121750Mn0.480.560.170.370.701.00390645134039.225521760Mn0.570.650.170.370.701.00410695113526922965Mn0.620.700.170.370.901.2043073593028522970Mn

18、0.670.750.170.370.901.204507858302852293）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、第11页共32页小轴、销子、法兰盘、螺钉和垫圈等。 中碳钢具有较高的强度和硬度，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、

19、 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2- 6。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（%）热处理应用举例CMnSiSP淬火温度C）HRC（不小于）T70.650.74< 0.40< 0.35< 0.03< 0.035800820 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T

20、8Mn0.800.900.400.60T90.850.94< 0.40760780 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%。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ZG270-500。3）用途 铸造碳钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求

21、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 2-7。第#页共32页表2-7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CSiMnPSb s 或 a 0.2 (MPa)a b (MPa)(%)屮(%)«p( J/ cm2)不大于不小于ZG200 - 4000.200.500.800.04200400254060ZG230 - 4500.300.500.900.04230450223245ZG270 - 5000.400.500.900.04270500182535ZG310 - 5700.5

22、00.600.900.04310570152130ZG340 - 6400.600.600.900.04340640121820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。（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

23、）。 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v 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v 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。第13页共32页高速钢平均含碳量小于1.0%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

24、和合金工具钢的表示方法相同， 例如不锈钢2Cr13。含碳量w 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），女口 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%;含锰量v 3%。 用途主要用于各种工程结构。 分类按主要

25、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2-&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、10MnPNbRE、15MnV中高压锅炉汽包、中高压石油化工容

26、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、钛等碳化物形成元素。 热处理特点 渗碳+淬火+低温回火。常用合

27、金渗碳钢的牌号、力学性能和用途见表 2-9。第#页共32页牌号试样毛坯尺寸(mm)力学性能用 途b b (MPa)b s (MPa)3 (%)屮(%)«p( J/ cm2)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20Cr2Ni41511751080104580大型齿轮和轴，也可用作

28、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2-10。表2-10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 bb S5Ia (J/温度介质温度介质(MPa)(MPa)(%)(%)cm2)C)(C)不小天40Cr85

29、0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38CrMoAIA940水、油640水、油980835145090磨床主轴、精密丝杆、量块、样板第15页共32页4

30、）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w 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2-11。表2-11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C）回火（C）a s(MPa)a b(MPa)810(%)I(%)不小于55Si2M

31、n0520.601.502.000.600.90w 0.35870油48012001300630作 2025mm 弹簧可用于230 C以 下温度60Si2Mn0.560.641.502.000.600.90w 0.35870油48012001300525作2530mm弹簧可用于230 C以 下温度50CrVA0.460.540.170.370.500.800.801.100.100.20850油50011501300(85)1040作3050mm弹簧可用于210C以下温度60Si2CrVA0.560.641.401.800.400.700.901.200.100.20850油410170019

32、00(85)620作小于50mm弹簧可用于250 C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2- 12第17页共32页表2-12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

33、C)回火后 硬度HRC用 途CCrSiMn淬火回火GCr61.051.150.400.700.150.350.200.40800820水、油1501706264直径v 10mm的滚珠、滚柱及滚针GCr91.001.100.901.200.150.350.200.40800820水、油1501706266直径v 20mm的滚珠、滚柱及滚针GCr9SiMn1.001.100.901.200.400.700.901.20810830水、油1501606264© 25 © 50mm 的滚珠，直径v 22mm的滚柱GCr150.951.051.301.650.150.350.200.

34、40820840油1501606264壁厚v 12mm、外径v250mm的套圈GCr15SiMn0.951.051.300.650.450.650.901.20810830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 300C。常用低合金刃具钢的牌号、化学成分、热处理和用途见表2-13。表2-13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

35、成分(%)热处理用 途CCrSiMn其他淬火回火温度(C)介质HRC(不小于)温度(C)HRC0.850.951.200.30820油18060冷冲模、板牙、丝锥、9SiCr0.951.251.600.608606220062铰刀、拉刀8MnSi0.750.300.80800油6018058木工錾子、锯条或其 他刀具0.850.601.10820200609Mn2V0.85< 0.41.70V0.10780油6215060量规、块规、精密丝 杠、丝锥、板牙0.952.000.25810200'620.900.900.150.80W1.20800油14062淬火后变形小的刀 具，如

36、拉刀、长丝杠及CrWMn621.051.200.351.101.6083016065量规；形状复杂的冲模 高速钢性能特点：高热硬性(可达600°)、高硬度、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。第#页共32页第19页共32页表2 14常用咼速钢的牌号、® 27 高速钢（W18CHV） 热处理工艺曲线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C）HRS淬火（C）回火（C）HRCW18Cr4V0.703.8017.5< 0.301.00V 2551270550> 630.

37、804.4019.01.401285570CoW18Cr4VCo50.703.7517.50.400.804.25850870V 2691270540> 630.804.5019.01.001.205.751290560W6Mo5Cr4V20.803.805.504.501.75V 2551210540> 640.904.406.755.502.201230560CW6Mo5Cr4V20.953.805.504.501.75V 2551190540> 641.054.406.755.502.201210560W2Mo9Cr4V20.973.501.408.201.758408

38、80V 2551190540> 651.054.002.109.202.251210560W9Mo3Cr4V0.773.808.502.701.302551210540> 640.874.409.503.301.7012305602）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。热处理特点：

39、高速钢（W18Cr4V）热处理工艺曲线如图2-7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2-14。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

40、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，女口 CrWMn、CrMn、GCr15 等。量具钢的应用实例见表2-15。表2-15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。（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18-8型不锈钢。常

41、用不锈钢的牌号、成分、性能和用途见表2-16。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、1Cr13SiAI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、4Cr14Ni14W2Mo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

42、 ZGMn13表2-16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C)回火(C)a s(MPa)a b(MPa)5(%)硬度汽轮机叶1Cr13< 0.15121000105070042060020187片、水压机(GB1221 84)14水、油790HB阀、螺栓、螺 母等抗弱腐马0.161210001050660197蚀介质并承氏体2Cr130.2514水、油77045060016HB受冲击的零 件3Cr130.26121000105020048做耐磨的钢0.4014水、油300HRC零件，如加油 泵轴、阀门零4Cr130.3512105

43、0110020050件、轴承、弹(GB1220 75)0.4514水、油300HRC簧以及医疗 器械抗水蒸气1210001050700及热含硫石0Cr13< 0.0814水、油79035050024油腐蚀的设 备铁素1Cr17< 0.121675025040020硝酸工厂、 食品工厂的体钢18800设备27700制浓硝酸1Cr28< 0.153080030045020的设备同 1Cr17，1Cr17Ti< 0.1216Ti: 570030045020但晶间腐蚀18C: 0.8800抗力较高固熔处理深冲零件、0Cr19Ni9< 0.0818Ni :105011001

44、8049040焊NiCr钢的20810.5水焊芯奥固熔处理耐硝酸、有氏0.041820055045机酸、盐、碱体钢1Cr19Ni90.1020Ni : 81111001150水溶液腐蚀的 设备17Ni : 811固熔处理20055040做焊芯、抗 磁仪表、医疗1Cr18Ni9Ti< 0.1219Ti : 0.8510001100器械、耐酸容C : 0.02水器、输送管道注：奥氏体不锈钢中含硅量v 1%、含锰量v 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