第七章制冷空调设备常用材料第三部分制冷空调常用金属材料ppt

1、制冷空调中常用的金属材料有：黑色金属，有色金属及其合金。黑色金属，有色金属及其合金。 黑色金属黑色金属：铁和以铁为基础的合金铁和以铁为基础的合金。 铸铁铸铁：（2.11%C2.11%C）铁碳合金。）铁碳合金。 铁合金铁合金：铁与任何一种金属或非金属的铁与任何一种金属或非金属的合金。合金。一工业用钢一工业用钢l工业用钢工业用钢按化学成分分为按化学成分分为碳素钢碳素钢和和合金钢合金钢两大类。两大类。l碳素钢碳素钢是是指含碳量低于指含碳量低于2.11%2.11%的铁碳合金。的铁碳合金。l合金钢合金钢是是指为了提高钢的性能，在碳钢基础上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合金。 一、钢的分类及编号一、钢

2、的分类及编号1.钢的分类钢的分类按化学成分分按化学成分分 中碳钢中碳钢 0.250.6%C高碳钢高碳钢 0.6%C低碳钢低碳钢 0.25%C低合金钢低合金钢 合金元素总量合金元素总量 5%中合金钢中合金钢 合金元素总量合金元素总量 510%高合金钢高合金钢 合金元素总量合金元素总量 10%碳素钢碳素钢合金钢合金钢钢钢 类类碳碳 素素 钢钢合合 金金 钢钢PSPS普通质量钢普通质量钢0.0450.0450.0450.045优优 质质 钢钢0.0350.0350.0350.035高级优质钢高级优质钢0.0300.0300.0250.025特级优质钢特级优质钢0.0250.0200.0250.015

3、按质量分按质量分钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。分为分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：(含碳量越低钢含碳量越低钢中的杂质越少，冶炼质量越高）中的杂质越少，冶炼质量越高） 按金相组织分按金相组织分亚共析钢亚共析钢共共 析析 钢钢过共析钢过共析钢 按退火组织分按退火组织分珠光体钢珠光体钢贝氏体钢贝氏体钢马氏体钢马氏体钢铁素体钢铁素体钢奥氏体钢奥氏体钢莱氏体钢莱氏体钢 按正火组织分按正火组织分电弧炉炼钢按用途分按用途分 工

4、程用钢工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆建筑、桥梁、船舶、车辆渗渗 碳碳 钢钢调调 质质 钢钢弹弹 簧簧 钢钢滚动轴承钢滚动轴承钢耐耐 磨磨 钢钢机器用钢机器用钢结结 构构 钢钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢工工 具具 钢钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢特殊性能钢特殊性能钢齿轮齿轮刀具刀具2.钢的编号钢的编号我国钢材的编号我国钢材的编号( (牌号牌号) )是采用汉语拼音字母、是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。根化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。根据牌号可以看出钢的类别，含碳量，合金元素据牌号可以看出钢的类别，含碳量，合金元素及其含量，冶炼质量以及应具备的性能和用途。及

5、其含量，冶炼质量以及应具备的性能和用途。牌号中的牌号中的元素元素用用汉字或化学元素汉字或化学元素表示；采用表示；采用汉汉语拼音字母或汉字语拼音字母或汉字表示钢表示钢产品的名称、用途、产品的名称、用途、特性和工艺方法特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母。汉字的汉语拼音中选取第一个字母。常用钢产品的名称、用途、特性和常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号工艺方法表示符号（GB/T 2212000）名称名称符号符号位置位置名称名称符号符号位置位置碳素结构钢碳素结构钢Q头头桥梁用钢桥梁用钢q尾尾低合金高强度钢低合金高强度钢Q头头锅炉用

6、钢锅炉用钢g尾尾易切削钢易切削钢Y头头焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢HP尾尾碳素工具钢碳素工具钢T头头车辆车轴用钢车辆车轴用钢LZ头头(滚珠滚珠)轴承钢轴承钢G头头机车车轴用钢机车车轴用钢JZ头头焊接用钢焊接用钢H头头沸腾钢沸腾钢F尾尾铆螺钢铆螺钢ML头头半镇静钢半镇静钢b尾尾船用钢船用钢国际符号国际符号镇静钢镇静钢Z尾尾汽车大梁用钢汽车大梁用钢L尾尾特殊镇静钢特殊镇静钢TZ尾尾压力容器用钢压力容器用钢R尾尾质量等级质量等级A.B.C.D.E尾尾1 1）碳素结构钢和低合金高强度钢）碳素结构钢和低合金高强度钢Q+Q+最低屈服强度值最低屈服强度值+ +质量等级符号质量等级符号+ +脱氧方法符号脱氧方法符

7、号Q Q表示表示“屈服强度屈服强度”；屈服强度值单位是；屈服强度值单位是MPaMPa；质量等级符号为质量等级符号为A A、B B、C C、D D、E E。由。由A A到到E E，其，其P P、S S含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。脱氧方法符号：脱氧方法符号：沸腾钢沸腾钢F F；镇静钢；镇静钢Z Z；半镇静；半镇静钢钢b b；特殊镇静钢；特殊镇静钢TZTZ。如碳素结构钢牌号表示为如碳素结构钢牌号表示为 Q235AFQ235AF、Q235BZQ235BZ。 低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，都是镇静钢或特殊镇静钢， 其牌号中没有表示脱氧方法的符号。如其牌号

8、中没有表示脱氧方法的符号。如Q345C。 根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如化学元素符号，按顺序表示，如16Mn。 *说明：一般情况下，屈服强度值小说明：一般情况下，屈服强度值小300MPa时为碳时为碳素结构钢，大于素结构钢，大于300MPa时为低合金高强度钢。时为低合金高强度钢。2）优质）优质碳素结构钢和碳素工具钢碳素结构钢和碳素工具钢 优质碳素结构钢：优质碳素结构钢：牌号为牌号为两位数字两位数字这两位数字表示钢平均含碳量的

9、万分之几这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几如如45其平均含碳量为万分之四十五（即其平均含碳量为万分之四十五（即0.45%C） 碳素工具钢：碳素工具钢：牌号为牌号为T+数字数字“T”表示表示“碳素工具钢碳素工具钢”数字表示钢平均含碳量的千分之几数字表示钢平均含碳量的千分之几如如T8其平均含碳量为千分之八（其平均含碳量为千分之八（0.8%C）*说明：说明：优质碳素结构钢优质碳素结构钢含含Mn量为量为0.71.2%时，在含碳量时，在含碳量数字后加元素符号数字后加元素符号“Mn”，如，如40Mn。 对于对于优质碳素结构钢优质碳素结构钢的沸腾钢和半镇静钢，在钢的沸腾钢和半镇静钢，在钢号后分别加字母号后

10、分别加字母F和和b，如，如08F、10b。碳素工具钢碳素工具钢都是优质以上质量的都是优质以上质量的 高级优质钢高级优质钢在钢号后加字母在钢号后加字母A，如，如20A、T8A。3）合金钢）合金钢 牌号为牌号为碳含量碳含量+合金元素合金元素1+1元素的百分含量数字元素的百分含量数字+合金元素合金元素2+2元素的百分含量数字元素的百分含量数字+ 合金元素及其含量标注合金元素及其含量标注 当合金元素的平均含量小于当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符时，只标元素符号，不标含量。如号，不标含量。如20CrMnTi 当合金元素的平均含量为当合金元素的平均含量为1.502.49%、2.50 3.4

11、9%、3.504.49%、4.505.49%、时，时，在在相应的合金元素符号后标相应的合金元素符号后标2、3、4、5 等数字。等数字。如如20CrNi3。* 说明：说明：合金工具钢合金工具钢含铬量小于含铬量小于1%时，时，含铬量以千分之一为单含铬量以千分之一为单位标出，并在含铬量前加数字位标出，并在含铬量前加数字“0”，如，如Cr06。滚动轴承钢滚动轴承钢含铬量也以千分之一为单位标出，并在牌含铬量也以千分之一为单位标出，并在牌号头部加字母号头部加字母“G”，如，如GCr15高级优质合金钢高级优质合金钢在牌号后加字母在牌号后加字母A，如，如60Si2MnA。特级优质合金钢特级优质合金钢在牌号后加

12、字母在牌号后加字母E，如，如30CrMnSiE。 碳含量标注碳含量标注合金结构钢合金结构钢含碳量以万分之一为单位标出含碳量以万分之一为单位标出(两位数字两位数字)如如40Cr、60Si2Mn工具钢和特殊性能钢工具钢和特殊性能钢含碳量以千分之一为单位标出含碳量以千分之一为单位标出(一位数字一位数字)如如8MnSi、4Cr13* 说明说明低合金工具钢低合金工具钢含碳量大于含碳量大于1.00%时，不标含碳量，时，不标含碳量，如如CrWMn (1.0%C)高速钢高速钢不标含碳量，如不标含碳量，如W18Cr4V (含含0.75%C)滚动轴承钢不标含碳量，如滚动轴承钢不标含碳量，如GCr15 (1.0%C

13、)高锰钢高锰钢不标含碳量，如不标含碳量，如ZGMn13 (0.751.45%C)珠光体耐热钢珠光体耐热钢含碳量标注同结构钢，如含碳量标注同结构钢，如15CrMo铸钢铸钢在牌号前加在牌号前加“ZG”, 余同结构钢余同结构钢, 如如ZG20Cr13 不锈钢和耐热钢不锈钢和耐热钢当含碳量为当含碳量为0.1% - 0.03%时，时，以以“0”表示表示，如，如“0Cr18Ni9”（含碳量上限为（含碳量上限为0.08%）当含碳量为当含碳量为0.03%-0.01%时时(超低碳超低碳)，以以“03”表示表示，如如“03Cr19Ni10”（含碳量上限为（含碳量上限为0.03%）当含碳量当含碳量0. 01%时时(

14、极低碳极低碳)，以以“01”表示表示，如，如“01Cr19Ni11”(含碳量上限为含碳量上限为0.01%)*注注: 旧牌号旧牌号:0.08%C时时, 标标“0”;0.03%C时时, 标标“00”钢铁及合金的类型与统一数字代号钢铁及合金的类型与统一数字代号(GB/T1762561998)钢铁及合金的类型钢铁及合金的类型统一数字代号统一数字代号钢铁及合金的类型钢铁及合金的类型统一数字代号统一数字代号合金结构钢合金结构钢A 杂类材料杂类材料M 轴承钢轴承钢B 粉末及粉末材料粉末及粉末材料P 铸铁、铸钢及铸造合金铸铁、铸钢及铸造合金C 快淬金属及合金快淬金属及合金Q 电工用钢和纯铁电工用钢和纯铁E 不

15、锈、耐蚀和耐热钢不锈、耐蚀和耐热钢S 铁合金和生铁铁合金和生铁F 工具钢工具钢T 高温合金和耐蚀合金高温合金和耐蚀合金H 非合金钢非合金钢U 精密合金及其他特殊物精密合金及其他特殊物理性能材料理性能材料J 焊接用钢及合金焊接用钢及合金W （一）碳素结构钢（一）碳素结构钢可焊性、塑性好。可焊性、塑性好。用途：用途：常以热轧型材使常以热轧型材使 用，约用，约占钢材总量的占钢材总量的70%。 用于建筑结构，适合焊接、用于建筑结构，适合焊接、 铆接、栓接等。铆接、栓接等。热轧钢板热轧钢板三、结构钢三、结构钢（二）低合金高强度结构钢（二）低合金高强度结构钢1、性能要求、性能要求: 高强度及足够韧性。高强

16、度及足够韧性。 良好的焊接性能、耐蚀性及低的冷脆转变温度。良好的焊接性能、耐蚀性及低的冷脆转变温度。 2、成分特点：、成分特点：低碳低碳(0.2%C)、主加、主加Mn Mn: 强化铁素体强化铁素体, 增加珠光体的量增加珠光体的量, 降低脆转温度。降低脆转温度。 V、Ti、Nb: 起细化晶粒和弥散强化作用，提高低温冲击韧起细化晶粒和弥散强化作用，提高低温冲击韧度，屈服点，强度。度，屈服点，强度。Cu、P可提高耐蚀性。可提高耐蚀性。压力容器压力容器南京长江大桥南京长江大桥3、热处理：、热处理：热轧空冷后使用热轧空冷后使用4、使用状态下组织：、使用状态下组织：F+P5、用途：、用途：Q345钢钢(1

17、6Mn)综合性能好综合性能好，用于船，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。舶、桥梁、车辆等大型钢结构。Q390钢含钢含V、Ti、Nb，强度高强度高，用，用于中等压力的压力容器。于中等压力的压力容器。Q460钢含钢含Mo、B，正火组织为，正火组织为B，强强度高度高，用于石化中温高压容器。，用于石化中温高压容器。（三）渗碳钢（三）渗碳钢制造渗碳零件的钢种制造渗碳零件的钢种1、性能要求：、性能要求： 表硬里韧表硬里韧 良好淬透性和渗碳能力。良好淬透性和渗碳能力。2、成分特点：、成分特点：低碳低碳(0.10.25%C), 加加Cr、Mn、Ni、B等元素等元素 Cr、Mn、Ni、B：提高淬透性提高淬透性

18、Cr、Mn、Ni ：强化铁素体强化铁素体 W、Mo、Ti、V ：细化晶粒细化晶粒3、常用钢号及用途、常用钢号及用途低淬透性钢低淬透性钢：20、20Cr。用于受力小的耐磨件用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。如柴油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性钢中淬透性钢：20CrMnTi。用于中等载荷的耐磨件用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。如变速箱齿轮。高淬透性钢高淬透性钢：18Cr2Ni4WA。用于大载荷的耐磨件用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。如柴油机曲轴。 柴油机凸轮柴油机凸轮轴轴柴油机曲轴柴油机曲轴活塞销活塞销(20Cr)（四）调质钢（四）调质钢调质后使用的钢种。调质后使用的钢种。 1

19、、成分特点、成分特点中碳中碳(0.30.5%C)，合金元素作用为：，合金元素作用为： 提高淬透性：提高淬透性：Mn、Si、Cr、Ni、B 强化铁素体：强化铁素体：Mn、Si、Cr、Ni 细化晶粒：细化晶粒：Ti、V 防止第二类回火脆性：防止第二类回火脆性：W、Mo 圆锥齿轮圆锥齿轮柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴3、性能：、性能：良好的综合力学性能。良好的综合力学性能。4、常用钢号及用途、常用钢号及用途 常用钢号为常用钢号为45、40Cr、40CrNi。用于制造较小的齿轮、用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。轴、螺栓等零件。 制造大截面重载荷零件，如曲轴制造大截面重载荷零件，如曲轴等用高淬透性的等用高

20、淬透性的40CrNiM等等 。 （五）弹簧钢（五）弹簧钢制造弹簧或类似性能零件的钢种。制造弹簧或类似性能零件的钢种。1、性能要求、性能要求 (弹簧是储存能量或缓和冲击的零件弹簧是储存能量或缓和冲击的零件)高的高的s、s/b、-1；足够的韧性足够的韧性2、成分特点：、成分特点：中高碳中高碳碳素弹簧钢为碳素弹簧钢为0.60.9%C；合金弹簧钢为合金弹簧钢为0.450.7%C常用钢号为常用钢号为65Mn、60Si2Mn合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性、强化铁素体提高淬透性、强化铁素体：Mn、Si、Cr提高提高 s/ b：Si 细化晶粒：细化晶粒：V（六）滚动轴承钢（六）滚动轴承钢制造轴承套和

21、滚动体专用钢种制造轴承套和滚动体专用钢种1、性能要求、性能要求 (轴承承受接触应力、交变载荷和摩擦轴承承受接触应力、交变载荷和摩擦) 高而均匀的硬度、耐磨性、高而均匀的硬度、耐磨性、 b、接触疲劳强度和足够、接触疲劳强度和足够的韧性。的韧性。2、成分特点：、成分特点：高碳高碳(0.951.10%C)，主加，主加Cr Cr、Mn、Si：提高淬透性提高淬透性 Cr 还提高耐磨性和耐蚀性还提高耐磨性和耐蚀性当当1.65%Cr时，因时，因A增加而使硬度和稳定性下降。增加而使硬度和稳定性下降。滚针轴承滚针轴承滚柱轴承滚柱轴承滚珠轴承滚珠轴承大型轴承大型轴承3、常用钢号及用途、常用钢号及用途应用最广的是应

22、用最广的是GCr15，大量用于大中型轴承；，大量用于大中型轴承；大型轴承用大型轴承用GCr15SiMn。这类钢还可用于制造模具、量具等。这类钢还可用于制造模具、量具等。（七）耐磨钢（七）耐磨钢是指在冲击载荷作用下发生冲击硬化的高锰钢。是指在冲击载荷作用下发生冲击硬化的高锰钢。 牌号为牌号为ZGMn13。 水韧处理后，韧性高，硬度低（水韧处理后，韧性高，硬度低（HB180200）。）。使用时必须伴随着压力和冲击作用使用时必须伴随着压力和冲击作用。在压力及冲。在压力及冲击作用下，表面奥氏体迅速击作用下，表面奥氏体迅速加工硬化，形成马氏加工硬化，形成马氏体并析出碳化物，体并析出碳化物，使表面硬度提高

23、到使表面硬度提高到HB500550，获得高耐磨性。而心部仍为奥氏，获得高耐磨性。而心部仍为奥氏体组织，具有高耐冲击能力。体组织，具有高耐冲击能力。高锰钢广泛用于既高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带如拖拉机的履带板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲齿和铁路的道岔等齿和铁路的道岔等。球磨机衬板球磨机衬板铁路道岔铁路道岔履带履带挖掘机铲齿挖掘机铲齿高锰钢铸件高锰钢铸件四、工具钢按用途分为按用途分为刃具钢、刃具钢、模具钢模具钢和和量具钢量具钢。模具模具量具量具刃具刃具五、特殊性能钢 指具有指具有特殊物理

24、、化学性能特殊物理、化学性能的钢。的钢。本节只介绍不本节只介绍不锈钢和耐热钢。锈钢和耐热钢。化工管道的化工管道的腐蚀腐蚀裂解管内裂解管内壁的高温壁的高温腐蚀减薄腐蚀减薄一、不锈钢一、不锈钢在腐蚀介质中具有耐蚀性能的钢。在腐蚀介质中具有耐蚀性能的钢。 金属的腐蚀金属的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀：金属在非电解质中的腐蚀。：金属在非电解质中的腐蚀。电化学腐蚀电化学腐蚀：金属在电解质溶液中的：金属在电解质溶液中的腐蚀，是有电流参与作用的腐蚀。腐蚀，是有电流参与作用的腐蚀。不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。防止电化学腐蚀的措施：防止电化学腐蚀的措施： 获得

25、均匀的单相组织获得均匀的单相组织。 提高合金的电极电位提高合金的电极电位。 使表面形成致密的钝化膜使表面形成致密的钝化膜。 在工业发达国家，每年金属腐在工业发达国家，每年金属腐蚀造成的直接经济损失占其蚀造成的直接经济损失占其GNP的的4%左右。中国每年腐左右。中国每年腐蚀的损失至少到蚀的损失至少到400亿元以上。亿元以上。 不锈钢中合金元素的作用不锈钢中合金元素的作用1、低碳：、低碳：碳高，则降低耐蚀性。碳高，则降低耐蚀性。 2、Cr：是提高耐蚀性的主要元素是提高耐蚀性的主要元素3、Ni：获得单相奥氏体组织。：获得单相奥氏体组织。 Mo：耐有机酸耐有机酸腐蚀。腐蚀。4、Ti、Nb：防止奥氏体不

26、锈钢晶间腐蚀。防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀。 常用不锈钢常用不锈钢1、马氏体不锈钢、马氏体不锈钢(0.08%C 0.45%C) 主要为主要为Cr13型型 钢号为钢号为1Cr134Cr13随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降。随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降。汽轮机叶片汽轮机叶片性能：性能：耐大气、蒸汽腐蚀及良好的综合力学性能。耐大气、蒸汽腐蚀及良好的综合力学性能。用途：用途：用于要求塑韧性较高的耐蚀件，如汽轮机叶片等。用于要求塑韧性较高的耐蚀件，如汽轮机叶片等。 医疗器械医疗器械不锈钢直尺不锈钢直尺 4Cr13性能：性能：强度、硬度较高强度、硬度较高用途：用途：用于要求耐蚀、耐磨用于要

27、求耐蚀、耐磨件，医疗器械、量具等。件，医疗器械、量具等。1Cr17削片刀削片刀铁素体不锈钢水加热器铁素体不锈钢水加热器2、铁素体不锈钢、铁素体不锈钢（0.012%C）典型钢号如典型钢号如0Cr13、1Cr17等。等。性能特点：性能特点：耐酸蚀，抗耐酸蚀，抗氧化能力强，塑性好氧化能力强，塑性好用途：用途：广泛用于硝酸和广泛用于硝酸和氮肥工业的耐蚀件氮肥工业的耐蚀件。3、奥氏体不锈钢、奥氏体不锈钢(0.08%或或0.12%) 性能特点：性能特点：具有良好的耐蚀性，冷热加工性及可焊性。高具有良好的耐蚀性，冷热加工性及可焊性。高的塑韧性，无磁性。的塑韧性，无磁性。 常用钢种常用钢种为为1Cr18Ni9

28、、1Cr18Ni9Ti。 用途：用途：广泛用于化工设备及管道。广泛用于化工设备及管道。应力腐蚀应力腐蚀:奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。即即在特定合金在特定合金-环境体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏环境体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏。奥氏体不。奥氏体不锈钢易在含锈钢易在含Cl的介质中发生应力腐蚀，裂纹为树枝状。的介质中发生应力腐蚀，裂纹为树枝状。 反应釜反应釜(316L)管板换热器管板换热器(304)大型化工储大型化工储罐罐(304)发生应力腐蚀的奥氏体不锈钢发生应力腐蚀的奥氏体不锈钢管道内壁管道内壁应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹二、耐热钢二、耐热钢 性能要求性能要

29、求1、高的抗氧化性：、高的抗氧化性： 指钢在高温下对氧化指钢在高温下对氧化作用的抗力。作用的抗力。2、高的热强性、高的热强性热强性是指金属在高温下的强度。热强性是指金属在高温下的强度。飞机发动机飞机发动机过热器 成分特点成分特点低中碳低中碳Cr、Si：提高抗氧化性提高抗氧化性Mo：提高热强性提高热强性(T再再)V、Ti：弥散强化弥散强化Ni：获得单相获得单相A组织组织涡轮机机壳涡轮机机壳钢制法兰钢制法兰 常用耐热钢常用耐热钢1、珠光体耐热钢、珠光体耐热钢常用常用15CrMo、12Cr1MoV，用途：用途：600以下的锅炉零件，以下的锅炉零件，压力容器，热交换器等。压力容器，热交换器等。 2、马

30、氏体耐热钢、马氏体耐热钢常用常用1Cr13、 1Cr11MoV、4Cr9Si2。用途：用途：1Cr13、1Cr11MoV用于用于550以下汽轮机叶片。以下汽轮机叶片。4Cr9Si2是汽车阀门用钢是汽车阀门用钢。 汽轮机叶片汽轮机叶片汽车阀汽车阀门门过热器管排过热器管排过热器集箱过热器集箱3、奥氏体耐热钢、奥氏体耐热钢常用常用1Cr18Ni9Ti。用途：用途：主要用于过热器主要用于过热器管道等。管道等。 钢钢 号号钢钢 种种合金元素的主要作用合金元素的主要作用热处理特点热处理特点使用状态下组织使用状态下组织Q345低合金高强低合金高强度结构钢度结构钢Mn:强化强化F，增加，增加P量，降量，降低冷

31、脆转变温度低冷脆转变温度热轧空冷热轧空冷F+P65Mn弹簧钢弹簧钢Mn:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F淬火淬火+中温回火中温回火T回回ZGMn13耐磨钢耐磨钢Mn:获得单相获得单相A组织组织水韧处理水韧处理表表:M+碳化物碳化物 心心:A20Cr渗碳钢渗碳钢Cr:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F渗碳渗碳+淬火淬火+低低温回火温回火表表: M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A心心: M回回+F40Cr调质钢调质钢Cr:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F调质处理调质处理S回回9SiCr低合金工具钢低合金工具钢Cr:提高淬透性提高淬透性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物

32、+A (少量少量)GCr15滚动轴承钢滚动轴承钢Cr:提高淬透性，耐磨性、提高淬透性，耐磨性、耐蚀性耐蚀性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A (少量少量)1Cr13马氏体不锈钢马氏体不锈钢Cr:提高耐蚀性提高耐蚀性淬火淬火+高温回火高温回火S回回5CrNiMo热作模具钢热作模具钢Cr、Ni:提高淬透性，强化提高淬透性，强化F淬火淬火+高温回火高温回火S回回Mo:防止高温回火脆性防止高温回火脆性Cr12MoV冷作模具钢冷作模具钢Mo:细化晶粒，提高耐磨性细化晶粒，提高耐磨性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A (少量少量)W18Cr4V高速钢

33、高速钢V:提高耐磨性、热硬性提高耐磨性、热硬性淬火淬火+低温回火低温回火M回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A (少量少量)1Cr18Ni9Ti不锈钢不锈钢Ti:防止晶间腐蚀防止晶间腐蚀固溶处理固溶处理A二二 铸铁铸铁一一、铸铁是含碳量大于铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料之一。之一。 二、二、铸铁的特点及分类铸铁的特点及分类工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。工业上使用的铸

34、铁主要是灰口铸铁。1、铸铁的组织特点、铸铁的组织特点钢的基体钢的基体+G（石墨）（石墨）基体组织有三种，即基体组织有三种，即铁素体、珠光体铁素体、珠光体和铁素体加珠光体和铁素体加珠光体 。2、铸铁的性能特点铸铁的性能特点 力学性能低。力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。 耐磨性能好。耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。由于石墨本身有润滑作用。 消振性能好。消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。由于石墨可以吸收振动能量。 铸造性能好。铸造性能好。由于铸铁硅含量高，成分接近于

35、共晶。由于铸铁硅含量高，成分接近于共晶。 切削性能好。切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。 3、铸铁的分类与牌号表示方法铸铁的分类与牌号表示方法 铸铁铸铁名称名称 石墨石墨形态形态 基体基体组织组织 编编 号号 方方 法法 牌号实例牌号实例 灰灰 铸铸 铁铁 片片状状FHT + 一组数字一组数字数字表示最低抗拉强度值，数字表示最低抗拉强度值，单位单位MPa。“HT”表示灰铸铁代号。表示灰铸铁代号。 HT100F+PHT150PHT200可可 锻锻铸铸铁铁 团团絮絮状状FKTH + 两组数字两组数字KTB + 两组数字两组数字KTZ + 两组数字两组数字K

36、TH300-06表表F心心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分别为黑心、白心、分别为黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号；珠光体可锻铸铁代号；第一组数字表示最低第一组数字表示最低抗拉强度值，抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低第二组数字表示最低延伸率值，延伸率值，% 铸铁的分类与牌号表示方法铸铁的分类与牌号表示方法铸铁铸铁名称名称 石墨石墨形态形态 基体基体组织组织 编编 号号 方方 法法 牌号实例牌号实例 球球 墨墨 铸铸 铁铁 球球状状FQT + 两组数字两组数字 第一组数字表示最低抗第一组数字表示最低抗拉强度值，拉强度值，MPa；第二组数字表示最低延伸第二组数字表

37、示最低延伸率值，率值，%。 “QT”表示表示 球墨铸铁代球墨铸铁代号号QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕蠕 墨墨铸铸 铁铁 蠕蠕虫虫状状FRuT + 一组数字一组数字数字表示最低抗拉强度值数字表示最低抗拉强度值, MPa。“RuT”表示蠕墨铸铁代表示蠕墨铸铁代号号 RuT260F+PRuT300PRuT420常用铸铁常用铸铁（一）（一）灰铸铁灰铸铁灰铸铁是指灰铸铁是指石墨呈片状分石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占布的灰口铸铁。其产量约占铸铁总产量的铸铁总产量的80%以上。以上。1、组织：、组织：灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨

38、化过程形成的，其基体组织有过石墨化过程形成的，其基体组织有铁素体铁素体、珠光珠光体体和和铁素体加珠光体铁素体加珠光体三种三种。2 性能性能：优良的铸造，切削，耐磨，消振性能，表面优良的铸造，切削，耐磨，消振性能，表面缺陷及缺口不具有敏感性。缺陷及缺口不具有敏感性。 3、用途用途 制造制造承受压力和震动的零件，如承受压力和震动的零件，如机床机床 床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。大型船用柴油机汽缸体大型船用柴油机汽缸体(HT-300)重型机床床身重型机床床身(HT-250)变速箱体变速箱体可锻铸铁石墨化退火工艺曲线可锻铸铁石墨化退火工艺曲线 （二）（二）可锻铸铁可

39、锻铸铁 石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸经石墨化石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸经石墨化退火获得的。退火获得的。性能性能：强度为碳钢的强度为碳钢的00%，接近于铸钢。，接近于铸钢。名为可锻，实不可锻名为可锻，实不可锻用途用途用于制造形状复杂用于制造形状复杂且承受振动载荷且承受振动载荷的薄壁小的薄壁小型型件，如件，如汽车、拖拉机的前后轮壳汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门管接头、低压阀门等等可锻铸铁管件可锻铸铁管件（三）（三） 球墨铸铁球墨铸铁石墨呈球形的灰口铸石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经铁。由液态铁水经石墨化得到。石墨化得到。用途：用途：承受震动、载荷承受震动、载荷大的零件，大

40、的零件，如如曲轴、传动齿轮曲轴、传动齿轮等。等。 核燃料贮存运输容器核燃料贮存运输容器(QT350-22)铸铁铸铁曲轴曲轴（四）（四）蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁是蠕墨铸铁是20世纪世纪60年代发展起来的一种新型铸铁。年代发展起来的一种新型铸铁。蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的。蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的。常用蠕化剂有稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土常用蠕化剂有稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。硅铁钙合金等。 蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。其力学性能介于灰铸铁

41、与球墨铸铁之间。 常用于制造承受热循环载荷的常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高零件和结构复杂、强度要求高的铸件。的铸件。如钢锭模、玻璃模具、如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。等。 玻璃模具玻璃模具制动盘制动盘阀芯阀芯三三 有色金属及其合金有色金属及其合金 在工业生产中，通常在工业生产中，通常把铁及其合金称为把铁及其合金称为黑黑色金属色金属，把其他非铁，把其他非铁金属及其合金称为金属及其合金称为有有色金属色金属。 有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于有色金属的产量和用量不如黑

42、色金属多，但由于其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的能，耐蚀性能及高的 比强度（强度与密度比强度（强度与密度 之比）等，已成为现之比）等，已成为现 代工业中不可缺少的代工业中不可缺少的 金属材料。金属材料。 一、铝及铝合金一、铝及铝合金 （一）（一）铝及铝合金的性能特点铝及铝合金的性能特点 纯铝具有银白色金属光泽，密度小（纯铝具有银白色金属光泽，密度小（2.72 ），熔点），熔点低（低（660.4），导电、导热性能优良。），导电、导热性能优良。抗大气腐蚀性能好，易于加工成形抗大气腐蚀性能好，易于加工成形 。具有面心立方晶格，无同

43、素异构转变，无磁性。具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。铝合金常加入的元素主要有铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。等辅加元素。 铝合金型材铝合金型材铝铸件铝铸件（二）（二）铝合金的分类铝合金的分类铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。可将铝合金分为可将铝合金分为变形铝合变形铝合和和铸造铝合金铸造铝合金两大两大类。类。1变形铝合金变形铝合金 变形铝及铝合金牌号表示方法变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国家标

44、准根据国家标准GB/T 16474-96规定规定 ，变，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号牌号或采用国标规定的四位字符牌号或采用国标规定的四位字符牌号。 GB 3190-82中的旧牌号仍中的旧牌号仍可继续使用，可继续使用，表示方法为表示方法为： 防锈铝合金防锈铝合金：LF+序号序号 硬铝合金：硬铝合金：LY +序号序号 超硬铝合金超硬铝合金：LC +序号序号 锻铝合金锻铝合金： LD +序序铝合金波纹管铝合金波纹管铝合金制品铝合金制品2.常用变形铝合金常用变形铝合金 防锈铝合金防锈铝合金主要是主要是Al-Mn和和Al-Mg系合金。系合金。Mn和和

45、Mg的主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固的主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。溶强化作用。防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。 卫星天线卫星天线（LF2）汽化器（热交换管为汽化器（热交换管为LF21） 常用的常用的Al-Mn系合金有系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、性和强度高于纯铝，用于制造油罐

46、、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。 常用的常用的Al-Mg系合金有系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比，其密度比纯纯 铝小，强度比铝小，强度比Al-Mn合金高，合金高，在航空工业中得到广泛应用，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。受中等载荷的零件。 硬铝合金硬铝合金主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。可进行时效强化，也可进行变形强化。可进行时效强化，也可进行变形强化。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。

47、常用硬铝合金如常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造冲压等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等。桨、梁、铆钉等。 飞机翼梁飞机翼梁(腹板腹板为硬铝合金为硬铝合金) 超硬铝合金超硬铝合金属属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量系合金，并含有少量Cr和和Mn。时效强化效果超过硬铝合金时效强化效果超过硬铝合金 。热态塑性好，但耐蚀性差。热态塑性好，但耐蚀性差。 飞机主起落架飞机主起落架l常用合金有常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 )等，主要用于工作温度较等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件

48、，如飞机低、受力较大的结构件，如飞机的大梁、起落架等。的大梁、起落架等。 锻造铝合金锻造铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金系合金 可锻性好，可锻性好， 力学性能高，用于形状复杂的锻力学性能高，用于形状复杂的锻 件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金系耐热锻铝合金 常用牌号有常用牌号有LD7（ 2A70 ）、）、LD8 （ 2A80 ）、）、LD9 （ 2A90 ）等）等 。用于制造。用于制造150225下工作的零下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。压

49、气机叶片压气机叶片叶导轮叶导轮美美F-117隐身战斗机隐身战斗机（所用材料大部分是铝合金）所用材料大部分是铝合金）（二）铸造铝合金（二）铸造铝合金 包括：包括：Al- Si系：系： 代号为代号为ZL1+两位数字顺序号两位数字顺序号Al-Cu系：系：代号为代号为ZL2+两位数字顺序号两位数字顺序号Al-Mg系：系：代号为代号为ZL3+两位数字顺序号两位数字顺序号Al-Zn系：系： 代号为代号为ZL4+两位数字顺序号两位数字顺序号1. Al-Si系铸造铝合金系铸造铝合金 ZL102（ZAlSi12）是含）是含12%Si的铝硅二元合金，称为的铝硅二元合金，称为简单硅铝明简单硅铝明。 2.Al-Cu系

50、铸造铝合金系铸造铝合金这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。系合金。常用代号有常用代号有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。等。主要用于制造在较高温度下主要用于制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。汽缸头、汽车活塞等。汽缸头汽缸头3.Al-Mg系铸造铝合金系铸造铝合金这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差，耐热性低。差，耐热性低。常用代号为常用代号为

51、ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等。等。主要用于制造外形简单、主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。船配件、氨用泵体等。鼓风机用密封件鼓风机用密封件(ZL102)及抗及抗空架件空架件(ZL301)4.Al-Zn系铸造铝合金系铸造铝合金这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。但密度大，耐蚀性较差。大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL401)常用代号为常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL4

52、02(ZAlZn6Mg)等。等。主要用于制造形状复杂受力较小的主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。汽车、飞机、仪器零件。二 、铜及铜合金 （一）（一）铜及铜合金的性能特点铜及铜合金的性能特点1.纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。 纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。塑性好。容易进行压力加工，可制成各种线材，管材，棒材及板材。经过冷塑性好。容易进行压力加工，可制成各种线材，管材，棒

53、材及板材。经过冷塑变形后，强度硬度提高，塑性韧性下降，在低温下可保持较高的塑性和冲塑变形后，强度硬度提高，塑性韧性下降，在低温下可保持较高的塑性和冲击韧性。击韧性。 2铜的种类及牌号铜的种类及牌号：分四种，及一号铜，二号铜，三号铜和四号铜。工业重铜的：分四种，及一号铜，二号铜，三号铜和四号铜。工业重铜的代号为代号为T及序号表示，及序号表示，T1，T2，T3.T4，序号越大，重度越低，导电导热性，序号越大，重度越低，导电导热性越差。越差。3铜的用途铜的用途：深冷设备和高压设备的垫片；也可用于深度冷冻分离气体的装置中，：深冷设备和高压设备的垫片；也可用于深度冷冻分离气体的装置中，如蒸发器，冷凝器，及制冷管路等。如蒸发器，冷凝器，及制冷管路等。 铜合金常加元素为铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯等，既提高了强度，又保持了纯铜特性。铜特性。 铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。铜管铜管铜冷却器铜冷却器（二）（二）黄铜黄铜以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜按化学成分可分为黄铜按化学成分可分为普通黄铜普通黄铜和和特殊黄铜特殊黄铜。按工艺可分为按工艺可分为加工黄铜加工黄铜和和铸造黄铜铸造黄铜。 法兰阀法兰阀闸阀闸阀1、普通黄铜普通黄铜 铜与锌