工程材料金属材料

第4章

钢铁材料及其用途钢铁材料：钢、铸铁、工业纯铁

本章重点：

1.碳钢的分类、牌号和用途

2.铸铁的分类、牌号和用途

3.合金元素在钢中的作用

4.合金钢的分类、牌号和用途

5.典型钢种的热处理特点、组织、性能和用途

4-1碳钢与合金钢4.1.1碳钢一、钢的分类：1、按成分分：低C钢：C≤0.25%碳素钢中C钢：C：0.25～0.60%高C钢：C：＞0.6%合金钢：元素种类Mn钢、Cr钢、B钢、SiMn钢、CrNi钢等。低合金钢（M：＜5%。合金含量中合金钢（M：5～10%）高合金钢（M：＞10%）2、按钢冶金质量分（碳钢中硫磷质量分数）：GB/T3077-1999《合金结构钢》普通钢：S：＜0.050%P＜0.045%优质钢：S：≤0.030%P＜0.035%高级优质钢：S：≤0.020%P≤0.030%特级优质钢：S≤0.015%P：≤0.025%3、按用途分：结构钢：

工程构件用钢：建筑工程、桥架、船舶、车辆。

机器零件用钢：调质钢、渗C钢、弹簧钢、轴承钢。工具钢：刀具、量具、模具用钢。特殊钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢。4、按冶炼方法分：沸腾钢：浇注前部分脱O。镇静钢：浇注前完全脱O。半镇静钢：浇注前上二者之间。二碳钢的牌号碳钢在钢铁材料中占有重要的地位。一般含C＜2.11%为钢。常用C钢的质量分数一般都小于1.3%。碳钢应用很广泛：①＜1.3%C钢强、韧性均较好。②比合金钢冶炼简便、加工容易。③价格低。１、成分：除Fe、C两主要元素之外，还有少量Mn、Si、S、P、H、O、N等非特意加入杂质元素，要严格控制杂质元素含量（影响性能）。磷—是有害杂质，偏聚于铁素体晶界，使钢的塑性韧性下降，具有冷脆性。硫—是有害杂质，可造成钢的热脆，原因是硫在奥氏体晶界处形成低熔点的（985℃）硫化铁与铁共晶体，引起热脆。氢--是有害杂质，可造成氢脆和延迟裂纹。氧--是有害杂质，形成氧化物，使钢性能下降（σs、σb、δ、αk↓）。锰—是有益元素，溶于铁素体和渗碳体、增加珠光体量，可提高钢的强度和硬度，可抵消硫的有害作用，是作为脱氧剂进入钢的。*硅—是有益元素，硅溶于铁素体，可提高钢的强度和硬度，是作为脱氧剂进入钢的。2、牌号及用途1）、普通碳素结构钢牌号表示方法亦例：Q+数字+—字母+●字母（屈服强度值MPa）（质量等级A、B、（脱氧方法：C、D依次提高）Q275-A.bF-沸腾钢b-半沸腾钢Z镇静钢TZ-特殊镇静钢Q235-A.F用途：Q195、Q215、Q235-A、Q235-B等钢塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等，可用于桥梁、建筑物等构件也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉等。Q235-C、Q235-D可用重要的焊接件。Q235、Q275强度较高，可轧制成型钢，钢板作构件用，这类钢主要保证机械性能。一般情况下，在热轧状态下使用，不再进行热处理2）、优质碳素结构钢。供应时，同时保证钢的化学成分和机械性能。编号：①正常含Mn量：以平均含碳量的两位数字表示。以含C量的万分之一为单位。如45钢，含C：0.45%。除08钢外，相邻钢号间隔数为5；10；15~……65钢。②含Mn量较高：C：0.15～0.60Mn：0.7～1.0%。C：≥0.60%，Mn：0.9～1.4%。以含C量的两位数的字后面加以“Mn”或“锰”如：15Mn45Mn用途：主要用来制造各种机器零件。

10、20钢冲压性、焊接性好，可作冲压件、焊接件，经过热处理，（如渗C），也可制造轴，销等零件。

35～50钢，综合机械性能好，可制造齿轮、轴类、套筒等

60、65主要用来制造弹簧。优质碳素结构钢使用前一般都要经过热处理。3）、碳素工具钢含C量：0.65～1.35%之间。编号：以平均含C量的千分数的表示（0.10%为单位）前加“T”或“碳”。如T9钢，含C量：0.9%碳素工具钢都是优质钢。若为高级优质钢，钢号后加“A”，如T12A，含C%为1.2的高级优质碳素工具钢T7、T8～T13。用途：制造各种刃具、量具、模具等，使用前都要进行热处理。T7、T8硬度高，韧性较好，可制造冲头、子、锤子等。T9、T10、T11硬度高，韧性适中，可制造钻头、刨刀、丝锥、手锯条等。T12、T13硬度高，韧性较低，可制作锉刀、刮刀等刀具及量规等。一、概论碳钢在使用过程中不足：如①淬透性低。一般情况下，C钢最大淬透直径只有15～20mm②强度和屈强比（σs/σb）较低，强度的有效利用率低。③回火稳定性差，④不能满足特殊性能要求。抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面较差4.1.2合金钢的基础知识二.合金元素对钢的组织和性能的影响（1）固溶强化合金元素溶于铁素体中，有固溶强化作用，使钢的强度、硬度升高，但也使塑性、韧性下降。（2）第二相强化合金元素如钛、铌、钒、钨、钼等与碳形成碳化物，且以细小质点弥散分布在固溶体基体上，可起弥散强化作用，使钢的强度和硬度提高。（3）细晶强化强碳化物形成元素铌、钛、钒及强氮化物形成元素铝可形成稳定性高的碳化物、氮化物粒子，阻碍奥氏体晶粒长大，从而间接细化铁素体晶粒。细化组织可同时提高钢的强度和塑韧性，是一种较理想的强韧化方法。

（4）合金元素能改善钢的热处理工艺性能，如提高钢的淬透性、回火稳定性等。（5）合金元素能使钢获得特殊的性能。

三、合金钢分类①按合金元素含量分②主要合金元素：铬钢、Cr-Ni钢、Mn钢、SiMn钢等。③最常用的按用途分：合金结构钢：工程构件、机器零件。合金工具钢④按室温组织分：P钢、M钢、A钢、双相钢等。四喝合金选结构扣钢(衔Al切lo呼y究Co碌ns月tr如uc昏ti搞on押al愤S贱te史el馆)普通配低合给金钢合金朝渗碳杯钢合金泻调质纽奉钢弹簧宽钢滚动茫轴承李钢易切构削钢1.普通抢低合僻金钢(春co催mm隐on驼l鞋ow岁–迎a贵ll简oy子ed杯s古te茶el听)1）.化学泻成分:碳素群结构系钢+合金无元素主加疑合金艰元素:己Mn雁1凑.8惰%以内辽。辅加专合金米元素:V、Ti、Nb、B。1.普通颜低合夺金钢2）.牌号:Q34狠5C质量等级345MPa屈服强度1.普通范低合街金钢Q4泻60钢含Mo、B，正火迫组织为B，强度将高，用碌于石缘瑞化中环温高压庙容器。压力容器南京长江大桥Q3腊45钢(1示6M眼n)综合名性能扰好，用于掩船舶体、桥底梁、矿车辆草等大型钢啊结构流。Q3凭90钢含V、Ti、Nb，强度高，用则于中辜等压鲁力的邀容器缺。万吨远洋轮2.碳素寺渗碳券钢及清合金摆渗碳摸钢(摔ca年rb挥on勺c确as须e-贵ha宅rd雷en夕ed昆s代te划el溪a奥nd践a端ll舅oy瞒c摊as违e-摊ha副rd疲en株ed出s胞te场el瞎)1）对植渗碳栗钢的贡性能壤要求:2）对休渗碳典钢的男含碳乓量的挤要求:低碳3）渗制碳钢韵的热遣处理投特点:渗碳

淬火

+

低温回火(180～200℃)表硬形里韧Wc筒≤涝0棍.2末5狡%Wc示=须0者.1串5～职0.旗25注%合金港元素:Cr、Mn、Ni、B、V、W、Mo、Ti等。表层:M回+F姥e3C+渴A残心部暴:F+瞎P表层:M回+C凶m+舌A残心部:低碳M回+F碳素渗碳钢合金渗碳钢化学成分热处理后的组织4）合金迟渗碳踏钢的邮牌号20Mn夜2TiA等级:高级优质含钛量WTi≤1.5%含锰量WMn

2%含碳量WC20%005）典型族合金觉渗碳敢钢种愚介绍低淬忧透性合金钓渗碳途钢钢含截合金写元素漂总量括＜3粗%15筛Cr、20肚Cr、20堡Mn丑2。用于受间力小耀的耐环磨件头，如宵柴油机雹的活终塞销肥、凸盐轮轴榜等。中淬索透性合金删渗碳岸钢钢含毅合金清元素恶总量亲在4怪%左右。20基C裤rM查n、20孔Cr姨Mn简Ti、20刑Mn自2T晶iB。用于悄中等筛载荷的耐帅磨件遗，如庸变速科箱齿香轮。柴油机凸轮轴活塞销(20Cr)5）典型提合金荒渗碳谅钢种品介绍高淬殿透性合金龄渗碳猛钢钢含造合金沸元素兆总量摸在4铁%～6位%。18库Cr诉2N碎iW利A、20蹄Cr芬2N促i4挨A等。殊用于敲大载营荷的耐裂磨件向，如库柴油晌机曲校轴。柴油机曲轴3.碳素冠调质液钢及们合金青调质搜钢1）对嘉调质块钢的获性能饿要求:既强帮又韧2）对置调质暂钢的书含碳削量的鞭要求:中碳3）调兽质钢凝的热突处理变特点:淬火+高温观回火(败50壁0～65耳0℃循)Wc参=汤0.放25经～0榨.6县%Wc烦=布0.仆25校～0摆.5艇%合金孤元素:Cr、Mn、Ni、B、Si、V、W、Mo、Ti等。表层:羽S回碳素调质钢合金调质钢化学成分热处理后的组织心部:爷P熄+区F表层:伸S回心部:仍S回4）合金党调质史钢的南牌号38曲C豆r拔Mo即A筛l掀A5）典型巾合金纪调质将钢种的介绍低淬漠透性分调质免钢钢含缘瑞合金雁元素屿总量甚＜3捧%。40母Cr、40芬Mn摩B等。中淬忙透性无调质丛钢钢含爆合金栏元素王总量口在4鄙%左右颗。38卧C陕rS袍i、35景C养rM保o等。圆锥齿轮柴油机凸轮轴常用详于制粉造较小的齿击轮、轴、侨螺栓招等零年件。5）典疏型合员金调挠质钢脸种介川绍高淬归透性嘉调质耻钢钢含焦合金后元素云总量其在4旁%～10串%。制造与大截叛面重继载荷圈零件距，如曲轴哨等用筑高淬老透性润的零殃件等妖。38疏C叙r药Mo砖A硬l傅A、40维C坐r烫Mn像M弊o、25植C励r2淋N烈i4填W许A等。4.碳素姿弹簧膊钢及夫合金写弹簧授钢1）对作弹簧端钢的弹性能质要求:高的σe、高炉的σs角/梢σb、高命的σ-翁1、良好的韧停性。2）对颈弹簧等钢含依碳量饮的要消求:中、映高碳摄。3）热同成型榜弹簧望钢的历热处什理特锣点:淬火+中温恒回火(奔45少0～55允0℃战)碳素弹簧移钢合金蔑弹簧鞋钢化学假成分热处壳理后额的组面织Wc灭=阁0崭.6抽～0滑.9寸%Wc之=蜘0区.5矛～0喜.7责%合金翅元素:Si、Mn、Cr、V、W、Mo等。T回制造唯尺寸盏小于Φ8～15广mm的小型涉弹簧猫。T回制造摧尺寸瓶在Φ2田0～25mm左右淋的弹喘簧。4）合金兔弹簧纽奉钢的枣牌号6565患M眠n60埋S兴i宜2宴Mn50同C街r钱V筹A50雪C程r掏Mn纸A55姥S紫i脸Mn盐M赌o蹲V谱Nb5）冷成筑形弹簧剪生产离工艺台特点用于膜生产界尺寸护小于Φ8～15胞mm的小列型弹逢簧,常用些弹簧迟钢丝(片)冷绕葬成形,其制骄造方仁法有:T组织着冷成朋型+2珠00～30呼0℃去应雷力退火脊。60、75、85、65Mn。T回组织速冷成森型+去应转力退佳火。退火扣组织冷成械型+淬火+中温训回火障。55迟Si疮2M车n、60慕Si匙2M第nA、50覆Cr疮VA。汽车板簧大型热卷弹簧热卷大弹簧弹簧丝5.滚动命轴承潮钢(净be丘ar坛in艰g谅st亿ee白l纹)1）性絮能要递求:高的硬度涝强度同和耐额磨性;高的伍接触菌疲劳愈强度;足够瓶的韧路性和伍耐蚀限性;高的耕纯净哥度;滚珠轴承滚针轴承滚柱轴承5.滚动时轴承回钢(坐be楚ar唉in标g茧st岂ee奴l棕)2）化钓学成膝分特僻点:高碳,Wc=膨0.研9～1.游1%。主加Cr,遣0.快4～1.摸65盒%辅加Si、Mn。优质颈钢材。5.滚动哀轴承夫钢(执be桂ar似in斤g雹st评ee舞l喉)3）热亲处理馒特点:球化退火+淬火+低温府回火极细回火液马氏然体+细粒乓状碳贸化物+少量拒残余碗奥氏衔体4）滚动威轴承木钢的萝牌号GCr谦9SiMn含Mn量WMn≤1.5%含Si量WSi≤1.5%含Cr量WCr≈0.9%滚动轴承钢5）铬轴闻承钢叙制造盾轴承桶的工铁艺路或线锻造球化汤退火机加忍工淬火+冷处讽理(压–太60～–乏80汽℃;执1h涛)低温咽回火磨削倦加工稳定化处脚理(欢12朝0～13寺0℃；5～10板h途)五蛙合金叼工具愤钢(歌Al昨lo君y披to脏ol需s粮te刑el叔)合金所刃具波钢(怀al无lo旗y急cu蹦tt用in乖g吸st念ee帅l个)合金胆模具芬钢(骨al拿lo矮y遵di毯e恼st麦ee挪l怕)合金味量具煌钢(同al纽奉lo干y肝me纷as伯ur拥in兔g练st树ee臣l湿)量具刃具模具1.碳素后刃具芝钢(令ca松rb赢on势c较ut心ti彩ng茅s脑te兆el萄)1）性烛能要仍求:高硬度表、高敲耐磨州性,有一定的袭强度寺和韧倍性。2）化站学成肆分特圣点:高碳。3）热羊处理蓄特点:淬火+低温霞回火4）组废织:M回+抢Fe辱3C桥+筒A残5）用确途:用于墓低速斥、低续温(＜20庸0℃）、低冲纵击、桃硬度什在HR智C6钉2左右把的刃具末。1碳素灰刃具络钢(裕ca贯rb涨on谦c郑ut岩ti惠ng逢s捞te科el扬)锉刀手锤2.合金做刃具格钢(阴al休lo础y梁cu类tt此in规g相st震ee插l斧)种类:低合驻金刃兽具钢;高速旱钢。牌号:合金元素及含量千分之几的含碳量

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SiCrW18Cr4V1）低合叙金刃削具钢（1）性走能要州求:高硬摩度、榆高耐景磨性郑、有伯一定的芒红硬芹性、乓强度距和韧壁性,工作肤温度冈不超毯过30介0℃。（2）化根学成益分特鸟点:*高碳*加入Cr、Mn、Si、W、V等合勾金元傻素。（3）热猴处理寨特点:球化退火淬火+低温回火

9括Si肝Cr钢板牙袍热处牛理工捷艺曲脸线板牙2）高痰速钢(僚hi占gh锈–桐s汇pe霞ed丧s网te耽el蔑)(1鸟)性能恳要求:高硬拳度、库高耐库磨性醒、高紧的红硬性(6涛00镇℃时,H刊RC母63以上)、有变一定拘的强病度和催韧性荒。高速矿钢--毅-锋钢刘、风桶钢;燥18抗–叮4狐–评1钢车刀铣刀钻头(2妈)化学店成分追特点:高碳0.滨7～1.紫5%斑:钨18慌%:钼5%雁:铬4%凑:钒1箩.5粘%:保证伍高硬脉度退火盟状态勇下形拆成M6渐C碳化鄙物,在56竭0℃左右壳回火屈时,弥散夏析出W2晃C,造成固二次惧硬化,提高钢的狐红硬陵性。1%弊Mo的作救用等飞同于2%巾W。形成Cr推23叮C6碳化瓜物;提高牲钢的淬透棒性。形成VC丘,硬度访极高,提高桐钢的硬度坡和耐年磨性,产生殃二次纵硬化既。3.合金佛模具浅钢(剖al轧lo违y养di皮e予st泼ee聪l架)热作容模钢:工作散温度栗为60浩0℃以上边。冷作稠模钢:工作愿温度城为20国0～30底0℃。一)热作滩模钢(乐ho叛t押di纪e你st猛ee顺l红)1.性能炼要求:高的热硬性膨、高脚温耐卸磨性;高的抗氧恰化能力;高的热强性疑和足潮够高途的韧六性;高的热疲劳抓抗力(防止过龟裂);高的垮淬透译性和捞导热恨性;2.化学袭成分美特点:中碳0.简3～0.登6健%;合金而元素:Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V。曲轴模具3.热处害理特打点:*热锻吃模钢:右5借Cr评Mn良Mo热处派理工消艺:淬火+宾55拍0℃回火热处否理后抬的组租织:注S回或T回温度时间～500℃820～850℃预冷油冷530～550℃回火3.热处艘理特快点:*热压旺模钢:足3栗Cr困2W遵8V热处淋理工太艺:淬火+丘60挠0℃三次钩回火热处妨理后档的组恐织:疏M回+乔Cm粒状汽车免四缸狐压铸瞎模二)冷作榜模钢(嫁co捡ld睡d踪蝶ie摸s再te推el说)1.性能鸣要求:高的毅硬度,H雀RC谜62型;高的本耐磨瞎性;足够边高的捆韧性克与疲馆劳抗桂力;热处梁理变贼形小;2.化学内成分脆特点:高碳1～2混%;合金施元素:Cr,亚Mo、W、V。汽车冲压模具3.热处干理特督点:*一次荣硬化驾法:淬火+低温驻回火(敲95博0～10奇00喊℃简)闹(雷15趟0～18捡0℃凶)*二次锁硬化鬼法:淬火+三次护回火(眉11忘00～10鼠00奔℃漂)犯(著51津0～52侄0℃启)热处我理后泉的组敌织:M回+呀Cm尖+守A残牌号:Cr劣12、Cr找12率Mo死V四.合金抱量具先钢(丙al纠lo仓y光me策as互ur多in幅g挎st宗ee壮l筛)1.性能走要求:高的积硬度,聪HR含C6槽2;高的眉耐磨爱性;高的功尺寸轨稳定敲性;足够丽高的苹心部待韧性;热处抵理变而形小;尺寸租稳定;良好愉的耐殃蚀性;卡尺量规千分尺3.热处句理特土点:4.热处省理后汽的组冻织:M回+注Cm淬火花冷佳处理(趟-潜70～-润80于℃平)低温汉回火仇时平效处滥理(蚂12米0～13刻0℃纤,几十彩小时)5.牌号:Cr举WM血n、4C抛r1慰3、GC赤r1惩5、9S雀iC分r、T1锹2A、60等。2.化学残成分基特点:高碳0.哗9～1.柳5其%;合金虎元素:Cr柏,Mn、W。6.特殊坐性能雅钢(碗sp剖ec碧ia师l窄pe践rf扣or划ma紧nc残e侮st傲ee还l标)不锈鞭钢(蹲st肥ai匹nl枪es医s雄st怪ee伞l离)耐热落钢(以he纯at坏–谈r桂es金is细ta司nt栗s白te在el啊)耐磨合钢(拘we旧ar堵–杨r义es仇is取ta欠nt束s含te仇el役)（一）不锈吐钢(智st殃ai接nl合es鲁s多st备ee既l之)1.定义:在腐蚁蚀介姓质中筛具有度很高艘的抗朴腐蚀能艰力的废钢。2.概念:*在空气中的懒年腐匹蚀量昼为0.雕01枪mm以内田的钢,称为驴在空悠气中测使用蠢的不锈苍钢。*在强酸厨、强锯碱介质旨中的叔年腐患蚀量为0.魄1m显m以内肆的钢,称为爆在强酸、值强碱周介质搜中使爽用的抹不锈睁钢。3.金属秆腐蚀鸽的机占理金属愚腐蚀你的种尼类:1)化学丧腐蚀:金属前与介农质(干燥阳气体想和非电自解质法溶液)发生平化学反应晓而产味生的尺腐蚀穗。例如:高温臣氧化救、脱粒碳等味。2)电化腿学腐嘱蚀:金属债与介编质(电解脚质溶液,即酸若、碱肤、盐盒溶液)发生触电化域学反盛应而打产生的腐序蚀。电化悲学腐帝蚀过吩程示廊意图珠光击体电葵化学妻腐蚀轧示意金图4.金属武的防棍腐措郊施:1)覆盖吹层保舍护:涂漆纠、电渣镀、笔发蓝祝、磷化等泥工艺鸭。2)形成建氧化茫层:加入沸合金衫元素Cr、Al、Si等,形成Cr2O3、Si片O2、Al2O3等氧化速膜。3)提高买金属摊的电扔极电奶位:加入潮合金痛元素Cr、Ni、Si等,提高客金属基体栽的电蜓极电滚位。4)使钢茄在室语温下叼呈单名相组晋织:加入滤合金项元素Mn、Ni、Co等能扩摇大γ区,可在跪室温挽获得奥氏查体钢。加入志合金静元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等能扩缺大α区,可在距室温外获得铁素要体钢。5)减少房诚与消致除钢漫中的汽各种壮不均竞匀现舅象:偏析枝、应予力、携组织么等。6)牺牲螺阳极惜保护枝阴极:镶嵌哗一些曾比金祥属或合写金基绣体电废极电悲位更桃低的先金属批块。5.化学距成分粉特点:*低碳:耐蚀吨性要吓求愈靠高,碳含冠量愈序低。*合金马元素:主加Cr。辅加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn等。6.常用雀的不域锈钢:*马氏规体型余不锈均钢*铁素绪体型萌不锈任钢*奥氏斑体型代不锈妨钢1)马氏翠体型狸不锈坡钢--磨-催Cr刺13型钢Ma脊rt什en黑si呈ti推c鬼st由ai歇nl页es绳s虑st盒ee趋l化学卧成分少特点:Wc管=比0.承1～0.滩4毫%WCr=织13娃%热处估理特劲点:正火后的胡组体限是马氏粮体。牌号:1C鄙r1蔽3～4C逝r1茶3用途:医疗碗器械医用镊子2)铁素其体型煤不锈栋钢(妇Fe示rr卵it胆ic壳s殃ta振in于le霉ss身s就te部el溉)化学寨成分敲特点:Wc未=钟0.鞭1姐%左右WCr=胞17浑%热处回理特之点:不能闸进行副热处桃理强筒化。牌号:1C勤r1葵7、1C酿r1购7T阀i、1C辽r2骡8等。用途:化工绩设备萍中要赶求耐眼蚀性鸟高、诸塑性好减、强珠度低闷的容矩器、脾管道零等。铁素艰体型响不锈应钢的你用途硝酸岛生产晴装置合成桌氨生茅产装游置3)奥氏扣体型倒不锈爷钢--河-1乏8孕–虾8型钢(由Au手st吴en劫it核ic好s膨ta向in含le倚ss草s违te涝el葱)化学充成分威特点:Wc功=贵0.墓08～0.牲14管%WCr挎=族1步7～19扑%WNi歉=铃8～11辞%Cu、Ti、Mo等。加工疾特点:不能娃进行羞热处迁理强近化,只能冷塑渐性变盏形强糖化。热处倘理特狂点:固溶虎处理;稳定饭化处少理;消除待应力件退火暑。牌号:0C赴r1刚8N做i9、1C尤r1建8N箩i9、0C徒r1期8N训i9爷Ti、1C拨r1擦8N电i9沉Ti。用途:化工蚂容器既、管志道等怒。大型化工储罐(304)管板换热器(304)1C框r1刻8N蓬i9到Ti固溶谦处理臂组织兵金相拦图1Cr18Ni9Ti固溶处理组织580二.耐热侧钢(猛he锯at骗-r迫es粱is高ti名ng乓s虾te甲el)1.定义:在高者温下食具有拼抗氧蹲化性兰和高习温强度效的特顾殊钢休。2.性能府要求抗氧化忧性(热稳注定性)高温蓄强度(热强始性)蠕变强度持久僻强度3.提高烧钢的星耐热杏性的仗途径:加入直合金懒元素Cr、Si、Al等,在钢呆的表路面形扫成稳锈定、厨致密店的氧硬化膜托。4.提高蠢钢的泪耐热滔性的尺途径:1)固溶咳强化:加入W、Mo、Nb、Ti、V等元贤素强化基奋体;提高极再结凭晶温改度。2)弥散梳强化:加入Nb、V、Ti等元湾素形根成艰碳化踪蝶物,在晶塞内弥哭散析轿出,阻碍对位错问的估滑移,提高朗塑变耍抗力掩。3)晶界蜓强化:加入Mo、V、B、Zr等元掘素,形成肆粗晶,减少个晶界,使晶吹界强妻化。5.钢种衰及用途抗氧庙化钢(不起死皮钢)酱:奥氏尝体型精钢1C旅r1计8N寨i9企Ti等,工作槐温度85驴0℃。热强府钢珠光座体型16补Mo，工作祖温度60搬0℃。马氏别体型1C亏r1鸦3，工作极温度60济0℃。奥氏欠体型18供-8型，工作忌温度85抖0℃。耐骂热久钢氏的科用跳途发动机叶片航空发动机汽轮机叶片汽车阀门三.耐磨撕钢(盘we薪ar要-r阔es债is嫌ta鼠nt卫s找te扬el艇)1.定义:在强咐烈冲浙击载料荷作杏用下掌发生误冲击形变腾硬化响的高图锰钢肚。球磨机挖掘机颚式破碎机三.耐磨霸钢(鸦we伞ar冶-r箱es幻玉is训ta少nt杀s铸te奖el扔)2.性能告要求:高硬窝度、伶耐磨鸭性、葵韧性葬。3.化学掀成分岭特点:高碳Wc=半1～1.剃3千%高锰WMn=销11～14域%4.热处黎理特肚点:水韧处理吐。5.室温轨组织:过饱送和单榜相奥峰氏体殿。水韧处理跌的工巩艺特依征铸态组织坐高锰射钢加热到1050～1100℃A水淬A受到剧烈冲击或较大压力表层MHB夸50言0心部扁AHB寨22文0A驻+集Cm高锰钢水韧淬火组织(化染)58高锰钢铸态组织(化染)高锰钢水韧淬火+回火组织(化染)5.牌号ZGMn拍13-1一号铸造高锰钢锰含量WMn13%铸钢铁路道岔履带球磨机衬板挖掘机铲齿高锰背钢广勺泛用做于既惨要求葬耐磨坊又要塘求耐艰冲击英的零糟件。如拖此拉机术的履枝带板肯、球涛磨机插的衬饺板、往破碎腔机的博牙板汇、挖播掘机悄的铲元齿和夕铁路运的道我岔等毁。钢号钢种合金元素的主要作用热处理特点使用状态下组织Q345低合金高强度结构钢Mn:强化F，增加P量，降低冷脆转变温度热轧空冷F+P65Mn弹簧钢Mn:提高淬透性，强化F淬火+中温回火T回ZGMn13耐磨钢Mn:获得单相A组织水韧处理表:M+碳化物心:A20Cr渗碳钢Cr:提高淬透性，强化F渗碳+淬火+低温回火表:M回+颗粒状碳化物+A’心:M回+F40Cr调质钢Cr:提高淬透性，强化F调质处理S回9SiCr低合金工具钢Cr:提高淬透性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)GCr15滚动轴承钢Cr:提高淬透性，耐磨性、耐蚀性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)1Cr13马氏体不锈钢Cr:提高耐蚀性淬火+高温回火S回5CrNiMo热作模具钢Cr、Ni:提高淬透性，强化F淬火+高温回火S回Mo:防止高温回火脆性Cr12MoV冷作模具钢Mo:细化晶粒，提高耐磨性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)W18Cr4V高速钢V:提高耐磨性、热硬性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)1Cr18Ni9Ti不锈钢Ti:防止晶间腐蚀固溶处理A第七斩节帆铸凭铁与铸钢一、匀铸钢用途拿：主众要用魄于制旨造形高状复渡杂，柄需要丙一定型强度、遇塑必出韧性瞒的零卡件。谦如机刘车车刊辆、灵船舶、确重型门机械槽齿轮诉、轴罚、轧消辊、您机座业、缸粥体、涌外壳镇、阀哈体等寨。牌号似：如出：ZG骂45与铸摇铁相唤比：涨强度棕、塑秀性、袖韧性烫较高厨，但炸流动现性差代，收荣缩率作大。二、铸狗铁机床室的床忆身、浩床头饶箱、皆汽缸虑盖、伙缸套敢、轧肥机轧悦辊、啊机器菜底座收等碳主揉要以石墨形成穗存在（一率）铸数铁的佣石墨差化1、相危图2、石乐墨化l液相揪析出躲一次拨石墨l共晶领生成册共晶咐石墨lA中析案出二磁次石捎墨lFe3C热分拨解形押成石捆墨：Fe3C→3F桨e+C影响夏石墨状化的寺主要著因素裂是加衡热温仿度、计冷却赖速度闸及合赖金元像素。①T，冷速冷速仰缓慢芽，C原子粗充分仰扩散挖，C以G形式央析出堵。冷速断较快接时，L→就Fe逮3C中，购因为Fe裂3C中C：6.森69％，更接零近合抢金含C：2.欲5~攻4.减0%，G中：10少0%。②铸埋铁加静热55散0℃以上，Fe向3C中→G+衔FT↑，分解雄越强摆烈。生产颤中，浴铸铁针的缓慢需冷却，或钞在高温洁下长烟时间保温义，都屡有利麦于石盆墨化摧。②合览金元观素促进石黑跃化元充素：C、Si、Al、Cu、Ni、Co等阻碍石墨主化元祸素：Cr、W、Mo、V、Mn。S强烈索促进病铸铁白口厘化，并思使机炸械性日能，酷铸造江性能明恶化恨。所判以一漠般都伏控制暂在＜0.泥15烦%，（二蚊）常影用铸屿铁1、铸窗铁组卖织、促分类矩、牌研号灰口轧铸铁鸭变钥质铸膜铁：G呈片悟状HT恨××眼×球墨呀铸铁榨：恩球状G救Q绪T×泳××销—×委×蠕墨容铸铁瘦：控蠕虫隔状GRu尝T××浇×可锻及铸铁誓：阵团絮功状G篮K液TH虚Z×率××刻—×律×2、成蒜分特拴点Si含量饼高，C含量因接近筑共晶析点。目的顷：熔雪点低侧，流支动性遭好，C、Si高利倚于石弟墨化夫。灰铸胜铁2.棒5~恰4召.0％C球墨抵铸铁3.化6~燃3.俊9蠕墨行铸铁3.桂5~普3.耀9可锻吊铸铁2.疏4~嗓2.寒8①力学苹性能近低：G对钢望基体何的割票裂作税用，衡及引宵起应凭力集连中效央应灰~，σb，δ较低拆，因婚为G：片状哀。球墨~，可肝锻~：强碍度、议塑性欧＞＞胡灰~。蠕墨~：介要于上思二者个之间晓。②耐磨煮性、助消振琴性好G有利犬于润池滑、安贮油毫耐磨乎性好蔬。G组织习松软功，能贸吸收羞振动锹，灰~消振吊性最僚好。③工艺俊性能庆好C高，海接近众共晶只成分捞铸斩造流涛动性比好。G有利跪于切腾削断差悄剂切削肤加工辜性好为。3、性遭能特求点4、热膝处理超特点（1）退晓火去应忌力退历火：翅消除尤铸造太应力低温察退火层：用酿于球佛墨铸共铁使P中Fe3C分解蛾，得到F川+腹C高温际退火驻：使访自由掏渗碳德体（肝非共没析渗兼碳体匠）分聪解（2）正腹火高温塘正火死：获参得P型基码体，剂强度们较高低温渔正火籍：获钞得P群+觉F基体扇，塑寸性较帮好（3）调咱质：姨得到奴回火S统+球状C（4）等温诵淬火侄：B下+球状C（5）表面讲淬火谋：提阿高表掠面耐划磨性5.应用灰铸也铁：σb低，节工艺铺性能表、耐朱磨性省、抗士振性春优良爸，成螺本低岸、广姐泛用途于制宰造随鹅压应违力和狂要求建消振域性好再且经雪受磨她擦的勿零件哈，机余床床职身、污箱体冷、机械架等彼。球墨并、可巾锻铸容铁：强竭度高捆、塑艇性好党、韧雹性大乔、制宜造负位荷较睁大。忠受力尸复杂国的零栗件，再如曲羡轴、币凸轮辟轴、炒齿轮约等。可锻农铸铁还适枝于形箱状复绸杂、址耐振桃、耐坛蚀的姑薄壁众铸件蠕墨帜铸铁性能臂介于界上二馆者这模间，妖适用之经受川热循腐环，贱要求暴组织遗致密湿，强轮度较勿高，悦形状陡复杂慢的零舱件，歼如汽镇缸盖值等。三、辰合金煌铸铁:添加封合金涂元素—↑耐磨沫、耐叔热、绕耐蚀等特绒殊性言能1、耐幸磨铸红铁减磨驴铸铁驱：P灰铸境铁，西含较厚高磷携，加Cr、Mo、W、Cu、V等,通常览在润牌滑条身件下臂工作趁，机床脉导轨挺、活俱塞环汉等抗磨骡铸铁标：白陶口铸待铁，盐加Mn、Cr、Mo、W、V、Cu、B等如犁佛铧、奶轧辊逝等2、耐土热铸蛋铁：多为F基体机，加Cr、Si、Al抗氧叙化如炉忘底板拜，烟短道档任板等3、耐抹蚀铸颈铁：加Cr、Si、Al、Mo、Cu、Ni抗酸筑碱腐强蚀用刷于化争工机费械、勉容器兄、管疾道、沟泵、焦阀门翅等第六虎章有童色金赏属及龄其合拨金(烫Co茶lo够re泄d胳Me现ta睬l丑an蓄d柳Al菠lo桐y话)概述铝及皱铝合棋金铜及左铜合炉金轴承恶合金概述1.定义:除黑少色金迎属(钢、判铁)以外角的所呼有金恼属。2.性能容特点:具有粉独特伙的性叠能。3.分类重金知属(密度宜＞3.敏5)联;译Cu、Ni等。轻金佳属(密度弦＜3.蜡5)设;摆Al、Mg等。贵重部金属;颠Au、Ag、Pt等。稀有槐金属;客W、Ti、Ra、Nb等。半金击属;Si、Te、B等。第八笛节新铝的及铝婚合金一、贯工业预纯铝1、特阶性：（1）暮密度全小。2.曲72奔g/撞cm，为铁乳的三药分之承一。（2）毫导电察、导漏热性冰好。（3）悦抗大贱气腐咸蚀性袍好。（4）析硬度尽低，京强度哗低，椅塑性霞好（5）钉弹性率模量夸小，觉为钢派的三邪分之洒一。（6）蛾熔点健低（66却0℃）。二.纯铝腹的分泰类高纯铝L0套1～04工业坡高纯病铝L0、L0蒙0工业泡纯铝L1～5电容疯器铝箔迹、包绩铝及胀冶炼遇铝合妇金原渡料电线躁、电闭缆、始器皿穿及配控制合贤金1、牌激号铸造利铝：ZA督l+数字耀（铝饿百分汉含量救），袄如ZA摩l9扯9.取5变形泥铝：1夹+字母千（原骡始铝尚改型盐情况呀）+两位阻数字孙（铝葵百分含巡寿量小粪数点企后两劣位数姐字）纯铝哭原牌稍号：L猪+数字订，数贿字为刺顺序虽号，巡寿数字吗大，蜜纯度桂低三.铝合年金的蛮分类铝合为金的分朴类形变冠铝合剑金铸造衣铝合佛金不能宾热处嫁理强化喂铝合偏金能热漂处理强化殿铝合恢金四.铝合域金的鸭热处骆理退火(刮an拥ne瞎al怀)时效翼强化(阶ag修ei踪蝶ng役s甩tr睬en贷gt触he尖ni育ng梁)回归(处re垮gr瓜es崖si姥on百)一)退火(齿an错ne净al)1.形变挣铝合伴金的旺退火:余*消除受应力,硬度不变卫。*消倚除加弹工硬滋化,降低礼硬度,便于冷塑塘性工株。2.铸造回铝合慨金的尼退火:消除吹应力;均匀绪成分;二)时效爹强化(群ag减ei扣ng牺s仅tr鼻en薄gt卡he脆ni戚ng岔)1.定义:在固芬溶处筝理后吼的合芹金随仍时间怒延续而咬发生捕进一有步强雁化的贱现象肠。2.背景郊资料:19弯06年德短国Du振ra积lu弹mi饥n首次今发现渡。19移10年德柏国A·原W披el铸me骂r发明清并获州专利确。19敲16年用终于制跨造飞更机。19皮38年Gu狡in维ie秀r验–怪Pr欺es肝to企n建立市学说典。3.原理(飘G僻–抹P学说):G须–宽P区(贵Gu外in良ie雕r触–振Pr雀es旺to蛙n遮zo您ne填)也称则“富景铜区钞”,即:在铝挎合金欺表面忍第一催层的址铜原井子成盘为小尾片状,含量稳增加讲。4.种类自然崭时效人工低时效含4%械Cu的铝屑合金堤自然筝时效栽曲线含4%些Cu的铝询合金乘在不具同温纺度下浮的新人棚工时姜效曲鞭线Al恐–培C违u合金美部分撇相图五.常用哥的铝尊合金形变跑铝合熟金(旅de杯fo移rm舅at隶io滥n污al及um陆in胸um睛a友ll谋oy探)铸造明铝合往金(欧ca木st酒al朵um锄in酱um问a壁ll揭oy雄)一)形变峡铝合键金(凝de箩fo昼rm裂at榆io荷n苹al鬼um缓in宽um刃a部ll展oy舅)1.防锈牧铝合遣金(LF)胳:Al会–允M贺n通过老固溶硬强化态提高那铝合奥金的强度刷和抗挑蚀性(比纯拢铝好)。例如:L喊F2衰1。Al宫–扒M哗g通过征固溶途强化并提高杰铝合咳金的强度条和抗妻蚀性(比纯辽铝轻)。例如:L哗F2、LF拒6等。适于饼：油态罐、饺导管矮、低初压容岗器等观，Al轰–络M陆g抛光澡性好师，还碧常用捡作建筑罢装饰搂铝合蜻金飞机翼梁(腹板为硬铝合金)2.硬铝斧合金(睬LY紫)吓:Al顷–躺C目u问–北Mg通过时效知强化匆提高撒铝合罚金强各度,但耐疗蚀性循不高滩。LY辨1、LY抱11、LY旺12。用途悔：飞衫机制载造中亿，如思：飞华机构恒架、错螺旋带浆、竿蒙皮屠、叶道片等3.超硬派铝合讽金(间LC艺)僵:Al劝–唇Z肌n怖–坟Mg胁–也C梯u通过时效箱强化鞭和形末成的牢强化盐相,使铝芹合金约达到浆最高鞋的硬恨度和强度狠。但罚耐蚀规性较晒差。LC虽4、LC钱9。飞机主起落架用于混制制桨造重塑量轻迟，受防力大陷的构浅件，胶如飞镜机大嗓梁、查起落艇架、肉火炮健牵引窝杆等4.锻铝冠合金(凭LD亭)笛:Al峰–愈M兔g笨–袖Si照–偶C商u具有皇良好清的热益塑性,通过葛固溶义处理侧和人街工时各效来峡提高逼铝合烧金的夸力学傅性能旺。LD即5、LD农6、LD劝10。主要暮用于祝制造扔要求油中等粥强度曾，较追高塑家性和名抗蚀袭性的位锻件腾和模幅锻件枝，如词各种岗叶轮抖、接领头、贸支杆会等零护件压气机叶片Al约-C年u-茧Mg盈-F飞e-油Ni：热强灶性良到好，痒主要早用在15溪0~证22股5℃条件者下工尖作的少零件秒，象咸发动赤机活命塞，洪压气由机叶幸片等二)铸造宁铝合蝇金(退ca绸st丸al喷um谋in押um廉a碑ll唤oy彩)铸造稠铝–硅合暴金铸造元铝–铜合荣金铸造句铝–镁合超金铸造眠铝–锌合问金1.铸造荡铝–硅合娃金(尸ZL结10滋1～ZL免11阳1照)承:活塞(裙部为铝硅合金)铸造左性好可，但怎强度笔低，用仰于制确造低股、中召强度凤的复午杂形绑状铸毯件或盐无强御度要牢求的老薄壁辆铸件绪，如卡：摄石影机醉罩、须保险宣盒、帝曲轴瓣箱体差等2.铸造汽铝–铜合辆金(击ZL胃20林1～ZL晒20滤3盏)焰:有较建高的灾强度侮、塑卵性及浆耐热诊性,但铸造性响能和屈耐蚀腐性较交差。汽缸头主要墨用于州制造20洗0~肢30芝0℃条件虹下工奥作的甜要求栗强度内较高车的零息件，迹如增敞压器凡中静座叶片墙等

铝铜合金铸造组织(化染)210×3.铸造碗铝–镁合犹金(次ZL怪30骨1、ZL钟30职2笨)可:有较母高的汽强度纳、韧忘性及剪耐蚀兵性,但铸造性料能和昏耐热潮性较季差。鼓风机用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)多用灾来制老造海而水中敲承受惧较大朽负荷娘的零佣件或还代替劝某些火耐酸隆钢及告不锈窗钢零断件

铝镁合金铸造组织(化染)150×4.铸造庸铝–锌合些金(根ZL想40线1、ZL蜓40屯2翻)汉:具有报良好母的铸蜂造性,经变牛质处套理和时效洪处理济后,强度芒高,但耐害蚀性仔差。大型空压机活塞(ZL401)第九渡节益铜及丘铜合钓金一.铜的症性能碑特点:密度森大;导电看及导棵热性客能好;抗大胶气腐拘蚀性伐好;塑性泰高;强度羞低;无磁雪性;无打册击火量花;加工盆工艺孙性好帅等。二.纯铜村的分谨类工业班纯铜T1～T4无氧技铜TU地2纯铜组织稿金相戚图三.铜合堆金的控分类黄铜:漫Cu叙–乔Z安n白铜:茶Cu溜–候N凡i青铜:除黄伯铜和百白铜外赵的所宾有铜合附金。一.黄铜(合br杰as起s历)普通领黄铜(痛co秋mm希on曲b燃ra辱ss刮)特殊呆黄铜(垫sp惯ec夹ia挠l妇br护as摄s脏)一)普通可黄铜(船co扩mm压on墨b无ra狼ss慕)50030405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB+’bb(Mpa)(%)HB1.黄铜鹅的力拾学性筝能与鸡含锌塌量的鲁关系2.黄铜佛的牌正号(阔Z鞠)末H衔90含铜量WCu=忘90咐%黄铜铸造3.常用寨的黄纸铜金奖停黄铜--侨-蚊H9浓0弹壳影黄铜--垂-砖H7嫌0话(纳H6店8纸)日用躺黄铜--痒-霞H6日2罚(豆H5卡9元)法兰阀闸阀冷凝器管二)特殊料黄铜(敢sp作ec毅ia堆l赖br灭as慎s甜)1.定义:在黄逼铜中躲加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn等元核素所驰形成委的合躬金。2.牌号:H沾A疾l都59栏-械3含铝餐量WAl=馋3%含铜量WCu=59%3.常用污的特右殊黄爹铜海军但黄铜--币-进HS钳n6虑2眨-斧1易切削济黄铜--院-牙HP建b5迁9搬-边1H6艳2糠–属1海军谱黄铜照金相希组织朴图62Cu–37Zn–Sn海军黄铜铸造组织(化染)600

硅黄茂铜铸野造组最织金念相图硅黄铜铸造组织(化染)50×铅黄橡铜退嫁火组借织金吨相图铅黄铜铸造组织(化染)70×锰黄并铜铸涨造组沉织金臭相图锰黄铜铸造组织(化染)25×4.黄铜墨的自具裂与保脱锌:自裂--北-应力傍腐蚀:黄