工程金属材料

工程金属材料第一页，共十八页，编辑于2023年，星期日

6.半轴

中、小型汽车的半轴一般用45钢、40Cr，而重型汽车用40MnB、40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金制造。

7.钢板

钢板有08、20、25和16Mn等。热轧钢板主要用来制造一些承受一定载荷的结构件，如保险杠、刹车盘、纵梁等。冷轧钢板主要用来制造一些形状复杂，受力不大的机械外壳、驾驶室、轿车的车身等覆盖零件。

8.螺栓、铆钉等冷镦零件第二页，共十八页，编辑于2023年，星期日

9.汽车用塑料

（1）汽车内饰用塑料

内饰用主要塑料品种为聚氨酯（PU）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和ABS等。（2）汽车用工程塑料

汽车上常用的工程塑料有聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛树脂等。（3）纤维增强塑料复合材料统称为FRP，FRP材料可用于制造汽车顶棚、空气导流板、前端板、前灯壳、发动机罩、挡泥板、后端板、三角窗框、尾板等外装件。

10.汽车用橡胶

轮胎的主要材料有生胶（包括天然橡胶、合成橡胶、再生胶），丁苯橡胶主要用于轿车轮胎。

11.汽车用陶瓷材料第三页，共十八页，编辑于2023年，星期日

二、机床零件用材

1.机身、底座用材

常使用的灰铸铁牌号是:HT150、HT200及孕育铸铁HT250、HT300、HT350、HT400等。第四页，共十八页，编辑于2023年，星期日

机身、箱体等大型零部件在单件或小批量生产时，也可采用普通碳素钢来制造，如Q215、Q235、Q255，其中Q235用得最多。

2.齿轮用材

HT250、HT300和HT400等灰铸铁由于容易做成复杂的形状和成本低的优点而成为首选材料。钢在无润滑情况下，只能用作小齿轮与铸铁的大齿轮相互啮合，常用普通碳素钢Q235、Q255和Q275制造。闭式齿轮多采用40钢、45钢等经正火或调质处理的中碳优质钢制造。高速、重载或受强烈冲击的闭式齿轮，宜采用40Cr等调质钢或20Cr、20CrMnTi等渗碳钢制造，并进行相应的热处理。不重要的闭式齿轮可使用普通碳素钢Q275制造。

3.轴类零件用材

一般采用正火或调质处理的45钢等优质碳素钢制造轴类零件。不重要的或受力较小的轴及一般较长的传动轴，可以采用Q235、Q255或Q275等普通碳素钢制造。承受载荷较大，且要求直径小、质量轻或要求提高轴颈耐磨性的轴，可以采用40Cr等合金调质钢或20Cr等合金渗碳钢，整体与轴颈应进行相应的热处理。第五页，共十八页，编辑于2023年，星期日

曲轴和主轴常采用QT600—2、KTZ600—3等球墨铸铁和可锻铸铁制造。

4.螺纹联接件用材

螺纹联接件可由螺栓、多头螺栓、紧固螺钉等联接零件构成。无特殊要求的一般螺纹连接件常用低碳或中碳的普通碳素钢Q235、Q255、Q275制造。用35钢、45钢等优质碳素结构钢制造的螺栓，常用与中等载荷以及精密的机床上。合金结构钢40Cr、40CrV等主要用于制作受重载高速的极重要的联接螺栓。

5.螺旋传动用材

螺旋传动如丝杠—螺母传动，不进行热处理的螺旋传动件用45钢、50钢制造；进行热处理的螺旋传动件用T10、65Mn、40Cr等制造。第六页，共十八页，编辑于2023年，星期日

螺母的材料用铸造锡青铜ZcuSn10Zn2、ZCuSn6Zn6Pb3使用得最为广泛。在较小载荷及低速传动中螺母用耐磨铸铁制造。

6.蜗轮传动用材

蜗轮的材料有铸造锡青铜、铸造铝青铜和铸铁。当滑动速度τ≥3m/s时，常采用铸造锡青铜ZcuSn10Pb1或ZcuSn6Zn6Pb3等。为节约贵重的铜合金，直径为100～200mm的青铜蜗轮，应采用青铜轮缘与灰铸铁轮芯分别加工再组装成一体的结构。蜗轮材料一般为碳钢和合金钢，如用15钢、20钢、15Cr钢、20Cr钢，表面渗碳淬硬到56～62HRC，或用45钢、40Cr钢，表面高频淬火到45～50HRC。

7.滑动轴承用材

（1）金属材料包括轴承合金（巴氏合金、铜基轴承合金）和铸铁。（2）粉末冶金材料粉末冶金材料可用于制造含油轴承。第七页，共十八页，编辑于2023年，星期日

（3）塑料轴承常用的塑料轴承有ABS塑料、尼龙、聚甲醛、聚四氟乙烯等。

8.滚动轴承用材

滚动轴承的内外圈和滚动体一般用GCr9、GCr15、GCr15SiMn等高碳铬或铬锰轴承钢和GSiMnV等无铬轴承钢制造。

9.机床其它零件用材

（1）凸轮用材一般尺寸不大的平板凸轮可用45钢制造，进行调质处理，要求高的凸轮可用45钢和40Cr钢制造，并进行表面淬火，硬度可达50～60HRC。尺寸较大的凸轮（直径大于300mm或厚度大于30mm），一般采用HT200、HT250或HT300等灰铸铁或耐磨铸铁制造。（2）刀具用材刀具用材包括碳素工具钢（如T8、T10、T12）、合金工具钢（如9Mn2V、9SiCr、CrW5、CrMn、CrWMn），高速钢（W18Cr4V、9W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3）和硬质合金（WC—Co型硬质合金YG3、YG6、YG8、WC—Ti—Co型硬质合金YT30、YT15、YT14、WC—TiC—TaC—Co型硬质合金YW1、YW2）。第八页，共十八页，编辑于2023年，星期日

三、仪器仪表用材

1.壳体材料

（1）金属材料低碳结构钢（如Q195、Q215、Q235），再用油漆防锈和装饰。铬不锈钢、铬镍奥氏体不锈钢（如1Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti）（2）非金属材料例如ABS塑料、易电镀和易成型、力学性能良好，是制造管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、仪表盘、小轿车车身等的优秀材料。

2.轴类零件用材

用Q235等普通碳素钢、聚甲醛塑料等工程塑料制造。硬铝2A12（LY12）、2A11（LY11）和黄铜HMn58—2多用于制造重要且需要耐蚀的轴销等零件。

3.凸轮用材

仪器中多数凸轮所用材料为中碳钢或中碳合金钢，一般尺寸不大的平板凸轮可用45钢板制造，进行调质处理。要求高的凸轮可用45钢或40Cr钢制造，进行表面淬火。

第九页，共十八页，编辑于2023年，星期日

4.齿轮用材

用普通碳素钢Q275制造齿轮，一般不经热处理。QAl10—4—4可用来制造400℃以下工作的齿轮、阀座；QAl11—6—6可用来制造500℃以下工作的齿轮、套管及其它减摩和耐蚀的零件。硅青铜QSi3—1有高的弹性、强度和耐磨性，耐蚀性良好，可用来制造耐蚀件及齿轮、制动杆等。铍青铜Qbe2、Qbe1.9、Qbe1.7可用于制造钟表等仪表。

5.蜗轮、蜗杆用材

QAl11—6—6可用来制造500℃以下工作的蜗轮、套管及其它减磨和耐蚀的零件。硅青铜QSi3—1有高的弹性、强度和耐磨性，耐蚀性良好，可用来制造蜗轮、蜗杆及耐蚀件等。聚碳酸酯等工程塑料可制造轻载蜗轮、蜗杆等零件。

第十页，共十八页，编辑于2023年，星期日

四、热能设备用材

（一）锅炉主要设备用钢

1.锅炉管道用钢

1)壁温＜500℃的过热器管和壁温＜450℃的蒸汽管道。一般选用优质碳素结构钢，常用的是20钢。2)壁温≤550℃的过热器管和壁温≤510℃的蒸汽管道。15CrMo钢是在这个温度范围应用很广泛的钢种。3)壁温≤580℃的过热器管和壁温≤540℃的蒸汽管道。12CrMoV钢是该温度范围应用最广泛的锅炉管道用钢。4)壁温≤（600～650）℃的过热器管和壁温≤（550～600）℃的蒸汽管道。许需要用高合金耐热钢，较常用的是马氏体型耐热钢。

2.锅炉汽包用钢

低压锅炉汽包用钢为12Mng、16Mng和15MnVg等普通低合金钢板。14MnMoVg钢制造高压锅炉汽包。

第十一页，共十八页，编辑于2023年，星期日

（二）汽轮机主要零部件用钢1.汽轮机叶片

1)铬不锈钢（1Cr13和2Cr13）2)强化型铬不锈钢在1Cr13和2Cr13基础上加入钼、钨、钒、铌、硼等强化元素，得到Cr11MoV、Cr12WmoV、Cr12WmoNbVB和1Cr11Ni2W2MoV等。3)铬—镍不锈钢在600℃以上工作的叶片，应选用铬—镍奥氏体不锈钢或高温合金，如Cr17Ni13W、Cr14Ni18W2NbBCe。

2.汽轮机转子

34CrMo钢采用正火（或淬火）+高温回火处理，用作工作温度480℃以下的汽轮机叶轮和主轴。35CrMoV钢可用来制造要求较高强度的锻件，如用于工作室温为（550～520）℃以下的叶轮和2.5万kW和5万kW中压汽轮机叶轮。第十二页，共十八页，编辑于2023年，星期日

五、化工设备用材

1.压力容器用低合金结构钢

钢种有16MnR、15MnVR和18MnMoNbR等。

2.不锈钢

（1）铬不锈钢1Cr13、2Cr13等钢种在弱腐蚀介质（如盐水溶液、硝酸、浓度不高的有机酸等）和温度低于30℃时有良好的耐蚀性，在海水、蒸汽和潮湿大气条件下也有足够的耐蚀性。（2）铬镍不锈钢有耐蚀要求的压力容器常用铬镍不锈钢，主要牌号有1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti和0Cr17Ni12Mo2等。该类钢经固溶处理后是单一的奥氏体组织，可得到良好的耐蚀性、耐热性、低温和高温力学性能及焊接性能。

3.耐热钢

第十三页，共十八页，编辑于2023年，星期日

（二）有色金属及其合金1.铜及铜合金

化工上常用的黄铜代号是H80、H68和H62等。H80和H68塑性好，可在常温下冲压成形，用于制造容器零件。H62在常温下塑性较差，力学性能较高，可做深冷设备的筒体、管板、法兰和螺母等。第十四页，共十八页，编辑于2023年，星期日

2.铝及铝合金

工业纯铝广泛应用于制造硝酸、含硫石油工业、橡胶硫化和含硫的药剂等生产设备。防锈铝的耐蚀性比纯铝高，可用作空气分离的蒸馏塔、热交换器、各式容器和防锈蒙皮等。铸铝可用来铸造形状复杂的耐蚀零件，如化工管件、气缸、活塞等。

六、航空航天器用材

航空航天器用材很广泛，工程塑料、橡胶、陶瓷材料和各种金属。

1.中碳调质钢

40CrNiMoA、34CrNi3MoA用于高负载、大截面的轴类以及承受冲击载荷的构件，如喷气涡轮机轴、喷气式客机的起落架及火箭发动机外壳等。第十五页，共十八页，编辑于2023年，星期日

2.高合金耐热钢

1Cr13、2Cr25Ni、0Cr25Ni20、0Cr12Ni20Ti3AlB用于制造涡轮泵及火箭发动机、航空发动机转子和其它零件。

3.高温合金

K403(Ni—11Cr—5.25Co—4.65W—4.3Mo—5.6Al)。它主要用于制造涡轮工作叶片和导向器叶片。

4.镍基耐蚀合金

Inconel718(Ni—19Cr—18.5Fe—5.1Nb—3Mo—0.9Ti),制造泵轴、涡轮等航空发动机零部件。

H—11钢可用作超音速喷气机机体材料。

第十六页，共十八页，编辑于2023年，星期日

5.铝及其合金

（1）形变铝合金5A05（LF5）、5A11（LF11），用于焊接油箱、油管，制造铆钉和中载零件制品。3A21（LF21）用于焊接油箱、油管，制造铆钉及轻载零件和制品。硬铝合金2A01（LY1）可制造工作温度不超过100℃的结构用中等强度铆钉。2A11（LY11），用于制造骨架、模锻的固定接头、支柱、螺旋桨叶片、局部镦粗的零件、螺栓和铆钉等中等强度的结构零件。2A12（LY12），适宜制造飞机的高强度结构零件，如骨架、蒙皮、隔框、肋、梁、铆钉等150℃以下工作的零件。超硬铝合金7A04（LC4）、7A06（LC6），适宜制造飞机大梁、架、加强框、蒙皮接头及起落架等结构中的主要受力件。锻铝2A50（LD5），适宜制造形状复杂、中等强度的锻件和模锻件。2A70（LD7），适合制造高温下工作的复杂锻件，板材可做高温下工作的结构件。2A14（LD10）用于制造承受重载荷的锻件和模