1(1)　零件材料与热处理工艺的确定

《机械制造技术基础》主教材第1章零件材料与热处理工艺的确定（1）2用来制作有用器件的物质，是人类生产和生活所必须的物质基础。人类对材料的认识逐步深入材料治铜炼铁各种新材料简单地利用天然材料使用热处理工艺历史学家按照人类所使用的材料将人类历史划分为：1.旧石器时代

古猿到原始人的漫长进化过程中：石器、骨器2.新石器时代能对石料选择、切割、磨制、钻孔、雕刻，获得较为锐利的磨制石器。3.青铜器时代公元前6000年进入青铜器时代34.铁器时代公元前1500年，人类借助风箱，发明了在高温下用木炭还原优质铁矿石生产铁的方法，并在半熔状态下进行锻造制作各种器具和武器，开创了铁器时代。5.钢铁新时代到了1８世纪，人类发现钢铁在高温下也具有高强度这一事实后，便出现了以钢铁为结构材料的蒸汽机。钢铁的使用标志着社会生产力的发展，人类开始由农业经济社会进入所谓工业经济的文明社会。6.新材料时代

二十世纪五、六十年代钢铁基本达到鼎盛时期，之后其他新材料快速发展：有机合成材料、复合材料、陶瓷材料、功能材料等。4是指在机械、船舶、化工、建筑、车辆、仪表、航空航天等工程领域中用于制造工程构件和机械零件的材料。可分为以下四类：机械工程材料1.金属材料①黑色金属—铁和铁基合金(钢、铸铁等)②有色金属—黑色金属以外的所有金属及其合金2．高分子材料

①塑料—分热塑性和热固性塑料②合成纤维—由单体聚合成再经过机械处理成纤维材料③橡胶—经硫化处理后具有优良弹性的聚合物④胶粘剂—分树脂型、橡胶型和混合型53．陶瓷材料①普通陶瓷—主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料②特种陶瓷—高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等烧结材料③金属陶瓷—用生产陶瓷的工艺来制取的金属与碳化物或其它化合物的粉末制品4．复合材料由两种或两种以上的材料组合成的材料。①按基体相种类分：聚合物基、金属基、陶瓷基、石墨基等②按用途分：结构、功能、智能复合材料6知识目标掌握金属材料常用的性能指标。掌握常用金属材料的分类、牌号、特点及应用。掌握常用非金属材料的分类、代号、特点及应用。掌握钢热处理的特点、方法及应用。能力目标能根据零件的使用要求选择合适的材料。能根据零件的使用要求制定热处理工艺，并能进行正火、退火、淬火、回火等常规热处理操作。7工作任务81.1金属材料的力学性能

引言：1.金属材料的性能使用性能

指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能（）和化学性能（耐酸、碱性、抗氧化性等）。工艺性能指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能.

包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。

2.力学性能(又称机械性能)

指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有强度、弹性、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。9§1.1.1

强度１.材料的拉伸曲线材料拉伸实验（1）OE段：直线、弹性变形（2）HB段：水平线（略有波动）,明显的塑性变形,屈服阶段，作用的力基本不变，试样连续伸长。（3）BM段：强化阶段（4）MK段：局部颈缩阶段在M点出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小，试样承载能力降低，拉应力达到最大值，之后拉应力下降，在K点试样断裂。材料拉伸实验的意义低碳钢拉伸曲线B10圆形拉伸试样按GB/T228.1-2010制成拉伸实验11电子式万能材料实验机(播放视频）12强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。２.强度的指标（1）屈服强度试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。FH——试样发生屈服而力首次下降前的最大载荷（N)S0

——试样原始横截面积（mm2

）ReH=

FH/S0

①上屈服强度ReH

13②下屈服强度ReL

（相当于旧国标σs）试样在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最小应力（即不计图中a点所对应的应力）。FL——试样在屈服期间，不计初始瞬时

效应时的最小载荷（N)S0

——试样原始横截面积（mm2

）ReL=

FL/S0

14（2）抗拉强度Rm

（旧国标用σb

表示）指试样拉断前所能承受的最大拉应力。其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力。Rm=

Fm/S0

当材料的内应力R

＞Rm时，材料将产生断裂。Rm常用作脆性材料的选材和设计的依据。Fm

——试样断裂前能承受的最大载荷（N）15

塑性是材料在外载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。（1）断后伸长率A（注：旧国标用δ表示）（2）断面收缩率Z

(注：旧国标用Ψ表示)

指试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比。指试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。A=(Lu-L0)/L0

×100%L0——原始标距（本实验L0=100）

Lu——拉断后的试样标距。将断口密合在一起，用卡尺直接量出。Z=(S0-Su)/S0×100%S0——试样原始横截面积（mm2）。

SU——试样断后最小横截面积（mm2），用卡尺直接量出。

§1.1.2

塑性16引言：1.定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。2.硬度的测试方法（1）布氏硬度（2）洛氏硬度（3）维氏硬度

（4）里氏硬度一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也较高测量硬度的目的?近似估算材料的抗拉强度和耐磨性，及判断其工艺性能。§1.1.3

硬度17（1）布氏硬度试验（布氏硬度计）

原理:用一定直径的球体（硬质合金球或淬火钢球）以规定的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。１.布氏硬度布氏硬度计布氏硬度试验原理图

式中，F—试验力（N）；S—永久压痕球形表面积（mm2）。18（2）布氏硬度值用载荷与压痕球形表面积的比值表示。如：120HBS500HBW

注：现行布氏硬度试验标准GB/T231.1-2009金属布氏硬度试验已取消钢球压头，全部改用硬质合金压头，即全部为HBW。（3）优缺点

①测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）

②可测的硬度值不高

③不能测试成品与薄件

④测量费时，效率低(4)测量范围

主要用于测量各种未经淬火的钢、退火、正火状态的钢；结构钢调质件；铸铁、有色金属、质地轻软的轴承合金及非金属材料等。(播放视频）19(1)洛氏硬度试验（洛氏硬度计）

原理:用金刚石圆锥或淬火钢球，在规定试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。

2.洛氏硬度洛氏硬度测量原理图

洛氏硬度计

20(2)洛氏硬度值

用测量的残余压痕深度表示，可从表盘上直接读出。如：50HRC

(3)优缺点①试验简单、方便、迅速②压痕小，可测成品，薄件③数据不够准确，应测3~4点取平均值④不应测组织不均匀材料，如铸铁。(播放视频）式中，K—常数。当用金刚石圆锥做压头时，K=100；当用淬火钢球做压头时，K=130。21(4)测量范围

硬度符号压头总载荷（kgf）表盘上刻度颜色适用硬度值范围使用范围HRA金钢石圆锥60黑

色20~95硬质合金、渗碳层、表面淬火层等HRBW(HRBS)直径为1.5875mm碳化钨合金球（钢球）100红

色20~100有色金属、退火及正火钢等HRC金钢石圆锥150黑

色20~70调质钢、淬火钢等注：HRC适用范围20~70HRC，相当于225~650HBW。若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA；若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。22(1)维氏硬度试验

原理:用夹角为136°的金刚石四棱锥体压头，使用很小试验力F（49.03-980.07N）压入试样表面，测出压痕对角线长度d，进而算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力。(2)维氏硬度值

用压痕表面积上的平均压力表示。如：640HV。

(4)测量范围

常用于测薄件、镀层、化学热处理后的表层等。3.维氏硬度(3)优缺点①测量准确，应用范围广（硬度从极软到极硬）

②可测成品与薄件

③试样表面要求高，费工。23(1)里氏硬度计的测量原理

随着单片机技术的发展，1978年，瑞士人Leeb博士首次提出了一种全新的测硬方法，它的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回弹速度，利用电磁原理，感应与速度成正比的电压。里氏硬度值以冲击体回弹速度与冲击速度之比来表示。计算公式如下：

HL=1000×VB/VA

式中：HL——里氏硬度值

VB——冲击体回弹速度

VA——冲击体冲击速度4.里氏硬度里氏硬度计24里氏硬度计有七种不同冲击装置：简要说明：

D型：常规测量G型：厚重及表面较粗糙的铸锻件

DC型：测量孔或圆柱筒内DL型：测量细长窄槽

C型：测量小轻薄部件及表面硬件层E型：测量硬度极高的材料

D+15型：测量沟槽或凹入的表面25（2）里氏硬度计的测量方法1.加载：向下推动加载套锁住冲击体2.定位：将冲击装置支承环按选定的测量方向紧压在试样表面上，冲击方向应与试验面垂直3.测量：按动冲击装置上部的释放按钮，进行测量26里氏硬度计能支持多种硬度制式，即刻显示硬度测量值的同时，还可以在不同硬度制式间自由转换。不同硬度制式的不同测量范围如下表：里氏HLD170-960洛氏CHRC20-68布氏HB19-651维氏HV80-976肖氏HS30-100洛氏AHRA59-85洛氏BHRB13-10027(4)里氏硬度的特点①里氏硬度计属动载测试法里氏考察的是冲击体反弹与冲击的速度，通过速度修正，可在任意方向上使用，使用非常方便。②里氏硬度计体积小、重量轻，便于现场硬度检测里氏硬度计的硬度传感器小如一只笔，可用手直接操作，无需工作台，无论是大、重型工件，还是几何尺寸复杂的工件，都能容易地检测。而通常使用的布、洛、维氏硬度计．由于体积庞大，不便于在现场使用，特别是需测试大、重型工件时，由于硬度计工作台无法容纳，所以根本无法检测。

③测量范围广，可以进行多种金属材料测量。④要求试样有一定的质量和厚度，不适于测试小工件。⑤里氏硬度在国际上还没有被普遍接受，迄今还没有被国际标准化组织（ISO）采纳，试验数据在国际上还缺乏来自独立的第三方或国际组织方面的监督与复核。28冲击韧性（ak

）：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。ak=冲击破坏所消耗的功Ak/标准试样断口截面积S

ak值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，有金属光泽，呈结晶状。ak值高，有明显塑性变形，属韧性材料，断口呈灰色纤维状，无光泽。式中，Ak=mg(h1-h2)

单位为焦耳/厘米²（J/cm²）

用Ak或ak

表示

§1.1.4冲击韧性29冲击韧性实验Ak=mg(h1-h2)夏比冲击试验机30(播放视频）冲击试验机311.疲劳的概念

许多机械零件，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等零件，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。在交变应力作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作会产生裂纹或突然发生完全断裂，该过程称为金属的疲劳。

§1.1.4疲劳强度322.疲劳破坏的特征及原因特征：在疲劳破坏前，并没有明显的塑性变形，往往具有突发性，容易造成重大损失。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。椐统计，在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏。原因：机械零件之所以产生疲劳断裂，是由于材料表面或内部有缺陷（夹杂、划痕、尖角等）。这些地方的局部应力大于屈服强度，从而产生局部塑性变形而导致开裂，这些微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展，直到最后承载的截面大大减少，以致不能承受所加载荷而突然断裂。333.疲劳强度实验证明，金属材料能承受的交变应力σ与断裂前应力循环次数N有如图所示的规律。由图所知，当σ低于某一值时，曲线与横坐标平行，表示材料可经无限次循环而不断裂，这一应力称疲劳强度或疲劳极限。用σ－1表示光滑试样对称弯曲疲劳强度。一般钢的循环基数取107次，有色金属取108次。34一、钢铁材料的生产过程铁矿石生铁钢锭型材1、生铁的冶炼原料：铁矿石燃料：焦炭熔剂：石灰石设备：高炉2、钢的冶炼原料：生铁、废钢燃料：焦炭熔剂：石灰石；氧化剂，脱氧剂设备：电弧炉

铸铁轧制、挤压、拉拔、锻造等压力加工方法（钢板、型钢、钢管）1.2常用的金属材料§1.2.1非合金钢35炼

铁

36120吨转炉炼钢时的情景37炼铁和炼钢的比较38高炉39高炉结构图40电弧炉41板材的生产42圆钢的生产43管材的生产44H型钢的生产45圆钢钢管46钢板扁钢47角钢槽钢工字钢H型钢48

二．钢的分类与牌号钢非合金钢(碳素钢)低合金钢（<5%）合金钢中合金钢（5~10%）

(按合金元素总量分)

高合金钢（>10%）（1）按含碳量分低碳钢0.0218%<C<0.25%中碳钢0.25%≤C≤0.6%高碳钢0.6%<C<2.11%（2）按质量和用途分碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢易切削结构钢铸钢１、钢的分类49２、钢的牌号及其应用（1）碳素结构钢牌号：Q+屈服强度数值＋质量等级符号＋脱氧方法符号例如：Q235,Q195AF，Q275等。脱氧方法符号：F—沸腾钢b—半镇静钢Z—镇静钢TZ—特殊镇静钢用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。50牌号等级σb/MPa旧标准用途Q195——315～390A1用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件等。Q215A335～410A2用于制造拉杆、套圈、垫圈、渗碳零件以及焊接件等。BC2Q235A375～460A3A、B级用于制造金属结构件、心部强度要求不高的渗碳件或碳氮共渗件、拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓、螺母、套筒、轴以及接件；C、D级用于制造重要的焊接结构件。BB3C——D——Q255A410～510A4用于制造转轴、心轴、吊钩、拉杆、摇杆、楔等强度要求不高的零件。BC4Q275——490～610C5用于制造轴类、链轮、齿轮、吊钩等强度要求高的零件。常用碳素结构钢的牌号用途51（2）优质碳素结构钢牌号：用两位数字表示，该数字表示钢中平均含碳量的万倍。例如：08，20，45，60等。用途：用作各种较重要的机器零件如：齿轮、主轴等。08强度低,塑性好,大多用做薄板、冲压件。52常用优质碳素结构钢的牌号用途钢组牌号热处理类硬度HBS

（≤）用途普通锰含量钢15正火148用于制造受力不大，韧性要求较高的零件、紧固件、冲压件以及不要求热处理的低负荷零件，例如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘等。正火

回火99～143普通锰含量钢20正火156用于制造不经受很大应力而要求很高韧性的机械零件，例如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。还可用于制造表面硬度高而主部有一定强度和韧性的渗碳零件。正火

回火103～15645正火197～241用于制造要求强度较高，韧性中等的零件，通常在调质、正火状态下使用，表面淬火硬度一般在40～50HRC，例如齿轮、齿条、链轮、轴、键、销、压缩机及泵的零件和轴辊等。可代替渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等，但要用超高频淬火或火焰表面淬火。正火

回火156～217

217～255普通锰含量钢60

229～255具有相当高的强度和弹性，但淬火时有产生裂倾向，仅小型零件才能施行淬火，大型零件多采用正火。用于制造轴、弹簧、垫圈、离合器、凸轮等。冷变形时塑性较低。较高锰含量钢20Mn正火197此钢为高锰低碳渗碳钢。可用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰链、拖杆等。此钢焊接性能尚可。65Mn正火229～269此钢的强度较高，淬透性碳素弹簧钢好，脱碳倾向性小，但对过热敏感，容易产生淬火裂纹，并有回火脆性，适于制造螺旋弹簧、板簧、弹簧垫圈、弹簧环和片及冷拔钢丝和发条等。53（3）碳素工具钢牌号：用“T+数字”表示，T表示“碳”，数字表示钢中平均含碳量的千倍。如：T8，T9等。

T8：表示碳的平均含碳量为0.8%的碳素工具钢常用碳素工具钢的牌号、性能和用途牌号性能用途T7具有良好的韧性，但耐磨性不高适于制作切削软材料的刃具和承受冲击负荷的工具，如木工工具、镰刀、凿子等。T8具有较好的韧性和较高的硬度适于制作冲头、剪刀，也可制作木工工具。T10耐磨性较好应用范围较广，适于制作切削条件较差、耐磨性要求较高的金属切削工具，以及冷冲模具和测量工具，如车刀、刨刀、铣刀、搓丝板、拉丝模、刻纹凿子、卡尺和塞规等。T12硬度高、耐磨性好，但是韧性低用于制作不受冲击的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和测量工具，如刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙和千分尺等。T13硬度极高，但韧性低，不能承受冲击载荷只适于制作切削高硬度材料的刃具和加工坚硬岩石的工具，如锉刀、刻刀、拉丝模具、雕刻工具等。54（4）易切削用钢在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性。这类钢可用较高的切削速度和较大的切削深度进行切削加工。主要用在自动机床上加工大批量的零件，如螺钉，螺母等,又称自动机床加工用钢。其牌号如：Y20,表示易切削结构钢，其平均含碳量为0.2%。

55（5）铸造碳钢（简称铸钢）用于浇注成铸件的钢。强度高于各类铸铁，同时具有良好的塑性和韧性，适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车轮、大齿轮等。

牌号：ZG+屈服强度值－抗拉强度值如：ZG230-450。56三．杂质对钢性能的影响（1）硅和锰的影响

有益元素。不但可以溶于F中，产生强化作用，使钢的强度和硬度提高；而且Mn能消除硫对钢的危害。（2）磷的影响

有害元素，使钢产生冷脆性。（3）硫的影响

有害元素，使钢产生热脆性。57钢的质量等级钢按质量分类是根据其有害元素P和S的含量：普通质量钢（0.045%P，0.05%S）优质钢（0.035%P，0.035%S）高级优质钢（0.025%P，0.025%S）碳素结构钢、低合金结构钢的质量等级符号分类也是按其有害元素P和S的含量

A

B

C

D

P、S减少581.为什么要开发合金钢？①非合金钢的不足：淬透性低（碳钢）强度低，屈强比低无特殊性能回火稳定性↑→同一回火温度下，合金钢硬度、强度↑同一回火硬度时，合金钢回火℃↑，韧性↑机械性能高→省料、减重②合金钢的主要优点

一概述具有某些特殊性能

加入铬、锰等合金元素的使钢具有耐高温、耐热、耐磨、不生锈等特殊性能。淬透性好→可制造大型零件§1.2.2

合金钢59与C的亲和力：强

弱2.常见的合金元素TiZrNbVWMo

CrMn

Fe

CoNiCuSiAl弱碳化物形成元素强碳化物形成元素非碳化物形成元素合金元素对基本相的影响：非碳化物形成元素溶入F固溶强化弱碳化物形成元素形成合金渗碳体较硬，耐磨，比Fe3C更稳定强碳化物形成元素形成特殊碳化物高熔点，硬，耐磨，最稳定603、合金钢的分类合金钢合金结构钢合金工具钢特殊性能钢：机器合金结构钢

：工程合金结构钢

：普通低合金结构钢

不锈钢、耐热钢、耐磨钢合金刃具钢：

合金渗碳钢、合金调质钢合金弹簧钢、合金轴承钢合金模具钢

：

合金量具钢：

低合金刃具钢、高合金刃具钢、高速钢冷作模具钢、热作模具钢

塑料模具钢没有专用钢种.61（1）合金结构钢：两位数字+合金元素符号+数字平均含碳量的万分数合金元素含量的百分数（<1.5%不注，1.5-2.5%注2，…）（2）合金工具钢特殊钢一位数字+合金元素符号+数字平均含碳量的千分数（≥1%时不注，高速钢不注）

合金元素含量的百分数<1.5%不注，1.5-2.5%注2，…4、合金钢的牌号例如：

9SiCr,Cr12,5CrMnMo高速钢：W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2例如：60Si2Mn,09Mn2,40Cr等。62（4）特殊用途钢：滚动轴承钢——牌号前加“G”（滚）

（GCr15——含Cr量的千分数）（3）高级优质钢：牌号后加“A”

注意与碳素结构钢的质量等级符号区别！63二、合金结构钢1、普通低合金结构钢

低碳，合金含量小于3%。主加元素为Mn其强化了铁素体，提高了强度；V，Ti等元素使晶粒细化，使韧性提高。

牌号：Q+屈服强度数值＋质量等级符号例如：Q295（09Mn2）,Q345(旧标准：16Mn)，Q390等。在建筑、桥梁、车辆、船舶中广泛应用,以Q345应用最广。船舶桥梁64国家体育场—鸟巢建造鸟巢所用钢材－Q460EZ35652、合金渗碳钢

含碳量为0.1%--0.2%,以保证心部具有足够的韧性；合金含量小于3%。主加元素为Cr、Mn、钛、钒，提高了淬透性，使晶粒细化，耐磨性提高。

主要用于表面要求硬而耐磨，心部具有足够强度和韧性的零件，如：汽车变速箱的齿轮等。变速齿轮常用牌号：20Cr（20）,20CrMnTi,18Cr2Ni4W

淬透性：低中高适用：一般齿轮中载变速齿轮重载重要大齿轮（举例：

机床汽车飞机）663、合金调质钢含碳量为0.25%--0.5%,主加元素为Cr、Mn、Si、Ni等以提高淬透性和强化铁素体。具有良好的综合力学性能广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆等。曲轴

连杆

常用的牌号有:40Cr、40MnB、35CrMo、38CrMoAlA等。674、合金弹簧钢

它具有高的弹性、疲劳强度及冲击韧度。含碳量为0.5%--0.7%,主加元素为Cr、Mn、Si等以提高淬透性和弹性极限。

合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。

拉力弹簧

离合器弹簧

常用钢号：（65、65Mn），55Si2Mn、60Si2Mn

适用：小尺寸的沙发弹簧大尺寸的汽车板簧685、滚动轴承钢

主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等，属专用结构钢。

碳质量分数一般为0.95%--1.10%，以保证其高硬度、高耐磨性和高强度。铬为基本合金元素，铬含量为0.40%--1.65%。高碳低铬。如：GCr15表示铬含量的千倍常用的牌号有:GCr15、GCr15SiMn等。69三、合金工具钢

合金工具钢是制造刃具、量具和模具的钢种。不仅有更高的硬度和耐磨性,还具有更高的红硬性。1.合金刃具钢

用途：主要用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、丝锥、钻头等。

性能：（1）高硬度，60HRC以上（2）高的耐磨性（3）高热硬性（4）足够的塑性和韧性

丝锥铣刀70合金刃具钢的种类及牌号

(1)低合金刃具钢

(2)高速钢

最高工作温度不超过300℃。

①高碳：碳质量分数为0.9%--1.1%，以保证高硬度和高耐磨性。

②Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬透性，Si还能提高钢的回火稳定性；

W、V能提高硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持细小的晶粒。

高速钢是高合金刃具钢，具有很高的热硬性，高速切削中刃部温度达600℃时，其硬度无明显下降。

①高碳：碳质量分数在0.70%以上，最高可达1.5%左右；

②加入Cr、W、Mo、V等合金元素：

Cr提高淬透性。

W、Mo保证高的热硬性。

V提高耐磨性，细化晶粒。

（如：9SiCr、9Mn2V）（如：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2

）712.合金量具钢

用途：量具钢用于制造各种测量工具，如卡尺、千分尺、块规。性能要求：(1)高硬度（大于56HRC）和高耐磨性；

(2)高尺寸稳定性，在存放和使用过程中，尺寸不发生变化。螺纹规

游标卡尺千分尺72量具用钢的选用举例

量具种类钢的牌号平样板或卡板10、20或50、55、60、60Mn、65Mn一般量规、卡规与块规T8A、T10A、T12A高精度量规、卡规与块规9SiCr、CrWMn(低变形钢)高精度且形状复杂的量规与块规9SiCr、CrWMn、GCr15抗蚀量具4Cr13、7Cr17、9Cr18(不锈钢)733.合金模具钢合金模具钢按其用途分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。

冷作模具钢

用途：冷作模具用于制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等，工作温度不超过200℃～300℃。性能要求：①高硬度，58～62HRC;②高耐磨性;③足够的韧性和疲劳强度常用牌号：GCr15（或T10）——尺寸小、形状简单的模具

9SiCr,9Mn2V,CrWMn——形状复杂模具

Cr12,Cr12MoV——大型复杂模具

74热作模具钢

用途：热作模具钢用于制造各种热锻模、热压模、热挤压模和压铸模等，工作时型腔表面温度可达600℃以上。性能要求：①高硬度，40～44HRC;②高耐磨性;③高温时有足够的韧性和疲劳强度

常用牌号：5CrNiMo——中小型热锻模

5CrMnMo——中大型热锻模

3Cr2W8V——压铸模热锻模75塑料模具钢

用途：在低温加热状态，将细粉或颗粒状塑料压制成型。工作温度不超过200℃。如：3Cr2Mo、3Cr2NiMo等性能要求：①在200℃时具有足够的强度和韧性;②较高的耐磨性和耐蚀性;③良好的加工性、抛光性、焊接性及热处理性能。76四、特殊性能钢

特殊性能钢是指具有特殊物理和化学性能的一种高合金钢。它主要包括不锈钢、耐磨钢、耐热钢等。1.不锈钢

能抵抗大气、酸、碱或其它介质腐蚀的钢。

不锈钢在石油化工、国防工业和一些尖端科学技术及日常生活中都得到广泛应用，例如化工装置中的各种管道、阀门和泵，医疗手术器械，防锈刃具和量具等。

根据不锈钢室温下组织的不同,常用的不锈钢可分三种:马氏体型不锈钢

铁素体型不锈钢

奥氏体型不锈钢

77马氏体型不锈钢

如：10Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13

不锈钢船用螺旋桨不锈钢剪刀

含碳为0.1%--0.4%,含铬为12%--13%.主要用于力学性能要求较高,耐蚀性要求较低的零件.如医用手术器械、量具、刀剪、不锈钢轴承及弹簧等。78不锈钢刀剪材料介绍(1)5Cr15MoV、7Cr17MoV、8Cr13MoV

高碳高合金马氏体不锈钢材料，其锋利的持久性、防锈性和韧性都很高，国外刀具厂家大量用做高档刀剪产品。(2)3Cr13、4Cr13MoV

中档刀具材料(3)三合钢

外层侧面采用耐蚀性优良的低碳不锈钢、中间芯部材料则是高碳合金钢，通过热处理淬火后，外层由于采用的是低碳不锈钢材料，硬度值较低，修磨起来比较省力，也比较方便。用三合钢做的刀，由于有复合层保护，故不易崩口、卷刃，中间芯部的高碳合金钢使刀具具有高硬度。用三合钢做的菜刀，锋利易磨且不易生锈，价格比前两种材料也更便宜。79瑞士军刀传奇品质

始创于1884，随着不锈钢生产技术的进步，1921维氏开始采用不锈钢生产刀具，在公司的商标中又添加了法语Inoxydable(意为不生锈的)，后来又缩略为Inoxyd，最后和公司的名称合拼为VICTORINOX。80铁素体型不锈钢

这类钢的铬质量分数为17%～30%，碳质量分数低于0.15%.主要用作耐蚀性要求很高而强度要求不高的构件，例如容器和管道等。

奥氏体型不锈钢

这类不锈钢属铬镍不锈钢,碳含量很低（约0.1%），耐蚀性很好，但切削加工性较差。

如：10Cr17、10Crl7Mo等如：12Cr17Mn6Ni5N(201)、06Cr19Ni10(304)、06Cr17Ni12Mo2

(316)

等81常用不锈钢的牌号用途牌号国标牌号用途30406Cr19Ni10是一种通用型不锈钢，广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。30112Cr17Ni7在形变时呈现出明显的加工硬化现象，用于要求较高强度的各种场合。30212Cr18Ni9是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。303303SeY12Cr18Ni9Y12Cr18Ni9Se分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。30538410Cr18Ni12不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。30931031433006Cr23Ni1306Cr25Ni20镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。30S5和310S是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性．31631706Cr17Ni12Mo206Cr19Ni13Mo3含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢有变种，包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。32134734806Cr18Ni11Ti分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。常用不锈钢的鉴别822.耐热钢高温阀门

锅炉钢的耐热性包括高温抗氧化性和高温强度两方面的综合性能。常用耐热钢的牌号主要有：15CrMo主要用于300～

500℃条件工作的锅炉、石油热裂装置；4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo用于制造高温阀门，又称为阀门钢；12Cr13、06Cr18Ni11Ti既是不锈钢又是良好的热强钢，可用来制

造高压锅炉的过热器、化工高压反应器等。833.耐磨钢

（就是高锰钢如:ZGMn13—铸钢）

履带

铁轨分道叉

破碎机颚板挖掘机斗齿高锰钢不能采用压力加工和切削加工成形，通常都是直接铸造成零件，经淬火后使用。主要用于严重摩擦和强烈撞击条件下工作的零件。如：84

引言:1.何为铸铁？

铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。

用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。

箱体启动阀§1.2.3铸铁852.铸铁分几类？（1）根据碳在铸铁中存在形式不同，可分三大类：①白口铸铁②灰口铸铁③麻口铸铁C的存在形式：渗碳体(Fe3C)，断口为白色。性能硬而脆，难以切削加工。主要用作炼钢原料，高耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。C的存在形式：石墨，断口为灰黑色。

C的存在形式：石墨+渗碳体，断口为黑白色。灰口铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。性能：脆性大，很少使用。白口铸铁与灰口铸铁断口比较86（2）根据石墨在铸铁中存在的形态，铸铁又可分为：①

灰铸铁：石墨呈片状②可锻铸铁：石墨呈团絮状④蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状③球墨铸铁：石墨呈球状87一灰铸铁１.灰铸铁的组织

灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三种基本组织。F+片状石墨（F+P）+片状石墨P+片状石墨882.灰铸铁的牌号HT+三位数字，数字表示最低抗拉强度。3.灰铸铁的热处理如：HT150，HT200，HT250

热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形态和分布，对提高性能效果不大。其常用的热处理的方法为：（1）去应力退火：消除内应力（2）高温退火：消除白口组织（3）表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。89

由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。4.灰铸铁的性能与应用

灰铸铁的抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛用作承受压力载荷的零件和结构，如机座、机床床身、滑动轴承等。减速器外壳

灰铸铁毛坯

此外，灰铸铁具有非常优良的铸造性能和减振性能。90常用灰铸铁的牌号与用途HT200——表示灰铸铁，σb≥200N/mm2

（壁厚增加，强度降低）性能指标抗拉强度σb(N/mm2)

延伸率δ(%)冲击韧性αk(J/cm2)

硬度(HBS)铸钢灰铸铁400~650100~35010~250~0.520~600~5160~230148~298牌号基体组织用途HT100铁素体低负荷和不重要的零件，如手柄、盖板、重锤等。HT150铁素体+珠光体受中等负荷的零件，如机座、支架、箱体、带轮等。HT200珠光体受较大负荷的重要零件，如汽缸、床身、活塞、中等压力阀体、齿轮箱、飞轮等。灰铸铁与铸钢机械性能的比较91二可锻铸铁１.生产方法

先浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。２.可锻铸铁的组织可锻铸铁有珠光体和铁素体两种基体。

92３.可锻铸铁的牌号４.可锻铸铁的性能及应用

可锻铸铁有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻。

铁素体可锻铸铁以“KT”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。

如：KT350-10、KTZ600-3可锻铸铁的牌号和机械性能

93三球墨铸铁１.生产方法

在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂获得球状石墨，从而得到球墨铸铁.２.球墨铸铁的组织94３.球墨铸铁的牌号用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。QT420-10、QT600-2、QT800-2如:

4.球墨铸铁的应用

具有与钢相近的力学性能，可代替钢和合金钢使用。球墨铸铁管道接口

球墨铸铁曲轴

95性能指标抗拉强度σb(N/mm2)屈服强度σs(N/mm2)延伸率δ(%)

硬度(HBS)45钢（正火）珠光体球铁（正火）690815410640263＜229229~321常用球墨铸铁的牌号与用途QT500-7——表示球墨铸铁，σb≥500N/mm2,δ≥7%牌号基体组织用途QT450-10铁素体农机具零件、中低压阀门、输气管道QT600-3铁素体+珠光体负荷大、受力复杂的零件，如汽车、拖拉机曲轴，连杆，凸轮轴，蜗杆、蜗轮，轧钢机轧辊、大齿轮。QT700-2珠光体QT800-2珠光体高强度齿轮钢与球墨铸铁机械性能比较96四蠕墨铸铁

１.生产方法

在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。

２.蠕墨铸铁的组织

蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈蠕虫状。97性能：蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。

３.蠕墨铸铁的牌号、性能和应用

牌号：蠕墨铸铁以“RuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度。

如：RuT300、RuT420

应用：蠕墨铸铁已成功应用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。

排气管

进气管

98五.特殊性能铸铁

在铸铁中加入某些合金元素，可以得到具有各种特殊性能的合金铸铁。

1.耐磨铸铁（加铬）2.耐热铸铁

（加Al、Si、Cr

）扇形扩散器高温托架衬板弯管99一、非铁金属材料除钢、铸铁外的其他金属的总称。1.铝及铝合金

①纯铝

具有银白色金属光泽，面心立心晶格，密度为2.72g/cm3,熔点为660℃。具有良好的塑性、导电性、导热性和耐腐蚀能力。纯铝强度低，σb＝80~100MPa能承受各种冷、热加工处理代表牌号主要有：1070A(L1)、1060(L2)、1050A(L3)、1035

(L4)、1200(L5)

等，编号越大，纯度越低(旧牌号)。工业中常用于配制铝合金或制作强度要求不高但具有导热、耐大气腐蚀的器皿，如热交换器、散热器等。§1.2.4非铁金属材料100铝材的生产101铝锭厚铝板102②铝合金

在纯铝中加入适量的铜、硅、锰、镁、锌等元素形成合金，并经冷变形处理和热处理后可获得良好的力学性能。分为变形铝合金和铸造铝合金两大类．常用的变形铝合金防锈铝具有很好的耐蚀性，但不能进行热处理强化。常用的牌号有5A05(LF5)、5A06(LF6)、5A12(LF12)等，用于焊接油箱、油管、焊条、铆钉等。硬铝强度较高，耐蚀性较差。常用的牌号有2A01(LY1)、2A11(LY11)、2A12(LY12)等，用于中、高等强度结构件。超硬铝强度高，耐蚀性差。常用的牌号有7A04(LC4)、7A09(LC9)等，用于受力构件，如飞机大梁、起落架等。锻铝强度与硬铝相当，有良好的锻造性能，常用的牌号有2A50(LD5)、2A14(LD10)、6063(

LD31)等。主要用于形状复杂的锻件。103各种铝型材104铝合金门框型材材质：6063、6061105常用的铸造铝合金铝硅合金具有良好的铸造性能，密度小，常用于制造要求重量轻、形状复杂的工件。常用的牌号有ＺＡlSi12（简单硅铝明）铝铜合金具有较高的耐热性，适于内燃机气缸头、活塞等在较高温度下工作的工件。铝镁合金具有较高的耐蚀性，适于舰船配件等在大气或海水中工作的工件。铝锌合金铸造性能好，强度高，适于制造汽车、飞机上形状复杂的工件。106铝铸件107牌号格式为：XXXX第1位是数字，用以区分组别第2位数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况.如果第2位为0,则表示其杂质极限含量无特殊控制;如果是1-9,则表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制.后两位用于区分同一组别系列内的材料牌号，没有特殊意义注：第一位为1时，则最后两位表示铝的纯度为：99.XX%纯铝及铝合金组别牌号系列组别1XXX纯铝（铝含量不小于99.00%）2XXX以铜为主要合金元素的铝合金3XXX以锰为主要合金元素的铝合金4XXX以硅为主要合金元素的铝合金5XXX以镁为主要合金元素的铝合金6XXX以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金7XXX以锌为主要合金元素的铝合金8XXX以其他合金元素为主要合金元素的铝合金9XXX备用合金组③纯铝及变形铝合金的牌号108常用纯铝及变形铝合金的牌号及用途牌号旧牌号用途1050AL3食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉1060L2要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途5A05LF5焊接结构件，飞机蒙皮骨架5A06LF6焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件2A11LY11飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉2A12LY12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件7A04LC4飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等2A50LD5形状复杂的中等强度零件6061

LD30要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、型材、板材6063LD31建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料109代号格式为：ZLXXX如：ZL101、ZL201ZL表示铸铝第一个数字表示不同类的铝合金

1—铝硅合金

2—铝铜合金

3—铝镁合金

4—铝锌合金后面两位数字表示同类铝合金的不同代号。④铸铝的代号110铸造铝合金的主要代号及用途类别代号用途铝硅合金ZL101形状复杂的零件，如飞机、仪器零件、抽水机壳体ZL104形状复杂工作温度为200℃以下的零件，如电动机壳体、气缸体ZL105形状复杂工作温度为250℃以下的零件，如风冷发动机的气缸头、机匣、油泵壳体ZL107强度和硬度较高的零件ZL110活塞及高温下工作的其它零件铝铜合金

ZL201砂型铸造工作温度为175～300℃的零件，如内燃机气缸头、活塞ZL203中等载荷、形状比较简单的零件铝镁合金ZL301大气或海水中工作的零件，承受冲击载荷，外形不太复杂的零件，如舰船配件、氨用泵体等ZL303铝锌合金ZL401结构形状复杂的汽车、飞机、仪器零件，也可制造日用品ZL4021112.铜及铜合金

①工业纯铜

铜是工业上极为重要的有色金属材料之一，其熔点比铁低。

又称紫铜，面心立心晶格，密度为8.96g/cm3,熔点为1083℃具有优良的导电性和导热性具有良好的塑性，易于热压和冷压加工。在大气和淡水中具有良好的耐腐蚀性．自然杀菌功效

纯铜的强度不高（σb

＝200~240MPa），硬度较低，不宜作结构材料。

主要用作导线、铜管等，常用牌号有T1、T2

、T3三种

，数字越大，纯度越低。112②铜合金

按化学成份分，可分为黄铜、青铜、白铜三大类黄铜是铜与锌的合金，分为加工黄铜和铸造黄铜。常用加工黄铜的牌号有H68、H70、H80等，主要用作弹壳、管件和精密仪器等。铜的质量百分数黄铜球阀

黄铜管件弹壳

113白铜是铜与镍的合金。青铜是除了黄铜和白铜外的其他所有铜基合金

(1)锡青铜以锡为主加元素的铜合金，耐磨、耐蚀性好，常用于耐磨、耐蚀工件。常用牌号：QSn4-3其它合金元素的质量百分数锡的质量百分数青铜铸件锡青铜基无油轴承114(２)铍青铜以铍为主加元素，常用于制造弹性元件、耐磨零件，如弹簧、轴承、垫圈等。常用牌号：QBe2.(３)铝青铜以铝为主加元素，耐磨、耐蚀性好，价格便宜。常用于制造耐磨、耐蚀工件，如齿轮、轴套、蜗轮等。常用牌号：QAl9-4.铍的质量百分数铍青铜冲压件铝的质量百分数铁的质量百分数115常用加工铜合金的牌号与用途种类牌号用途普通黄铜H96用于冷凝器管、散热器、散热片及导电零件。H80用于薄壁管、波纹管等。H70用于机械和电器零件等。H68用于复杂的冷冲件、深冲件、散热器外壳等H65用于小五金、小弹簧、螺钉和机器零件等H62用于铆钉、销钉、导管、螺母等锡青铜QSn4-3耐蚀耐磨件、抗磁元件及弹簧等。QSn4-4-2.5承受摩擦的零件，如轴套、轴承、圆盘等。QSn6.5-0.1弹簧接触片，精密仪器中的耐磨、抗磁件。QSn6.5-0.4用于造纸铜网、弹簧、耐磨零件等。QSn7-0.2用于承受摩擦的工件，如轴承蜗轮及弹簧等。铝青铜QAI5用于耐腐蚀弹性元件。QAI9-2在250℃以下蒸汽中工作的管配件。QAI9-4用于轴承、齿轮、阀座、船舶零件及电器元件。QAI7用于齿轮、摩擦轮、蜗轮传动机构等。QAI10-3-1.5用于高温下工作的耐磨件，如轴承、齿轮、飞轮等。铍青铜Qbe1.7用于重要弹簧、精密仪表的敏感元件等。Qbe2用于重要弹性元件，高速、高温工作条件下的轴承。116组别

牌号化学成分w／%机械性能用

途SnAlPb其它

Cu铸造方法

sb／MPad／%HB

锡青铜ZQSn109.0～

11.0

余量

SJ2002503108090水管附件、轴承ZQSn10-29.0～

11.0

Zn1.5～3.5余量

SJ2002501067080阀门、泵体、齿轮等载荷零件

ZQSn6-6-35.0～

7.0

2.0～

4.0Zn5.0～7.0余量

S

J

1802008106065中速中载轴承、螺母等耐磨零件，水管配件铝青铜ZQAl10-3-15

9.0～

11.0

Fe2.0～4.0Mn1.0～2.0余量

S

J

4505001020110120较高载荷的轴承、轴套和齿轮ZQAl9-4

8.0～

10.0

Fe2.0～4.0余量

SJ4004501012100110压下螺母、轴套铅青铜ZQPb30

27.0～33.0

余量SJ－60－4－25高速高压下工作的航空发动机及高速柴油机的轴承ZQPb12-8

11.0～13.0Sn7.0～9.0余量SJ150200636065冷轧机轴承ZQPb10-10

8.0～11.0Sn8.0～11.0余量SJ150200356570中等载荷的轴承、轴套以及双金属属耐磨零件、耐酸铸件常用铸造青铜的牌号、成分、机械性能及用途117①

工业纯钛的基本性质纯钛是灰白色金属，密度小（4.507g/cm3），熔点高(1688℃)纯钛的强度低，比强度高，塑性、低温韧性好，具有良好的加工工艺性能，切削加工性能与不锈钢接近。纯钛（及钛合金）耐蚀性好，远优于不锈钢纯钛的性能受杂质影响很大，少量杂质即可显著提高其强度。纯钛主要用于350℃以下的工件，强度要求不高的零件，如石油工业用的热交换器、反应器、海水净化装置及舰船零部件。牌号有：TA1、TA2、TA3，编号越大，纯度越低。

3.钛及钛合金（选讲）118

纯钛加入合金元素形成钛合金。几乎所有钛合金中都含有铝，因为铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度。钛合金可分为α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金3类。②

钛合金α型钛合金

强度低于其他两类钛合金，但高温强度低温韧性及耐蚀性优越。常用的牌号有TA5、TA7等，以TA7最为常用。

主要用于制造飞机压气叶片、导弹的燃气罐、超音速飞机的涡轮机匣及飞船上的高压低温容器等。119β型钛合金这类合金的强度高，但冶炼工艺复杂，应用受到限制。

β型钛合金有TB2、TB3、TB4三个牌号，主要用于350℃以下工作的结构件和紧固件，如飞机叶片、轴、弹簧、轮盘等。α+β型钛合金兼具α型钛合金和β型钛合金的优点，强度高，塑性好，具有优良的热强性、耐蚀性和低温韧性。α+β型钛合金共有9个牌号，其中以TC4应用最广用量最大，主要用于制造400℃以下的飞机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船壳体等。1204.

轴承合金

用来制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。①锡基轴承合金又称锡基巴氏合金，是Sn-Sb-Cu系合金。由美国人巴比特发明而得名。因其呈白色，又称白合金。摩擦系数小，具有良好的塑性、耐腐蚀性及导热性适用于制造重要轴承，如汽轮机、内燃机、涡轮机中的高速轴承。

汽轮机推力联合轴承121又称铅基巴氏合金，是Pb-Sb-Sn-Cu系合金。性能略低于锡基轴承合金，但由于价格便宜，故常用作低速、低载荷的轴瓦材料一般工作温度不超过120℃②铅基轴承合金铅基巴氏合金轴瓦122二、硬质合金1.组成用高硬度、高熔点的金属碳化物和金属粘结剂(如Co、Ni、Mo等)，经过高压成形，并在1500℃左右的高温下烧结而成的粉末治金材料。2.性能硬质合金的硬度高达89—95HRA，耐磨性很好，耐热性可达800—1000℃缺点是抗弯强度低、脆性大、怕振动、怕冲击、制造工艺性差。1233.硬质合金的分类、牌号钨钴类硬质合金(YG/K)钨钛钴类硬质合金(YT/P)钨钽(铌)钴类硬质合金(YA)钨钛钽(铌)钴类硬类硬质合金(YW/M)碳化钛基硬质合金(YN)4.硬质合金的应用主要用于制造高速切削刀具124机械工程材料分类小结金属钢铁铸铁——

钢白口铸铁、灰口铸铁(灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁)非合金钢—（碳钢）碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、易切削钢、铸钢合金钢合金结构钢低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢合金工具钢合金刃具钢高速钢合金模具钢合金量具钢特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢非铁金属——

铜、铝、钛、锌、…，轴承合金，硬质合金序号零件名称性能要求材料牌号热处理工艺1箱盖2铭牌3钻头4工作台5底座6螺栓7齿条8手柄杆底座螺栓工作台钻头铭牌箱盖齿条手柄杆工作任务：请确定以下台钻零件的材料牌号。126

塑料是高分子合成材料，以合成树脂为基础，加入添加剂制成。1.塑料的组成合成树脂塑料的主要组成部分，决定塑料的基本特性。添加剂主要有填充剂（如石棉纤维、玻璃纤维）、增塑剂、固化剂、稳定剂(防老化剂)、润滑剂，用来提高塑料的强度、可塑性和防止过早老化等。1.3常用的非金属材料§1.3.1塑料1272.塑料的特性密度小，仅为钢铁的1/8~1/4．耐腐蚀一般能耐酸、碱的腐蚀，聚四氟乙烯能耐王水的腐蚀。绝缘性能好良好的减摩性和耐磨性强度和刚度低，耐热性差，大多数塑料只能在100℃以下使用易老化，易燃烧改性塑料聚四氟乙烯管128

①按使用范围分

通用塑料产量大、价格低、用途广，占塑料总产量的3/4以上。大多用于生活用品，包装材料，以及要求不高的工程制品。主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等

工程塑料具有较高的强度、刚度、韧性、耐热和耐蚀性，绝缘性较好。主要用在机械设备和工程结构中作结构材料。常见品种主要有ABS塑料、酚醛塑料（PF）、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、有机玻璃(PMMA)、环氧塑料(EP)

3.塑料的分类129

②按树脂热性能分

热塑性塑料受热时软化冷却后硬化的过程能反复进行。对于这类塑料，在加工过程中产生的边角料及废品可以回收掺入原料中使用属于热塑性塑料的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、聚酰胺（尼龙）、聚碳酸酯(PC)、ABS等.聚丙烯盒基体为聚碳酸酯尼龙件130聚氯乙烯排水管聚乙烯药用塑料瓶有机玻璃板饮料瓶PET吹塑成型ABS塑料安全帽聚苯乙烯发泡饭盒131热固性塑料受热时软化冷却后硬化的过程不能反复进行。属于热固性塑料的有酚醛、环氧、氨基塑料、有机硅塑料等。酚醛脚轮环氧塑料绝缘撑条有机硅绝缘子132工程材料常识:常用塑料种类及用途

ABS：聚苯-丁二烯-丙烯腈共聚物，俗名工程塑料，可做齿轮、轴承、仪表盘壳、冰箱衬里及各种容器、管道，也可作小车车身及挡泥板、扶手等。PVC：俗名聚氯乙烯，可做供水管道、家用管道、薄膜、雨衣、商用机器壳体、医疗器械等。它适于挤出成型。POM：聚甲醛，俗名赛钢，是塑料中力学性能最接近金属材料的品种之一，且尺寸稳定性好、耐水、耐油、耐化学药品及耐磨。其制品80%以上用于代替铜、锌、锡、铝等有色金属，用于制作齿轮、轴承等。PE

高压聚乙烯：薄膜、软管、塑料瓶低压聚乙烯：化工设备、管道等。PET聚对苯二甲酸乙二醇脂，常用作薄膜片材，高透明、环保无毒，坚硬和韧性都要比PE强，用于各类食品、药品、无毒无菌的包装材料；包装瓶：碳酸气饮料、啤酒瓶、食用油瓶、调味品瓶、药品瓶、化妆品瓶等。PTFE聚四氟乙烯（塑料王）主要用于减摩密封零件、电气设备、腐蚀介质过滤器等。133PA：俗名尼龙无毒、质轻、具有优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度，主要做合成纤维并可作为医用缝线。PMMA：有机玻璃（俗称亚加力Acrylic）塑料中有五种透明材料，而PMMA是其中一种透明度最高，工件切割时有醋酸味，加工变形容易，用开水浸泡能整形变弯。缺点：表面易划伤，硬度偏低，弯曲时容易龟裂，价格比ABS高20%以上。可用作仪器设备的防护罩、灯罩等。EP：环氧塑料塑料模具、精密量具、飞机漆、罐头涂料、