第一章　常用工程材料

第一章常用工程材料25目录26§1-1金属材料的力学性能指标§1-2铁碳合金§1-3钢的热处理§1-4有色金属§1-5硬质合金与滑动轴承合金§1-6非金属材料§1-1金属材料的力学性能指标27金属材料的力学性能是指金属材料抵抗外力与变形所呈现的性能。常用的力学性能指标主要有强度、塑性、刚度、硬度、韧性与冲击韧性等。一、强度金属材料在载荷作用下抵抗变形或断裂的能力称为强度。281．抗拉强度抗拉强度是指金属材料在拉伸过程中抵抗断裂的能力。2．抗压强度抗压强度是指金属材料在承受压力过程中抵抗变形和破坏的能力。3．抗剪强度抗剪强度是指金属材料抵抗剪切载荷作用而不失效的能力。4．抗扭强度抗扭强度是指金属材料抵抗扭转变形和破坏的能力。295．抗弯强度抗弯强度是指金属材料抵抗弯曲变形和破坏的能力。6．屈服强度屈服强度是指金属材料抵抗微量塑性变形的能力。7．疲劳强度交变载荷是指载荷的大小、方向随时间发生周期性变化的载荷。疲劳强度是指金属材料抵抗交变载荷作用而不发生破坏的能力。30二、塑性金属材料受到载荷作用而产生的几何形状和尺寸的变化称为变形。变形分为弹性变形和塑性变形。随载荷的存在而产生、随载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。载荷去除后仍不能恢复的变形称为塑性变形。金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力称为塑性。31三、刚度金属材料在载荷作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。四、硬度金属材料抵抗硬的物体压入其表面的能力称为硬度。硬度越高，金属材料的耐磨性越好。根据测量方法不同，常用的硬度测量指标有HBW（布氏硬度）和HRC（洛氏硬度）。32五、韧性与冲击韧性韧性是指金属材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。它反映了金属材料在受力（静载荷、动载荷）时抵抗断裂的综合能力。金属材料抵抗冲击载荷作用而不发生破坏的能力称为冲击韧性。33§1-2铁碳合金34一、非合金钢非合金钢又称碳素钢，是指除了含有碳元素，还含有少量合金元素和杂质的钢，但非合金钢在冶炼时不特意加入合金元素。常用的非合金钢主要有碳素结构钢、优质碳素结构钢、优质碳素弹簧钢、碳素工具钢和铸造碳钢等。下面介绍碳素结构钢、优质碳素结构钢和铸造碳钢。351．碳素结构钢碳素结构钢是用于建筑、桥梁、船舶、车辆及其他结构，必须有一定强度，必要时要求耐冲击能力和焊接性能良好的非合金钢。碳素结构钢的杂质较多，碳含量较低，焊接性好，塑性、韧性好，冶炼容易，价格低，产量大，在性能上能满足建筑、桥梁等工程构件和一些受力不大的机械零件的要求，是工程中应用普遍的钢种。碳素结构钢的牌号以“Q”＋屈服强度值命名，Q代表屈服强度，屈服强度值的单位为MPa。36常用碳素结构钢的牌号、等级、特性和用途见下表。37常用碳素结构钢的牌号、等级、特性和用途2．优质碳素结构钢优质碳素结构钢是指硫、磷及其他非金属夹杂物含量较低的碳素结构钢。优质碳素结构钢的碳含量一般小于0.7%，使用前一般都要经过热处理来改善力学性能，常用于制造机械零件。一般情况下，优质碳素结构钢的牌号用两位阿拉伯数字表示，该数字为碳名义含量（以万分之几计）。常用优质碳素结构钢的牌号、特性和用途见下表

。38常用优质碳素结构钢的牌号、特性和用途39常用优质碳素结构钢的牌号、特性和用途403．铸造碳钢铸造碳钢是一种通过铸造工艺生产零件的非合金钢，简称铸钢，其碳含量一般为0.20%～0.60%。铸造碳钢具有较高的强度、良好的塑性和韧性，生产成本较低，主要用来制造形状复杂、力学性能要求较高的零件。铸造碳钢的牌号以“ZG”＋屈服强度最低值＋“－”＋抗拉强度最低值命名，ZG表示铸造碳钢，屈服强度最低值和抗拉强度最低值的单位为MPa。铸造碳钢的牌号、特性和用途见下表。41铸造碳钢的牌号、特性和用途42二、低合金钢低合金钢是指在碳素结构钢的基础上加入了少量合金元素而得到的钢。按照GB/T13304.1—2008的规定，低合金钢中至少应有一种合金元素的含量在界限范围内，合金元素总含量不超过5%。由于合金元素的强化作用，低合金钢的强度比碳含量相同的碳素结构钢高，并且具有良好的塑性、韧性、耐腐蚀性和焊接性，广泛用于制造工程构件。低合金钢的种类很多，其中低合金高强度结构钢最常用。低合金高强度结构钢是指用于建筑、桥梁、船舶、车辆、压力容器及其他结构，碳含量一般不大于0.20%，合金元素含量总和一般不大于2.5%，屈服强度不小于295MPa，具有较好的冲击韧性和焊接性的低合金钢。43低合金高强度结构钢牌号的表示方法与碳素结构钢相同，以“Q”＋屈服强度值命名，Q代表屈服强度，屈服强度值的单位为MPa。常用低合金高强度结构钢的牌号、特性和用途见下表。44常用低合金高强度结构钢的牌号、特性和用途45常用低合金高强度结构钢的牌号、特性和用途三、合金结构钢合金钢是在非合金钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。按照GB/T13304.1—2008的规定，合金钢至少应有一种合金元素含量大于等于规定的界限值。合金钢的合金元素含量较高，按用途不同分为合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢和特殊性能合金钢等。合金结构钢是合金钢中应用最广泛的钢材之一，它是在优质碳素结构钢的基础上适当加入一种或几种合金元素而制成的。46合金结构钢的牌号主要由两部分组成。第一部分：以两位阿拉伯数字表示碳平均含量（以万分之几计）。第二部分：以化学元素符号和阿拉伯数字表示合金元素的含量。具体表示方法如下：平均含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；平均含量为1.50%～2.49%、2.50%～3.49%、3.50%～4.49%、4.50%～5.49%等时，在合金元素后相应写成2、3、4、5等。47合金结构钢牌号的标记示例如下：481．合金渗碳钢合金渗碳钢是指通常在渗碳后淬火＋低温回火后使用的合金结构钢，其碳含量为0.12%～0.25%，属于低碳合金钢。低碳含量可使零件心部具有足够的塑性和韧性。合金渗碳钢加入的合金元素可以提高钢的淬透性，使零件在热处理后表层和心部均得到强化。合金渗碳钢具有高的表面硬度和耐磨性，心部具有足够的强度和韧性，常用于制造既要有优良的耐磨性和耐疲劳性，又能承受冲击载荷的零件。合金渗碳钢的类别、特性、常用牌号和用途见下表。4950合金渗碳钢的类别、特性、常用牌号和用途2．合金调质钢合金调质钢是指通常经调质后使用的合金结构钢，其碳含量为0.25%～0.50%，属于中碳合金钢。合金调质钢的类别、特性、常用牌号和用途见下表

。51合金调质钢的类别、特性、常用牌号和用途52合金调质钢的类别、特性、常用牌号和用途四、弹簧钢弹簧钢是指具有弹性且用于制造弹簧或弹性元件的钢，主要有优质碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类。优质碳素弹簧钢属于非合金钢，合金弹簧钢属于合金结构钢。1．优质碳素弹簧钢优质碳素弹簧钢是部分碳含量较高的优质碳素结构钢，其牌号表示方法与优质碳素结构钢相同。常用优质碳素弹簧钢的牌号、特性和用途见下表。5354常用优质碳素弹簧钢的牌号、特性和用途2．合金弹簧钢合金弹簧钢是部分碳含量较高的合金结构钢，其碳含量一般为0.40%～0.60%，常加入锰（Mn）、硅（Si）、铬（Cr）、钒（V）、硼（B）等合金元素，其牌号表示方法与合金结构钢相同。常用合金弹簧钢的牌号、特性和用途见下表。55常用合金弹簧钢的牌号、特性和用途五、工具钢1．碳素工具钢碳素工具钢是指不添加合金元素，用于制造一般小型工具的钢，碳含量为0.65%～1.35%。碳素工具钢的牌号以“T”＋碳名义含量命名，T表示碳素工具钢，碳名义含量以千分之几计。较高锰含量碳素工具钢在符号后面加锰元素符号Mn。常用碳素工具钢的牌号、特性和用途见下表。5657常用碳素工具钢的牌号、特性和用途2．合金工具钢最常用的合金工具钢按用途不同可分为量具刃具用合金钢、耐冲击工具用合金钢、冷作模具用合金钢、热作模具用合金钢、塑料模具用合金钢等类型，其中量具刃具用合金钢最常用。58合金工具钢牌号通常由两部分组成：第一部分：碳含量。碳平均含量小于1.00%时，采用一位数字表示碳名义含量（以千分之几计）；碳平均含量大于等于1.00%时，不标注碳含量。第二部分：合金元素含量，表示方法同合金结构钢第二部分。低铬（平均铬含量小于1.00%）合金工具钢在铬名义含量（以千分之几计）前加数字“0”。59合金工具钢牌号的标记示例如下：60常用量具刃具用合金钢的牌号、特性和用途见下表。61常用量具刃具用合金钢的牌号、特性和用途3．高速工具钢高速工具钢简称高速钢，俗称锋钢，是一种适用于制造高速切削刀具的高碳高合金钢。它最突出的特点如下：当刀头温度高达600℃左右时，硬度仍无明显下降，能以比量具刃具用合金钢更高的速度进行切削。高速工具钢主要用于制造金属切削刀具，也可用于制造冷作模具、高温弹簧、高温轴承等。62高速工具钢牌号的表示方法与合金结构钢相同，但在牌号头部不标明表示碳含量的阿拉伯数字。为了区别牌号，在牌号头部可以加“C”表示高碳高速工具钢。常用高速工具钢的牌号、特性和用途见下表。63常用高速工具钢的牌号、特性和用途64常用高速工具钢的牌号、特性和用途六、不锈钢不锈钢是指在空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质中不生锈的合金钢，属于特殊性能合金钢，其铬含量至少为10.5%，碳含量不大于1.2%。1．不锈钢的分类奥氏体不锈钢是指基体以奥氏体组织为主的不锈钢。奥氏体不锈钢具有很好的耐腐蚀性、耐热性、塑性和韧性，适宜冷成型加工，且焊接性良好，但强度较低。此外，它无磁性，故可用于制造抗磁零件。因此，奥氏体不锈钢广泛应用于在强腐蚀介质中工作的化工设备、抗磁仪表和管道等。65（2）铁素体不锈钢铁素体不锈钢是指基体以铁素体组织为主的不锈钢。铁素体不锈钢的耐酸性强，具有良好的抗高温氧化性和塑性，在空气中的腐蚀性、焊接性优于马氏体不锈钢，但其强度较低。（3）奥氏体

－

铁素体不锈钢奥氏体

－

铁素体不锈钢是指基体兼有奥氏体和铁素体两相组织（其中较少相的含量至少为25%）的不锈钢。66（4）马氏体不锈钢马氏体不锈钢是指基体以马氏体组织为主的不锈钢。马氏体不锈钢的碳含量较高，故具有较高的强度和耐磨性，但塑性和焊接性较差。马氏体不锈钢在空气、蒸汽等介质中耐腐蚀，在酸、碱介质中不耐腐蚀。（5）沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢是指基体以马氏体或奥氏体组织为主，添加适量的强化元素，并能通过沉淀硬化处理使材料硬化的不锈钢。672．不锈钢的牌号、特性和用途不锈钢牌号通常由两部分组成：第一部分：碳含量。一般用两位阿拉伯数字表示碳名义含量（以万分之几计），但对碳含量不大于0.030%的超低碳不锈钢，用三位阿拉伯数字表示碳名义含量（以十万分之几计）。第二部分：合金元素含量。其表示方法与合金结构钢牌号的第二部分相同。即使在钢中有意加入的铌、钛、锆、氮等合金元素的含量很低，也应在牌号中标出。68不锈钢牌号的标记示例如下：69不锈钢的类别、常用牌号、特性和用途见下表。70不锈钢的类别、常用牌号、特性和用途71不锈钢的类别、常用牌号、特性和用途七、铸铁铸铁是一种铁碳合金，一般碳含量为2.0%～4.5%，并含有硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）等元素。铸铁是应用非常广泛的一种金属材料，分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁四类。721．灰铸铁灰铸铁是指碳主要以片状石墨形式析出的铸铁，其断口呈灰色。灰铸铁具有较高的抗压强度和硬度，好的减振性和减摩性，铸造性和切削加工性良好，但其抗拉强度较低，塑性和韧性差。因灰铸铁的生产工艺简单，成本低，价格低廉，故工业上应用广泛。73灰铸铁的牌号以“HT”＋抗拉强度最低值命名，HT表示灰铸铁，抗拉强度最低值的单位为MPa。灰铸铁的牌号、特性和用途见下表。74灰铸铁的牌号、特性和用途2．球墨铸铁球墨铸铁是指将铸铁液进行球化处理，凝固过程中碳主要以球状石墨析出的铸铁。与灰铸铁的片状石墨相比，球状石墨对基体组织的割裂程度较轻，产生应力集中的作用较小。球墨铸铁的牌号以“QT”＋抗拉强度最低值＋“－”＋最小断后伸长率命名，QT表示球墨铸铁，抗拉强度最低值的单位为MPa，最小断后伸长率用百分之几计。常用球墨铸铁的牌号、特性和用途见下表。7576常用球墨铸铁的牌号、特性和用途3．可锻铸铁可锻铸铁是指石墨呈团絮状的铸铁。可锻铸铁的强度和硬度比灰铸铁高，塑性和韧性更好。常用的可锻铸铁有黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁两种。黑心可锻铸铁的牌号以“KTH”＋抗拉强度最低值＋“－”＋最小断后伸长率命名，珠光体可锻铸铁的牌号以“KTZ”＋抗拉强度最低值＋“－”＋最小断后伸长率命名，KTH表示黑心可锻铸铁，KTZ表示珠光体可锻铸铁，抗拉强度最低值的单位为MPa，最小断后伸长率以百分之几计。可锻铸铁的类别、常用牌号、特性和用途见下表。7778可锻铸铁的类别、常用牌号、特性和用途4．蠕墨铸铁蠕墨铸铁是指碳主要以蠕虫状石墨存在于金属基体之中的铸铁。蠕墨铸铁的抗拉强度、韧性、疲劳强度和耐磨性等都优于灰铸铁，对断面的敏感性也较小；但蠕墨铸铁的塑性和韧性比球墨铸铁差，强度接近球墨铸铁。此外，蠕墨铸铁还有优良的抗热疲劳性能、铸造性能和减振能力。蠕墨铸铁的牌号以“RuT”＋抗拉强度最低值命名，RuT表示蠕墨铸铁，抗拉强度最低值的单位为MPa。常用蠕墨铸铁的牌号、特性和用途见下表。7980常用蠕墨铸铁的牌号、特性和用途§1-3钢的热处理81一、整体热处理1．退火与正火退火与正火都是为改善材料的冲压、切削等工艺性能以及调整材料内部的组织状态而进行的一种预备热处理工艺，一般安排在机械加工之前。不同成分的钢进行退火与正火时，所加热的温度和冷却的方式也有所不同。如图所示为退火与正火工艺曲线，正火加热的温度一般比退火高。82退火与正火工艺曲线（1）退火退火是指将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。退火的目的主要有三个方面：一是降低硬度，提高塑性，以便于切削加工和冷变形加工；二是细化晶粒，均匀组织，为后续热处理做好组织准备；三是消除残余内应力，防止工件变形与开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火。831）完全退火完全退火是指将铁碳合金完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的退火工艺。2）球化退火球化退火是指为使钢中的碳化物球状化而进行的退火工艺。3）去应力退火去应力退火是指为了去除铸件的残余内应力和钢件在塑性变形加工、切削加工或焊接时造成的内应力而进行的退火工艺。84（2）正火正火是指将钢件加热至奥氏体化后保温一段时间，在空气中冷却，获得珠光体组织的热处理工艺。正火的冷却速度比退火快，故正火后得到的组织比较细密，强度、硬度比退火的钢高。正火一般应用于以下几个方面。1）作为预备热处理所有钢铁材料通过正火，均可细化晶粒，消除内应力，为最终热处理提供合适的组织。852）作为最终热处理对于力学性能要求不高的碳素结构钢和优质碳素结构钢零件，经正火后所获得的性能足以满足使用要求的，可用正火作为最终热处理。3）改善切削加工性对于低碳钢或低碳合金钢，经完全退火后硬度太低，切削加工性不好。而用正火，则可提高其硬度，从而改善切削加工性。所以，对低碳钢和低碳合金钢，多用正火代替完全退火。862．淬火、回火与调质（1）淬火淬火是指将钢加热到适当温度，经保温后快速冷却，以提高钢的强度、硬度和耐磨性的热处理工艺。淬火的冷却速度不能过快，否则会造成工件变形及开裂。（2）回火回火是指将淬火后的钢重新加热到某一较低温度，保温后再冷却到室温的热处理工艺。淬火后必须马上进行回火，以稳定组织，消除内应力，防止工件变形、开裂，并获得所需的力学性能。87（3）调质生产中把淬火和高温回火相结合的热处理工艺称为调质。由于调质后工件可获得良好的综合力学性能，不仅强度较高，而且有较好的塑性和韧性，为零件在工作中承受各种载荷提供了有利条件，因此，重要的、受力复杂的零件一般要进行调质。883．时效处理时效处理是指将经冷塑性变形或铸造、锻造以及粗加工后的金属工件，在较高的温度环境下或保持室温放置，使其性能、形状、尺寸随时间而发生缓慢变化的热处理工艺。时效处理的目的是消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善力学性能等。时效处理分为人工时效和自然时效。89二、表面热处理表面热处理常用的方法是表面淬火。表面淬火是一种仅对工件表层进行淬火的热处理工艺。其工艺是通过快速加热，使钢的表层达到红热状态，在热量尚未充分传递到零件内部时就立即予以冷却。表面淬火的关键是必须有较快的加热速度。目前，表面淬火的方法很多，如火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、电接触加热表面淬火、激光加热表面淬火等。生产中最常用的方法是火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火。90三、化学热处理化学热处理是指将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种化学元素渗入其表层，以改变其化学成分、组织和力学性能的热处理工艺。常用的化学热处理主要有渗碳、渗氮、碳氮共渗等，其方法、特点和应用见下表。91常用化学热处理的类型、方法、特点和应用§1-4有色金属92通常把黑色金属以外的金属称为有色金属，常用的有色金属有铜及铜合金、铝及铝合金等。一、铜及铜合金铜及铜合金具有高的导电性和导热性，易于加工成型，在一定条件下具有良好的耐腐蚀性。因而，铜及铜合金被广泛应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。纯铜是指纯度高于99.70%的工业用金属铜，呈紫红色，俗称紫铜。931．纯铜纯铜的导电性和导热性非常好，是最常用的导电、导热材料。它的塑性非常好，易于进行压力加工，在空气和淡水中具有良好的耐腐蚀性，但在含有二氧化碳的潮湿空气中表面会产生绿色铜膜。纯铜的强度较低，不宜做成受力的结构零件，常用来制造电线、电缆、铜管、散热器和冷却器的导热材料等。94工业用纯铜的类别、牌号和用途见下表。95工业用纯铜的类别、牌号和用途2．黄铜黄铜是指以铜为基体金属，主要由铜和锌组成的合金。不含其他合金元素的黄铜称为简单黄铜（或称为普通黄铜），含有其他合金元素的黄铜称为复杂黄铜（或称为特殊黄铜）。复杂黄铜可依据第二合金元素命名，如铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铁黄铜、硅黄铜、镍黄铜等。（1）压力加工黄铜压力加工黄铜是指通过压力加工工艺（如轧制、挤压、锻造、拉拔等）使其发生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的黄铜，分为压力加工简单黄铜和压力加工复杂黄铜。96压力加工简单黄铜的牌号以“H”＋铜名义含量命名。压力加工复杂黄铜牌号的标记示例如下：97压力加工黄铜的类别、常用牌号、特性和用途见下表。98压力加工黄铜的类别、常用牌号、特性和用途99压力加工黄铜的类别、常用牌号、特性和用途100压力加工黄铜的类别、常用牌号、特性和用途（2）铸造黄铜铸造黄铜是专为铸造工艺设计的黄铜，铸造黄铜的牌号以“ZCu”＋主添加元素符号及名义含量＋其他添加元素符号及名义含量命名。除基体金属的名义含量不标注外，其他合金元素的名义含量均标注于该元素符号之后。铸造黄铜的标记示例如下：101铸造黄铜的类别、常用牌号、特性和用途见下表。102铸造黄铜的类别、常用牌号、特性和用途103铸造黄铜的类别、常用牌号、特性和用途3．白铜白铜是指以铜为基体金属，主要由铜和镍组成的合金。不含其他合金元素的白铜称为简单白铜，含有其他合金元素的白铜称为复杂白铜。白铜具有良好的冷、热加工性能，好的耐腐蚀性，是精密仪器仪表、化工机械、医疗器械和工艺品制造中的重要材料。104压力加工简单白铜的牌号以“B”＋镍名义含量命名。压力加工复杂白铜的牌号以“B”＋第二主添加元素符号＋镍的名义含量＋“－”＋第二主添加元素的名义含量＋“－”＋第三及其他各主添加元素的名义含量（必要时）命名，其标记示例如下：105压力加工白铜的类别、常用牌号、特性和用途见下表。106压力加工白铜的类别、常用牌号、特性和用途107压力加工白铜的类别、常用牌号、特性和用途4．青铜白铜是指以铜为基体金属，主要由铜和镍组成的合金。不含其他合金元素的白铜称为简单白铜，含有其他合金元素的白铜称为复杂白铜。白铜具有良好的冷、热加工性能，好的耐腐蚀性，是精密仪器仪表、化工机械、医疗器械和工艺品制造中的重要材料。108（1）压力加工青铜压力加工青铜是指通过压力加工工艺使其发生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的青铜。压力加工青铜的牌号以“Q”＋第一主添加元素符号＋“－”＋各主添加元素名义含量命名。压力加工青铜的类别、常用牌号、特性和用途见下表。109压力加工青铜的类别、常用牌号、特性和用途110压力加工青铜的类别、常用牌号、特性和用途111压力加工青铜的类别、常用牌号、特性和用途（2）铸造青铜铸造青铜是用于生产铸件的青铜，它以铜为基础，添加了锡、铝、铅、硅、锰、锌、镍、铁等合金元素。铸造青铜的牌号表示方法与铸造黄铜的牌号表示方法相同，以“ZCu”＋主添加元素符号及名义含量＋其他添加元素符号及名义含量命名。铸造青铜的类别、常用牌号、特性和用途见下表。112113铸造青铜的类别、常用牌号、特性和用途114铸造青铜的类别、常用牌号、特性和用途二、铝及铝合金铝是一种具有良好导电性、导热性和延展性的金属，其导电性仅次于银和铜，被大量用于电气设备和高压电缆。铝中加入少量的铜、镁、锰等，可形成坚硬的铝合金，铝合金具有坚硬美观、轻巧耐用、长久不锈的优点。常用的铝合金有变形铝合金和铸造铝合金。1151．变形铝及铝合金（1）变形铝纯铝是指铝含量不低于99.00%的金属，工业中使用的纯铝一般为变形铝，其牌号用四位字符表示。变形铝及铝合金的组别和牌号系列见下表。牌号的第一位数字“1”表示纯铝；牌号的第二位为数字或字母，表示原始纯铝的改型情况；牌号的最后两位为数字，是最低铝百分含量中小数点后面的两位。常用变形铝的牌号、特性和用途见下表。116117变形铝及铝合金的组别和牌号系列118常用变形铝的牌号、特性和用途（2）变形铝合金变形铝合金是指主要通过锻造、轧制或挤压等进行塑性变形，以生产产品的铝合金。其质量小，强度高，是机械工业和航空工业中重要的结构材料。牌号的第一位为数字，表示铝合金的组别；牌号的第二位为数字或字母，表示铝合金的改型情况；牌号的最后两位数字表示同一系列中的不同合金。119变形铝合金根据性能不同分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金四种。1）防锈铝合金防锈铝合金是指在空气、水和油等介质中具有良好耐腐蚀性的变形铝合金，常用的牌号有5A02、3A21等。2）硬铝合金硬铝合金俗称硬铝，可用热处理（淬火＋时效处理）进行强化，具有较高的强度和很好的塑性，常用的有2A11、2A12等。1203）超硬铝合金超硬铝合金是强度最高的变形铝合金，但塑性比硬铝合金差，常用的有7A04等。超硬铝合金的耐腐蚀性、耐热性不好，疲劳性能较差，且温度大于120℃时会软化，常采用包覆纯铝的方法改善其耐腐蚀性。4）锻铝合金锻铝合金在锻造温度范围内有优良的塑性，可锻造成复杂形状的锻件，常用的有2A50等。其力学性能与硬铝合金相近，热塑性、耐腐蚀性较好，适合于锻造，故称锻铝。锻铝合金主要用于强度要求较高的锻件。121常用变形铝合金的牌号、特性和用途见下表。122常用变形铝合金的牌号、特性和用途123常用变形铝合金的牌号、特性和用途2．铸造铝合金铸造铝合金是指通过浇铸方式生产铸件产品的铝合金。铸造铝合金具有良好的铸造性能，广泛用于制造形状复杂的零件。铸造铝合金的牌号表示方法与铸造铜合金的牌号表示方法类似，以“ZAl”＋第一主添加元素符号及名义含量＋其他主添加元素符号及名义含量命名。合金元素平均含量小于1%时，一般不标注含量，只有对合金性能起重大影响的合金元素，允许用一位小数标注其平均含量，其标记示例如下：124125常用铸造铝合金的牌号、代号、特性和用途见下表。126常用铸造铝合金的牌号、代号、特性和用途§1-5硬质合金与滑动轴承合金127一、硬质合金硬质合金是指由作为主要组元的一种或几种难熔金属碳化物和金属黏结剂组成的烧结材料。硬质合金需要通过粉末冶金工艺加工成产品，即将高硬度、难熔的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等难熔金属碳化物和钴（Co）、镍（Ni）等黏结剂金属，经制粉、配料（按一定比例混合）、压制成型，再通过高温烧结制成产品。128按用途不同，硬质合金可分为切削工具用硬质合金、地质和矿山工具用硬质合金、耐磨零件用硬质合金。切削工具用硬质合金在机械加工中应用非常普遍，其牌号按使用领域的不同分成P、M、K、N、S、H六类，见下表。各类别根据耐磨性和韧性不同，分成若干个组，用01、10、20等两位数字表示组号，如P01、M40等。常用切削工具用硬质合金的组别和用途见下表。129130切削工具用硬质合金的类别和使用领域131常用切削工具用硬质合金的组别和用途132常用切削工具用硬质合金的组别和用途二、滑动轴承合金滑动轴承合金是指用于制造滑动轴承轴瓦或轴瓦上衬层的合金。滑动轴承的轴瓦一般采用铸造工艺成型，故滑动轴承合金又称铸造轴承合金。常用的滑动轴承合金有锡基轴承合金、铅基轴承合金、铜基轴承合金和铝基轴承合金，锡基轴承合金和铅基轴承合金又称巴氏合金。133滑动轴承合金的牌号表示方法与铸造铜合金的牌号表示方法类似，以“Z”＋基体元素符号＋主添加元素符号及名义含量＋其他添加元素符号及名义含量命名。滑动轴承合金牌号的标记示例如下：1341．锡基轴承合金锡基轴承合金是以锡为基体金属，加入锑、铜等元素组成的轴承合金。这种合金摩擦因数小，塑性和导热性好，是优良的减摩材料。锡基轴承合金常用于制造重要的轴承。常用锡基轴承合金的牌号、特性和用途见下表。135常用锡基轴承合金的牌号、特性和用途136常用锡基轴承合金的牌号、特性和用途2．铅基轴承合金铅基轴承合金是指以铅和锑为基体金属的轴承合金。铅基轴承合金的强度、塑性、韧性、导热性和耐腐蚀性均低于锡基轴承合金，且摩擦因数较大，但价格较低。铅基轴承合金常用来制造承受中、低载荷的中速轴承，如汽车、拖拉机的曲轴、连杆轴承和电动机轴承。常用铅基轴承合金的牌号、特性和用途见下表。137138常用铅基轴承合金的牌号、特性和用途3．铜基轴承合金铜基轴承合金是以铜为基体金属，添加锡、铅、锌等元素形成的，用于制造滑动

轴承的合金材料，也是锡青铜、铅青铜和铝青铜中的部分材料。常用铜基轴承合金的牌号有ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10P1、ZCuPb10Sn10和ZCuPb20Sn5。1394．铝基轴承合金铝基轴承合金是以铝为基体金属的轴承合金，最常用的是ZAlSn6Cu1Ni1，它是以铝为硬基体金属、颗粒状锡为软质点的轴承合金。其具有原料丰富、价格低廉、导热性好、疲劳强度高和耐腐蚀性好等优点，还能轧制成双金属，广泛应用于高速、重载下的汽车、拖拉机和柴油机的滑动轴承。140§1-6非金属材料141一、塑料塑料是以合成树脂（合成高分子化合物）为主要成分，加入某些添加剂而制成的高分子材料，它通常在加热、加压条件下塑制成型。塑料因其具有良好的塑性而得名。塑料是目前工业上应用最多的非金属材料，其优点是质量小，电绝缘性能优异，化学稳定性能优良，减摩性、耐磨性好，透光和保暖性能好，减振和消音性能优良，容易成型；缺点是