常用金屬材料分類及鑒別知識

1、常用金屬材料金屬材料來源豐富，并具有優(yōu)良的使用性能和加工性能，是機(jī)械工程中應(yīng)用最普遍的材 料，常用以制造機(jī)械設(shè)備、工具、模具，并廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中。金屬材料大致可分為黑色金屬兩大類。黑色金屬通常指鋼和鑄鐵；有色金屬是指黑色以外的 金屬及其合金，如銅合金、鋁及鋁合金等。1.2.1 鋼鋼分為碳素鋼（簡稱碳鋼）和合金兩大類。碳鋼是指含碳量小于 2.11%并含有少量硅、錳、硫、磷雜質(zhì)的鐵碳合金。工業(yè)用碳鋼的 含碳量一般為 0.05%1.35%。為了提高鋼的力學(xué)性能、工藝性能或某些特殊性能（如耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性等）， 冶煉中有目的地加入一些合金元素（如 Mn、Si 、Cr、Ni、Mo、W、V、T

2、i 等），這種鋼稱為合 金鋼。一）碳鋼1碳鋼的分類碳鋼的分類方法有多種，常見的有以下三種1）按鋼的含碳量多少分類 分為三類：低碳鋼，含碳量 0.25%；中碳鋼，含碳量為 0.25%0.60%；高碳鋼，含碳量 0.60%。（2）按鋼的質(zhì)量（即按鋼含有害元素 S、P 的多少）分類 分為三類：普通碳素鋼，鋼中 S、P含量分別 0.055 %和 0.045%；優(yōu)質(zhì)碳素鋼，鋼中 S、P含量均 0.040%；高級碳素鋼，鋼中 S、 P含量分別 0.030%和 0.035%。（3）按鋼的用途分類 分為兩類：碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種工程構(gòu)件和機(jī)械零件；碳素工具鋼，主要用于制造各種工具、量具和模具等。2碳鋼

3、牌號的表示方法（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由屈服點(diǎn)“屈”字漢語拼音第一個(gè)字母 Q、屈服點(diǎn) 數(shù)值、質(zhì)量等級符號（ A、B、C、D）及脫氧方法符號（ F、 b、 Z）等四部分按順序組成。其中 質(zhì)量等級按 A、 B、 C、 D 順序依次增高， F 代表沸騰鋼， b 代表鎮(zhèn)靜鋼， Z 代表鎮(zhèn)靜鋼等。如Q235-AF表示屈服強(qiáng)度為 235Mpa的 A 級沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字代表鋼中的平均含碳量的萬分之幾。例如 45 鋼，表示平均含碳量為 0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 08 鋼，表 示平均含碳量為 0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。（3）碳素工

4、具鋼 碳素工具鋼的牌號是用碳字漢語拼音字頭 T 和數(shù)字表示。其數(shù)字表示 鋼的平均含碳量的千分之幾。若為高級優(yōu)質(zhì)，則在數(shù)字后面加“ A”。例如， T12 鋼，表示平 均含碳量為 1.2%的碳素工具鋼。 T8 鋼，表示平均含碳量為 0.8%的碳素工具鋼。 T12A，表示 平均含碳量為 1.2%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。3碳鋼的用途舉例Q195、Q215，用于鉚釘、開口銷等及沖壓零件和焊接構(gòu)件。Q235、Q255，用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結(jié)構(gòu)件。Q275，用于強(qiáng)度較高轉(zhuǎn)軸、心軸、齒輪等。Q345，用于船舶、橋梁、車輛、大型鋼結(jié)構(gòu)。08 鋼，含碳量低，塑性好，主要用于制造冷沖壓零件。10、2

5、0 鋼，常用于制造沖壓件和焊接件。也常用于制造滲碳件。35、 40、45、50 鋼屬中碳鋼，經(jīng)熱處理后可獲得良好的綜合力學(xué)性能，主要用制造齒輪、 套筒、軸類零件等。這幾種鋼在機(jī)械制造中應(yīng)用非常廣泛。T7、 T8鋼，用于制造具有較高韌性的工具，如沖頭、鑿子等。T9、T10、T11鋼，用作要求中等韌性、高硬度的刃具，如鉆頭、絲錐、鋸條等。T12、T13鋼，用于要求更高硬度、高耐磨性的銼刀、拉絲模具等。（二）合金鋼合金鋼的分類方法有多種，常見的有以下兩種。（1）按用途分類 分為三類： 合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造各種性能要求更高的機(jī)械零件和工程構(gòu)件； 合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造各種性能要求更高的刃具、量具和模具；

6、 特殊性能鋼，具有特殊物理和化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。（2）銨合金元素總含量多少分類 分為三類：低合金鋼，合金元素總含量小于 5%；中合金鋼，合金元素總含量為 5%10%；高合金鋼，合金元素總含量大于 10%。2合金鋼牌號的表示方法 合金鋼是按鋼材的含碳量以及所含合金元素的種類和數(shù)量編號的。 鋼號首部是表示含碳量以及所含合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，以萬分之一的碳作為 單位，如首部數(shù)字為 45，則表示平均含碳量為 0.45%；合金工具鋼以千分之一的碳作為單位， 如首部數(shù)字為 5，則表示平均含碳量為 0.5%。 在表示含碳量的數(shù)字后面，用元素的化學(xué)符號表示出所含的合金元素。合金元素

7、的含 量以百分之幾表示，當(dāng)平均含量小于 1.5%時(shí)，只標(biāo)明元素符號，不標(biāo)含量。如 25Mn2V，表示 平均含碳量為 0.25%，含錳量約為 2%，含釩量小于 1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼。又如 9SiCr ，表示平 均含碳量為 0.9%，含硅、鉻都少于 1.5%的合金工具鋼。 對于含碳量超過 1.0%的合金工具鋼，則在牌號中不表示含碳量。如 CrWMn鋼，表示 含碳量大于 1.0%并含有鉻、鎢、錳三種合金元素的合金工具鋼。但也有特例，高速鋼的含碳 量小于 1.0%，牌號中也不表示含碳量。如 W18Cr4V鋼，其含碳量僅為 0.7%0.8%。 特殊性能鋼牌號中也不表示方法基本上與合金工具鋼相同。如2Cr

8、13，表示平均含碳量為 0.2%，含鉻量約為 13%的不銹鋼。 有些特殊用鋼，則用專門的表示方法，如滾動軸承鋼，其牌號以 G 表示，不標(biāo)含碳量， 鉻的平均含量用千分之幾表示。如 GCr15，表示含鉻量為 1.5%的滾動軸承鋼。 對于高級優(yōu)質(zhì)鋼，在鋼號末尾加一個(gè)“ A”字，如 38CrMoAIA。3合金鋼的用途舉例09MnNb、16Mn、15MnTi鋼屬低合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造橋梁、車輛、鍋爐、油罐、建筑結(jié) 構(gòu)和化工容器等。14MnVTiRe、14MnMo、V 18MnNb、14CrMnMoVB鋼用于制造大型船舶、重要橋梁、電站設(shè)備及鍋爐、化工、石油等中高壓容器。20Cr、20MnV鋼，適于制造滲

9、碳小齒輪、小軸、活塞銷等。20CrMnTi鋼，常用于制造汽車、拖拉機(jī)上的齒輪。18Cr2Ni4WA、15CrMn2SiMo、20Cr2Ni4A 鋼，常用于制造大型滲碳齒輪和軸類件。40MnB、40Cr、35CrMo、40CrMnMo鋼，用于制造重要調(diào)質(zhì)件，如主軸、曲軸、連連桿和 齒輪等機(jī)械零件。65Mn、60Si2Mn 鋼屬彈簧鋼，主要用于制造截面小于 25mm的彈簧，如車箱板簧和機(jī)車板 簧、扭桿簧等。GCr15、GsiMnMoV鋼屬軸承鋼，主要用于制造滾動軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動體，也可用 于制造冷沖模、冷軋輥等。CrWM、n CrMn、9Mn2V鋼，用于制造測量工具，如卡尺、千分尺、量規(guī)、塊

10、規(guī)塞規(guī)等。W18Cr4V、 W6Mo5C4V鋼2 ，用于制造高速切削的刃具，如鉆頭、銑刀、滾刀、拉刀、鉸刀 車刀等。5CrMnM、o 3Cr2W8V鋼，屬熱模具鋼，用于制造熱鍛模、熱壓模、壓鑄模等。Cr12、Cr12MoV鋼，屬冷模具鋼，用于制造冷沖模具、冷切剪刀具等。1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 鋼，屬馬氏體不銹鋼，用于制造抗弱腐蝕性介質(zhì)并承受沖 擊載荷的零件，還可用來制造具有較高硬度和耐磨性的醫(yī)療工具等。1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 鋼，屬奧氏體不銹鋼，用于制造耐硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸及鹽、 堿溶液腐蝕的設(shè)備零件。Mn13鋼，屬耐磨鋼，用于制造拖拉機(jī)鏈軌板、挖掘機(jī)

11、鏟齒、球磨機(jī)襯板、鐵路道岔等。15CrMo、4Cr10Si2Mo鋼，屬耐熱鋼，用于制造在高溫下工作的零件或構(gòu)件。1.2.2 鑄鐵鑄鐵是含碳量大于 2.11%的鐵碳合金，它含有比碳鋼更多的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)。工 業(yè)上常用的鑄鐵含碳量為 2.5%4.0%。根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同，鑄鐵可分為白口鑄鐵可分為白口鑄鐵和灰口鑄鐵兩大類。（一）白口鑄鐵白口鑄鐵中的碳幾乎全部以 Fe3 形式存在，斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進(jìn)行切削 加工，工業(yè)上極少用來制造機(jī)械零件。主要用作煉鋼原料或用于可鍛鑄鐵的毛坯。（二）灰口鑄鐵灰口鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的石墨形式存在，斷口呈暗灰色。根據(jù)灰口鑄 鐵中石

12、墨存在形式不同，它又可分為普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。1普通灰口鑄鐵簡稱灰口鑄鐵，其石墨形態(tài)呈片狀。由于片狀石墨的存在，割裂了金屬基體組織，減少 了承載的有效面積，因此其綜合力學(xué)性能較低，但其減振性、耐磨性、鑄造性及切削加工性 較好，主要用于制造承受壓力的床身、箱體、機(jī)座、導(dǎo)軌等零件?；铱阼T鐵牌號的表示方法為“ HT”加數(shù)字，其中“ HT”是灰鐵兩字漢語拼音的第一個(gè)字 母，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。常用的灰口鑄鐵牌號為 HT100、HT150、HT200、 HT250、HT300 等。2可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火后而得到，其后墨形態(tài)呈團(tuán)絮狀。由于其石墨呈團(tuán) 絮狀，對金屬基體的

13、割裂作用減小，故其抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性都比灰口鑄鐵高，主要用于 制造一些形狀比較復(fù)雜而在工作中承受一定沖擊載荷的薄壁小型零件，如管接頭、農(nóng)具等?？慑戣T鐵的牌號由“ KTH”或“ KTZ”加兩組數(shù)字組成。其中“ KT”是可鐵兩字漢語拼音 第一個(gè)字母，后面的“ H”表示黑心可鍛鑄鐵，“ Z”表示珠光體可鍛鑄鐵。其后面的兩組數(shù) 字分別表示材料的最低抗拉強(qiáng)度數(shù)值和最小伸長率數(shù)值。其主要牌號有KTH350-10、KTZ550-04 等。3球墨鑄鐵 球墨鑄鐵中石墨形態(tài)呈球狀。由于球狀石墨對金屬基體的割裂作用更小，因此它具有較 高的強(qiáng)度、塑性和韌性，所以應(yīng)用較廣，在某些情況下可替代中碳鋼使用。主要用于制造受

14、 力較復(fù)雜、負(fù)荷較大的機(jī)械零件，如曲軸、連桿、齒輪、凸輪軸等。球墨鑄鐵的牌號由“ QT”加兩組數(shù)字組成。其中“ QT”是球鐵兩字漢語拼音的第一個(gè)字 母，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度數(shù)值和最小伸長率數(shù)值。主要牌號有QT500-7、QT800-2等。1.2.3 鑄鋼鑄鋼也是一種重要的鑄造合金，其應(yīng)用僅次于鑄鐵。鑄鋼件的力學(xué)性能優(yōu)于各類鑄件， 并具有優(yōu)良的焊接性能，適于采用鑄焊聯(lián)合工藝制造重型鑄件。生產(chǎn)上鑄鋼主要用于制造形 狀復(fù)雜、難于鍛造而又需承受沖擊載荷的零部件。如機(jī)車車架、火車車輪、水壓機(jī)的缸和立 柱、大型齒輪、軋鋼機(jī)機(jī)架等。常用的鑄鋼有碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類，其中碳素鑄鋼應(yīng)用較廣，約占鑄鋼

15、件的80%。一般工程用鑄鋼的牌號由“ ZG”加兩組數(shù)字表示。其中“ ZG”為鑄鋼二字漢語拼音第一 個(gè)字母，后面兩位數(shù)字分別表示材料的最小屈服強(qiáng)度值和最小抗拉強(qiáng)度值。如ZG200-400、ZG270-500、ZG340-640等。1.2.4 銅合金及鋁合金銅、鋁合金是工業(yè)上最常用的有色合金。因具有某些特殊的使用性能，使其成為現(xiàn)代工 業(yè)技術(shù)中不可缺少的材料。（一）銅合金在純銅中加入某些合金元素（如鋅、錫、鋁、鈹、錳、硅、鎳、磷等），就形成了銅合 金。銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，同時(shí)具有較高強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)成分不同，銅合金分為黃銅和青銅等。1黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金。按照化學(xué)

16、成分，黃銅分為普通銅和特殊黃銅兩 種。（1）普通黃銅 普通黃銅是銅鋅二元合金。由于塑性好，適于制造板材、棒材、線材、管材及深沖零件，如冷凝管、散熱管及機(jī)械、電器零件等。銅的平均含量為62%和 59%的黃銅也可進(jìn)行鑄造，稱為鑄造黃銅。（2）特殊黃銅 為了獲得更高的強(qiáng)度、抗蝕性和良好的鑄造性能，在銅鋅合金中加入鋁、 硅、錳、鉛、錫等元素，就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、錳黃銅 等。鉛黃銅的切削性能優(yōu)良，耐磨性好，廣泛用于制造鐘表零件，經(jīng)鑄造制作軸瓦和襯套。錫黃銅的耐腐蝕性能好，廣泛用于制造海船零件。鋁黃銅中的鋁能提高黃銅的強(qiáng)度和硬度，提高在大氣中的抗蝕性，鋁黃銅用于制造耐蝕 零

17、件。硅黃銅中的硅能提高銅的力學(xué)性能、耐磨性的耐蝕性，硅黃銅主要用于制造海船零件及 化工機(jī)械零件。2青銅青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅，所 以青銅實(shí)際上包括錫青銅、鋁青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。青銅也分為壓力 加工青銅和鑄造青銅兩類。（1）錫青銅 以錫為主要合金元素的銅基合金稱錫青銅。工業(yè)中使用的錫青銅，錫含量 大多在 3%14%之間。錫含量小于 5%錫青銅適于冷加工使用；錫含量為 5%7%的錫青銅適于 熱加工；錫含量大于 10%的錫青銅適于鑄造。錫青銅在造船、化工、機(jī)械、儀表等工業(yè)中廣 泛應(yīng)用，主要用以制造軸承、軸套等耐磨零件和彈簧等彈性元

18、件以及抗蝕、抗磁零件等。（2）鋁青銅 以鋁為主要合金元素的銅基合金稱鋁青銅。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫 青銅高。實(shí)際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在 5% 12%之間，含鋁為 5%7%的鋁青銅塑性最好，適 于冷加工使用。鋁含量大于 7%8%后，強(qiáng)度增加，但塑性急劇下降，因此多在鑄態(tài)或經(jīng)熱加 工后使用。鋁青銅的耐磨性以及在大氣、海水、海水碳酸和大多數(shù)有機(jī)酸中的耐蝕性，均比 黃銅和錫青銅高。鋁青銅可制造齒輪、軸套、蝸輪等高強(qiáng)度抗磨零件以及高耐蝕性彈性元件。（3）鈹青銅 以鈹為基本元素的銅合金稱鈹青銅。鈹青銅的含鈹量為 1.7%2.5%。鈹 青銅的彈性極限、疲勞極限都很高，耐磨性和抗蝕性優(yōu)異，具有良好的導(dǎo)電性

19、和導(dǎo)熱性，還 具有無磁性、受沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花等優(yōu)點(diǎn)。鈹青銅主要用于制作精密儀器的重要彈簧、鐘表 齒輪、高速高壓下工作的軸承、襯套以及電焊機(jī)電極、防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件。（二）鋁合金鋁中加入合金元素就形成了鋁合金。鋁合金具有較高的強(qiáng)度和良好的加工性能。根據(jù)成 分及加工特點(diǎn)，鋁合金分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。1形變鋁合金形變鋁合金包括防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金等。因其塑性好，故常利用壓力加 工方法制造沖壓件、鍛件等，如鉚釘、焊接油箱、管道、容器、發(fā)動機(jī)葉片、飛機(jī)大梁及起 落架、內(nèi)燃機(jī)活塞等。2鑄造鋁合金鑄造鋁合金是用于制造鋁合金鑄件的材料，按主要合金元素的不同，鑄造鋁合金分為鋁 硅合金

20、、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。（1）鋁硅鑄造鋁合金 鋁硅合金是應(yīng)用最廣的鑄造鋁合金，通常稱為硅鋁明。其鑄造性 能好，比重小，并有相當(dāng)好的抗蝕性和耐熱性，適于制造形狀復(fù)雜的零件，如泵體、電動機(jī) 殼體、發(fā)動機(jī)的氣缸頭、活塞以及汽車、飛機(jī)、儀器上的零件，也可制造日用品。（2）鋁銅鑄造鋁合金 鋁銅合金的強(qiáng)度較高，耐熱性較好，鑄造性能較差，常用于鑄造 內(nèi)燃機(jī)氣缸頭、活塞等零件，也可作為結(jié)構(gòu)材料鑄造承受中等載荷、形狀較簡便的零件。（3）鋁鎂鑄造鋁合金 鋁鎂合金強(qiáng)度高、比重小，有良好的耐蝕性，但鑄造性能不好， 多用于制造承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)中工作、外形簡單的零件，如艦般配件、氨用泵體 等。（4）鋁鋅

21、鑄造鋁合金 鋁鋅合金價(jià)格便宜、鑄造性能優(yōu)良、強(qiáng)度較高，但抗蝕性差、熱 裂傾向大，常用于制造汽車、拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)零件及形狀復(fù)雜的儀器元件，也可用于制造日用 品。1.3 鋼鐵材料的現(xiàn)場鑒別鋼鐵材料品種繁多，性能各異，因此對鋼鐵材料的鑒別是非常必要的。常用的鑒別方法 有火花鑒別法、色標(biāo)鑒別法、斷口鑒別法和音色鑒別法等。1.3.1 火花鑒別法根據(jù)鋼鐵材料在磨削過程中所出現(xiàn)的火花爆裂形狀、流線、色澤、發(fā)火點(diǎn)等特點(diǎn)區(qū)別鋼 鐵材料化學(xué)成分差異的方法，稱為火花鑒別法?；鸹ㄨb別專用電動砂輪機(jī)的功率為 0.20 0.75kW，轉(zhuǎn)速高于 3000r/min 。所用砂輪粒度 為 4060 目，中等硬度，直徑為 1502

22、00mm。磨削時(shí)施加壓力以 2060N為宜，輕壓看 合金元素，重壓看含碳量?；鸹ㄨb別的要點(diǎn)是：詳細(xì)觀察火花的火束粗細(xì)、長短、花次層疊程度和它的色澤變化情 況。注意觀察組成火束的流線形態(tài)，火花束根部、中部及尾部的特殊情況和它的運(yùn)動規(guī)律， 同時(shí)還要觀察火花爆裂形態(tài)、花粉大小和多少。（一）火花組成（1）火花束 火花束是指被測材料在砂輪上磨削時(shí)產(chǎn)生的全部火花，常由根部、中部、 尾部組成，（2）流線 從砂輪上直接射出的好像直線的火流稱為流線。每條流線都由節(jié)點(diǎn)、爆花和 尾花組成，3）節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)就是流線上火花爆裂的原點(diǎn)，呈明亮點(diǎn)（4）爆花 爆花就是節(jié)點(diǎn)處爆裂的火花。鋼的化學(xué)成分不同，尾花的形狀也不同。通常，

23、 尾花可分為狐尾尾花、槍尖尾花、菊花狀尾花、羽狀尾花等。（二）常用鋼鐵材料的火花特征碳是鋼鐵材料火花的基本元素，也是火花鑒別法測定的主要成分。由于含碳量的不同， 其火花形狀不同。1碳素鋼火花的特征 通常低碳鋼火花束較長，流線少，芒線稍粗，多為一次花，發(fā)光一般，帶暗紅色，無 花粉。 中碳鋼火花束稍短，流線較細(xì)長而多，爆花分叉較多，開始出現(xiàn)二次、三次花，花 粉較多，發(fā)光較強(qiáng)，顏色橙。 高碳鋼火花束較短而粗，流線多而細(xì)，碎花、花粉多，又分叉多且多為三次花，發(fā)光 較亮。2鑄鐵的火花特征鑄鐵的火花束很粗，流線較多，一般為二次花，花粉多，爆花多，尾部漸粗下垂成弧形， 顏色多為橙紅。火花試驗(yàn)時(shí)，手感較軟。3

24、合金鋼的火花特征合金鋼的火花特征與其含有的合金元素有關(guān)。一般情況下，鎳、硅、鉬、鎢等元素抑制火花爆裂，而錳、釩鉻等元素卻可助長火花爆裂。所以對合金鋼的鑒別難掌握。一般鉻鋼的火花束白亮，流線稍粗而長，爆裂多為一次花、花型較大，呈大星形，分叉多而細(xì)，附有碎花粉，爆裂的火花心較明亮。鎳鉻不銹鋼的火花束細(xì)，發(fā)光較暗，爆裂為一次花，五、六根分叉，呈星形，尖端微有 爆裂。高速鋼火花束細(xì)長，流線數(shù)量少，無火花爆裂，色澤呈暗紅色，根部和中部為斷續(xù)流線，尾花呈弧狀。1.3.2 色標(biāo)鑒別法生產(chǎn)中為了表明金屬材料的牌號、規(guī)格等，常做一定的標(biāo)記，如涂色、打印、掛牌等。金屬材料的涂色標(biāo)志是表示鋼號、鋼種的，涂在材料一端

25、的端面或端部。具體的涂色方法在 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中做了詳細(xì)規(guī)定，現(xiàn)舉例如下：碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235鋼為紅色；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20 鋼為棕色加綠色， 45 鋼為白色加棕色；合金結(jié)構(gòu)鋼 20CrMnTi 鋼為黃色加黑色， 40CrMo鋼為綠色加紫色；鉻軸承鋼 GCr15鋼為藍(lán)色；高速鋼 W18Cr4V鋼為棕色加藍(lán)色；不銹鋼 1Cr18Ni9Ti 鋼為綠色國藍(lán)色；熱作模具鋼 5CrMnMo鋼為紫色加白色。1.3.3 斷口宏觀鑒別法材料或零部件因受某些物理、化學(xué)或機(jī)械作用的影響而導(dǎo)致破斷，此時(shí)所形成的自然表 面稱為斷口。生產(chǎn)現(xiàn)場根據(jù)斷口的自然形態(tài)判定材料的韌脆性，從而推斷材料含碳量的高低 若斷口呈纖維狀，無金屬

26、光澤，顏色發(fā)暗，無結(jié)晶顆粒，且斷口邊緣有明顯的塑性變形特 征，則表明鋼材具有良好的塑性和韌性，含碳量較低。若斷口齊平，呈銀灰色，且具有明顯 的金屬光澤和結(jié)晶顆粒，則表明屬脆性材料。而過共析鋼或合金經(jīng)淬火后，斷口呈亮灰色， 具有綢緞光澤，類似于細(xì)瓷器斷口特征。常用鋼鐵材料的斷口特點(diǎn)大致如下：低碳鋼不易敲斷，斷口邊緣有明顯的塑性變形特征，有微量顆粒；中碳鋼的斷口邊緣的塑性變形特征沒有低碳鋼明顯，斷口顆粒較細(xì)、較多；高碳鋼的斷口邊緣無明顯塑性變形特征，斷口顆粒很細(xì)密；鑄鐵極易敲斷，斷口無塑性變形，晶粒粗大，呈暗灰色。1.3.4 音色鑒別法根據(jù)鋼鐵敲擊時(shí)發(fā)出的聲音不同，以區(qū)別鋼和鑄鐵的方法稱為音色鑒別

27、法。敲擊時(shí)，發(fā)出比較清脆聲音的材料為鋼，發(fā)出較低沉聲音的材料為鑄鐵。為了準(zhǔn)確地鑒別材料，在以上幾種現(xiàn)場鑒別的基礎(chǔ)上，一般還可采用化學(xué)分析、金相檢驗(yàn)以 及硬度試驗(yàn)等手段進(jìn)行鑒別。1.4 鋼的常用熱處理熱處理就是通過對固態(tài)金屬的加熱、保溫和冷卻，來改變金屬的顯微組織及其形態(tài)，從 而提高或改善金屬的機(jī)械性能的一種方法。鑄造、鍛壓、焊接和機(jī)加工的目的是使零件成形 或改變其形狀，而熱處理的目的是改變金屬材料的組織和性能，而不要求改變零件的形狀和 尺寸，各種機(jī)械零件中，大多數(shù)或絕大多數(shù)都要經(jīng)過熱處理才投入使用。鋼的熱處理對提高 和改善零件的機(jī)械性能發(fā)揮著十分重要的作用。熱處理方法很多，常用的有退火、正火、

28、淬火、回火和表面熱處理等。熱處理既可以作 為預(yù)先熱處理以消除上一道工序所遺留的某些缺陷，為下一道工序準(zhǔn)備好條件；也可作為最 終熱處理進(jìn)一步改善材料的性能，從而充分發(fā)揮材料的潛力，達(dá)到零件的使用要求。因此， 不同的熱處理工序常穿插在零件制造過程的各個(gè)熱、冷加工工序中進(jìn)行。任何一種熱處理的工藝過程，都包括下列三個(gè)步驟：（1）以一定速度把零件加熱到規(guī)定的溫度。這個(gè)溫度范圍根據(jù)不同的金屬材料、不同的 熱處理要求而定。（2）在此溫度下保溫，使工件全部或局部熱透。3）以某種速度把工件冷卻下來。鋼的熱處理工藝規(guī)范如圖 1-8 所示。通過控制加熱溫度和冷卻速度，可以在很大范圍內(nèi) 改變金屬材料的性能。1.4.1

29、 退火退火是把工件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋▽μ间撘话慵訜嶂?780900），保溫一定時(shí)間后隨 爐子降溫而冷卻的熱處理方法。工具鋼和某些重要結(jié)構(gòu)零件的合金鋼有時(shí)硬度較高，鑄、鍛、焊后的毛坯有時(shí)硬度不均 勻，存在著內(nèi)應(yīng)力。為了便于切削加工，并保持加工后的精度，常對工件施以退火處理。退火后的工件硬度較低，消除了內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)還可以使材料的內(nèi)部組織均勻細(xì)化，為進(jìn) 行下一步熱處理（淬火等）做好準(zhǔn)備。加熱時(shí)溫度控制應(yīng)準(zhǔn)確。溫度過低達(dá)不到退火目的，溫度過高又會造成過熱、過燒、氧 化、脫碳等缺陷。操作時(shí)還應(yīng)注意零件的放置方法，當(dāng)退火的主要目的是為了消除內(nèi)應(yīng)力時(shí) 更應(yīng)注意。如對于細(xì)長工件的穩(wěn)定尺寸退火，一定要在井式爐中

30、垂直吊置，以防止工件由于 自身重力所引起的變形。操作時(shí)還應(yīng)注意不要觸碰電阻絲，以免短路。為保證安全，應(yīng)安裝爐門開啟斷電裝置， 裝爐和取出工件時(shí)能自行斷電。2正火將工件放到爐中加熱到適當(dāng)溫度，保溫后出爐空冷的熱處理方法叫正火。正火實(shí)質(zhì)上是 退火的另一種形式，其作用與退火相似。與退火不同之處是加熱（對碳鋼而言，一般加熱至800930）和保溫后，放在空氣中冷卻而不是隨爐冷卻。由于冷卻速度比退火快，因此，正火工件獲得的組織比較細(xì)密，比退火工件的強(qiáng)度和硬度稍高，而塑性和韌性稍低。但這一點(diǎn)對于一般低碳鋼而言差別并不明顯，對中碳鋼零件而言有時(shí)由于正火后的硬度適中，更適合于切削加工。又由于正火冷卻時(shí)不占爐子，

31、還可使生產(chǎn)效率提高，成本降低。所以一般低 碳和中碳結(jié)構(gòu)鋼等，多用正火代替退火。3淬火淬火是將工件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋▽μ间撘话慵訜岬?760820），保溫后在水中或油 中快速冷卻的熱處理方法。工件經(jīng)淬火后可獲得高硬度的組織，因此淬火可提高鋼的強(qiáng)度和 硬度。但工件淬火后脆性增加、內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，使工件變形甚至開裂。所以，工件 淬火后一般都要及時(shí)進(jìn)行回火處理，并在回火后獲得適度的強(qiáng)度和韌性。淬火操作時(shí)要注意工件浸入淬火劑的方法。如果浸入方式不正確，可能使工件各部分的 冷卻速度不一致而造成很大的內(nèi)應(yīng)力，使工件發(fā)生變形和裂紋，或產(chǎn)生局部淬不硬等缺陷。 例如，鉆頭、軸桿類等細(xì)長工件應(yīng)以吊掛的方式垂直

32、地浸入淬火液中；薄而平的工件（圓盤 銑刀等），不能平著放人而必須立著放人淬火劑中；使工件各部分的冷卻速度趨于一致等。淬火操作時(shí)還必須穿戴防護(hù)用品，如工作服、手套、防護(hù)眼鏡等，以防淬火液飛濺傷人。4回火將淬火后的工件重新加熱到某一溫度范圍并保溫后，在油中或空氣中冷卻的操作稱為回 火。回火的溫度大大低于退火、正火和淬火時(shí)的加熱溫度，因此回火并不使工件材料的組織 發(fā)生轉(zhuǎn)變?；鼗鸬哪康氖菧p小或消除工件在淬火時(shí)所形成的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)降低淬火鋼的硬度， 減小脆性，使工件獲得較好的強(qiáng)度和韌性，即較好的綜合機(jī)械性能。根據(jù)回火溫度不同，回火操作可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。低溫回火 回火溫度為 150250。低溫回火可以部分消除淬火造成的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)?shù)?降低