機自-材-1-7-8鋼鐵N

1、TE- PWenyun Ju第第 頁頁11-7 碳鋼碳鋼一、碳鋼的分類一、碳鋼的分類 低碳鋼低碳鋼按按碳量碳量分分 中碳鋼中碳鋼 高碳鋼高碳鋼 含碳量小于含碳量小于2.11%的鐵碳合金的鐵碳合金0.25 0.6 %低低 中中 高高按用途按用途分分結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工具鋼工具鋼TE- PWenyun Ju第第 頁頁2 按按質(zhì)量質(zhì)量分分 普通鋼普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼按按脫氧程度脫氧程度分分沸騰鋼沸騰鋼鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼TE- PWenyun Ju第第 頁頁3二、碳鋼的牌號二、碳鋼的牌號 1.（普通）碳素結(jié)構(gòu)鋼（普通）碳素結(jié)構(gòu)鋼： Q235 - AF 屈服屈服質(zhì)量等級（質(zhì)量等級（

2、A、B、C、D四級）四級） A最差，最差，D最好最好脫氧方式（脫氧方式（F、Z、bZ、TZ） 碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于一般的工程結(jié)構(gòu)（鋼窗、碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于一般的工程結(jié)構(gòu)（鋼窗、鋼筋等）和不太重要的機械零件及焊接件。鋼筋等）和不太重要的機械零件及焊接件。 s235MPaTE- PWenyun Ju第第 頁頁4 4.鑄造碳鋼（鑄鋼）鑄造碳鋼（鑄鋼）：ZG200-400 s b 用于制造形狀特別復(fù)雜且受力較大，須鑄造用于制造形狀特別復(fù)雜且受力較大，須鑄造成形的鋼質(zhì)零件。成形的鋼質(zhì)零件。 低碳鑄鋼具有良好的導(dǎo)磁性，常用于鑄造電低碳鑄鋼具有良好的導(dǎo)磁性，常用于鑄造電磁吸盤和電機殼體等；中碳鑄鋼的綜合機械性

3、能磁吸盤和電機殼體等；中碳鑄鋼的綜合機械性能好，廣泛用于鑄造重要的復(fù)雜機器零件，如軋鋼好，廣泛用于鑄造重要的復(fù)雜機器零件，如軋鋼機機架、機車機架、重型齒輪、減速機殼體等；機機架、機車機架、重型齒輪、減速機殼體等；高碳鑄鋼因韌性較差，很少應(yīng)用。要求特別高的高碳鑄鋼因韌性較差，很少應(yīng)用。要求特別高的零件或工具可采用合金鑄鋼，如零件或工具可采用合金鑄鋼，如ZGMn13等。等。TE- PWenyun Ju第第 頁頁5 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 45 數(shù)字代表碳量（數(shù)字代表碳量（ c）的萬分之幾的萬分之幾 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要的機械零件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要的機械零件。如如

4、 08、08F、10、10F 的冷軋薄板可制造儀表儀器的冷軋薄板可制造儀表儀器的外殼和汽車、拖拉機的沖壓件；的外殼和汽車、拖拉機的沖壓件；15、20、25常制常制造尺寸小、負(fù)荷輕、表面耐磨、心部軟韌的零件造尺寸小、負(fù)荷輕、表面耐磨、心部軟韌的零件; 而而40、45主要制造重要的受力和傳遞運動的零件主要制造重要的受力和傳遞運動的零件; 55、60、65用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小的彈簧。用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小的彈簧。*專門用途應(yīng)標(biāo)出，如專門用途應(yīng)標(biāo)出，如20g代表鍋爐用鋼代表鍋爐用鋼*含錳較高也應(yīng)注明含錳較高也應(yīng)注明, 如如50MnTE- PWenyun Ju第第 頁頁6 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)

5、質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 45 數(shù)字代表碳量（數(shù)字代表碳量（ c）的萬分之幾的萬分之幾 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要的機械零件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要的機械零件。如如 08、08F、10、10F 的冷軋薄板可制造儀表儀器的冷軋薄板可制造儀表儀器的外殼和汽車、拖拉機的沖壓件；的外殼和汽車、拖拉機的沖壓件；15、20、25常制常制造尺寸小、負(fù)荷輕、表面耐磨、心部軟韌的零件造尺寸小、負(fù)荷輕、表面耐磨、心部軟韌的零件; 而而40、45主要制造重要的受力和傳遞運動的零件主要制造重要的受力和傳遞運動的零件; 55、60、65用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小的彈簧。用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小的彈簧。*專門用途應(yīng)標(biāo)

6、出，如專門用途應(yīng)標(biāo)出，如20g代表鍋爐用鋼代表鍋爐用鋼*含錳較高也應(yīng)注明含錳較高也應(yīng)注明, 如如50MnTE- PWenyun Ju第第 頁頁7 3.碳素工具鋼（優(yōu)質(zhì)、高級優(yōu)質(zhì)）碳素工具鋼（優(yōu)質(zhì)、高級優(yōu)質(zhì)）： T8 T8A 碳素工具鋼的紅硬性差，只能用于制造手工碳素工具鋼的紅硬性差，只能用于制造手工用的低速運動的刀具、量具、模具等。用的低速運動的刀具、量具、模具等。如如T7、T8（T7A、T8A）用于制造受震動和沖擊、要求高）用于制造受震動和沖擊、要求高韌性的工具（鑿子、錘子、沖頭）；韌性的工具（鑿子、錘子、沖頭）； T10、T12（ T10A、T12A）用于制造不受震動但要求極高）用于制造不

7、受震動但要求極高硬度的工具（銼刀、鋸條、絲錐）。硬度的工具（銼刀、鋸條、絲錐）。數(shù)字代表碳量（數(shù)字代表碳量（ c）的千分之幾的千分之幾工具工具高級優(yōu)質(zhì)高級優(yōu)質(zhì)TE- PWenyun Ju第第 頁頁8一、鑄鐵的種類和性能一、鑄鐵的種類和性能1、白口鑄鐵、白口鑄鐵碳全部以碳全部以滲碳體滲碳體形式存在于萊氏體形式存在于萊氏體 中，斷口呈銀白色。硬而脆，極少用作結(jié)構(gòu)材中，斷口呈銀白色。硬而脆，極少用作結(jié)構(gòu)材 料，料，主要用作煉鋼或生產(chǎn)其它種類鑄鐵的原料主要用作煉鋼或生產(chǎn)其它種類鑄鐵的原料。 2、灰口鑄鐵、灰口鑄鐵在鋼的基體（在鋼的基體（F、F+P、P）上分布）上分布 有片狀石墨，斷口呈暗灰色。力學(xué)性能

8、比較低有片狀石墨，斷口呈暗灰色。力學(xué)性能比較低 （經(jīng)孕育處理可提高），但鑄造性能極佳，并（經(jīng)孕育處理可提高），但鑄造性能極佳，并 具有較好的減震性。具有較好的減震性。用于制造機床床身、底座、用于制造機床床身、底座、 減速器箱體、泵體、閥體、氣缸體等減速器箱體、泵體、閥體、氣缸體等。（鑄后。（鑄后 需進(jìn)行去應(yīng)力退火）需進(jìn)行去應(yīng)力退火）1-8 1-8 鑄鐵鑄鐵（ c2.11%的鐵碳合金）的鐵碳合金）TE- PWenyun Ju第第 頁頁93、可鍛鑄鐵、可鍛鑄鐵在鋼的基體（在鋼的基體（F、F+P、P）上分布）上分布 有團(tuán)絮狀石墨。是由白口鑄鐵經(jīng)長時間的高溫有團(tuán)絮狀石墨。是由白口鑄鐵經(jīng)長時間的高溫 石

9、墨化退火而形成的，力學(xué)性能較好，特別是石墨化退火而形成的，力學(xué)性能較好，特別是 韌性較高，并具有一定的耐腐蝕性。韌性較高，并具有一定的耐腐蝕性。常用于制常用于制 造棘輪、鏈條、制動器等承受沖擊振動的薄壁造棘輪、鏈條、制動器等承受沖擊振動的薄壁 小零件及彎頭、三通等管道件和閥門等。小零件及彎頭、三通等管道件和閥門等。4、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵在鋼的基體（在鋼的基體（F、F+P、P）上分布）上分布 有球狀石墨。是在澆注前向鐵水中加入孕育劑有球狀石墨。是在澆注前向鐵水中加入孕育劑 和球化劑而形成的，強度高，是以鐵代鋼的重和球化劑而形成的，強度高，是以鐵代鋼的重 要材料。要材料。用于制造載荷大、受力復(fù)雜的

10、曲軸、用于制造載荷大、受力復(fù)雜的曲軸、 汽車齒輪等。汽車齒輪等。（鑄后退火、正火、調(diào)質(zhì)等）（鑄后退火、正火、調(diào)質(zhì)等）TE- PWenyun Ju第第 頁頁105、蠕墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵在鋼的基體（在鋼的基體（F、F+P、P）上分布）上分布 有蠕蟲狀石墨。比灰口鑄鐵強度高，比球墨鑄有蠕蟲狀石墨。比灰口鑄鐵強度高，比球墨鑄 鐵鑄造性、耐熱性、抗疲勞性好。（鑄后正火、鐵鑄造性、耐熱性、抗疲勞性好。（鑄后正火、 退火）退火）6、合金鑄鐵、合金鑄鐵在鐵水中添加某些合金元素，可得在鐵水中添加某些合金元素，可得 到某種特殊性能，如加硅、鋁、鉻能提高耐熱到某種特殊性能，如加硅、鋁、鉻能提高耐熱 性，加硅、鋁、鉻、

11、銅、鎳能提高耐腐蝕性。性，加硅、鋁、鉻、銅、鎳能提高耐腐蝕性。*耐磨耐磨鑄鐵鑄鐵 *耐熱耐熱鑄鐵鑄鐵 *耐蝕耐蝕鑄鐵鑄鐵TE- PWenyun Ju第第 頁頁11灰灰口口鑄鑄鐵鐵可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵球球墨墨鑄鑄鐵鐵蠕蠕墨墨鑄鑄鐵鐵(片狀石墨片狀石墨)(團(tuán)絮狀石墨團(tuán)絮狀石墨)(球狀石墨球狀石墨)(蠕蟲狀石墨蠕蟲狀石墨)TE- PWenyun Ju第第 頁頁12二、鑄鐵的二、鑄鐵的石墨化石墨化過程過程鑄鐵中析出碳原子形成石墨的過程鑄鐵中析出碳原子形成石墨的過程鐵水中析出鐵水中析出A中析出中析出Fe3C分解分解 鐵碳合金中，碳有兩種存在形鐵碳合金中，碳有兩種存在形式，即化合態(tài)滲碳體和游離態(tài)石墨。式，即化

12、合態(tài)滲碳體和游離態(tài)石墨。對滲碳體形式存在的鐵碳合金加熱對滲碳體形式存在的鐵碳合金加熱和保溫，則滲碳體將分解為鐵和石和保溫，則滲碳體將分解為鐵和石墨。所以，滲碳體只是一種亞穩(wěn)定墨。所以，滲碳體只是一種亞穩(wěn)定的相，石墨才是一種穩(wěn)定的相。的相，石墨才是一種穩(wěn)定的相。 描述鐵碳合金的結(jié)晶過程一般描述鐵碳合金的結(jié)晶過程一般用用Fe-FeFe-Fe3 3C C與與Fe-GFe-G（石墨）雙重相圖。（石墨）雙重相圖。實線為實線為Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖；虛線為相圖；虛線為Fe-GFe-G相圖相圖TE- PWenyun Ju第第 頁頁13 鐵碳合金石墨化過程分高溫、中溫、低溫三個階段。鐵碳合金石墨

13、化過程分高溫、中溫、低溫三個階段。高溫石墨化高溫石墨化：是指：是指共晶溫度以上共晶溫度以上結(jié)晶出一次石墨結(jié)晶出一次石墨G G以及以及 由共晶反應(yīng)產(chǎn)生共晶石墨由共晶反應(yīng)產(chǎn)生共晶石墨G G晶晶的階段；的階段；中溫石墨化：中溫石墨化：是指在共晶溫度至共析溫度之間，從奧氏是指在共晶溫度至共析溫度之間，從奧氏 體中析出二次石墨體中析出二次石墨G G的階段；的階段；低溫石墨化：低溫石墨化：是指在共析溫度析出共析石墨是指在共析溫度析出共析石墨G G析析的階段。的階段。 在高溫、中溫階段，碳原子的擴(kuò)散能力強，石墨化在高溫、中溫階段，碳原子的擴(kuò)散能力強，石墨化過程比較容易進(jìn)行；而在低溫階段，碳原子的擴(kuò)散能力過程

14、比較容易進(jìn)行；而在低溫階段，碳原子的擴(kuò)散能力較弱，石墨化過程進(jìn)行困難。較弱，石墨化過程進(jìn)行困難。 如果高溫、中溫和低溫石墨化都沒有實現(xiàn)，碳只能以如果高溫、中溫和低溫石墨化都沒有實現(xiàn)，碳只能以FeFe3 3C C形式存在，將獲得形式存在，將獲得白口鑄鐵白口鑄鐵。如果。如果高溫、中溫高溫、中溫石墨石墨化得以實現(xiàn)，碳將主要以化得以實現(xiàn)，碳將主要以 G G 形式存在，獲得形式存在，獲得灰鑄鐵灰鑄鐵。若。若僅僅實現(xiàn)高溫石墨化，碳將以僅僅實現(xiàn)高溫石墨化，碳將以 G G 和和 FeFe3 3C C 兩種形式存在，兩種形式存在，獲得的鑄鐵稱為獲得的鑄鐵稱為麻口鑄鐵麻口鑄鐵。TE- PWenyun Ju第第 頁

15、頁141、影響石墨化的因素、影響石墨化的因素化學(xué)成分化學(xué)成分：C、Si、Al、Cu、Ni促進(jìn)石墨化，促進(jìn)石墨化，Mn、S 、Cr阻礙石墨化阻礙石墨化冷速越慢（即鑄件壁越厚），越有利于冷速越慢（即鑄件壁越厚），越有利于石墨化過程石墨化過程冷卻速度冷卻速度：2、石墨化對鑄鐵基體組織的影響、石墨化對鑄鐵基體組織的影響 石墨化越充分，基體中的石墨化越充分，基體中的C量就越少，即基體將從量就越少，即基體將從 PF+P F，從而使鑄件的力學(xué)性能降低。從而使鑄件的力學(xué)性能降低。 為獲得灰鑄鐵鑄件，同時又避免產(chǎn)生過多的、粗大的片狀石為獲得灰鑄鐵鑄件，同時又避免產(chǎn)生過多的、粗大的片狀石墨，通常應(yīng)將鐵水的成分控制

16、在墨，通常應(yīng)將鐵水的成分控制在c c = 2.5 = 2.54.04.0，SiSi = 1.0 = 1.02.02.0，而將，而將 S S 限制在限制在0.150.15以下。以下。 Mn 限制在限制在0.51.4%，P增增加硬度和脆性，一般加硬度和脆性，一般0.3%以下以下，要求較高耐磨性時允許到要求較高耐磨性時允許到0.5%TE- PWenyun Ju第第 頁頁15F基灰口鑄鐵基灰口鑄鐵F+P基灰口鑄鐵基灰口鑄鐵P基灰口鑄鐵基灰口鑄鐵鐵素體可鍛鑄鐵鐵素體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵F基球墨鑄鐵基球墨鑄鐵F+P基球墨鑄鐵基球墨鑄鐵P基球墨鑄鐵基球墨鑄鐵TE- PWenyun Ju第第 頁頁16三、鑄鐵的牌號舉例三、鑄鐵的牌號舉例HT150灰口鑄鐵灰口鑄鐵 b不低于不低于150MPaKTZ550-04可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵珠光體基（此處珠光體基（此處H-黑心，黑心，B-白心）白心） b不低于不低于550MPa最低伸長率最低伸長率 不低于不低于4%TE- PWenyun Ju第第 頁頁17QT600-3球墨鑄鐵球墨鑄鐵 b不低于不低于600MPa 不低于不低于3%RuT380蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 b不低于不低于380MPaTE- PWenyun Ju第