機(jī)械工程材料

第五章金屬材料

第一節(jié)工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三大類。以Fe為主要元素，含碳量一般在2%以下。合金元素：指為了提高鋼的性能，在非合金鋼基礎(chǔ)上而有意加入。

鋼類碳素鋼合金鋼P(yáng)SPS普通質(zhì)量鋼≤0.045≤0.045≤0.045≤0.045優(yōu)質(zhì)鋼≤0.035≤0.035≤0.035≤0.035高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.030≤0.030≤0.025≤0.025特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.025≤0.020≤0.025≤0.015(1)按質(zhì)量分鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來(lái)劃分的。分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下：(2)按用途分

工程用鋼建筑、橋梁、船舶、車輛滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼機(jī)器用鋼結(jié)構(gòu)鋼刃具鋼模具鋼量具鋼工具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼特殊性能鋼齒輪刀具2.鋼的編號(hào)我國(guó)鋼材的編號(hào)是采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語(yǔ)拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母。常用鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法表示符號(hào)（GB/T221—2008）名稱符號(hào)位置名稱符號(hào)位置碳素結(jié)構(gòu)鋼Q頭橋梁用鋼q尾低合金高強(qiáng)度鋼Q頭鍋爐用鋼g尾易切削鋼Y頭焊接氣瓶用鋼HP頭碳素工具鋼T頭車輛車軸用鋼LZ頭(滾珠)軸承鋼G頭機(jī)車車軸用鋼JZ頭焊接用鋼H頭沸騰鋼F尾冷鐓（鉚螺）鋼ML頭半鎮(zhèn)靜鋼b尾船用鋼國(guó)際符號(hào)鎮(zhèn)靜鋼Z尾汽車大梁用鋼L尾特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ尾壓力容器用鋼R尾質(zhì)量等級(jí)A.B.C.D.E尾1）碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、（E）。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。脫氧方法符號(hào)：沸騰鋼—F；鎮(zhèn)靜鋼—Z；（半鎮(zhèn)靜鋼—b；）特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ。如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示為Q235AF、Q235BZ。

Q46014MnVTiRE、15MnVNQ42010MnPNbRE、15MnV、15MnTi、16MnNbQ39018Nb、09MnCuPTi、10MnSiCu、12MnV、14MnNb、16Mn、16MnREQ34509MnV、09MnNb、09Mn2、12MnQ295GB/T1591-1994舊標(biāo)準(zhǔn)GB1591-88（GB/T1591-2008取消了Q295強(qiáng)度級(jí)別，增加了Q500、Q550、Q620、Q690強(qiáng)度級(jí)別）

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，

其牌號(hào)中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）和化學(xué)元素符號(hào)，按順序表示，如16Mn。*說(shuō)明：一般情況下，屈服強(qiáng)度值小300MPa時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于300MPa時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼。2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼⑴優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)為兩位數(shù)字這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾如45—其平均含碳量為萬(wàn)分之四十五（即0.45%C）⑵碳素工具鋼：牌號(hào)為T+數(shù)字“T”表示“碳素工具鋼”數(shù)字表示鋼平均含碳量的千分之幾如T8—其平均含碳量為千分之八（0.8%C）*說(shuō)明：①優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含Mn量為0.7~1.2%時(shí)，在含碳量數(shù)字后加元素符號(hào)“Mn”，如40Mn。②

對(duì)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，在鋼號(hào)后分別加字母F和b，如08F、10b。③碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的（優(yōu)質(zhì)；高級(jí)優(yōu)質(zhì)）④高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加字母A，如20A、T8A。特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加字母E，如50MnE3）合金鋼牌號(hào)為碳含量+合金元素1+1元素的百分含量數(shù)字+合金元素2+2元素的百分含量數(shù)字+……（A、E）⑴合金元素及其含量標(biāo)注當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時(shí)，只標(biāo)元素符號(hào)，不標(biāo)含量。如20CrMnTi當(dāng)合金元素的平均含量為1.50~2.49%、2.50~3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……時(shí)，在相應(yīng)的合金元素符號(hào)后標(biāo)2、3、4、5……等數(shù)字。如20CrNi3。*說(shuō)明：①合金工具鋼含鉻量小于1%時(shí)，含鉻量以千分之一為單位標(biāo)出，并在含鉻量前加數(shù)字“0”，如Cr06。②滾動(dòng)軸承鋼含鉻量也以千分之一為單位標(biāo)出，并在牌號(hào)頭部加字母“G”，如GCr15③高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼在牌號(hào)后加字母A，如60Si2MnA。④特級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼在牌號(hào)后加字母E，如30CrMnSiE。

⑵碳含量標(biāo)注①合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量以萬(wàn)分之一為單位標(biāo)出(兩位數(shù)字)如40Cr、60Si2Mn②工具鋼含碳量以千分之一為單位標(biāo)出(一位數(shù)字)如8MnSi*說(shuō)明①低合金工具鋼含碳量大于1.00%時(shí)，不標(biāo)含碳量，如CrWMn②高速鋼不標(biāo)含碳量，如W18Cr4V③滾動(dòng)軸承鋼不標(biāo)含碳量，如GCr15④高錳鋼不標(biāo)含碳量，如ZGMn13⑤珠光體耐熱鋼含碳量標(biāo)注同結(jié)構(gòu)鋼，如15CrMo⑥鑄鋼在牌號(hào)前加“ZG”,余同結(jié)構(gòu)鋼,如ZG20Cr13⑦

不銹鋼和耐熱鋼用兩位或三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示碳含量最佳控制值（以萬(wàn)分之幾或十萬(wàn)分之幾計(jì)）(1)只規(guī)定碳含量上限者，當(dāng)碳含量上限不大于0.10%時(shí)，以其上限的3/4表示碳含量；當(dāng)碳含量上限大于0.10%時(shí)，以其上限的4/5表示碳含量。例1：碳含量上限為0.08%，碳含量以06表示；碳含量上限為0.20%，碳含量以16表示例2對(duì)于超低碳不銹鋼（即碳含量不大于0.030%，用三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示碳含量最佳控制值（以十萬(wàn)分之幾計(jì)），如：碳含量上限為0.020%時(shí)，其牌號(hào)中的碳含量以015表示(2)規(guī)定上下限者，以平均碳含量×100表示。例如：碳含量為0.16-0.25%，牌號(hào)中的碳含量以20表示。例如：碳含量不大于0.08%，鉻含量為18.0-20.0%，鎳含量為8.0-11.0%的不銹鋼牌號(hào)為06Cr19Ni10鋼鐵及合金的類型與統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)(GB/T176256—1998)鋼鐵及合金的類型統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)鋼鐵及合金的類型統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)合金結(jié)構(gòu)鋼A

×××××雜類材料M×××××軸承鋼B×××××粉末及粉末材料P×××××鑄鐵、鑄鋼及鑄造合金C×××××快淬金屬及合金Q×××××電工用鋼和純鐵E

×××××不銹、耐蝕和耐熱鋼S

×××××鐵合金和生鐵F

×××××工具鋼T

×××××高溫合金和耐蝕合金H×××××非合金鋼U×××××精密合金及其他特殊物理性能材料J×××××焊接用鋼及合金W

×××××低合金鋼L×××××合金元素對(duì)鐵素體沖擊韌性影響合金元素對(duì)鐵素體硬度影響二、合金元素在鋼中的作用㈠對(duì)鋼中基本相的影響1、溶于鐵素體,起固溶強(qiáng)化作用非碳化物形成元素及過(guò)剩的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體。Si、Mn對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。2、形成碳化物，起強(qiáng)化相作用合金元素與碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋禾蓟锏姆€(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性提高Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe強(qiáng)碳化物形成元素中碳化物形成元素弱碳化物形成元素(二)對(duì)鋼中相變過(guò)程的影響1、對(duì)奧氏體化的影響⑴對(duì)奧氏體形成速度的影響：除Ni、Co外，都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。⑵對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的影響：碳、氮化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大Mn、P促進(jìn)長(zhǎng)大。2、對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響⑴

對(duì)C曲線和淬透性的影響：除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。

常用提高淬透性的元素為Mn、Si、Cr、Ni、B。⑵

對(duì)Ms、Mf點(diǎn)的影響：除Co、Al外，所有元素都使Ms、Mf點(diǎn)下降。

碳鋼高速鋼3、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響⑴提高耐回火性：淬火鋼在回火過(guò)程中抵抗硬度下降的能力稱耐回火性。⑵

產(chǎn)生二次硬化含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時(shí),硬度不僅不下降,反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。⑶防止第二類回火脆性加W、Mo可防止第二類回火脆性。（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼1、成分：<0.24%C，P、S量較多。2、性能：可焊性、塑性好。3、熱處理：熱軋空冷態(tài)下使用。4、使用狀態(tài)下組織：F+P5、用途：常以熱軋型材使用，約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。熱軋鋼板三、結(jié)構(gòu)鋼（二）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1、性能要求:⑴高強(qiáng)度及足夠韌性。⑵良好的焊接性能、耐蝕性及低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。

2、成分特點(diǎn)：低碳(≤0.2%C)、主加Mn①M(fèi)n:強(qiáng)化鐵素體,增加珠光體的量,降低脆轉(zhuǎn)溫度。②V、Ti、Nb:起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。③Cu、P可提高耐蝕性，RE可提高韌性、疲勞極限。壓力容器南京長(zhǎng)江大橋3、熱處理：熱軋空冷后使用4、使用狀態(tài)下組織：F+P5、用途：Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為B，強(qiáng)度高，用于石化中溫高壓容器。（三）滲碳鋼——制造滲碳零件的鋼種1、性能要求：⑴

表硬里韌⑵

良好淬透性和滲碳能力。2、成分特點(diǎn)：低碳(0.1~0.25%C),

加Cr、Mn、Ni、B等元素

①Cr、Mn、Ni、B：提高淬透性②

Cr、Mn、Ni：強(qiáng)化鐵素體③

W、Mo、Ti、V：細(xì)化晶粒滲碳件滲碳回火爐滲碳淬火后的表層組織3、熱處理特點(diǎn)滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度:Ac1+30-50℃。4、使用狀態(tài)下組織心部：M回+F表層：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)；5、常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：20、20Cr。用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA。用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)曲軸活塞銷(20Cr)（四）調(diào)質(zhì)鋼——調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。

1、成分特點(diǎn)中碳(0.3~0.5%C)，合金元素作用為：①提高淬透性：Mn、Si、Cr、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr、Ni③細(xì)化晶粒：Ti、V④防止第二類回火脆性：W、Mo回火索氏體2、熱處理及組織特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配調(diào)質(zhì)目的:獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：S回為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。(表面淬火+低溫回火)→裝配①為表面淬火作組織準(zhǔn)備；②獲得最終心部組織。表面：

M回；心部：S回圓錐齒輪柴油機(jī)凸輪軸3、性能：良好的綜合力學(xué)性能。4、常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)為45、40Cr、40CrNi。用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等零件。制造大截面重載荷零件，如曲軸等用高淬透性的40CrNiM等。（五）彈簧鋼——制造彈簧或類似性能零件的鋼種。1、性能要求(彈簧是儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零件)高的σs、σs/σb、σ-1；足夠的韌性2、成分特點(diǎn)：中高碳碳素彈簧鋼為0.6~0.9%C；合金彈簧鋼為0.45~0.7%C合金元素作用：①

提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr②

提高s/b：Si③

細(xì)化晶粒：V3、熱處理及組織特點(diǎn)⑴冷成型彈簧：冷拔→冷成型→定型處理（250~300℃）。用于<φ10mm彈簧。⑵

熱成型彈簧：熱成型→淬火+中溫回火使用狀態(tài)下的組織：T回。用于大截面彈簧（>φ10mm）熱卷大彈簧彈簧絲板簧噴丸處理示意圖4、彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量對(duì)其壽命影響很大。提高表面質(zhì)量的方法：①

防止表面脫碳；②

避免表面缺陷；③進(jìn)行噴丸處理，使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。汽車板簧大型熱卷彈簧5、常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)為65Mn、60Si2Mn用于制造較大截面彈簧。

制造大截面、大載荷、耐熱的彈簧用50CrV。

（六）滾動(dòng)軸承鋼——制造軸承套和滾動(dòng)體專用鋼種1、性能要求(軸承承受接觸應(yīng)力、交變載荷和摩擦)

高而均勻的硬度、耐磨性、b、接觸疲勞強(qiáng)度和足夠的韌性。2、成分特點(diǎn)：高碳(0.95~1.10%C)，主加Cr①

Cr、Mn、Si：提高淬透性②Cr還提高耐磨性和耐蝕性當(dāng)>1.65%Cr時(shí)，因A’增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。3、熱處理和組織特點(diǎn)滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)共析鋼。⑴熱處理：球化退火+淬火+低溫回火⑵組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）淬火后可進(jìn)行冷處理(-60~-80℃)，以減少A’，穩(wěn)定尺寸。滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承4、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。這類鋼還可用于制造模具、量具等。四、工具鋼按用途分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。模具量具刃具（一）刃具鋼用來(lái)制造各種切削刀具的鋼種。切削加工的基本形式㈠性能要求1、高硬度(≥HRC60)，主要取決于含碳量。2、高耐磨性靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來(lái)達(dá)到。3、高熱硬性即高溫下保持高硬度的能力。4、足夠的韌性以防止脆斷和崩刃。㈡碳素工具鋼共有七個(gè)牌號(hào)：T7~T131、成分特點(diǎn)：高碳（0.65~1.35%C）隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。

銼刀手錘T12鋼正常淬火組織球狀珠光體2、熱處理及組織⑴熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火球化退火目的：①

降低硬度，便于加工；②

為淬火作組織準(zhǔn)備。⑵使用狀態(tài)下的組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)

木工鑿手錘圓沖3、用途由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。T7~T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。T10~T11：

制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。T12~T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐銼刀手鋸條鉆頭板牙絲錐㈢低合金工具鋼在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(≤3~5)形成。1、成分特點(diǎn)：⑴高碳：0.75~1.5%C⑵合金元素作用①

提高淬透性:Cr、Mn、Si

③提高耐磨性、細(xì)化晶粒:W、V

絲錐板牙2、熱處理及組織同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油（碳工鋼為水）。使用狀態(tài)下的組織為：

M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）3、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等。

高速鋼銑刀㈣高速鋼制造高速切削刃具用鋼。（俗稱風(fēng)鋼）1、性能特點(diǎn)：高熱硬性(達(dá)600℃)、高淬透性。2、成分特點(diǎn)⑴高碳：0.70~1.5%C

⑵高合金元素含量①

提高淬透性：Cr②

提高熱硬性、耐磨性：W、Mo、V

W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織3、加工與熱處理加工工藝路線：下料→鍛造→球化退火→機(jī)加工→高溫淬火→高溫回火三次→磨削高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚(yú)骨狀萊氏體與樹(shù)枝狀M+T組成，脆性大且無(wú)法通過(guò)熱處理改善。W18Cr4V鋼的退火組織⑵

退火目的：降低硬度,便于切加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。退火后組織：

S+顆粒狀碳化物⑴鍛造目的：打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。W18Cr4V鋼的淬火組織⑶淬火目的：獲得高合金元素含量的馬氏體。淬火溫度高(>1200℃)。

淬火后組織：

M+未溶碳化物（~10%）+A’（~25%）W18Cr4V硬度與回火溫度關(guān)系⑷

回火目的：主要為減少A’。消除內(nèi)應(yīng)力。常采用560℃三次回火?；鼗饡r(shí)的組織變化：①

析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。②

碳及合金元素含量下降，Ms點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織4、使用狀態(tài)下組織

M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)車刀銑刀鉆頭5、常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)為W18Cr4V（18-4-1）和W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）。用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。汽車沖壓模具二、模具鋼用以制造冷熱模具的鋼種。㈠冷作模具鋼制造金屬冷成型模具的鋼種1、性能要求⑴高硬度和耐磨性。⑵足夠的強(qiáng)度和韌性。Cr12鋼2、常用鋼種●

碳素工具鋼和低合金工具鋼：用于小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大的模具?！馛r12型冷作模具鋼⑴成分特點(diǎn)：高碳(1.4~2.3%C)；高鉻(11.5~13%Cr)合金元素作用：

Cr提高淬透性；

Mo、V提高耐磨性，細(xì)化晶粒。

汽車外板冷沖模②加工及熱處理：同高速鋼相。使用狀態(tài)下的組織：M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）③常用鋼號(hào)為Cr12和Cr12MoV。用于制造冷沖模、擠壓模等。㈡熱作模具鋼制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具的鋼種。1、性能要求⑴高溫下良好的綜合力學(xué)性能。⑵抗熱疲勞性能。

⑶高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。曲軸模具熱鐓模凸緣模2、常用鋼種⑴熱鍛模鋼

5CrNiMo、5CrMnMo前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模。成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。使用狀態(tài)下的組織：S回?？ǔ吡恳?guī)千分尺三、量具鋼制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。1、性能要求量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零件接觸，承受摩擦和沖擊。⑴高硬度和耐磨性。⑵高的尺寸穩(wěn)定性。⑶足夠的韌性。量規(guī)量塊2、量具用鋼⑴

低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火。⑵

碳素工具鋼、低合金工具鋼

⑴⑵用于尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的量具。⑶

滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼用于制造精密量具。⑷

不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。千分尺卡尺3、量具鋼的熱處理特點(diǎn)⑴

預(yù)備熱處理組織為球化退火或調(diào)質(zhì)處理組織。⑵

下限溫度淬火及冷處理，目的是減少A’。⑶

長(zhǎng)時(shí)間低溫時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。五、特殊性能鋼

特殊性能鋼是指具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼。化工管道的腐蝕裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄一、不銹鋼在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。㈠金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕：金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕：金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。防止電化學(xué)腐蝕的措施：獲得均勻的單相組織。提高合金的電極電位。使表面形成致密的鈍化膜。降低碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占其GNP的4%左右。中國(guó)每年腐蝕的損失至少到400億元以上。㈡不銹鋼中合金元素的作用1、低碳：碳高，則降低耐蝕性。

2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素①形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜.②Cr含量大于13%時(shí)，形成單相鐵素體組織。③提高基體電極電位（服從n/8規(guī)律）。3、Ni：獲得單相奧氏體組織。

Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。4、Ti、Nb：防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕。晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大。它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加Ti、Nb

則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物，避免晶界貧Cr。

㈢常用不銹鋼1、馬氏體不銹鋼主要為Cr13型鋼號(hào)有12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13等隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降。⑴12Cr13、20Cr13熱處理：淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織：S回汽輪機(jī)葉片性能：耐大氣、蒸汽腐蝕及良好的綜合力學(xué)性能。用途：用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等。醫(yī)療器械不銹鋼直尺⑵30Cr13、40Cr13熱處理：淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織：M回性能：強(qiáng)度、硬度較高用途：用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器2、鐵素體不銹鋼典型鋼號(hào)如06Cr13、10Cr17等。⑴

成分：高鉻低碳⑵

無(wú)α?γ相變不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。⑶

組織：?jiǎn)蜗噼F素體

鋼中σ相⑷

性能特點(diǎn)耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向：①

475℃脆化：加熱到450~550℃停留，產(chǎn)生脆化。

再加熱到600℃快冷可消除。②相脆化：在600~800℃長(zhǎng)期加熱時(shí)，析出硬而脆的相。⑸

用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置合成氨生產(chǎn)裝置3、奧氏體不銹鋼主要為18-8型。低碳、高鉻、高鎳⑴性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無(wú)磁性。

⑵熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷。⑶組織：?jiǎn)蜗鄪W氏體不銹鋼帶反應(yīng)釜(316L)管板換熱器(304)大型化工儲(chǔ)罐(304)⑷常用鋼種為12Cr18Ni9、06Cr19Ni10。⑸用途：廣泛用于化工設(shè)備及管道。二、耐熱鋼㈠性能要求1、高的抗氧化性：指鋼在高溫下對(duì)氧化作用的抗力。2、高的熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度。渦輪機(jī)機(jī)殼鋼制法蘭㈢常用耐熱鋼1、珠光體耐熱鋼常用15CrMo、12Cr1MoV，⑴

熱處理：正火+高溫回火⑵

組織:

F+P

⑶

用途：600℃以下的鍋爐零件，壓力容器，熱交換器等。

2、馬氏體耐熱鋼常用12Cr13、14Cr11MoV、42Cr9Si2。⑵

熱處理：調(diào)質(zhì)+高于使用溫度100℃的高溫回火。⑶組織：

S回。⑷

用途：12Cr13、1Cr11MoV用于550℃以下汽輪機(jī)葉片。42Cr9Si2是汽車閥門用鋼。汽輪機(jī)葉片汽車閥門過(guò)熱器管排過(guò)熱器集箱3、奧氏體耐熱鋼常用1Cr18Ni9Ti。熱處理：固溶處理組織：?jiǎn)蜗郃。用途：主要用于過(guò)熱器管道等。高錳鋼鑄件三、耐磨鋼是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼。牌號(hào)為ZGMn13。1、成分特點(diǎn)⑴

高碳：0.75~1.45%C。

以保持高耐磨性。⑵高錳：11~14%Mn。以保證形成奧氏體組織。挖掘機(jī)顎式破碎機(jī)球磨機(jī)2、熱處理及組織鑄態(tài)組織為奧氏體+碳化物，性能硬而脆。熱處理：水韌處理。即將鋼加熱到1100℃，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。室溫組織：過(guò)飽和單相奧氏體。高錳鋼鑄件使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用。在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速加工硬化，形成馬氏體并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，獲得高耐磨性。而心部仍為奧氏體組織，具有高耐沖擊能力。3、使用及用途水韌處理后，韌性高，硬度低（HB180~200）。高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)的襯板、破碎機(jī)的牙板、挖掘機(jī)的鏟齒和鐵路的道岔等。球磨機(jī)襯板鐵路道岔履帶挖掘機(jī)鏟齒鋼號(hào)鋼種合金元素的主要作用熱處理特點(diǎn)使用狀態(tài)下組織Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Mn:強(qiáng)化F，增加P量，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度熱軋空冷F+P65Mn彈簧鋼Mn:提高淬透性，強(qiáng)化F淬火+中溫回火T回ZGMn13耐磨鋼Mn:獲得單相A組織水韌處理表:M+碳化物心:A20Cr滲碳鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化F滲碳+淬火+低溫回火表:M回+顆粒狀碳化物+A’心:M回+F40Cr調(diào)質(zhì)鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化F調(diào)質(zhì)處理S回9SiCr低合金工具鋼Cr:提高淬透性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)GCr15滾動(dòng)軸承鋼Cr:提高淬透性，耐磨性、耐蝕性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)12Cr13馬氏體不銹鋼Cr:提高耐蝕性淬火+高溫回火S回5CrNiMo熱作模具鋼Cr、Ni:提高淬透性，強(qiáng)化F淬火+高溫回火S回Mo:防止高溫回火脆性Cr12MoV冷作模具鋼Mo:細(xì)化晶粒，提高耐磨性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)W18Cr4V高速鋼V:提高耐磨性、熱硬性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)12Cr18Ni9不銹鋼Ti:防止晶間腐蝕固溶處理A本章練習(xí)1現(xiàn)有下列鋼號(hào)：Q235；W18Cr4V；5CrNiMo；60Si2Mn；ZGMn13；Q345；12Cr13；20CrMnTi；9SiCr；12Cr18Ni9；T12；40Cr；GCr15；Cr12MoV；12Cr1MoV請(qǐng)按用途選擇鋼號(hào)：（1）制造機(jī)床齒輪應(yīng)選用（）（2）制造汽車板簧應(yīng)選用（）（3）制造滾動(dòng)軸承應(yīng)選用（）（4）制造高速車刀應(yīng)選用（）（5）制造橋梁應(yīng)選用（）本章練習(xí)1

1、現(xiàn)有下列鋼號(hào)：Q235；W18Cr4V；5CrNiMo；60Si2Mn；ZGMn13；Q345；12Cr13；20CrMnTi；9SiCr；12Cr18Ni9；T12；40Cr；GCr15；Cr12MoV；12Cr1MoV（不同于12CrMoV）請(qǐng)按用途選擇鋼號(hào)：（6）制造尺寸冷模具應(yīng)選用（）（7）制造耐酸容器應(yīng)選用（）（8）制造銼刀應(yīng)選用（）本章練習(xí)1

2、汽車、拖拉機(jī)的齒輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用（1）20鋼滲碳淬火后低溫回火（2）40Cr淬火后高溫回火（3）20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火3、下列鋼種中，以球化退火作為預(yù)備熱處理的鋼種是：（1）40Cr（2）20Cr（3）Q345（3）GCr15本章練習(xí)1

4、奧氏體不銹鋼固溶處理的目的是：（1）增加塑性（2）提高強(qiáng)度（3）提高耐蝕性5、下列鋼種中，以球化退火作為預(yù)備熱處理的鋼種是：（1）40Cr（2）20Cr（3）Q345（3）GCr15第二節(jié)鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%并含有較多硅、錳、硫、磷等元素的多元鐵基合金。鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及生產(chǎn)簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而是應(yīng)用最廣泛的材料之一。

例如，機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等都是由鑄鐵制造的。鑄鐵曲軸一、鑄鐵的石墨化過(guò)程1、Fe-Fe3C和Fe-G（石墨）雙重相圖鑄鐵中的碳除少量固溶于基體中外，主要以化合態(tài)的滲碳體（Fe3C）和游離態(tài)的石墨（G）兩種形式存在。共晶白口鑄鐵F基體球墨鑄鐵石墨是碳的單質(zhì)之一，其強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。Fe3C是亞穩(wěn)相，在一定條件下將發(fā)生分解：

Fe3C→3Fe+C（石墨）存在兩個(gè)鐵碳相圖：

Fe-Fe3C和Fe-G雙重相圖L+GL+Fe3C二、鑄鐵的組織特點(diǎn)工業(yè)上使用的鑄鐵主要是灰口鑄鐵。鋼的基體+G（石墨）基體組織有三種，即鐵素體、珠光體和鐵素體加珠光體。三、影響石墨化的因素⑴化學(xué)成分的影響

碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。碳、硅含量過(guò)低，易出現(xiàn)白口組織，力學(xué)性能和鑄造性能變差。碳、硅含量過(guò)高，會(huì)使石墨數(shù)量多且粗大，基體內(nèi)鐵素體量增多，降低鑄件的性能。⑵冷卻速度的影響鑄件冷卻緩慢，有利于碳原子的充分?jǐn)U散，結(jié)晶將按Fe-G相圖進(jìn)行，因而促進(jìn)石墨化。而快冷時(shí)由于過(guò)冷度大，結(jié)晶將按Fe-Fe3C相圖進(jìn)行，不利于石墨化。鑄件壁厚和碳硅含量對(duì)鑄鐵組織的影響

WC+Wsi(%)四、鑄鐵的分類與牌號(hào)表示方法

鑄鐵名稱石墨形態(tài)基體組織編號(hào)方法牌號(hào)實(shí)例灰鑄鐵片狀FHT+一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，單位MPa。“HT”表示灰鑄鐵代號(hào)。

HT100F+PHT150PHT200可鍛鑄鐵團(tuán)絮狀FKTH+兩組數(shù)字KTB+兩組數(shù)字KTZ+兩組數(shù)字KTH300-06表F心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分別為黑心、白心、珠光體可鍛鑄鐵代號(hào)；第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低延伸率值，%

鑄鐵的分類與牌號(hào)表示方法鑄鐵名稱石墨形態(tài)基體組織編號(hào)方法牌號(hào)實(shí)例球墨鑄鐵球狀FQT+兩組數(shù)字

第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低延伸率值，%。

“QT”表示球墨鑄鐵代號(hào)QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕墨鑄鐵蠕蟲(chóng)狀FRuT+一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值,MPa。“RuT”表示蠕墨鑄鐵代號(hào)

RuT260F+PRuT300PRuT420五、常用鑄鐵（一）灰鑄鐵灰鑄鐵是指石墨呈片狀分布的灰口鑄鐵。其產(chǎn)量約占鑄鐵總產(chǎn)量的80%以上。1、組織灰鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水緩慢冷卻時(shí)通過(guò)石墨化過(guò)程形成的，其基體組織有鐵素體、珠光體和鐵素體加珠光體三種。2、鑄鐵的性能特點(diǎn)⑴力學(xué)性能低。由于石墨相當(dāng)于鋼基體中的裂紋或空洞，破壞了基體的連續(xù)性，且易導(dǎo)致應(yīng)力集中。⑵耐磨性能好。由于石墨本身有潤(rùn)滑作用。

⑶消振性能好。由于石墨可以吸收振動(dòng)能量。

⑷鑄造性能好。由于鑄鐵硅含量高，成分接近于共晶。

⑸切削性能好。由于石墨使車屑容易脆斷，不粘刀。

灰鑄鐵的顯微組織

鐵素體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵鐵素體加珠光體灰鑄鐵常對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理，以細(xì)化片狀石墨。常用的孕育劑有硅鐵和硅鈣合金。經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵稱為孕育鑄鐵。

孕育處理前孕育處理后硅鐵硅鈣2、熱處理熱處理只改變基體組織，不改變石墨形態(tài)。灰鑄鐵強(qiáng)度只有碳鋼的30~50%，熱處理強(qiáng)化效果不大?；诣T鐵常用的熱處理有：①消除內(nèi)應(yīng)力退火(又稱人工時(shí)效)②消除白口組織退火③表面淬火立式加工中心

3、用途制造承受壓力和震動(dòng)的零件，如機(jī)床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體。大型船用柴油機(jī)汽缸體(HT-300)重型機(jī)床床身(HT-250)變速箱體（二）球墨鑄鐵石墨呈球形的灰口鑄鐵。由液態(tài)鐵水經(jīng)石墨化得到。1、組織：基體（F、F+P、P）+球狀G球狀石墨是液態(tài)鐵水經(jīng)球化處理得到的。球化劑為鎂、稀土和稀土鎂。為避免白口，并使石墨細(xì)小均勻，在球化處理同時(shí)還進(jìn)行孕育處理。

常用孕育劑為硅鐵和硅鈣合金。硅鐵硅鈣稀土鎂球墨鑄鐵的顯微組織

鐵素體加珠光體球墨鑄鐵

鐵素體球墨鑄鐵

珠光體球墨鑄鐵

球墨鑄鐵中的石墨球

2、球墨鑄鐵的性能特點(diǎn)⑴力學(xué)性能較高。球狀石墨對(duì)基體的切口作用小。⑵鑄造性能優(yōu)于鑄鋼，不如灰鑄鐵。收縮率大，過(guò)冷傾向大⑶消振性能比灰鑄鐵低得多。

(4)切削性能接近灰鑄鐵。

2、性能與熱處理強(qiáng)度是碳鋼的70~90%。球墨鑄鐵的突出特點(diǎn)是屈強(qiáng)比(0.2/b)高,約為0.7~0.8,而鋼一般只0.3~0.5。球墨鑄鐵可進(jìn)行各種熱處理，熱處理特點(diǎn)是：①奧氏體化溫度比碳鋼高，由于硅含量高。②淬透性比碳鋼高③奧氏體中碳含量可控?zé)崽幚碛型嘶?、正火、淬火加回火、等溫淬火等?/p>

3、用途承受震動(dòng)、載荷大的零件，如曲軸、傳動(dòng)齒輪等。核燃料貯存運(yùn)輸容器(QT350-22)鑄鐵曲軸可鍛鑄鐵石墨化退火工藝曲線

（二）可鍛鑄鐵石墨呈團(tuán)絮狀的灰口鑄鐵，是由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火獲得的。1、組織：基體（F、P）＋團(tuán)絮狀G鐵素體基體可鍛鑄鐵又稱黑心可鍛鑄鐵。2、性能：強(qiáng)度為碳鋼的４0~７0%，接近于鑄鋼。名為可鍛，實(shí)不可鍛分類金相組織及特性生產(chǎn)方法應(yīng)用黑心可鍛鑄鐵鐵素體＋團(tuán)絮狀石墨中等強(qiáng)度，高塑性，高韌性白口鑄鐵坯件在非氧化介質(zhì)中石墨化退火，萊氏體和珠光體分解我國(guó)，黑心可鍛鑄鐵產(chǎn)品占可鍛鑄鐵總量的90%以上。廣泛應(yīng)用于汽車，拖拉機(jī)，鐵路，建筑，水暖管件、線路器材等。珠光體可鍛鑄鐵片狀或粒狀珠光體＋團(tuán)絮狀石墨，基體可處理成貝氏體，回火馬氏體，較高強(qiáng)度、硬度白口鑄鐵坯件在非氧化介質(zhì)中石墨化退火，萊氏體應(yīng)用少，國(guó)外有用于汽車輪轂、萬(wàn)向軸節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，連桿，農(nóng)機(jī)具零件等。分類金相組織及特性生產(chǎn)方法應(yīng)用白心可鍛鑄鐵1、小斷面（≤6mm）。外層為鐵素體；心部為鐵素體＋少量珠光體2、大斷面（6~15mm）；外層為鐵素體；中間為鐵素體＋珠光體，心部為珠光體＋鐵素體。焊接性好。白口鑄鐵坯件在氧化性介質(zhì)中脫碳退火，外層中的碳被氧化成CO、CO2脫離鑄件。國(guó)內(nèi)應(yīng)用很少。歐洲用作水暖管件，自行車零件、農(nóng)機(jī)具、漁具、汽車零件等，鑄件壁厚≯15mm

可鍛鑄鐵的顯微組織

黑心可鍛鑄鐵

珠光體可鍛鑄鐵

3、用途用于制造形狀復(fù)雜且承受振動(dòng)載荷的薄壁小型件，如汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、管接頭、低壓閥門等可鍛鑄鐵管件（四）蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型鑄鐵。蠕墨鑄鐵是液態(tài)鐵水經(jīng)蠕化處理和孕育處理得到的。常用蠕化劑有稀土硅鐵鎂合金、稀土硅鐵合金、稀土硅鐵鈣合金等。蠕墨鑄鐵的組織：基體（F、F+P、P）+蠕蟲(chóng)狀G

蠕墨鑄鐵的顯微組織（鐵素體基體）

蠕墨鑄鐵中的石墨蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和抗疲勞性能優(yōu)于灰鑄鐵，其力學(xué)性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間。常用于制造承受熱循環(huán)載荷的零件和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度要求高的鑄件。如鋼錠模、玻璃模具、柴油機(jī)汽缸、汽缸蓋、排氣閥、液壓閥的閥體、耐壓泵的泵體等。

玻璃模具制動(dòng)盤閥芯第三節(jié)有色金屬及其合金

在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬，把其他非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。

有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度之比）等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料。一、鋁及鋁合金

（一）鋁及鋁合金的性能特點(diǎn)

純鋁具有銀白色金屬光澤，密度?。?.72），熔點(diǎn)低（660.4℃），導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良?？勾髿飧g性能好，易于加工成形（鑄造、切削、冷熱壓力加工、焊接）。塑性好、強(qiáng)度低、低溫性能好具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。（二）鋁合金的分類鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖?？蓪X合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。鋁合金分類示意圖變形鋁合金又分為可熱處理強(qiáng)化和不可熱處理強(qiáng)化兩類。（三）鋁合金的熱處理

可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金的熱處理方法：固溶處理+時(shí)效。固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫并淬火后獲得過(guò)飽和的單相固溶體組織的處理。時(shí)效是指將過(guò)飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。

在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱自然時(shí)效；在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱人工時(shí)效。時(shí)效強(qiáng)化效果與加熱溫度和保溫時(shí)間有關(guān)。

溫度一定時(shí),隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng),時(shí)效曲線上出現(xiàn)峰值,超過(guò)峰值時(shí)間,析出相聚集長(zhǎng)大,強(qiáng)度下降,為過(guò)時(shí)效。隨時(shí)效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時(shí)間提前。含4%Cu鋁合金的時(shí)效曲線

（四）變形鋁合金1.變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT3190-2008變形鋁及鋁合金化學(xué)成分規(guī)定，變形鋁及鋁合金可直接引用國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)或采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的四位字符牌號(hào)。（四）變形鋁合金1.變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法

其牌號(hào)分別用2XXX～8XXX表示，第一位數(shù)字依次表示以Cu、Mn、Si、Mg、Mg-Si、Zn、其他元素為主要合金元素的鋁合金組別，第二位若為A，表示為原始合金；其他字母表示原始合金的改型情況，后兩位數(shù)字表示順序號(hào)。9XXX為備用合金組。純鋁用1XXX表示。牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量。當(dāng)最低鋁百分含量精確到0.01%時(shí)，牌號(hào)的最后兩位數(shù)字就是最低鋁百分含量中小數(shù)點(diǎn)后面的兩位。2.常用變形鋁合金①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg的主要作用是提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提高其強(qiáng)度。

衛(wèi)星天線（LF2）汽化器（熱交換管為L(zhǎng)F21）常用的Al-Mn系合金有

LF21（3A21），其抗蝕性和強(qiáng)度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢_壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比純鋁小，強(qiáng)度比Al-Mn合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn?？蛇M(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)取?/p>

飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)③超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時(shí)效強(qiáng)化效果超過(guò)硬鋁合金。熱態(tài)塑性好，但耐熱性耐蝕性差。

飛機(jī)主起落架常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)的大梁、起落架等。④鍛造鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學(xué)性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金

常用牌號(hào)有LD7（2A70

）、LD8

（2A80

）、LD9（2A90

）等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。壓氣機(jī)葉片葉導(dǎo)輪美F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)

（所用材料大部分是鋁合金）（五）鑄造鋁合金包括：Al-Si系：代號(hào)為ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Cu系：代號(hào)為ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Mg系：代號(hào)為ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Zn系：代號(hào)為ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)1.Al-Si系鑄造鋁合金

又稱硅鋁明。其中ZL102（ZAlSi12）是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡(jiǎn)單硅鋁明。加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能。用于制造飛機(jī)、儀表、電動(dòng)機(jī)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等?；钊?裙部為鋁硅合金)2.Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于Al-Si系合金。常用代號(hào)有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸頭、汽車活塞等。汽缸頭3.Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度?。坏T造性能差，耐熱性低。常用代號(hào)為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等。主要用于制造外形簡(jiǎn)單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。鼓風(fēng)機(jī)用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)4.Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)效強(qiáng)化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機(jī)活塞(ZL401)常用代號(hào)為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等。主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機(jī)、儀器零件。二、銅及銅合金

（一）銅及銅合金的性能特點(diǎn)純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。

純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好，鑄造性能差。

銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性。銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅管銅冷卻器（二）黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。

法蘭閥閘閥1、普通黃銅銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號(hào)為：H（黃）+表示銅平均百分含量的數(shù)字，如H68。普通黃銅的顯微組織

單相黃銅

兩相黃銅

單相黃銅塑性好。常用牌號(hào)有H80、H70、H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好，強(qiáng)度高，鑄造性能較好。常用牌號(hào)有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套2、特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、

Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni

等元素形成特殊黃銅。

加工特殊黃銅的牌號(hào)為：H（黃）+主加元素符號(hào)（Zn除外）+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量，如HPb59-1。特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。

黃銅制品常用牌號(hào)有HPb74-3、HAl60-1-1、HS