冶金文檔常用金屬材料

第四章常用金屬材料金屬材料分為兩大類：鐵合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）非鐵合金—除鐵合金外的所有金屬及合金。金屬材料中

95％為鋼鐵，是應(yīng)用最多的工程材料。碳素鋼（碳鋼）碳素鋼的合金元素含量低，GB/13304—91規(guī)定，Cr＜0.30％、Mn＜1.0％、Mo＜0.05％、Si＜0.50％、Ti＜0.05％、W＜0.10％、V＜0.04％。碳素鋼中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)<

2.11％，鋼中還含有C、Si、Mn、S、P等合金元素。碳素鋼的分類①按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類②按質(zhì)量分類③按用途分類碳素鋼中各元素對鋼性能的影響C的影響：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9％時，隨碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度呈直線上升，而塑性、韌性下降。當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.9％時，硬度繼續(xù)上升，而強(qiáng)度開始下降，塑性、韌性繼續(xù)下降。

Mn和Si：有益元素。通常Mn含量在0.25～0.80％，最高達(dá)0.70～1.2％。Mn與S、O可形成MnO、MnS，起到脫氧去硫的作用，從而可降低鋼的熱脆性；Mn和Si可溶于鐵素體中形成固溶體，從而提高鋼的強(qiáng)度和硬度。

S和P：有害元素。S與Fe形成的FeS與Fe在鋼中形成低熔點(diǎn)的共晶體（熔點(diǎn)983℃），分布在晶界上，在1000～1200℃對鋼進(jìn)行加熱鍛造時，共晶體將熔化，使鋼產(chǎn)生熱脆開裂現(xiàn)象。P與Fe形成的Fe3P極脆。含P量高時，在室溫或較低溫度進(jìn)行加熱時易變脆開裂，稱為冷脆。一．碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB700—88）約占鋼總產(chǎn)量的

70～80％，大部分作工程結(jié)構(gòu)件。牌號：Q+σS+質(zhì)量等級+脫氧方法質(zhì)量等級為

A、B、C、D四個等級。

脫氧方法：

F（沸騰鋼）、b（半鎮(zhèn)靜鋼）、Z（鎮(zhèn)靜鋼）、TZ（特殊鎮(zhèn)靜鋼）；Z、TZ在牌號中不標(biāo)出。

如：Q215-A·F表示σS≥215MPa，質(zhì)量為A級的沸騰鋼；

Q235-B·b表示σS≥235MPa，質(zhì)量為B級的半鎮(zhèn)靜鋼。

用途：

Q195、Q215、Q235A、Q235B等鋼塑性較好，通常軋制成型材，如鋼板、鋼管等，用于橋梁、建筑、車輛行業(yè)；Q235C、Q235D可用于重要的焊接件。這類鋼一般在熱軋狀態(tài)使用，不再進(jìn)行熱處理。二．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼用平爐或電爐冶煉。其中

S＜0.035％、P＜0.035％，化學(xué)成分加以嚴(yán)格控制，塑性、韌性較高，多用于制造重要的零件。這類鋼

HBS、σS、σb高，經(jīng)熱處理后力學(xué)性能較好。

鋼的牌號用

2位數(shù)字表示，數(shù)字表示鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。45鋼表示平均含碳量為0.45％的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。數(shù)字后加F的為沸騰鋼，如08F；數(shù)字后加Mn的為含錳量較高的鋼,如45Mn。牌號自08，10～80，中間為5進(jìn)制。08、10鋼，含碳量很低，塑性很好，可用來作沖壓件。15～25鋼，低碳鋼，σb不高，而塑性韌性較好，具有良好的沖壓性和可焊性，可用來制作沖壓件、螺釘、螺帽等。經(jīng)滲碳淬火后可獲得表面硬度高而心部韌性好的零部件，常用作滲碳用鋼，亦稱碳素滲碳鋼。30～50鋼，中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用，可獲得既有一定強(qiáng)度和硬度，又有一定塑性和韌性良好配合的綜合力學(xué)性能，亦稱碳素調(diào)質(zhì)鋼，可制作鍛件、熱沖壓件、冷鐓件、齒輪、軸類等零件。55～80鋼，含碳量較高，強(qiáng)度高而塑性低，具有一定的耐磨性，經(jīng)熱處理后有很高的彈性極限，常用于制造各種彈性零件，亦稱碳素彈簧鋼。也可用作耐磨零件和機(jī)車車輪等。三.碳素工具鋼（GB1298—86）碳素工具鋼含碳量較高（0.65％～1.35％）。碳素工具鋼按S、P含量分為2組：第一組是高級優(yōu)質(zhì)鋼：S≤0.020％,P≤0.030％；第二組是優(yōu)質(zhì)鋼：S≤0.030％，P≤0.035％。碳素工具鋼的牌號是用“碳或T+數(shù)字”表示，數(shù)字表示鋼的平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)。如碳12或T12表示鋼的平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2％的碳素工具鋼。若是高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼號數(shù)字后加一個“高”或“A”，如T8A或碳8高。如有T8Mn或T8MnA，則表示碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8％,含Mn量較高的碳素工具鋼或高級碳素工具鋼。碳素工具鋼一般經(jīng)淬火+低溫回火后使用，硬度大于64HRC。隨著碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，熱處理后鋼的耐磨性提高，而塑性、韌性降低。由于碳素工具鋼的淬透性不高，故適用于小尺寸的模具、刀具和量具等。T7、T8硬度高，韌性較高，可制作沖頭、鑿子、錘子等工具；T12、T13等硬度高，韌性較低，可制作銼刀、刮刀等刃具及量規(guī)、樣套等量具。工作溫度一般不超過180℃，否則硬度急劇下降。四.鑄造碳鋼用于鑄造的碳素鋼稱為鑄造鑄鋼，簡稱鑄鋼。對于形狀復(fù)雜，而性能要求較高的零件，用鍛件及鑄件的材料達(dá)不到要求時，可選用鑄鋼件來制造。鑄鋼一般是亞共析鋼，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.15～0.60％之間.鑄鋼的牌號是“ZG”加2組數(shù)字組成，第一組數(shù)字表示屈服強(qiáng)度，第二組數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度。如ZG230—450表示σS為230MPa和σb為450MPa。常用牌號有：ZG200—400、ZG230—450、ZG270—500、ZG310—570、ZG340—640。五.低淬透性含鈦優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼淬透性很低，含鈦量較高，ωTi=0.03％～0.12％,不含其他合金元素。廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)的小模數(shù)齒輪和軸等零件。牌號以2位數(shù)字加D、Ti表示。數(shù)字表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為萬分?jǐn)?shù)，D表示低淬透性，Ti表示含鈦量。如55DTi表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55％的低淬透性含鈦優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。低合金鋼與合金鋼低合金鋼與合金鋼是以合金元素含量多少區(qū)分的；<70%;低合金鋼與合金鋼的分類合金鋼的編號

編號方法原則采用“數(shù)字+化學(xué)元素符號+數(shù)字”的方法。（1）合金結(jié)構(gòu)鋼編號

前面數(shù)字表示鋼的平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)，元素符號表示鋼中所含的合金元素，用化學(xué)符號表示，后面的數(shù)字表示合金元素平均含量的百分?jǐn)?shù)。合金元素的平均含量四舍五入。如0.37～0.45％C，0.80～1.10％Cr的鉻鋼，以40Cr表示；含0.57～0.65％C，1.5～2.0％Si、0.80～1.10％Mn的硅錳鋼，以60Si2Mn表示。如含S、P量低的高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號的末尾加以符號“A”或“高”字，如20Cr2Ni4A，表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20％、Cr=2.0％、Ni=4.0％的高級優(yōu)質(zhì)合金鋼。（2）滾動軸承鋼與易切鋼

滾動承鋼牌號為“G+平均鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)”組成，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不標(biāo)出。如GCr15（滾鉻15）表示平均含鉻量為1.5％的滾動軸承鋼。易切鋼為“Y”+碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)。如Y12、Y20分別表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12％、0.20％的易切鋼。（3）合金工具鋼

合金工具鋼的編號方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相似，區(qū)別的是平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥1.0％時不標(biāo)出，＜1.0％時以千分?jǐn)?shù)表示。如9SiCr表示平均碳質(zhì)量數(shù)為0.9％，Si、Cr的平均含量＜1.5％；CrMn表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥1.0％，Cr、Mn平均含量＜1.5％。對于高速鋼不論碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)多少，均不標(biāo)出。如W18Cr4V表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7％～0.8％、含鎢量為18％、含鉻量為4％、含釩量＜1.5％。（4）特殊性能鋼牌號前面的數(shù)字表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)。如9Cr18表示碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9％，含鉻量為18％。當(dāng)平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.03％及0.08％時，在鋼號前分別標(biāo)以“00”及“0”。如00Cr18Ni10表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.03％、含鉻量為18％、含鎳量為10％；又如0Cr19Ni9表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.08％、平均含鉻量為19％、平均含鎳量為9％。3．合金元素在鋼中的作用常用的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ti、Ni、V、Mo、W、RE等。3．合金元素在鋼中的作用（1）合金元素對鋼的基本相的影響（2）合金元素對Fe-C狀態(tài)圖的影響

（3）合金元素對熱處理的影響（3）合金元素對熱處理的影響1）金元素對鋼加熱時奧氏體化的影響2）合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響3）合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響4）合金元素對淬火鋼回火轉(zhuǎn)變及性能的影響合金鋼回火轉(zhuǎn)變特點(diǎn)①提高合金鋼的回火穩(wěn)定性：較高溫度回火時仍能保持較高強(qiáng)度和硬度。②合金鋼有2次淬火和2次硬化現(xiàn)象：合金元素含量較高，殘余奧氏體穩(wěn)定，加熱到500～600℃溫度范圍回火時也不分解，而在冷卻時有部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度提高，這種現(xiàn)象稱為2次淬火。含W、Mn、V、Cr、Ti等合金元素量高時，在500～600℃回火，會直接從馬氏體中析出彌散分布、顆粒細(xì)小的特殊碳化物、使鋼的硬度不但不會下降，反而有所升高，這種現(xiàn)象稱為2次硬化。合金鋼命回火轉(zhuǎn)岔變特點(diǎn)③回火紋脆性：砌淬火后峰，在某柄一溫度間范圍回伙火后出張現(xiàn)脆化楊現(xiàn)象，差稱為回導(dǎo)火脆性板。在250～350℃回火移產(chǎn)生的洲脆性，祥稱為低殊溫回火火脆性或極第一類景回火脆亡性；在500～650℃回火產(chǎn)誤生的脆性殿，稱為高她溫回火脆候性或第二泰類回火脆傷性。第一類汽回火脆我性與回妨火后的附冷卻速喂度無關(guān)盯，無法爪消除。路應(yīng)避開賠此溫度膏范圍。第二類疫回火脆估性與冷皆卻速度嬌有關(guān)，床快速通析過500～650℃，抑制倉脆化出現(xiàn)滋。防止第濱二類回狂火脆性鑼的主要奮措施有叨：第一，冶決煉時提高斜鋼的純度訂，減少雜芬質(zhì)元素的飛含量；第二，采講用回火時星快速冷卻梳，抑制元踢素偏聚；第三，在潛鋼中加入章適量的Mo、W，也可偉阻止雜均質(zhì)元素種偏聚；第四，采柳用二次淬何火改善雜探質(zhì)元素的圍分布情況述。二.合金結(jié)構(gòu)而鋼1．工程位結(jié)構(gòu)鋼（1）低合聞金結(jié)構(gòu)葬鋼低碳、低歸合金，C<0.促2％，合金寬元素總量<3.建0％，可分糠為F-P鋼，低碳B鋼和低須碳M鋼。合金灶有Mn、Ti、V、Nb、Cu、P。Mn是基本中強(qiáng)化元趨素，<1.8％時，擾除固溶市強(qiáng)化外危，還可屋細(xì)化F晶粒，提檔高強(qiáng)度、偽改善塑性千。Ti、Nb、V等生成蓮微細(xì)碳載化物起揪到細(xì)化分晶粒和寒彌散強(qiáng)轎化作用扮，提高扮鋼的強(qiáng)臭度和韌以性。少之量Cu、P可提高沈鋼對大下氣的抗項(xiàng)蝕能力忘。一般遠(yuǎn)不進(jìn)行遠(yuǎn)熱處理悶，在熱勸軋正火貴狀態(tài)使缸用。（2）船鋼和供鍋爐鋼專用于泊造船和圍鍋爐制雅造的低恨合金結(jié)遍構(gòu)鋼，斜有專用幸牌號。船鋼含P量不能太憲低，以保觸證一定的姥抗蝕性，各碳質(zhì)量分爆數(shù)不能太梨高，以提糧供良好的梳焊接工藝秋。鍋爐鋼Si含量不鈴能太低取，以保劍證Si氧化膜睡覆蓋于許鋼的表賺面，提耐高鋼的遺強(qiáng)度、葵韌性和偷抗氧化柏性，碳杏質(zhì)量分布數(shù)不能差太高，勿便于焊耍接。機(jī)器結(jié)概構(gòu)用鋼燒之（1）合金調(diào)極質(zhì)鋼是指淬火+高溫回火姿（調(diào)質(zhì)處貸理）后使填用的結(jié)構(gòu)僵鋼。組織糟為S回。C為0.30％～0.5師0％。含有枝較多的Mn、Cr、Si、Ni、B等，可固迅溶強(qiáng)化F，增加淬燭透性；另距外含有少屈量的Mo、W、V等元素?fù)?dān)，形成港特殊碳慘化物，擺細(xì)化晶疑粒，提穿高回火愛穩(wěn)定性好，防止批第二類凍回火脆毫性。按戶淬透性怨大小可乖分三類酷：1）低淬伏透性合久金調(diào)質(zhì)督鋼主要40Cr、40M市nB等。合游金元素魔總量<2.5％，淬透姑性低，綜乞合力學(xué)性普能及工藝宇性能好，竿可用于制憲造中小截隆面零件。英如汽車、執(zhí)拖拉機(jī)軸畜、連桿、博齒輪。2）中淬透犬性合金調(diào)洽質(zhì)鋼主要牌扒號35C竭rMo、40C科rNi。合金元地素總量不嫌大于3.5％，可艙用于制蜜作大截補(bǔ)面、重滴載齒輪謙、曲軸漫和連桿聚等。3）高淬透橫性合金調(diào)她質(zhì)鋼主要牌幅號40C挪rNi槍MoA、40Cr畝MnMo等。合金祝元素總量陵達(dá)4.0％以上，籍淬透性高間，可用于行制作汽輪搖機(jī)的主軸紫、葉輪等拘。機(jī)器結(jié)皺構(gòu)用鋼閱之（2）合金加滲碳鋼滲碳+直接淬火+低溫回所火，表劉層為高寶碳M回+Ar須+合金滲碳增體，硬度HRC6災(zāi)0～66。心部婚為F+T+少量低碳M，硬度HRC留25～40；具有某表硬，嫁心強(qiáng)韌么的特點(diǎn)吉。C：0.1戀0～0.25％。合金Cr＜2.0％、Ni＜4.5％、Mn＜2.0％、B＜0.0懶05％。合胳金元素?fù)尵哂泄淘耆軓?qiáng)化鈔、提高急淬透性固作用；私此外加擁入V、Mo、W、Ti等強(qiáng)碳化暮物形成元陳素，細(xì)化礙晶粒、抑透制滲碳時A的長大言，改善從滲碳能書力?？删S分三類:1）低淬所透性合肢金滲碳奪鋼：如15Cr、20C狡rMn等。經(jīng)窗滲碳后秘淬火與咳低溫回逗火后心微部強(qiáng)度碧較低，筑強(qiáng)度與雞韌性配吼合較差石，主要桌用于制領(lǐng)造受力酒不大，狀強(qiáng)度、案耐磨性沉要求不餃高的零服件。2）中淬混透性合旁金滲碳鞏鋼：如20Cr儀MnTi、20Mn級2TiB等。合金禾元素含量適≤4.0％，淬壓透性較騾好，熱駝處理后琴表面硬艱度高，約而心部渾強(qiáng)韌性李好，用露作承受額沖擊載務(wù)荷的齒再輪、軸肌和凸輪付盤等。3）高淬箏透性合磁金滲碳黎鋼：如20Cr民2Ni4巷A、18C奔r2N仔i4W寬A等。合捧金元素抗總量4.0～6.0％，淬陰透性大獎，經(jīng)滲疊碳+淬火+低溫回緩火后心店部強(qiáng)度主很高，云強(qiáng)度與御韌性配哈合很好晨，可制屯造重載遼、大截棚面、強(qiáng)熊韌性和澤耐磨性由要求高忌的重要塞零件，員如內(nèi)燃構(gòu)機(jī)車、疲飛機(jī)、渡坦克用戰(zhàn)的齒輪僵、軸、粉曲軸、即連桿等豬。機(jī)器結(jié)絮構(gòu)用鋼荷之（3）合金群彈簧鋼是一種用嬸于制造各羽種彈簧或艦類似零件貝的專用結(jié)位構(gòu)鋼。C：0.5～0.7％，以亞保證鋼吼具有高益強(qiáng)度、曬高硬度演和韌性賤。常用雹的有65Mn、60Si芝2Mn、55S膝iMn加MoV。有熱軋態(tài)容和冷軋態(tài)隔兩種。1）熱軋態(tài)躁：用于制拍造ф2～ф50的彈簧，禾繞制或熱品壓成型后新，再淬火掏和中溫回予火（450～550稍℃），組織割為S回，43～48HR玻C。2）冷拉態(tài)來：用于制匯造截面＜ф2的彈簧粘，采用躬冷拉鋼掩絲冷卷遇成型。副成型后芬在200～250蓄℃油槽中輪進(jìn)行消妙除應(yīng)力筋退火后少即可使走用。機(jī)器結(jié)攔構(gòu)用鋼模之（4）滾動互軸承鋼用來制典造軸承歌的滾珠建、滾針乎、內(nèi)外督套圈和身一些工樣、量、桿模具等舊。C：0.9～1.1％，Cr：0.5～1.6袋5％，高疫碳獲得哲高硬度棍和耐磨覆性；鉻薯可提高終淬透性槳，細(xì)化便碳化物炸，提高卸耐磨性零和韌性片。熱處理載工藝：獻(xiàn)球化退薪火、淬河火和低拿溫退火寺。軸承鋼紫鍛造后岔的組織盆為：S+Fe3CⅡ（少量叢）。精密軸承剝，淬火后栽要進(jìn)行一阻次冷處理抄（-60～-80弟℃），減機(jī)少Ar含量，然最后再低溫墾回火，消觸除冷處理租內(nèi)應(yīng)力。機(jī)器結(jié)感構(gòu)用鋼常之（5）易切鋼在鋼中淚加入一刺定量的S、Pb、Ca、Se、P等合金蘿元素，朽從而提激高鋼的戶可切削皆性能，件這類鋼乳稱為易豎切鋼。易切鋼器的主要遲合金元鑰素是S，與Mn可形成MnS，切削加御工時能自皇動斷屑，故切削抗力齡小，MnS還具有餐潤滑作冠用，可摘作為刀豬具和切僵屑的潤恒滑劑，要延長刀乓具壽命丘，降低遲工件表逃面粗糙校度。三.合金工圖具鋼用于制聯(lián)造刃、牧模、量茄具等工健具。要求高硬愚度和耐磨喬性，并有夏一定韌性呀和較小的英變形。分為刃驗(yàn)具鋼、蘇模具鋼雙和量具麥鋼3類。1．合金刃貴具鋼用于制造素各種金屬貨切削刀具餡，如車刀峽、銑刀、絮鉆頭等。分為低析速和高桑速刃具飼鋼。低速刃具憤鋼有碳素文工具鋼和挺低合金刃愿具鋼高速刃具傻鋼都是高激合金鋼。高速鋼筆在高速構(gòu)切削過珍程中，書刀具刃丘部工作趙溫度可疲達(dá)600℃，必銀須選用記合金元政素含量篩高的高消速鋼，頌使之在600℃左右另工作時抗硬度仍航在HRC奸60以上，?？畛至己们行毕餍阅埽ビ址Q“鋒鋼”。高速鋼釣按其所怎含的主喜要合金包元素可羞分為W系（如W18C領(lǐng)r4V）和Mo系（如W6Mo慮5Cr4堤V2）。共柱同特點(diǎn)桂是碳質(zhì)耕量分?jǐn)?shù)調(diào)較高并雕含有較騎高的碳熊化物形明成元素W、Mo、Cr、V等。高速鋼的色熱處理—以W18C后r4V為例工藝流程蠟為：下料→鍛造→退火→切削加拴工→淬火后畜三次高居溫回火→噴丸→磨削→成品。退火：辦等溫退駁火。加隊(duì)熱：860～880℃，保革溫3～4h，隨爐漂緩冷至500～550℃出爐雖空冷。退火組軟織：S+細(xì)粒狀合金碳化蓄物，硬度炎為207～225重HBS。淬火：合占金元素總乘含量高，唇導(dǎo)熱性很皺差，采用弟分級預(yù)熱談。常用的搏是在鹽浴很爐中加熱飼以防氧化類和脫碳。淬火加唉熱溫度押：127壺0～1280℃，目的：弊使合金換元素盡伍可能多嗚地溶入A，從而在彼淬火后可巖獲得合金鬧元素含量抹高的合金竿馬氏體，完提高其紅攻硬性和回凍火穩(wěn)定性。尺寸洋小，形恩狀簡單積工件油尼淬；形禁狀復(fù)雜廟、變形鍛量小工泉件分級拍淬火或虧等溫淬宰火。組織：M淬+細(xì)粒狀肢合金碳案化物+較多Ar，硬度為63～64H通RC?；鼗穑捍惚腔鸷蟊仨毎櫫⒓椿鼗鹫摚韵炒慊饍?nèi)應(yīng)巖力、穩(wěn)定填組織、減拆少Ar量。常用550～570℃回火股三次，營每次保合溫1h。使碳畏化物（W2C、VC等）呈細(xì)秤小彌散狀準(zhǔn)從馬氏體聯(lián)中析出，護(hù)形成第二井相彌散強(qiáng)洗化（即二煉次硬化）瓜。回火組織滔：M回+細(xì)粒狀戀合金碳哪化物+少量Ar（1～2％），硬熄度63～66H值RC2．合金模帖具鋼專用于歉制造模底具的鋼移?？煞譃榛糜瘢豪渥髂Ｆぞ咪摕嶙髂＞呖熹撍芰夏＞呱武摰?。3．合金量躬具鋼用于制造陶各種測量寫工具如量爸規(guī)、千分斥尺等。要求高硬冠度（大于62HR辨C）與耐攝磨性，網(wǎng)熱處理之變形小高，存放珍和使用丹過程中卡，尺寸巾穩(wěn)定，栗始終保演持高精區(qū)度，并斷有足夠肅韌性和堡良好加脂工性。簡單量具學(xué)選用碳素品工具鋼；點(diǎn)高精量具條采用低合必金工具鋼副。量具鋼的趨熱處理工敏藝為淬火+低溫回?fù)芑?。組慢織：M回+Ar。對于精度枝高的量具做，通常在炎淬火后立輝即進(jìn)行冷省處理（-80℃），使Ar轉(zhuǎn)變，然沒后再低溫譽(yù)回火，另些外在精加瓜工前進(jìn)行場一次去應(yīng)將力退火（說時效處理施），以進(jìn)勸一步穩(wěn)定枝組織，消恐除量具的渴殘余內(nèi)應(yīng)搜力。四.特殊性竹能鋼指對某些際特殊的物集理、化學(xué)較性能和力壘學(xué)性能具鍛有較高指塵標(biāo)的鋼，瓶主要有：撇高強(qiáng)鋼、探耐磨鋼、但耐熱鋼、鋤耐蝕鋼（德不銹鋼）險等。1．高強(qiáng)度予鋼：σb＞1500干Mpa，并具有板一定強(qiáng)度超和韌性。敲用于航空給、火箭導(dǎo)呆彈等。2．耐磨鋼悲：主要指詠在沖擊事載荷下算發(fā)生沖叨擊硬化保的高錳嗽鋼。主槐要成分?jǐn)酁椋?.0～1.3％C、11.0～14％Mn（Mn/脖C=1健0～12），常用梅牌號ZGM鑄n13?？捎米髦戎圃旆缽椕姘?、保險中箱鋼板、堆挖掘機(jī)的爺鏟齒、軋冒輥、拖拉墻機(jī)、坦克機(jī)履帶、破錯碎機(jī)鍔板倚等。3.耐熱鋼陪：金屬材料軌的耐熱性圖包括高溫妖抗氧化性曠和熱強(qiáng)性2個方面底，具有喘良好耐步熱性能耀的鋼稱項(xiàng)為耐熱尤鋼。（3）常用謀耐熱鋼1）奧氏體縫耐熱鋼：1Cr1制8Ni9烘Ti、4Cr妖14N矩i14暑W2M鏡o等?？山阍?00～750℃使用。拼廣泛用于群汽輪機(jī)、構(gòu)航空、艦鬧艇、火箭宴、石油等魔部門的高山溫裝置的肚重要構(gòu)件俊。一般要系進(jìn)行固溶碗處理和時耕效處理后缺使用。2）鐵素體齡耐熱鋼：諸可在低于650℃工作。紋與奧氏體朽不銹鋼相比比，合金柄元素含量控較低，工僵藝性好，恒價格低廉徹，故被廣宿泛使用，籍如15Cr暮Mo、1Cr1匪7等可長斬期在580～650℃使用遍。3）馬氏聽體耐熱箏鋼：一些般含Cr量高，有夠較高的抗共氧化性和憤熱強(qiáng)性，步淬透性好臣。一般用庭于600～650℃以下柄受力較墳大的零憲件，如剝各種汽牌輪機(jī)葉釋片等。絹大多調(diào)使質(zhì)處理事后在回盞火索氏五體下使刮用。4）珠光潑體耐熱杰鋼：合徐金元素鵲總量<3～5％，常蔬用Cr1剩2Mo搏V、15C在rMo等。在500℃以下工卡作，廣泛諷用于動力拉、石油等敗部門作為怎鍋爐及管雖道材料、象汽輪機(jī)葉茶片等。4．耐蝕興鋼（不柿銹鋼）將具有抵灶抗空氣、怪水、酸堿拼或其他介蚊質(zhì)腐蝕的苦鋼稱為不鋒銹鋼1）奧氏體多不銹鋼（宴鉻鎳不銹覽鋼，18-8型）常用1Cr1拘8Ni9和1Cr1代8Ni9各Ti等，碳為0.0殘8～0.1升5％,Cr為17～19％，Ni為8～10％。是距單相奧兔氏體組州織，塑想性和耐桂蝕性均謙較好。2）鐵素來體不銹附鋼：典型的是1Cr1丈7鋼，C：0.1陵2％，含Cr：16～18％。含鉻敬量高使鋼鞠形成單相寨鐵素體，畢提高抵抗聚電化學(xué)腐圣蝕的能力漏，塑性好信，強(qiáng)度低潑，并具有木抗高溫氧芽化性，但漫不能通過賤熱處理強(qiáng)禽化，應(yīng)進(jìn)東行去應(yīng)力購?fù)嘶穑癯渥冃斡罨蚝附雍笥⒌膬?nèi)應(yīng)力恨。3)馬氏體不秩銹鋼：常用1Cr泉13、2Cr已13、3Cr1侍3、4Cr1料3、7Cr接17、8Cr賣17等。其稈中1Cr宏13、2Cr1喜3碳質(zhì)量淋分?jǐn)?shù)低西，耐蝕善性和韌蔽性較好燒，適用零于制造行高溫下勝在酸、隆堿、鹽愛中承受嬌沖擊的圖零件。3Cr未13、4Cr1過3碳質(zhì)量分拉數(shù)增加，定則硬度較舒高，適用尸于制造在梯一定腐蝕溜介質(zhì)要求記高強(qiáng)度的鐘零件。7Cr1隔7、8Cr1健7碳質(zhì)量癢分?jǐn)?shù)和頸含鉻量錫都增加笑，硬度頭、耐磨關(guān)性提高協(xié)，適用腥于制造雄耐蝕性慰的工、燒刃、量求具等。第三節(jié)宴鑄鐵1．鑄鐵的疤成分鑄鐵是哥碳質(zhì)量艙分?jǐn)?shù)較蛋高的鐵薯碳合金滲，常含召有C、Si、Mn、S、P五大元償素。常鈔用鑄鐵攪成分大表致為：2.5～4.0％C、1.0～3.0％Si、0.5～1.4％Mn、0.0談2～0.2％S、0.01～0.5％P。此外麥，還含旦有一定賴量的合脾金元素日如Cr、Mo、V、Cu、Al等，含魄有合金烈元素的幫鑄鐵，蜓稱合金柄鑄鐵。2．鑄鐵邁的特性強(qiáng)度、不塑性、慶韌性比睡鋼差，討不能進(jìn)悼行鍛造爸。但具分有優(yōu)良戲鑄造性土和切削依加工性友，良好頓的減摩墨性、耐泊磨性、憑消震性展以及缺翁口敏感界性低，暑并且生濟(jì)產(chǎn)工藝雁及設(shè)備賣簡單，滿價格低霜廉，因品此，鑄俱鐵被廣勢泛地應(yīng)納用于機(jī)廊械制造種、冶金鄭、石油旦化工、轎交通等控工業(yè)部鮮門。3．鑄鐵的爸分類三.灰鑄鐵（1）灰鑄僻鐵的組致織灰鑄鐵都的組織暗可看作眠鋼的基墻體上加糊片狀石蓬墨，基椒體分為3種，即P、P+F、F基體。灰鑄鐵果的性能狡特點(diǎn)灰鑄鐵么的抗拉液強(qiáng)度只扔有碳素序結(jié)構(gòu)鋼澡的1/3。灰鑄鐵在總凝固冷卻騰過程中析怖出比體積賤較大的石策墨，使鑄缸鐵的收縮踢率減少；石墨片炭分割了襲金屬基仁體，從胖而使切國屑容易閃脆斷，咸使得灰土鑄鐵的佳切削加湊工性良離好，但灘抗拉強(qiáng)等度、塑勉性和韌堡性極低磨；由于石墨春能起潤滑褲作用以及羞石墨脫落酬后的孔洞頸能起儲油點(diǎn)作用，故架使灰鑄鐵牛有優(yōu)良的未減摩性，檢并具有良伴好的減震放性及低的毫缺口敏感燃性?；瘜W(xué)成分C：2.5～4.0％。Si：1.0～3.0％。硅有1/3碳當(dāng)量氏作用，收一般根記據(jù)力學(xué)鉆性能要鴉求確定姓。Mn：0.5～1.2％，錳低逃則強(qiáng)度和栗硬度低；聽錳過高則錫不利于石連墨化。硫使鑄鐵膚產(chǎn)生熱脆辟，磷使鑄強(qiáng)鐵產(chǎn)生冷呈脆。一般竄控制S<0宋.15％；P<0.再12％。牌號與應(yīng)捕用以“HT”表示，后煎面數(shù)字表爽示最低抗詠拉強(qiáng)度的竟值。如HT20測0表示最低榆抗拉強(qiáng)度況為200M皺Pa。HT10棟0只用于都不重要經(jīng)的鑄件慨，如一朽般機(jī)器懸底座、陪外罩和霞重錘等做。HT2逮00用于承霸受一定踐載荷，涼強(qiáng)度、飾硬度要蝴求高，棵形狀復(fù)野雜，中柄等壁厚蕉的重要跳鑄件，喪如中、小型聲發(fā)動機(jī)的粗汽缸、機(jī)薪床床身、召泵體和閥余體。HT2融50、HT30友0、HT3膊50強(qiáng)度高，吧組織致密敲，用于承矩受重載荷虧、動載荷熊、形狀復(fù)乎雜、壁厚朋大的大型垮重要鑄件嘉，如精密桐和重型機(jī)焦床床身、兇大型發(fā)動撞機(jī)汽缸、樓結(jié)構(gòu)復(fù)雜林的重要箱慚體、高壓銅閥及大模判數(shù)齒輪。4．孕育處伴理工藝過驢程：先熔煉碳硅含量較低朋的鐵水，冶出爐時在應(yīng)出鐵糟中水加入含硅順量為75％的細(xì)我顆粒硅喜鐵，稱聽為孕育稀劑（加腐入量為羊鐵水重馳量的0.2雨5~0貴.60％），虧作為鑄呢鐵結(jié)晶角時的人秩工晶核璃。由出綁爐的鐵投水將其茫沖入鐵鳥水包中龍，適當(dāng)涼攪拌后吉即可。由于孕育吃處理降低撲鐵水溫度豪，鐵水出循爐溫度可豪適當(dāng)提高朝，孕育處殘理后應(yīng)盡序快澆注，弊停留時間再長會降低匹孕育效果據(jù)。組織特瓶點(diǎn):致密，石摩墨數(shù)量較皂少，呈細(xì)蛛小片狀均塊勻分布，剖基體為珠屠光體基體組。性能特點(diǎn)造：強(qiáng)度較高辯，比一般爬灰鑄鐵高低近一倍，糞且整個截妹面性能均免勻，特別拔適用于大撇截面或壁嗓厚相差懸圣殊的高強(qiáng)裙鑄件。5．熱處辦理熱處理只尚改變灰鑄采鐵的基體概組織，不沙改變石墨蝕形狀，灰榜鑄鐵一般紅不采用熱犬處理來提犯高灰鑄鐵遵的力學(xué)性埋能。常用償熱處理有用：（1）消除內(nèi)應(yīng)力退火（2）降低硬它度、改變切夾削加工敘性退火（3）表面淬火有些大型據(jù)鑄件的工芳作表面要革求較高的難硬度和耐星磨性，需型采用表面張淬火。表膠面淬火部泡位的組織芽：極細(xì)的M+片狀石墨，硬度述可達(dá)59-盾61H宿RC，提高殘了耐磨脊性。四.球墨鑄鐵即金屬基稀體加球狀總石墨的鑄垂鐵。鑄態(tài)球墨齊鑄鐵是F+P基體，經(jīng)澡各種處理鍛后，可得榴到F、P、S回和B下基體。常用球墨跡鑄鐵為：F、F+P、P三種基體存，顯微組錢織如圖。1、球伍墨鑄鐵熄性能特點(diǎn)：抗旺拉強(qiáng)度和穴屈服強(qiáng)度刊較高，并敏有一定的珍塑性和韌暈性，有較賢高疲勞強(qiáng)碑度，屈強(qiáng)科比σS/σb達(dá)0.7。原因：石龜墨呈球狀發(fā)，對基體箱的削弱作蝦用減小，廊基體強(qiáng)度墳利用率可示達(dá)80～90％(灰鐵只肯有40～50％)，且無尖黨端應(yīng)力集咸中。改性處遠(yuǎn)理：可仿通過熱晌處理改歌變基體乳組織，窩顯著提牲高強(qiáng)度奪和塑性余，在承特受沖擊從載荷時斬具有一荒定的韌汽性。2、生產(chǎn)工血藝在鐵水中攜加入球化裝劑（常用包鎂、稀土蜓或稀土鎂儲）與孕育勒劑（常用75S底iFe），使城石墨結(jié)錫晶時呈悉球狀。在球化霞處理與介孕育處疤理過程歐中會導(dǎo)黑致澆包證中的鐵琴水溫度踐降低50～100℃，鐵日水出爐喬溫度必透須>14叮00℃，孕育慢后盡快澆隸注，以防產(chǎn)孕育衰退步。3、化學(xué)成旱分要求C與Si：一般C：3.6～3.9％，Si：2.0～2.8％。Mn：阻礙石碌墨化，一姥般為0.6～0.8％。鐵鋪素體球丑鐵0.3～0.6％。S與P：S強(qiáng)烈阻纖礙石墨迅化，且積與Mg合成MgS，降低厚球化效鉆果，易解產(chǎn)生夾放渣和引炒起鑄件莊脆性，碗其含量錘應(yīng)<0.智07％。P<0滔.1％。4、牌號勻與應(yīng)用以“QT”后接2組數(shù)字伙表示。六第一組懲為抗拉烈強(qiáng)度，半第二組盞為最低曠延伸率撤。如QT40圾0-15表示球青鐵抗拉蔽強(qiáng)度不皆低于400熱MPa，延伸固率不低重于15％。GB1綢348肆—88規(guī)定球鐵聚有8個牌號。前3個為鐵西素體基州體，塑管性較高飯強(qiáng)度較待低，后3個分別暢為珠光糕體、回繡火索氏擱體、下警貝氏體聽，強(qiáng)度致較高而拋塑性較凍低。優(yōu)點(diǎn)：類優(yōu)良力殲學(xué)性能潤，生產(chǎn)事工藝簡霞單成本燙低，可恭代替鍛會鋼制造死重要零竭件。如范曲軸、計凸輪軸蒼、活塞管等。缺點(diǎn)：漸收縮率訓(xùn)大，鑄嫩件內(nèi)應(yīng)妖力和白讀口傾向雨大。5、熱處理球墨鑄鐵闖熱處理僅養(yǎng)改變基體吐組織而不桌改變石墨畜形狀。（1）退火1）消除賴內(nèi)應(yīng)力鵝退火：用于只保勢持鑄態(tài)組畫織的鑄件顛。工藝：鏟將鑄件加其熱到500～600℃，保跪溫2～8h，然后隨屢爐冷卻。2）高溫退鐮火：用于鑄聯(lián)態(tài)存在竄自由滲眼碳體而邊要獲得邪鐵素體唐基體球誕鐵的處斧理。3）低溫退才火：用于鑄態(tài)包為F+P基體而矛獲得鐵弦素體基蛇體球鐵理的處理點(diǎn)。5、熱處吃理（2）正火：增加基柜體珠光嚴(yán)體的含召量，提診高強(qiáng)度盯和耐磨近性。1）高溫正尋火：用于獲得珠光體基械體球鐵。2）低溫享正火：可獲得F+P基體球居鐵，組織比浩較細(xì)密，背強(qiáng)度稍低片，但塑性催韌性較高寫。正火后若一般還要佩進(jìn)行去應(yīng)噸力退火。5、熱處理（3）調(diào)質(zhì)加處理：對于截皇面大、期受力復(fù)墳雜、綜廚合力學(xué)頂性能要母求高的復(fù)鑄件，敵要進(jìn)行騰調(diào)質(zhì)處風(fēng)理。最很終組織任為S回+G球狀。（4）等溫淬熊火：對于一些徹要求綜合亦力學(xué)性能客較高，且產(chǎn)外形復(fù)雜遍，熱處理六易變形、勇開裂的零扶件，采用捉等溫淬火斗，獲得B下球鐵。（5）表面淬雁火：用于零件賺摩擦表面振的強(qiáng)化，強(qiáng)如曲軸軸災(zāi)頸、凸輪舞工作表面抄和齒輪齒河面等。淬盤火后需低厲溫回火，揉表層基體豈為M回。五.可鍛鑄鐵—組織石墨形狀尊呈團(tuán)絮狀鳳的鑄鐵稱穴為可鍛鑄袋鐵，生產(chǎn)獄上常用的剃有F、P基體2種。五.可鍛鑄鐵—性能由于可題鍛鑄鐵給的石墨諷呈團(tuán)絮碰狀，對旦基體的癢切割作目用小，票無明顯停應(yīng)力集葵中現(xiàn)象打，其力斗學(xué)性能及高于灰孔鑄鐵。鐵素體鐮基具有閱較好的綿塑性，疤延伸率問可達(dá)12％；珠光體基緩具有較高蠻的強(qiáng)度，撲抗拉強(qiáng)度墾可達(dá)700姑MPa。：可鍛鑄眼鐵并不可安鍛，仍屬疾鑄造合金擴(kuò)。五.可鍛鑄鐵—牌號與息應(yīng)用以“KT”后接基體山種類、最偉低抗拉強(qiáng)繡度和最低澡延伸率表福示。鐵素體病基用黑括心“KTH英”表示，有4個牌號所；珠光乞體基用“KTZ”表示，串有4個牌號壞；白心嶄可鍛鑄燦鐵“KTB鳴”生產(chǎn)中應(yīng)電用較少。如KTH類370裂—12表示鐵佩素體可創(chuàng)鍛鑄鐵σb≥370M圣Pa，δ≥1北2％；KTZ楚450憑-06表示珠氧光體可陵鍛鑄鐵σb≥450遙MPa，δ≥6％。可鍛鑄鐵撿主要用于扭承受一定廢沖擊載荷秋，大批量挪生產(chǎn)的形召狀復(fù)雜而絡(luò)薄壁的小千型零件，娘如閥體、袋管接頭、走萬向節(jié)殼哪體等。六.其他鑄電鐵1．冷硬鑄陸鐵實(shí)質(zhì)上茶是高碳臘低硅，它再加入濟(jì)少量B、Cr、Mo的低合循金鑄鐵授經(jīng)表面溉激冷處閱理獲得詠的，表狹面有一柴定深度音的白口離組織，單心部均老為灰口筍組織的憑鑄鐵。2．耐磨舉鑄鐵耐磨鑄毀鐵按耐醋磨機(jī)理減分為抗攝磨鑄鐵款和減摩瞞鑄鐵2種。六.其他鑄究鐵3．蠕墨鑄錯鐵組織：石墨形安狀呈蠕辮蟲狀的聞鑄鐵。基體：常用的有F、F+P、P三種基體轉(zhuǎn)。牌號：以“RuT”表示，后基面數(shù)字表和示最低抗幻玉拉強(qiáng)度。城目前僅有RuT2衛(wèi)00、RuT3菊00、RuT斯340、RuT涉380、RuT4扇20。用途：目前顛主要用巷于制造背強(qiáng)度要術(shù)求高，壓組織致即密，承戰(zhàn)受熱疲蹈勞載荷窩，形狀團(tuán)復(fù)雜的尼零件，湖如制動繩盤、排羨氣管、度活塞環(huán)者、鋼錠端模等。蠕墨鑄損鐵第四節(jié)狂非勿鐵金屬及匠合金是除鋼話鐵外，露所有其總他金屬柿的統(tǒng)稱錦（即有露色金屬兆）。如賢銅、鋁獸、錫、留鉛、鎂定等。非鐵合金優(yōu)是以一種晴非鐵金屬霸為基礎(chǔ)，氏加入一種滑或幾種其島他元素熔皺煉而成的揀一種新的嬸組成物。疾生產(chǎn)上常皺用的有銅津合金、鋁玻合金、軸趴承合金及睛鈦合金等炮。一.銅及銅偽合金純銅：又稱紫銅稀，ρ:8.襖94g量/cm3，面心立份方，熔點(diǎn)1083迷℃。:純銅具古有良好塞的導(dǎo)電僅、導(dǎo)熱致及抗蝕刪性，塑搭性很好宴，可進(jìn)束行各種夕冷、熱避加工。:純銅無同坐素異構(gòu)轉(zhuǎn)耗變，不能羅用熱處理棉方法強(qiáng)化睛，因而常斜用合金化躁方法強(qiáng)化拼。:純銅易魔產(chǎn)生冷什、熱脆敞性，因炸此，要愁嚴(yán)格控遼制雜質(zhì)榴的含量:純銅代傷號以晌“T”表示，殃后面數(shù)哥字為序雀號，數(shù)抬字越大翅純度越猜低。銅合金以銅為辱主要元拍素，加職入少量囑其他元爹素形成釘?shù)暮辖鹕?。?qiáng)度比帖純銅高座，并具坐有許多洞優(yōu)良的喉物理化澆學(xué)性能役，常用祖作工程奴結(jié)構(gòu)材千料。在銅合金下中，除Cu-印Ni合金形礦成無限陰固溶體和外，其塵余常用爐銅合金雹都形成康有限固檔溶體，鐮第二相似（強(qiáng)化恭相）多舅為電子笨化合物慕。銅合金霜的分類偉及編號銅合金的講牌號普通黃欺銅以“H+數(shù)字”表醋示，數(shù)字濫表示平均老含銅百分線數(shù)。如H80，表示ωCu=80％的普通跨黃銅。特殊黃銅大以“H+主加元隨素+銅百分?jǐn)?shù)+主加元銜素百分色數(shù)”表法示。如HSn6剩2-1，表示Cu=6毛2%，Sn=1鑰%，其余為Zn的錫黃喊銅。青銅以代拘號“Q+主加元肆素+主加元班素、輔陸加元素宏含量百葬分?jǐn)?shù)”表示。姥如QSn單7-0游.2，表示Sn=7襖%，P=0.啞2%的錫青加銅。鑄造銅合短金以“ZCu甲+主要合金杯元素及其業(yè)含量百分鑼數(shù)”表示搬。如ZCuZ寒n38，表示Zn=3乓8%，其余姐為銅的榮鑄造黃漲銅；如ZCu五Zn1安6Si晨4，表示Zn=帽16%，Si=圾4%，其余羽為銅的年鑄造黃刷銅。黃銅（Cu-Z形n合金，GB52漲32—8鐘5）Cu-Z超n二元合很金為普辦通黃銅浮。Cu-Z彈n+其他合金憐元素的黃舉銅，為特衫殊黃銅。普通黃銅普通黃銅Zn＜45%。當(dāng)Zn＜36%時，室閱溫組織顫為α固溶體單筋相組織。蜘如H96、H80、H68等。有訂一定強(qiáng)陸度，色撕澤美觀揉，塑性抵很好，臨可進(jìn)行崇冷熱加借工，適派于制作粗各種沖帽壓零件底，如彈塊殼、套甲筒等。當(dāng)Zn=3穗6～41%時，室溫緩組織為α+β′的雙相組仗織，塑性偵差、硬而吃脆。當(dāng)加掘熱至456℃時轉(zhuǎn)變?yōu)榛螣o序固溶藍(lán)體β，具有才良好的峽塑性，鋸可進(jìn)行羊熱加工艷變形，掀強(qiáng)度高悄