常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)7

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)

（二零零四年十二月）

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目錄

刖5......................................................................................4

第一章概述..............5

第二章金屬材料................................7

第一講黑色金屬.................................7

第一節(jié)鐵及其分類...............................7

1.生鐵.........................................8

2.鑄鐵.........................................9

第二節(jié)鋼及其分類...............................13

1.按品質(zhì)分類...................................13

2.按化學(xué)成份分類...............................14

3.按成形方法分類...............................14

4.按用途分類...................................14

5.按金相組織分類...............................15

6.綜合分類.....................................17

7.按冶煉方法分類...............................17

8.按鋼材外形分類...............................17

第三節(jié)中國(guó)鋼號(hào)表示方法.........................18

1.中國(guó)鋼號(hào)表示方法概述..........................18

2.中國(guó)鋼號(hào)表示方法的分類說(shuō)明......................18

第四節(jié)板材知識(shí)...................................26

1.鋼板（包括帶鋼）的分類........................26

2.硅鋼片牌號(hào)表示方法............................27

3.電鍍錫板和熱鍍鋅板...........................27

4.沸騰鋼板與鎮(zhèn)靜鋼板............................29

5.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板..............................30

6.專用結(jié)構(gòu)鋼板.................................30

7.彩色涂層鋼板.................................31

8.船體用結(jié)構(gòu)鋼.................................31

9.寶鋼1550冷軋產(chǎn)品牌號(hào)命名方法..............31

第五節(jié)型材知識(shí).................................32

1.型材的分類...................................32

2.型鋼中大、中、小型的劃分......................33

3.熱軋帶肋鋼筋.................................34

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（2004VER.）

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4.熱軋H型鋼...................................35

5.冷彎型鋼......................................35

第六節(jié)管材知識(shí)...................................36

1.管材的分類....................................36

2.無(wú)縫鋼管......................................36

3.焊接鋼管......................................37

第七節(jié)不銹鋼知

識(shí)................................................37

1.不銹鋼熱軋鋼..................................37

2.不銹鋼冷軋鋼板................................38

3.各種不銹鋼的特性和用途........................39

4.世界各國(guó)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)對(duì)照表..................39

第二講有色金屬材料（非黑色金屬）................42

第一節(jié)有色金屬概述..............................42

1.有色金屬分類..................................42

2.有色金屬產(chǎn)品牌號(hào)表示方法......................43

第二節(jié)銅及銅合金................................46

1.純銅..........................................46

2.銅合金........................................46

3.銅材..........................................49

第三節(jié)鋁及鋁合金.................................52

1.純鋁產(chǎn)品......................................52

2.壓力加工鋁合金................................53

3.鋁材..........................................54

4.鑄造鋁合金....................................54

5.高強(qiáng)度鋁合金..................................55

第三章金屬腐蝕基礎(chǔ)...............................56

第一講金屬腐蝕概述...............................56

第一節(jié)金屬腐蝕的分類.............................56

第二節(jié)金屬腐蝕的形態(tài).............................56

1.全面（均勻）腐蝕..............................57

2.孔蝕..........................................57

3.縫隙腐蝕......................................58

4.脫層腐蝕......................................59

5.晶間腐蝕......................................59

6.選擇性腐蝕....................................60

7.磨損腐蝕......................................60

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一3一

8.應(yīng)力腐蝕破裂..................................61

9.氫腐蝕........................................62

10.腐蝕疲勞.....................................63

第二講黑色金屬及其合金耐蝕性....................64

第一節(jié)碳鋼和普通鑄鐵的耐蝕性....................64

1.耐蝕性能......................................64

2.影響耐蝕性的因素..............................64

第二節(jié)耐蝕合金鑄鐵...............................64

第三節(jié)耐蝕低合金鋼..............................65

第四節(jié)不銹鋼的耐蝕性...........................65

1.銘13不銹鋼...................................65

2.銘17不銹鋼...................................66

3.銘18銀9不銹鋼.............................66

4.銘18銀12銅（鈦）不銹鋼.....................67

5.銘20銀22~30不銹鋼一20號(hào)合金...............67

第三講有色金屬及其合金耐蝕性....................68

第一節(jié)銅及其合金................................68

1.純銅..........................................68

2.銅合金........................................68

第二節(jié)鋁及其合金................................69

1.鋁............................................69

2.鋁合金........................................69

第三節(jié)鈦及其合金................................69

1.純鈦..........................................69

2.鈦合金........................................70

第四節(jié)銀及其合金.................................70

1.銀............................................70

2.銀合金........................................70

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隨著時(shí)間的進(jìn)步，華陽(yáng)恩賽有限公司的銷售員工對(duì)“未來(lái)戰(zhàn)略”和“兩

手都要硬的經(jīng)營(yíng)策略”

有了全面地認(rèn)知、深刻地理解和積極地行動(dòng)！這種喜人形勢(shì)已被總公

司每月的《情況通報(bào)》所詮釋！

華陽(yáng)恩賽有限公司的決策者面對(duì)這種“全面繁榮”的局面，根據(jù)諸多

項(xiàng)目的銷售過(guò)程、銷售細(xì)

節(jié)、以及銷售員工反映的情況，及時(shí)洞察出銷售活動(dòng)中出現(xiàn)的問(wèn)題、

存在的不足，理性地向廣大銷

售員工發(fā)出了“學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)、再學(xué)習(xí)”的讀書倡導(dǎo)，要求大家做一個(gè)

學(xué)習(xí)型的銷售員、做一個(gè)專業(yè)

型的銷售員。

為此，總經(jīng)理吳鐵軍先生特別要求工程師推薦了一些相關(guān)的專業(yè)書

籍，并編輯了《常見(jiàn)金屬材

料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本）供廣大銷售員工業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)清洗、防銹方

面的基礎(chǔ)知識(shí)，以便更好地推

動(dòng)、提升每個(gè)銷售員工的銷售業(yè)績(jī)，實(shí)現(xiàn)華陽(yáng)恩賽有限公司的戰(zhàn)略目

標(biāo)！

本次技術(shù)專業(yè)讀書活動(dòng)在華陽(yáng)恩賽有限公司的歷史上尚屬首次，工程

師推薦的書目、編輯的簡(jiǎn)

要讀本尚存在欠缺或不足，敬請(qǐng)賜教！

華陽(yáng)恩賽有限公司工程師

2004年12月31日

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常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)

（簡(jiǎn)要讀本）

第一章概述

在機(jī)械、工程等工業(yè)領(lǐng)域中，采用的材料種類及品種繁多、涉及范圍

及其廣泛。其分類如下：

鐵

黑色金屬碳鋼

合金鋼

金屬材料1

輕有色金屬

有色金屬重有色金屬

稀土金屬

合成塑料

有機(jī)非金屬材料合成橡膠

合成纖維

樹(shù)脂基復(fù)合材料

非金屬材料復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料

非金屬基復(fù)合材料

陶瓷材料

玻璃材料

無(wú)機(jī)非金屬材料石磨及碳

工程材料

（基本材料）

木材、水泥、混凝土等

1金屬組織

1金屬：具有不透明、金屬光澤良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性并且其導(dǎo)電能力

隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)

部原子具有規(guī)律性排列的固體（即晶體）。

1合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性

的物質(zhì)。

1相：合金中成份、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分。

1固溶體：是一個(gè)（或幾個(gè)）組元的原子（化合物）溶入另一個(gè)組元

的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體，固

溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。

1固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn)，使晶格發(fā)生

畸變，使固溶體硬度和強(qiáng)度升高，這種現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。

1化合物：合金組元間發(fā)生化合作用，生成一種具有金屬性能的新的

晶體固態(tài)結(jié)構(gòu)。

1機(jī)械混合物：由兩種晶體結(jié)構(gòu)而組成的合金組成物，雖然是兩面種

晶體，卻是一種組成成分，具有獨(dú)立的機(jī)械性能。

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隨著生產(chǎn)的迅速發(fā)展，特別是電子產(chǎn)業(yè)、航空航天技術(shù)的突飛猛進(jìn)，

不斷地對(duì)材料的性能2提出

了愈來(lái)愈高的要求。而傳統(tǒng)單一材料往往不能全面滿足強(qiáng)度、韌性、

重量和穩(wěn)定性等方面的要求，

為使各種材料之間的優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)，獲得性能更加優(yōu)越的材料，人們研制

出各種新型復(fù)合材料。就是由

兩種或兩種以上不同材料的組合材料，其性能通常兼有組成材料的各

種優(yōu)點(diǎn)，有著非常廣闊的發(fā)展

刖景。

中國(guó)經(jīng)過(guò)幾十年的努力，鋼鐵工業(yè)已同過(guò)去的僅能生產(chǎn)100多個(gè)鋼

種、400多個(gè)品種的鋼材發(fā)

展到現(xiàn)在能生產(chǎn)1000多個(gè)鋼種、4萬(wàn)多個(gè)品種的鋼材，特別是國(guó)防

工業(yè)和高精尖技術(shù)，包括原子彈、

氫彈、導(dǎo)彈、核潛艇、通訊衛(wèi)星、火箭等需要的關(guān)鍵金屬3材料。都

已由國(guó)內(nèi)自行研制開(kāi)發(fā)成功，最

大限度滿足了其需要。

2金屬材料性能

為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制

成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能（使用性能）及其在

冷熱加工過(guò)程中材料應(yīng)具備的性能（工藝性能）。

材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱

膨脹性、磁性等）、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學(xué)性

能（機(jī)械性能）。材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。

1）機(jī)械性能（力學(xué)性能）：機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所

表現(xiàn)出來(lái)的特性。

1強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料

單位面積受載荷稱應(yīng)力。

1屈服點(diǎn)（6s）:稱屈服強(qiáng)度，指材料在拉抻過(guò)程中，材料所受應(yīng)

力達(dá)到某一臨界值時(shí)，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%Lo

時(shí)應(yīng)力值，單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。

1抗拉強(qiáng)度（6b）也叫強(qiáng)度極限指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。

單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。

1延伸率（6）：材料在拉伸斷裂后，總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分

比。

1斷面收縮率（中）材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面

積百分比。

1硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范

圍測(cè)定分布氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、

HRC）

1沖擊韌性（Ak）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2

（J/cm2）.

2）工藝性能：指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。

1鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括

流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時(shí)體積收縮的能力；

偏析指化學(xué)成分不均性。

1焊接性能：指金屬材料通過(guò)加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個(gè)或

兩個(gè)以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。

1頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。

1冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程

度一般用彎曲角度a（外角）或彎心直徑d對(duì)材料厚度a的比

值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。

1沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進(jìn)

行沖壓叫冷沖壓。檢驗(yàn)方法用杯突試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

1鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能

力。

3）化學(xué)性能：指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時(shí)抵抗發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)

反應(yīng)的性能。

1耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。

1抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。

3本簡(jiǎn)要讀本中未涉及膠泥、涂料、化學(xué)品、核材料等。

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第二章金屬材料

金屬材料是應(yīng)用最廣泛的材料，目前仍占據(jù)材料工業(yè)的主導(dǎo)地位。從

常用材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中，我

們可以發(fā)現(xiàn)包括九大類約1200余種常用材料，它們包括黑色金屬的

型鋼、鋼板及鋼帶、鋼管、鋼

絲、鋼絲繩，有色金屬的棒材、線材、板材、帶材及箔材、管材等9

大類。

第一講黑色金屬

在介紹鋼的分類之前先簡(jiǎn)單介紹一下黑色金屬的基本概念。

黑色金屬：如生鐵、鐵合金、鑄鐵、鋼、合金鋼等。鋼和生鐵都是以

鐵為基礎(chǔ)，以碳為主要添

加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。

習(xí)慣上把碳含量＞2.11%的歸類于鐵，碳含量V2.11%的歸類于鋼。

當(dāng)鐵中含C在0.03%~1.2%范圍時(shí)則為鋼,含Cl.2%~2.5%的鐵缺乏實(shí)

用性，一般不進(jìn)行工業(yè)

生產(chǎn)。

第一節(jié)鐵及其分類

生鐵是指把鐵礦石4放到高爐中冶煉5而成的產(chǎn)品，也叫“銃鐵”。

生鐵是高爐產(chǎn)品，可分為6普通生鐵和合金生鐵，前者包括煉鋼生鐵

和鑄造生鐵，后者主要是鎰

鐵和硅鐵。合金生鐵作為煉鋼的輔助材料，在煉鋼時(shí)做鋼的脫氧劑和

合金元素添加劑用。

生鐵是含碳量2.11限6.67%并含有非鐵雜質(zhì)較多的鐵碳合金。生鐵的

雜質(zhì)元素主要是硅、硫、

鎰、磷等。

生鐵質(zhì)硬而脆，缺乏韌性，兒乎沒(méi)有塑性變形能力，因此不能通過(guò)鍛

造、軋制、拉拔等方法加

工成形。但含硅高的生鐵（灰口鐵）的鑄造及切削性能良好。

4鐵的主要礦石有：赤鐵礦Fe203,含鐵量在50%~60%之間；磁鐵礦

Fe304,含鐵量60%以上有磁性，還有褐鐵礦2Fe203-?3H20、菱鐵

礦FeCO3和黃鐵礦FeS2,它們的含鐵量低一些，但比較容易冶煉。

中國(guó)的鐵礦資源非常豐富，著名的產(chǎn)地有湖北大冶、東北鞍山等。

5單質(zhì)鐵的制備一般采用冶煉法。以赤鐵礦Fe203和磁鐵礦Fe3O4為

原料，與焦炭和助溶劑在熔礦爐內(nèi)反應(yīng)，焦炭燃燒產(chǎn)生C02氣，C02

氣與過(guò)量的焦炭接觸就生成C0氣，CO氣和氧化鐵作用就生成金屬

鐵。

C+02=C02C02+C=2C0

Fe304+C0=3Fe+C02Fe203+C0=2Fe+C02Fe0+C0=Fe0+C02

6另一種理解是：生鐵、鐵合金屬于爐料，即治煉用原料。鑄鐵是用

生鐵（主要是鑄造生鐵）治煉后的產(chǎn)品。

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1.生鐵

生鐵是含碳量大于2%（2.11%）的鐵碳合金，工業(yè)生鐵含碳量一般

在2.5%~4.0%,并含Si、

Mn、S、P等元素，是用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品。

生鐵生鐵按含硅（Si）量劃分鐵號(hào)，按含鎰（Mn）量分組，按含磷（P）

量分級(jí)，按含硫（S）

量分類。

1）煉鋼生鐵

煉鋼生鐵含硅量不大于1.7%,碳以Fe3c狀存在。故硬而脆，斷口呈

白色。主要用作煉鋼原料和可鍛鑄鐵原料，煉鋼生鐵見(jiàn)下表所示。

煉鋼用生鐵（根據(jù)GB717-82）

鐵號(hào)代號(hào)L04L08L10

2）鑄造用生鐵

鑄造生鐵硅含量為1.25~3.6吼碳多以石墨狀態(tài)存在。斷口呈灰色。

軟、易切削加工。主要用來(lái)生產(chǎn)各種鑄鐵件原料如床身、箱體等。鑄

造生鐵見(jiàn)下表所示：

鑄造用生鐵（根據(jù)YB/T14-91）

牌號(hào)鑄34鑄30鑄26鑄22鑄18鑄14

鐵號(hào)

代號(hào)Z34Z30Z26Z22Z18Z14

3）球墨鑄造用生鐵

球墨鑄造用生鐵也是一種鑄造生鐵，只是低硫低磷。低硫使碳充分在

鐵中石墨化。低磷提高生

鐵的機(jī)械性能；主要用于生產(chǎn)性能（機(jī)械性能）較好的球墨鑄鐵件。

球墨生鐵見(jiàn)下表所示：

球墨鑄鐵用生鐵（根據(jù)GB1412-85）

牌號(hào)Q10Q12Q16

此外現(xiàn)在應(yīng)用的還有含機(jī)生鐵、鑄造用磷銅鈦低合金耐磨生鐵，見(jiàn)下

面兩個(gè)表：

含鋼生鐵（根據(jù)GB5025-85）

牌號(hào)鋼02鋼03機(jī)04機(jī)05

鐵號(hào)

代號(hào)F02F03F04F05

鑄造用磷銅鈦低合金耐磨生鐵（根據(jù)GB9949-88）

鐵號(hào)NMZ34NMZ30NMZ26NMZ22NMZ18NMZ14

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2.鑄鐵7

鑄鐵是含碳大于2.11%的鐵碳合金，它是將鑄造生鐵（部分煉鋼生鐵）

在爐中重新熔化，并加進(jìn)鐵合金、廢鋼、回爐鐵調(diào)整成分而得到。與

生鐵區(qū)別是鑄鐵是二次加工，大都加工成鑄鐵件。鑄

鐵件具有優(yōu)良的鑄造性可制成復(fù)雜零件，一般有良好的切削加工性。

另外具有耐磨性和消震性良好，價(jià)格低等特點(diǎn)。

7根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形態(tài)不同，通?？蓪㈣T鐵分為白口鑄鐵、灰

口鑄鐵及麻口鑄鐵。見(jiàn)下表：

石墨化進(jìn)行程度

鑄鐵名稱

第一階段第二階段第三階段

特性及應(yīng)用

完全石墨化

灰口鑄鐵完全石墨化完全石墨化部分石墨化

未石墨化

灰鑄鐵通常是指具有片狀石墨的灰口鑄鐵，這中鑄鐵具有一定的機(jī)械

性能、

良好的鑄造性能以及其它多方面的優(yōu)良性能，因而在機(jī)械制造中業(yè)獲

得最廣

泛的應(yīng)用?；诣T鐵分級(jí)：HT100.HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。

而灰鑄鐵中又可根據(jù)石墨的形態(tài)不同而分為普通灰鑄鐵、蠕蟲(chóng)狀石黑

鑄鐵、

球黑鑄鐵以及可鍛鑄鐵。

球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵一般是用稀土鎂合金對(duì)鐵液進(jìn)行處理，以改善石

墨形態(tài)，

從而得到比灰鑄鐵有更高機(jī)械性能的鑄鐵。

球墨鑄鐵依照其基體和性能特點(diǎn)而分為六種：即鐵素體（高韌性）球

墨鑄鐵，

珠光體（高強(qiáng)度）球墨鑄鐵，貝氏體（耐磨）球墨鑄鐵，奧氏體一貝

氏體（耐

磨）球墨鑄鐵，馬氏體一奧氏體（抗磨）球墨鑄鐵及奧氏體（耐熱、

耐蝕）

球墨鑄鐵。

蠕墨鑄鐵具有不同比例的珠光體一鐵素體基體組織。鑄鐵性能與其石

墨的蠕

化程度（蠕化率）及基體有關(guān)。在石墨蠕化良好條件下，珠光體蠕墨

鑄鐵的

強(qiáng)度和硬度較高，耐磨性強(qiáng)。適于制造耐磨零件，如汽車的剎車鼓等。

而鐵

素體蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱性較好，在高溫作用下，不存在珠光體分解問(wèn)題,

組織

較穩(wěn)定，適用于制造在高溫下工作、需要有良好的抗熱疲勞能力、導(dǎo)

熱性的

零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋、進(jìn)排氣岐管等。

麻口鑄鐵部分石墨化未石墨化未石墨化

白口鑄鐵未石墨化未石墨化未石墨化

可鍛鑄鐵是將白口鑄鐵通過(guò)固態(tài)石墨化熱處理（包括有或無(wú)脫碳過(guò)

程）得到

的具有團(tuán)絮狀石墨的鐵碳合金。采用不同的熱處理方法，可以得到具

有不同

組織和性能的可鍛鑄鐵，即黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可

鍛鑄鐵。

當(dāng)將白口鑄鐵毛坯件在密封的退火爐中進(jìn)行熱處理，即在中性爐氣條

件下退

火時(shí)，得到的鑄鐵組織中有呈團(tuán)絮狀的石墨（退火碳）存在。這種石

墨雖不

很圓整和緊密，但它對(duì)基體的割裂作用則比灰鑄鐵中的片狀石墨要小

得多，

因此它能使鑄鐵得到較高的強(qiáng)度及良好的韌性。鑄鐵的基體可以通過(guò)

熱處理

來(lái)加以控制。使之成為鐵素體或珠光體。用這種方法得到的鐵素體基

體可鍛

鑄鐵因組織中有石墨存在，因而鑄鐵的斷面呈暗灰色，而在表層經(jīng)常

有薄的

脫碳層呈淺灰色，故通稱為黑心可鍛鑄鐵。而珠光體可鍛鑄鐵則是以

其基體

命名的。

當(dāng)將白口鑄鐵毛坯件在氧化性質(zhì)的爐氣條件下進(jìn)行退火時(shí).，鑄件斷面

上從外

層到心部，發(fā)生強(qiáng)烈的氧化和脫碳。在完全脫碳層中無(wú)石墨存在，鑄

鐵的組

織為鑄素體。實(shí)際上，在小斷面尺寸條件下，鑄鐵的組織基本上為單

一的鐵

素體和退火碳。而在大斷面尺寸條件下，表層為鐵素體，中間區(qū)域?yàn)?/p>

珠光體

和鐵素體及退火碳，而心部區(qū)域則為珠光體及退火碳（間或有少量鐵

素體）。

這種鑄鐵斷面由于其心部區(qū)域有發(fā)亮的光澤，而表層色澤較暗，故通

稱為白

心可鍛鑄鐵。

特種鑄鐵是指具有特殊使用性能的鑄鐵材料，主要包括抗磨鑄鐵、耐

熱鑄鐵

和耐腐蝕鑄鐵。為使鑄鐵具有這些特殊使用性能，需要使鑄鐵有一定

的組織。

特種鑄鐵中既有非合金鑄鐵（如普通白口抗磨鑄鐵），也有低合金鑄

鐵、中

合金鑄鐵和高合金鑄鐵（如中鎰抗磨用球墨鑄鐵及高銘抗磨用白口鑄

鐵等）。

由于特種鑄鐵中含有大量合金元素，使得其在熔煉和鑄造性能方面，

與非合

金化的鑄鐵有顯著的差別。大多數(shù)合金元素降低鑄鐵的鑄造性能，而

含有大

量合金元素的特種鑄鐵的鑄造性能通常是很差的，在鑄造過(guò)程中容易

產(chǎn)生多

種鑄造缺陷，因此需要針對(duì)各種鑄鐵在熔煉和鑄造方面的特性，采取

適當(dāng)?shù)?/p>

工藝措施，防止缺陷的發(fā)生，以保證鑄件的質(zhì)量。

對(duì)任何一種特種鑄鐵而言，首先是要求具備一定的使用性能，如抗磨、

耐熱等。但由于是用來(lái)制造機(jī)器零件，就需要保證有一定的機(jī)械性

能，主要是強(qiáng)度和塑性，為此需要在鑄鐵的化學(xué)成分設(shè)計(jì)上，考慮同

時(shí)滿足特定的使用性能和一定的機(jī)械性能這兩方面的要求。

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.）

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1）鑄鐵牌號(hào)的表示方法

各種鑄鐵代號(hào)，由表示該鑄鐵特征的漢語(yǔ)拼音字母的第一個(gè)大寫正體

字母組成。當(dāng)兩種鑄鐵名

稱的代號(hào)字母相同時(shí)?，可在該大寫正體字母后加小寫正體字母來(lái)區(qū)

別。同一名稱鑄鐵，需要細(xì)分時(shí)，

取其細(xì)分特點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)大寫正體字母，排列在后面。見(jiàn)下表:

鑄鐵名稱、代號(hào)及牌號(hào)表示方法（根據(jù)GB5612-85）

鑄鐵名稱代號(hào)牌號(hào)表示方法實(shí)例

灰鑄鐵HTHT100

蠕墨鑄鐵RuTRuT400

球墨鑄鐵QTQT400-17

黑心可鍛鑄鐵

白心可鍛鑄鐵

珠光體可鍛鑄鐵

KHT

KBT

KZT

KHT300-06

KBT350-04

KZT450-06

耐磨鑄鐵MTMTCulPTi-150

抗磨白口鑄鐵

抗磨球墨鑄鐵

KmBT

KmQT

KmBTMn5Mo2Cu

KmQTMn6

冷硬鑄鐵LTLTCrMoR

耐蝕鑄鐵

耐蝕球墨鑄鐵

ST

SQT

STSil5R

SQTA115Si5

耐熱鑄鐵

耐熱球墨鑄鐵

RT

RQT

RTCr2

RQTA16

奧氏體鑄鐵AT-

牌號(hào)中代號(hào)后面的一組數(shù)字，表示抗拉強(qiáng)度值；有兩組數(shù)字時(shí)，第一

組表示抗拉強(qiáng)度值，第二

組表示延伸率值。兩組數(shù)字中間用“一”隔開(kāi)。

合金元素用國(guó)際元素符號(hào)表示，含量大于或等于現(xiàn)時(shí)，用整數(shù)表示:

小于1%時(shí)一般不標(biāo)注。

常規(guī)元素（C、Si、Mn、S、p）一般不標(biāo)注，有特殊作用時(shí)，才標(biāo)注

其元素符號(hào)及含量。

2）白口鑄鐵

白口鑄鐵中的碳全部以滲透碳體（Fe3C）形式存在，因斷口呈亮白色。

故稱白口鑄鐵，由于有

大量硬而脆的Fe3C,白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此，

在工業(yè)應(yīng)用方面很少直接使用，

只用于少數(shù)要求耐磨而不受沖擊的制件，如拔絲模、球磨機(jī)鐵球等。

大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯

料。

3）灰口鑄鐵

鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具

有良好鑄造性能、切削加

工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡(jiǎn)單，成本低、廣泛用

于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件。

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

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灰口鑄鐵按基體組織不同，分為鐵素體基灰口鑄鐵、珠光體-鐵素體

基灰口鑄鐵和珠光體基灰口鑄鐵

三類。

由于灰口鑄鐵內(nèi)存在片狀石墨，而石墨是一種密度小，強(qiáng)度低、硬度

低、塑性和韌性趨于零的

組分。它的存在如同在鋼的基體上存在大量小缺口，即減少承載面積,

又增加裂紋源，所以灰口鑄

鐵強(qiáng)度低、韌性差，不能進(jìn)行壓力加工。為改善其性能，在澆注前在

鐵水中加入一下量的硅鐵，硅

鈣等孕育劑，使珠光體基體細(xì)化，石墨變細(xì)小而均勻分布，經(jīng)過(guò)這種

孕育處理的鑄鐵。稱為孕育鑄

鐵。灰口鑄鐵的牌號(hào)、性能組織及用途見(jiàn)下表：

表4-21灰口鑄鐵的牌號(hào)、組織及用途

顯微組織

鑄鐵類別牌號(hào)

基體石墨

用途舉例

鐵素體灰口鑄鐵HT100-260F+P（少量）粗片

低負(fù)荷和不重要的零件，如蓋、外罩、

手輪、支架、和重錘等

鐵素體-珠光體灰口鑄鐵HT150-330F+P較片粗

中等應(yīng)力的零件，如支柱、底座、齒

輪箱、工作臺(tái)、刀架、端蓋、閥體、

管路、附件等

HT200-400P中等片狀

珠光體灰口鑄鐵

HT250-470細(xì)P較細(xì)片狀

承受較大應(yīng)力、用作重要的零件，如

汽缸、齒輪、機(jī)座、飛輪、床身、剎

車輪、聯(lián)軸器、齒輪箱和軸承座等

HT300-540

孕育鑄鐵HT350-610

HT400-680

S或T細(xì)小片狀

用作承受高彎曲應(yīng)力及高抗壓強(qiáng)度的

重要零件，如齒輪、凸輪、車床卡盤、

剪床及壓力機(jī)機(jī)身和潤(rùn)滑閥殼體等

4）可鍛鑄鐵

可鍛鑄鐵是用碳、硅含量較低的鐵碳合金鑄成白口鑄鐵坯件，再經(jīng)過(guò)

長(zhǎng)時(shí)間高溫退火處理，使

滲碳體分解出團(tuán)絮狀石墨而成，即可鍛鐵是一種經(jīng)過(guò)石墨化處理的白

口鑄鐵。

可鍛鑄鐵按熱處理后顯微組織不同分兩類；一類是黑心可鍛鑄鐵和珠

光可鍛鑄鐵。黑心可鍛鑄

鐵組織主要是鐵素體（F）基本+團(tuán)絮狀石墨；珠光體可鍛鑄鐵組織主

要是珠光體（P）基體+團(tuán)絮狀

石墨。另一類是白心可鍛鑄鐵，白心可鍛鑄鐵組織決定于斷面尺寸，

小斷面的以鐵素體為基體，大

斷面的表面區(qū)域?yàn)殍F素體、心部為珠光體和退火碳?？慑戣T鐵牌號(hào)、

性能（根據(jù)GB9440-88）見(jiàn)下

兩表：

黑心可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵

類別AB

牌號(hào)KTH300-06-

KTH330-08

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KTH350-10-

KTH370-12

KTZ450-06-

KTZ550-04-

KTZ650-02-

KTZ700-02-

注：①試樣直徑12mm只適于鑄鐵主要壁厚小于10mm的鑄鐵。②牌號(hào)

KTH30006適于氣密性零件。③牌號(hào)B系列為過(guò)渡牌號(hào)。

白心可鍛鑄鐵

牌

號(hào)

KTB350-04KTB380-12KTB400-05KTB450-07

黑心可鍛鑄鐵主要用于制造汽車、拖拉機(jī)零件及機(jī)床附件、如輪殼、

彈簧支座、閥門等。珠光

體可鍛鑄鐵則用于制造曲軸、連桿、輪軸、活塞環(huán)等。

5）球墨鑄鐵

在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（常用的有硅鐵、鎂等）

使鑄鐵中石墨球化。由

于碳（石墨）以球狀存在于鑄鐵基體中，改善其對(duì)基體的割裂作用，

球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)

度、塑性、沖擊韌性大大提高。并具有耐磨、減震、工藝性能好、成

本低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛替代可

鍛鑄鐵及部分鑄鋼、鍛鋼件、如曲軸、連桿、軋輻、汽車后橋等。根

據(jù)GB1348-88球墨鑄鐵牌號(hào)分

為單鑄和附鑄試塊兩類；單鑄試塊分八個(gè)牌號(hào)見(jiàn)下表：

單鑄試塊

牌號(hào)QT400-18QT400-15QT450-10QT500-7

主要金相組織鐵素體鐵素體鐵素體鐵素體+珠光體

牌號(hào)QT600-3QT700-2QT800-2QT900-2

主要金相組織珠光體+鐵素體珠光體珠光體或回火組織貝氏體或回

火馬氏體

附鑄試塊分為五個(gè)牌號(hào)見(jiàn)下表：

附鑄試塊

牌號(hào)QT400-18AQT400-15AQT500-7AQT600-3AQT700-2A

主要金相組織鐵素體鐵素體鐵素體+珠光體珠光體+鐵素體珠光體

注：牌號(hào)后面的字母A系表示該牌號(hào)在附鑄試塊上測(cè)定的機(jī)械性

能，以區(qū)別上表的單試塊測(cè)定的性能。

除上述介紹兒種常用鑄鐵外，還有抗磨白口鑄鐵、冷硬鑄鐵，耐熱鑄

鐵等。

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)(簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用)(2004

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-13-

鑄造生鐵通過(guò)鍛化、變質(zhì)、球化等方法可以改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善并

提高其機(jī)械性能，因此，

鑄造生鐵又可分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特種

鑄鐵等品種。

第二節(jié)鋼及其分類

鋼鐵制品的使用到處可見(jiàn)，從家里的冰箱、廚具、洗衣機(jī)，交通的汽

機(jī)車、鐵道、電車、鐵橋、

船只，輸電鐵塔、住家大樓、工廠場(chǎng)房、機(jī)械類都是；鋼鐵制品是由

鐵礦砂提煉，經(jīng)由加工過(guò)程作

成各種用途的制品，其加工切削品或使用過(guò)的舊品變成廢鋼，是一種

可以無(wú)限次回收循環(huán)使用的一

種物資。

高爐熔出的銃鐵碳含量高（C含量3%以上），硅（Si）、磷（P）、

硫（S）等不純物多，產(chǎn)

品既硬且脆。

鋼是用生鐵（煉鋼生鐵）或生鐵加一部分廢鋼煉成的鋼中含碳量低于

2.11%,并使其雜質(zhì)（主

要指S、P）含量降低到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

煉鋼原料除銃鐵、廢鋼外，還有去除不純物用的熔劑，生石灰、螢石,

脫氧劑合金鐵等，使鋼

的品質(zhì)提高。煉鋼方法主要有轉(zhuǎn)爐、電爐、平爐三種，隨煉鋼爐種類

不同使用的原料各異，轉(zhuǎn)爐用

以熔銃，電爐以廢鋼為主原料，平爐使用銃鐵和廢鋼。

鋼鐵經(jīng)溶解后鑄成模型，可軋延成棒狀、板狀、管狀各種用途制品，

容易加工又可大量生產(chǎn)，

加入極少量其它物質(zhì)經(jīng)熱處理可改變材料性質(zhì)增加硬度，或提高鐵純

度使物性軟化，也可用溫度控

制高溫急冷或緩冷達(dá)到使物性變硬或軟；它的唯一缺點(diǎn)是會(huì)生銹，為

避免鋼鐵制品與空氣中的氧接

觸氧化生銹，一般都采用涂裝物、鍍鋅等，或熔煉時(shí)添加銀、輅制成

不銹鋼。

鋼是含碳量在0.04%~2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,

含碳量一般不超過(guò)1.7%o

鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、鎰、硫、磷等。鋼的分類方法多

種多樣，其主要方法有如下七

種：

1.按品質(zhì)分類

按照鋼中硫(S)和磷(P)的含量可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)

鋼。

(1)普通鋼(P^O.045%,S^O.055%)

(2)優(yōu)質(zhì)鋼(P、S均W0.035%)

(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(P^O.035%,S^O.030%)

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2.按化學(xué)成份分類

⑴碳素鋼：

a.低碳鋼(CW0.25%)；

b.中碳鋼(CW0.25~0.60%)；

c.高碳鋼(CW0.60%)o

(2)合金鋼：

a.低合金鋼(合金元素總含量W5%)

b.中合金鋼(合金元素總含量＞5~10%)

c.高合金鋼(合金元素總含量＞10%)。

3.按成形方法分類

(1)鍛鋼；

⑵鑄鋼；

⑶熱軋鋼；

(4)冷拉鋼。

4.按用途分類

(1)建筑及工程用鋼

a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。

⑵結(jié)構(gòu)鋼

a.機(jī)械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、

滲氨鋼、表面淬火用

鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷徼用

鋼。

b.彈簧鋼

C.軸承鋼

⑶工具鋼

a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。

(4)特殊性能鋼

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a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；c.電熱合

金鋼；d.耐磨鋼；e.

低溫用鋼；f.電工用鋼。

⑸專業(yè)用鋼？？如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、

農(nóng)機(jī)用鋼等。

5.按金相組織8分類

(1)正火狀態(tài)

a.珠光體鋼；

8金相組織就是指材料的顯微組織。有關(guān)金相組織與特性：

金相組織種類組織特點(diǎn)

鐵索體(F)

1.組織：碳在a鐵中的固溶體

2.特性：呈體心立方晶格。

溶碳能力最小，最大為0.02%；硬度和強(qiáng)度很低，HB=80~120、

sb=250N/mm2；而塑性和韌性很好，d=50%、？=70?80%。

因此，含鐵素體多的鋼材（軟鋼）中用來(lái)做可壓、擠、沖板與耐沖擊

震動(dòng)的機(jī)件。這類鋼有超低碳鋼,如：0Crl3>lCrl3>

硅鋼片等。

奧氏體

1.組織：碳在？鐵中的固溶體

2.特性：呈面心立方晶格。

最高溶碳量為2.06%,在一般情況下，具有高的塑性，但強(qiáng)度和硬度

低（HB=170~220）,奧氏體組織除了在高溫轉(zhuǎn)變時(shí)

產(chǎn)生以外，在常溫時(shí)亦存在于不銹鋼、高格鋼和高鎰鋼中，如奧氏體

不銹鋼等

滲碳體（C）

1.組織：鐵和碳的化合物（Fe3C）

2.特性：呈復(fù)雜的八面體晶格。

含碳量為6.67%、硬度很高、HRC70?75、耐磨,但脆性很大。因此,

滲碳體不能單獨(dú)應(yīng)用，而總是與鐵素體混合在一起。

碳在鐵中溶解度很小，所以在常溫下，鋼鐵組織內(nèi)大部分的碳都是以

滲碳體或其他碳化物形式出現(xiàn)。

珠光體（P）

1.組織：鐵素體片和滲碳體片交替排列的層狀顯微組織，是鐵素體與

滲碳體機(jī)械混合物（共析體）。

2.特性：是過(guò)冷奧氏體進(jìn)行共析反應(yīng)的直接產(chǎn)物。

其片層組織的粗細(xì)隨奧氏體過(guò)冷程度不同，過(guò)冷程度越大，片層組織

越細(xì)性質(zhì)也不同。

奧氏體在約600℃分解成的組織稱為細(xì)珠光體（有的叫一次索氏體），

在500飛00℃分解轉(zhuǎn)變成用光學(xué)顯微鏡不能分辨其

片層狀的組織稱為極細(xì)珠光體（有的一次屈氏體），它們的硬度較鐵

素體和奧氏體高，而較滲碳體低，其塑性較鐵素體和

奧氏體低而較滲碳體高。正火后的珠光體比退火后的珠光體組織細(xì)

密，彌散度大，故其力學(xué)性能較好，但其片狀滲碳體在

鋼材承受負(fù)荷時(shí)會(huì)引起應(yīng)力集中，故不如索氏體。

萊氏體（L）

1.組織：奧氏體與滲碳體的共晶混合物

2.特性：鐵合金溶液含碳量在2.06%以上時(shí)，緩慢冷到1130C便凝固

出萊氏體。

當(dāng)溫度到達(dá)共析溫度萊氏體中的奧氏轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。因此，在723℃

以下萊氏體是珠光體與滲碳體機(jī)械混合物（共晶混合）。

萊氏體硬而脆（＞HB700）,是一種較粗的組織，不能進(jìn)行壓力加工,

如白口鐵。在鑄態(tài)含有萊氏體組織的鋼有高速工具

鋼和Crl2型高合金工具鋼等。這類鋼一般有較大有耐磨性和較好的

切削性。

淬火與馬氏體

1.組織：碳在a-Fe中的過(guò)飽和固溶體，顯微組織呈針葉狀

2.特性：淬火后獲得的不穩(wěn)定組織。

具有很高的硬度，而且隨含碳量增加而提高，但含碳量超過(guò)0.6%后

的硬度值基本不變，如含CO.8%的馬氏體，硬度約為

HRC65,沖擊韌性很低，脆性很大，延伸率和斷面收縮率幾乎等于零。

奧氏體晶粒愈大，馬氏體針葉愈粗大，則沖擊韌

性愈低；淬火溫度愈低，奧氏體晶粒愈細(xì)，得到的馬氏體針葉非常細(xì)

小，即無(wú)針狀馬氏組織，其韌性最高。

回火馬氏（S）

1.組織：與淬火馬氏體硬度相近，而脆性略低的黑色針葉狀組織

2.特性：淬火鋼重新加熱到150?250C回火獲得的組織。

硬度一般只比淬火馬氏體低HRC1-3格，但內(nèi)應(yīng)力比淬火馬氏體小。

下貝氏體（B）

1.組織：顯微組織呈黑色針狀形態(tài)，其中的鐵素體呈現(xiàn)針狀，而碳化

物呈現(xiàn)極小的質(zhì)點(diǎn)以彌散狀分布在針狀鐵素體內(nèi)。

2.特性：過(guò)冷奧氏體在400~240℃等溫度轉(zhuǎn)變后的產(chǎn)物。

具有較高的硬度，約為HRC40-55,良好的塑性和很高的沖擊韌性，

其綜合機(jī)械性能比索氏體更好。因此，在要求較大的

韌性和高強(qiáng)度相配合時(shí)，常以含有適當(dāng)合金元素的中碳結(jié)構(gòu)鋼等溫淬

火，獲得貝氏體以改善鋼的機(jī)械性能，并減小內(nèi)應(yīng)力

和變形。

低碳馬氏體

具有高強(qiáng)度與良好的塑性、韌性相結(jié)合的特點(diǎn)（sb=120（T1600N/mm2、

s0.2=1000"1300N/mm2>d5=10%、

?=40%ak=60J/cm2）；同時(shí)還有低的冷脆轉(zhuǎn)化溫度（=-60℃）；在靜

載荷、疲勞及多次沖擊載荷下，其缺口敏感度和過(guò)載

敏感性都較低。

低碳馬氏體狀態(tài)的20SiMn2MoVA綜合力學(xué)性能，比中碳合金鋼等溫

淬火獲得的下貝氏體更好。

保持了低碳鋼的工藝性能，但切削加工較難。

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.）

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b.貝氏體鋼；

c.馬氏體鋼；

d.奧氏體鋼。

⑵退火9狀態(tài)：

a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；

b.共析鋼（珠光體）；

c.過(guò)共析鋼（珠光體+滲碳體）；

d.萊氏體鋼（珠光體+滲體）。

（3）無(wú)相變或部分發(fā)生相變的

9有關(guān)鋼的熱處理的名詞：

1退火：將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時(shí)間，然后使它慢慢冷卻，

稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發(fā)生相變或部分相變的溫

度，經(jīng)過(guò)保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組

織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細(xì)化晶粒，提高鋼的

力學(xué)性能，減少殘余應(yīng)力；同時(shí)可降低硬度，提高塑性和韌性，改善

切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留

的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，又為后續(xù)工序作好準(zhǔn)備，故退火是屬于半成品

熱處理，又稱預(yù)先熱處理。

1正火：正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻膴W

氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過(guò)共

析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)于亞共析鋼正火可細(xì)化晶格，提高綜合力學(xué)性

能，對(duì)要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟(jì)的。

1淬火：淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時(shí)間，然后很快

放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的

速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬

火能增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用

的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶液等。

1回火：將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱

為回火。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和脆性，

以取得預(yù)期的力學(xué)性能?；鼗鸱指邷鼗鼗稹⒅袦鼗鼗鸷偷蜏鼗鼗鹑?。

回火多與淬火、正火配合使用。

⑴調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火

是指在500~650℃之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得

到很大程度的調(diào)整，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機(jī)

械性能。

⑵時(shí)效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長(zhǎng)期使用中尺寸、形

狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150?250C）精加

工前,把工件重新加熱到100~150℃,保持5~20小時(shí),這種為穩(wěn)定

精密制件質(zhì)量的處理，稱為時(shí)效。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)

件

進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。

1表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過(guò)快速加熱到臨界溫度以上，但熱量

還未來(lái)得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬在

馬氏體組織，而心部沒(méi)有發(fā)生相變，這就實(shí)現(xiàn)了表面淬硬而心部不變

的目的。適用于中碳鋼。

⑵化學(xué)熱處理：是指將化學(xué)元素的原子，借助高溫時(shí)原子擴(kuò)散的能力,

把它滲入到工件的表面層去，來(lái)改變工件表面層的化學(xué)成分和

結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處

理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、滲氮、

氟化和滲金屬法等四種。

滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程。也是使低碳鋼的工

件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，使工件的表面

層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性

和塑性。

滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過(guò)程。其目的是提

高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性等。目前

生產(chǎn)中多采用氣體滲氮法。

氟化：又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時(shí)滲入碳原子與氮原子的過(guò)程。

它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。

滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過(guò)程。它是使鋼的表面層

合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、

耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產(chǎn)中常用的有滲鋁、滲格、滲硼、滲硅

等。

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.）

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6.綜合分類

（1）普通鋼

a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q195；Q215素、B）；Q235素、B、C）；Q255素、B）；

Q275o

b.低合金結(jié)構(gòu)鋼

c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼

⑵優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）

a.結(jié)構(gòu)鋼：（a）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；（b）合金結(jié)構(gòu)鋼；（c）彈簧鋼；（d）

易切鋼；（e）軸承鋼；（f）特

定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。

b.工具鋼：（a）碳素工具鋼；（b）合金工具鋼；（c）高速工具鋼。

c.特殊性能鋼：（a）不銹耐酸鋼；（b）耐熱鋼；（c）電熱合金鋼；（d）

電工用鋼；（e）高鎰耐磨鋼。

7.按冶煉方法分類

⑴按爐種分

a.平爐鋼：（a）酸性平爐鋼；（b）堿性平爐鋼。

b.轉(zhuǎn)爐鋼：（a）酸性轉(zhuǎn)爐鋼；（b）堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；颍╝）底吹轉(zhuǎn)爐鋼；（b）

側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；（c）頂吹轉(zhuǎn)

爐鋼。

c.電爐鋼：（a）電弧爐鋼；（b）電渣爐鋼；（c）感應(yīng)爐鋼；（d）真空自耗

爐鋼；（e）電子束爐鋼。

⑵按脫氧程度和澆注制度分

a.沸騰鋼；

b.半鎮(zhèn)靜鋼；

c.鎮(zhèn)靜鋼；

d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。

8.按鋼材外形分類

鋼材可分為型材、板材、管材、金屬制品四大類。為便于采購(gòu)、訂貨

和管理，中國(guó)目前將鋼材

分為十六大品種：

類別品種說(shuō)明

型材重軌每米重量大于30千克的鋼軌（包括起重機(jī)軌）

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.）

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輕軌每米重量小于或等于30千克的鋼軌

大型型鋼

中型型鋼

小型型鋼

普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等邊

和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型

線材直徑5~10毫米的圓鋼和盤條

冷彎型鋼將鋼材或鋼帶冷彎成型制成的型鋼

優(yōu)質(zhì)型材優(yōu)質(zhì)鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等

其它鋼材包括重軌配件、車軸坯、輪箍等

薄鋼板厚度等于和小于4毫米的鋼板

厚鋼板

厚度大于4毫米的鋼板。

可分為中板（厚度大于4nlm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小

于

60mm）特厚板（厚度大于60mm）

鋼帶也叫帶鋼，實(shí)際上是長(zhǎng)而窄并成卷供應(yīng)的薄鋼板

板材

電工硅鋼薄板也叫硅鋼片或矽鋼片

無(wú)縫鋼管用熱軋、熱軋？？冷拔或擠壓等方法生產(chǎn)的管壁無(wú)接縫的

鋼管

管材

焊接鋼管將鋼板或鋼帶卷曲成型，然后焊接制成的鋼管

金屬制品金屬制品包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等

第三節(jié)中國(guó)鋼號(hào)表示方法

1.中國(guó)鋼號(hào)表示方法概述

鋼的牌號(hào)簡(jiǎn)稱鋼號(hào)，是對(duì)每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解

鋼的一種共同語(yǔ)言。中國(guó)

的鋼號(hào)表示方法,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》（GB221-79）

中規(guī)定，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)合的方法表示。即：

①鋼號(hào)中化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)表示，例如Si、Mn,Cr……等。

混合稀土元素用“RE”（或

“Xt”）表示。

②產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語(yǔ)拼音的縮寫字

母表示，見(jiàn)表。

③鋼中主要化學(xué)元素含量（%）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。

2.中國(guó)鋼號(hào)表示方法的分類說(shuō)明

1）碳素結(jié)構(gòu)鋼

①由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)組成。它的鋼號(hào)冠以“Q”，

代表鋼材的屈服點(diǎn)，后面

的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，單位是Mpa。例如：Q235表示屈服點(diǎn)（ss）

為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.)

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②必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法的符號(hào)。質(zhì)量等級(jí)

符號(hào)分別為A、B、C、Do

脫氧方法符號(hào)：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ

表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不

標(biāo)符號(hào)，即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼。

③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結(jié)構(gòu)

鋼的表示方法，但在鋼號(hào)

最后附加表示用途的字母。

碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及其新舊標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)對(duì)照

牌號(hào)等級(jí)脫氧方法GB700-88GB700-79

Q195?F、b、Z

不分等級(jí)，化學(xué)成分和力學(xué)性能（抗

拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎）均須保證，

但軋制薄板和盤條之類產(chǎn)品，力學(xué)

性能的保證項(xiàng)目，根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)和

使用要求，可在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另行規(guī)

定

1號(hào)鋼

Q195的化學(xué)楊分與本標(biāo)準(zhǔn)1號(hào)鋼的乙類

鋼B1同，力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率

和冷彎）與甲類鋼Al同（A1的冷彎試驗(yàn)

是附加保證條件）。1號(hào)鋼沒(méi)有特類鋼

A

Q215

B

F、b、Z

A級(jí)

B級(jí)（做常溫沖擊試驗(yàn)，V型缺口）

A2

C2

（附加保證常溫沖擊試驗(yàn)，U型缺口）

（附加保證常溫或-20。C沖擊試驗(yàn)，U型

缺口）

A

B

F、b、Z

CZ

Q235

DT、Z

A級(jí)（不做沖擊試驗(yàn)）

B級(jí)（做常溫沖擊試驗(yàn)，V型缺口）

C級(jí)（做為重要焊接結(jié)構(gòu)用）

D級(jí)（做為重要焊接結(jié)構(gòu)用）

A3

C3

A

Q255

B

F、b、Z

A級(jí)

B級(jí)（做常溫沖擊試驗(yàn)，V型缺口）

A4

C4（附加保證沖擊試驗(yàn)，U型缺口）

Q275?b、Z

不分等級(jí)化學(xué)成分和力學(xué)性能均須

保證C5

2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

①鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之兒表

示，例如平均碳含量為

0.45%的鋼，鋼號(hào)為“45”，它不是順序號(hào)，所以不能讀成45號(hào)鋼。

②鎰含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將鎰元素標(biāo)出，例如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后特別

標(biāo)出，例如平均碳含量為

0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號(hào)為10bo

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)

序號(hào)1234567891011

牌號(hào)08F10F15F0.810152025303540

序號(hào)1213141516171819202122

牌號(hào)45505560657075808515Mn20Mn

序號(hào)232425262728293031

牌號(hào)25Mn30Mn35Mn40Mn45Mn50Mn60Mn65Mn70Mn

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.）

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3）碳素工具鋼

①鋼號(hào)冠以“T”，以免與其他鋼類相混。

②鋼號(hào)中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如

“T8”表示平均碳含量為0.8%o

③鎰含量較高者，在鋼號(hào)最后標(biāo)出“Mn”，例如“T8Mn”。

④高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在

鋼號(hào)最后加注字母“A”，以

示區(qū)別，例如“T8MnA”。

碳素工具鋼牌號(hào)

牌號(hào)T7T8T8MnT9T10TilT12T13

碳素工具鋼用途廣泛。其中T7、（T7A）、T8、（T8A）鋼因韌性較

好，主要用作承受震動(dòng)與沖擊載

荷的工具，如鑿子、打鐵用模、各種錘子、木工工具等；T9(T9A)

由于含碳量較高，故硬度、耐磨

性較高、韌性較差，有一定韌性用作不受劇烈震動(dòng)沖擊的工具。如沖

模、沖頭、木工切削工具、鑿

巖鑿子等到；T10、(T10A)、T1K(T11A)韌性尚可，耐磨、較硬、

應(yīng)用較廣、制作要求較高且不受

突然和劇烈沖愚味震動(dòng)而需要一定韌性及具有鋒利刀口的各種工具，

如車刀、刨刀、鉆頭、板牙、

銃刀、刀鋸鋸條及簡(jiǎn)單量具；T12(T12A)、T13(T13A)鋼則用于制

造不受震動(dòng)，要求極高硬度的工

具，如鉆頭、絲錐、鏗刀、刮刀等。

4)易切削鋼

①鋼號(hào)冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

②字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之兒表示，

例如平均碳含量為0.3%的易

切削鋼，其鋼號(hào)為“Y30”。

③鎰含量較高者，亦在鋼號(hào)后標(biāo)出“Mn”，例如“Y40Mn”。

易切削鋼牌號(hào)

牌號(hào)Y12Y12PbY15Y15PbY20Y30Y35Y40MnY45Ca

5)合金結(jié)構(gòu)鋼

①鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之兒表

示，如40Cro

②鋼中主要合金元素，除個(gè)別微合金元素外，一般以百分之兒表示。

當(dāng)平均合金含量VI.5%時(shí)，

鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào)，而不標(biāo)明含量，但在特殊情況下易致混

淆者，在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以

數(shù)字T"，例如鋼號(hào)"12CrMoV”和“12CrlMoV”，前者鋁含量為

0.4~。6肌后者為0.9」.2%,其余成

分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量21.5%、N2.5%、23.5%……時(shí)，在

元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量，

可相應(yīng)表示為2、3、4....等。例如18Cr2Ni4WAo

常見(jiàn)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)要讀本——僅供內(nèi)部使用）（2004

VER.）

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③鋼中的鋼V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合

金元素，雖然含量很低，

仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。鋼為0.07飛.12%,硼為

0.00r0.005%o

④高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。

合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)（根據(jù)GB3077-88）

鋼號(hào)MnMnV

序號(hào)1234567

牌號(hào)20Mn230Mn235Mn240Mn245Mn250Mn220MnV

鋼號(hào)MnMoWSiMnSiMnMoV

序號(hào)891011121314

牌號(hào)30Mn2MoW27SiMn35SiMn42SiMn20SiMn2MoV25SiMn2MoV

37SiMn2MoV

鋼號(hào)BMnBMnMoB

序號(hào)15161718192021

牌號(hào)40B45B50B40MnB45MnB20MnB2B20MnMoB

鋼號(hào)MnVBMnTiBSiMnVBCr

序號(hào)22232425262728

牌號(hào)15MnVB20MnVB40MnVB20MnTiB25MnTiBRE20SiMnVB15Cr

鋼號(hào)Cr

序號(hào)29303132333435

牌號(hào)15CrA20Cr30Cr35Cr40Cr45Cr50Cr

鋼號(hào)CrMo

序號(hào)36373839404142

牌號(hào)12CrMo15CrMo20CrMo30CrMo30CrMoA35CrMo42CrMo

鋼號(hào)CrSiCrMoVCrMoWV

序號(hào)43444546474849

牌號(hào)38CrSi12CrMoV35CrMoV12CrlMoV25Cr2MoVA25Cr2MolVA

20Cr3MoWVA

鋼號(hào)CrMoAlCrVCrMn

序號(hào)50515253545556

牌號(hào)38CrMoAl20CrV40CrV50CrVA15CrMn20CrMn40CrMn

鋼號(hào)CrMnSiCrMnMo

序號(hào)57585960616263

牌號(hào)20CrMnSi25CrMnSi30CrMnSi30CrMnSiA35CrMnSiA20CrMnMo

40CrMnMo

鋼號(hào)CrMnTiCrNi

序號(hào)64656667686970

牌號(hào)20CrMnTi30CrMnTi20CrNi40CrNi45CrNi50CrNi12CrNi2

鋼號(hào)CrNi

序號(hào)717273747576

牌號(hào)12CrN1320CrNi330CrNi337CrNi312Cr2Ni420Cr2Ni4