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，是機械工程中應(yīng)用最普遍的材 料，常用以制造機械設(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“屈”字漢語拼音第一個字母 Q、屈服點 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性能，主要用制造齒輪、 套筒、軸類零件等。這幾種鋼在機械制造中應(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，當平均含量小于 1.5%時，只標明元素符號，不標含量。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“ 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，用于制造拖拉機鏈軌板、挖掘機

11、鏟齒、球磨機襯板、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，很難進行切削 加工，工業(yè)上極少用來制造機械零件。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、機座、導軌等零件?；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字 母，數(shù)字表示最低抗拉強度。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)呈團絮狀。由于其石墨呈團 絮狀，對金屬基體的

13、割裂作用減小，故其抗拉強度、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、 力較復雜、負荷較大的機械零件，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字 母，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度數(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 狀復雜、難于鍛造而又需承受沖擊載荷的零部件。如機車車架、火車車輪、水壓機的缸和立 柱、大型齒輪、軋鋼機機架等。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 個字母，后面兩位數(shù)字分別表示材料的最小屈服強度值和最小抗拉強度值。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電性、導熱性和耐腐蝕性，同時具有較高強度和耐磨性。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

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、散熱管及機械、電器零件等。銅的平均含量為62%和 59%的黃銅也可進行鑄造，稱為鑄造黃銅。（2）特殊黃銅 為了獲得更高的強度、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 化工機械零件。2青銅青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅合金也為青銅，所 以青銅實際上包括錫青銅、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。鋁青銅的力學性能比黃銅和錫 青銅高。實際應(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，具有良好的導電性

19、和導熱性，還 具有無磁性、受沖擊時不產(chǎn)生火花等優(yōu)點。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、襯套以及電焊機電極、防爆工具、航海羅盤等重要機件。（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度和良好的加工性能。根據(jù)成 分及加工特點，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)動機葉片、飛機大梁及起 落架、內(nèi)燃機活塞等。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，并有相當好的抗蝕性和耐熱性，適于制造形狀復雜的零件，如泵體、電動機 殼體、發(fā)動機的氣缸頭、活塞以及汽車、飛機、儀器上的零件，也可制造日用品。（2）鋁銅鑄造鋁合金 鋁銅合金的強度較高，耐熱性較好，鑄造性能較差，常用于鑄造 內(nèi)燃機氣缸頭、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 鋁鋅合金價格便宜、鑄造性能優(yōu)良、強度較高，但抗蝕性差、熱 裂傾向大，常用于制造汽車、拖拉機發(fā)動機零件及形狀復雜的儀器元件，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)火點等特點區(qū)別鋼 鐵材料化學成分差異的方法，稱為火花鑒別法?；鸹ㄨb別專用電動砂輪機的功率為 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別的要點是：詳細觀察火花的火束粗細、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動規(guī)律， 同時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、爆花和 尾花組成，3）節(jié)點 節(jié)點就是流線上火花爆裂的原點，呈明亮點（4）爆花 爆花就是節(jié)點處爆裂的火花。鋼的化學成分不同，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，顏色橙。 高碳鋼火花束較短而粗，流線多而細，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。火花試驗時，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，附有碎花粉，爆裂的火花心較明亮。鎳鉻不銹鋼的火花束細，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，常做一定的標記，如涂色、打印、掛牌等。金屬材料的涂色標志是表示鋼號、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)標準中做了詳細規(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鋼為藍色；高速鋼 W18Cr4V鋼為棕色加藍色；不銹鋼 1Cr18Ni9Ti 鋼為綠色國藍色；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、化學或機械作用的影響而導致破斷，此時所形成的自然表 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，類似于細瓷器斷口特征。常用鋼鐵材料的斷口特點大致如下：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、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，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，一般還可采用化學分析、金相檢驗以 及硬度試驗等手段進行鑒別。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械性能的一種方法。鑄造、鍛壓、焊接和機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，為下一道工序準備好條件；也可作為最 終熱處理進一步改善材料的性能，從而充分發(fā)揮材料的潛力，達到零件的使用要求。因此， 不同的熱處理工序常穿插在零件制造過程的各個熱、冷加工工序中進行。任何一種熱處理的工藝過程，都包括下列三個步驟：（1）以一定速度把零件加熱到規(guī)定的溫度。這個溫度范圍根據(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?shù)臏囟龋▽μ间撘话慵訜嶂?780900），保溫一定時間后隨 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)零件的合金鋼有時硬度較高，鑄、鍛、焊后的毛坯有時硬度不均 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，同時還可以使材料的內(nèi)部組織均勻細化，為進 行下一步熱處理（淬火等）做好準備。加熱時溫度控制應(yīng)準確。溫度過低達不到退火目的，溫度過高又會造成過熱、過燒、氧 化、脫碳等缺陷。操作時還應(yīng)注意零件的放置方法，當退火的主要目的是為了消除內(nèi)應(yīng)力時 更應(yīng)注意。如對于細長工件的穩(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， 裝爐和取出工件時能自行斷電。2正火將工件放到爐中加熱到適當溫度，保溫后出爐空冷的熱處理方法叫正火。正火實質(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密，比退火工件的強度和硬度稍高，而塑性和韌性稍低。但這一點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?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進行回火處理，并在回火后獲得適度的強度和韌性。淬火操作時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。淬火操作時還必須穿戴防護用品，如工作服、手套、防護眼鏡等，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?；鼗鸬臏囟却蟠蟮陀谕嘶?、正火和淬火時的加熱溫度，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所形成的內(nèi)應(yīng)力，適當降低淬火鋼的硬度， 減小脆性，使工件獲得較好的強度和韌性，即較好的綜合機械性能。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?shù)?降低