第1章 汽車常用材料

1、金屬材料的性能金屬材料的性能 1.1常用工程材料常用工程材料 1.2鋼的常用熱處理鋼的常用熱處理 1.3【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解工程材料的主要性能類型及應(yīng)用特了解工程材料的主要性能類型及應(yīng)用特點(diǎn)點(diǎn)2掌握金屬材料的力學(xué)性能特點(diǎn)，了解金掌握金屬材料的力學(xué)性能特點(diǎn)，了解金屬材料的工藝性能屬材料的工藝性能3掌握測(cè)定材料硬度的類型及方法掌握測(cè)定材料硬度的類型及方法4了解常用金屬材料及非金屬材料的機(jī)械了解常用金屬材料及非金屬材料的機(jī)械性能性能5了解各種鋼熱處理方法的應(yīng)用特點(diǎn)了解各種鋼熱處理方法的應(yīng)用特點(diǎn)1.1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能 力學(xué)性能的主要指標(biāo)是強(qiáng)度、塑性、硬力學(xué)性能的主要

2、指標(biāo)是強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。 上述指標(biāo)既是選材的重要依據(jù)，又是控上述指標(biāo)既是選材的重要依據(jù)，又是控制、檢驗(yàn)材料質(zhì)量的重要參數(shù)。制、檢驗(yàn)材料質(zhì)量的重要參數(shù)。 拉伸試驗(yàn)是測(cè)定靜態(tài)力學(xué)性能指標(biāo)的常拉伸試驗(yàn)是測(cè)定靜態(tài)力學(xué)性能指標(biāo)的常用方法。用方法。 圖圖1-1所示為低碳鋼的拉伸曲線，圖中所示為低碳鋼的拉伸曲線，圖中的縱坐標(biāo)表示載荷的縱坐標(biāo)表示載荷F，橫坐標(biāo)表示變形量，橫坐標(biāo)表示變形量 l。 通過拉伸曲線可測(cè)定材料的強(qiáng)度與塑性。通過拉伸曲線可測(cè)定材料的強(qiáng)度與塑性。圖圖1-1 1-1 低碳鋼拉伸曲線低碳鋼拉伸曲線1強(qiáng)度強(qiáng)度 強(qiáng)度是材料在載荷（外力）作用下抵強(qiáng)度是

3、材料在載荷（外力）作用下抵抗塑性變形和破壞的能力?？顾苄宰冃魏推茐牡哪芰Α?抵抗外力的能力越大，則強(qiáng)度越高。抵抗外力的能力越大，則強(qiáng)度越高。（1）屈服極限）屈服極限 由圖由圖1-1可知，當(dāng)載荷增加到可知，當(dāng)載荷增加到Fs時(shí)，在時(shí)，在不再繼續(xù)增加載荷的情況下，試樣仍能繼不再繼續(xù)增加載荷的情況下，試樣仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為屈服。續(xù)伸長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為屈服。 將開始發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，也即將開始發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，也即開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力，叫做屈服極開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力，叫做屈服極限（限（s）。）。ss0FA（1-11-1）（2）強(qiáng)度極限）強(qiáng)度極限 當(dāng)載荷超過當(dāng)載荷超過Fs以后，試樣將

4、繼續(xù)變形。以后，試樣將繼續(xù)變形。 載荷達(dá)到最大值后，試樣產(chǎn)生縮頸，載荷達(dá)到最大值后，試樣產(chǎn)生縮頸，有效截面急劇減小，直至斷裂。有效截面急劇減小，直至斷裂。 強(qiáng)度極限是試樣在斷裂前所能承受的強(qiáng)度極限是試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，用最大應(yīng)力，用b表示。表示。bb0FA2塑性塑性 塑性是材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變塑性是材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。形的能力。 材料斷裂前的塑性變形愈大，表示它材料斷裂前的塑性變形愈大，表示它的塑性愈好，反之則表示其塑性差。的塑性愈好，反之則表示其塑性差。 常用的塑性指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面常用的塑性指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。收縮率。（1）斷后伸長(zhǎng)率）斷后伸

5、長(zhǎng)率（2）斷面收縮率）斷面收縮率硬度硬度 硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃傷的能力。別是塑性變形、壓痕或劃傷的能力。 因此硬度也可以看作是材料對(duì)局部塑因此硬度也可以看作是材料對(duì)局部塑性變形的抗力。性變形的抗力。 硬度是衡量材料性能的一個(gè)綜合的工硬度是衡量材料性能的一個(gè)綜合的工程量或技術(shù)量。程量或技術(shù)量。 通常材料硬度越高，耐磨性越好，強(qiáng)通常材料硬度越高，耐磨性越好，強(qiáng)度也越高。度也越高。 測(cè)定硬度的方法很多，常用的有布氏測(cè)定硬度的方法很多，常用的有布氏硬度測(cè)試法、洛氏硬度測(cè)試法和維氏硬度硬度測(cè)試法、洛氏硬度測(cè)試法和維氏硬度測(cè)試法。測(cè)試法。4

6、沖擊韌性沖擊韌性 沖擊韌性是指金屬材料在沖擊載荷的沖擊韌性是指金屬材料在沖擊載荷的作用下折斷時(shí)吸收變形能量的能力，常用作用下折斷時(shí)吸收變形能量的能力，常用沖擊吸取功或沖擊韌度來表示。沖擊吸取功或沖擊韌度來表示。5疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 疲勞是指在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變作用下，在疲勞是指在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然產(chǎn)生斷裂的過定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然產(chǎn)生斷裂的過程。程。 這種破壞稱為疲勞破壞（或疲勞斷裂）。這種破壞稱為疲勞破壞（或疲勞斷裂）。 金屬的疲勞破壞與很多因素有關(guān)，人金屬的疲勞破壞與很多因素有關(guān)，人們

7、可通過改善零件的結(jié)構(gòu)形狀避免應(yīng)力集們可通過改善零件的結(jié)構(gòu)形狀避免應(yīng)力集中，以及改善表面粗糙度、進(jìn)行表面熱處中，以及改善表面粗糙度、進(jìn)行表面熱處理和表面強(qiáng)化處理來提高金屬材料的疲勞理和表面強(qiáng)化處理來提高金屬材料的疲勞強(qiáng)度。強(qiáng)度。1.1.2 金屬材料的物理性能金屬材料的物理性能 金屬材料的物理性能指金屬材料的熔金屬材料的物理性能指金屬材料的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性和點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性和耐磨耐磨 性等。性等。1熔點(diǎn)熔點(diǎn)2導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性3導(dǎo)電性導(dǎo)電性4熱膨脹性熱膨脹性5磁性磁性6耐磨性耐磨性1.1.3 金屬材料的化學(xué)性能金屬材料的化學(xué)性能 金屬材料在室溫或高溫下，抵抗介質(zhì)金屬

8、材料在室溫或高溫下，抵抗介質(zhì)對(duì)它化學(xué)浸蝕的能力，稱為金屬材料的化對(duì)它化學(xué)浸蝕的能力，稱為金屬材料的化學(xué)性能。學(xué)性能。 金屬材料的化學(xué)性能一般包括抗氧化金屬材料的化學(xué)性能一般包括抗氧化性和抗腐蝕性等。性和抗腐蝕性等。 所謂抗氧化性，是指金屬材料在高溫時(shí)所謂抗氧化性，是指金屬材料在高溫時(shí)抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力。抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力。 金屬材料抵抗各種介質(zhì)（大氣、酸、堿、金屬材料抵抗各種介質(zhì)（大氣、酸、堿、鹽）浸蝕的能力稱為抗腐蝕性。鹽）浸蝕的能力稱為抗腐蝕性。1.1.4 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能 金屬材料的工藝性能是指金屬材料所金屬材料的工藝性能是指金屬材料所具有的能夠適

9、應(yīng)各種加工工藝要求的能力。具有的能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。 它是力學(xué)、物理、化學(xué)性能的綜合表它是力學(xué)、物理、化學(xué)性能的綜合表現(xiàn)，包括鑄造性、鍛造性、焊接性、切削現(xiàn)，包括鑄造性、鍛造性、焊接性、切削加工性和熱處理性等。加工性和熱處理性等。1鑄造性鑄造性2鍛造性鍛造性3焊接性焊接性4切削加工性切削加工性 各類機(jī)電產(chǎn)品，大多是由種類繁多、各類機(jī)電產(chǎn)品，大多是由種類繁多、性能各異的工程材料通過加工制成的零件性能各異的工程材料通過加工制成的零件構(gòu)成的。構(gòu)成的。 工程材料按照化學(xué)元素成分可分為金工程材料按照化學(xué)元素成分可分為金屬材料和非金屬材料兩種，其中金屬材料屬材料和非金屬材料兩種，其中金屬材料是

10、工程中應(yīng)用最廣泛的。是工程中應(yīng)用最廣泛的。1.2.1 黑色金屬材料黑色金屬材料 通常，工業(yè)上對(duì)鐵、鉻和錳及這三種金通常，工業(yè)上對(duì)鐵、鉻和錳及這三種金屬的合金尤其是鐵碳合金稱為黑色金屬。屬的合金尤其是鐵碳合金稱為黑色金屬。 除這三種金屬（合金）以外的金屬（合除這三種金屬（合金）以外的金屬（合金）稱為有色金屬。金）稱為有色金屬。1鑄鐵鑄鐵 鑄鐵是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于鑄鐵是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.06%的鐵的鐵碳合金。碳合金。 根據(jù)碳在鑄鐵中存在形態(tài)的不同，鑄根據(jù)碳在鑄鐵中存在形態(tài)的不同，鑄鐵可分為下列幾種。鐵可分為下列幾種。（1）白口鑄鐵）白口鑄鐵（2）灰鑄鐵）灰鑄鐵 表表1-1所示為常用灰鑄鐵的牌號(hào)、力

11、學(xué)所示為常用灰鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能及應(yīng)用。性能及應(yīng)用。類別類別牌號(hào)牌號(hào)鑄鐵壁厚鑄鐵壁厚/mm/mm抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度（ b b）/MPa/MPa硬度硬度/HBS/HBS用用 途途 舉舉 例例鐵素體鐵素體灰鑄鐵灰鑄鐵HT100HT1002.52.51010130130110110166166低載荷和不重要的零件，如蓋、外罩、手輪、支架、底低載荷和不重要的零件，如蓋、外罩、手輪、支架、底板、手柄等板、手柄等10102020100100939314014020203030909087871311313030505080808282122122鐵素體鐵素體珠光體珠光體灰鑄鐵灰鑄鐵HT150HT1502.

12、52.51010175175137137205205承受中等應(yīng)力的鑄件，如普通機(jī)床的支柱、底座、齒輪承受中等應(yīng)力的鑄件，如普通機(jī)床的支柱、底座、齒輪箱、刀架、床身、軸承座、工作臺(tái)、帶輪、泵殼、閥體、箱、刀架、床身、軸承座、工作臺(tái)、帶輪、泵殼、閥體、法蘭、管路及一般工作條件的零件法蘭、管路及一般工作條件的零件101020201451451191191791792020303013013011011016616630305050120120105105157157珠光體珠光體灰鑄鐵灰鑄鐵HT200HT2002.52.51010220220157157236236承受較大應(yīng)力和要求一定氣密性或耐蝕性

13、的較重要鑄件，承受較大應(yīng)力和要求一定氣密性或耐蝕性的較重要鑄件，如汽缸、齒輪、機(jī)座、機(jī)床床身、立柱、汽缸體、汽缸如汽缸、齒輪、機(jī)座、機(jī)床床身、立柱、汽缸體、汽缸蓋、活塞、制動(dòng)輪、泵體、閥體、化工容器等蓋、活塞、制動(dòng)輪、泵體、閥體、化工容器等101020201951951481482222222020303017017013413420020030305050160160129129192192HT250HT2504.04.010102702701751752622621010202024024016416424724720203030220220157157236236303050502002

14、00150150225225孕育孕育鑄鐵鑄鐵HT300HT30010102020209209182182272272承受高的應(yīng)力，要求耐磨、高氣密性的重要鑄件，如剪承受高的應(yīng)力，要求耐磨、高氣密性的重要鑄件，如剪床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床和重型機(jī)床床身、機(jī)座、機(jī)架、床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床和重型機(jī)床床身、機(jī)座、機(jī)架、齒輪、凸輪、襯套、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、汽缸體、缸套、齒輪、凸輪、襯套、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、汽缸體、缸套、高壓油缸、水缸、泵體、閥體等高壓油缸、水缸、泵體、閥體等2020303025025016816825125130305050230230161161241241HT350HT35010102020

15、3403401991992982982020303029029018218227227230305050260260171171257257表表1-1 1-1 常用灰鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能及應(yīng)用（部分摘自常用灰鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能及應(yīng)用（部分摘自GB/T 94391988GB/T 94391988）（3）球墨鑄鐵）球墨鑄鐵 表表1-2所示為常用球墨鑄鐵的牌號(hào)、力所示為常用球墨鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能及應(yīng)用。學(xué)性能及應(yīng)用。（4）可鍛鑄鐵）可鍛鑄鐵基本類型基本類型牌號(hào)牌號(hào)力學(xué)性能力學(xué)性能用用 途途 舉舉 例例 b b/MPa/MPa 0.20.2/MPa/MPa /%/%HBSHBS不小于不小于鐵素體鐵

16、素體QT400QT40018184004002502501818130130180180農(nóng)機(jī)具犁鏵、犁柱；汽車農(nóng)機(jī)具犁鏵、犁柱；汽車拖拉機(jī)輪轂、離合器殼、拖拉機(jī)輪轂、離合器殼、差速器殼、撥叉；閥體、差速器殼、撥叉；閥體、閥蓋、汽缸；鐵路墊板、閥蓋、汽缸；鐵路墊板、電動(dòng)機(jī)殼、飛輪殼等電動(dòng)機(jī)殼、飛輪殼等QT400QT40015154004002502501515130130180180QT450QT45010104504503103101010160160210210鐵素體鐵素體+ +珠光體珠光體QT500QT5007 75005003203207 7170170230230內(nèi)燃機(jī)油泵齒輪；鐵路機(jī)

17、內(nèi)燃機(jī)油泵齒輪；鐵路機(jī)車軸瓦、機(jī)器座架；傳動(dòng)車軸瓦、機(jī)器座架；傳動(dòng)軸、飛輪、電動(dòng)機(jī)等軸、飛輪、電動(dòng)機(jī)等珠光體珠光體 + 鐵素體鐵素體QT600QT6003 36006003703703 3190190270270柴油機(jī)柴油機(jī)/ /汽油機(jī)曲軸、凸輪汽油機(jī)曲軸、凸輪軸、汽缸套、連桿；部分軸、汽缸套、連桿；部分磨床、銑床、車床主軸；磨床、銑床、車床主軸；農(nóng)機(jī)具脫粒機(jī)齒條、負(fù)荷農(nóng)機(jī)具脫粒機(jī)齒條、負(fù)荷齒輪；起重機(jī)滾輪；小型齒輪；起重機(jī)滾輪；小型水輪機(jī)主軸等水輪機(jī)主軸等珠光體珠光體QT700QT7002 27007004204202 2225225305305珠光體或回火組織珠光體或回火組織QT800QT

18、8002 28008004804802 2245245335335貝氏體貝氏體 + 回火馬氏體回火馬氏體QT900QT9002 29009006006002 2280280360360內(nèi)燃機(jī)曲軸、凸輪軸；汽內(nèi)燃機(jī)曲軸、凸輪軸；汽車螺旋齒輪、轉(zhuǎn)向軸；拖車螺旋齒輪、轉(zhuǎn)向軸；拖拉機(jī)減速齒輪；農(nóng)機(jī)犁鏵拉機(jī)減速齒輪；農(nóng)機(jī)犁鏵等等表表1-2 1-2 常用球墨鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能及應(yīng)用（部分摘自常用球墨鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能及應(yīng)用（部分摘自GB/T 13481988GB/T 13481988）2碳素鋼碳素鋼 通常把含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在通常把含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.11%以下的以下的鐵碳合金稱為鋼。鐵碳合金稱為鋼。 碳素鋼

19、一般可按含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量碳素鋼一般可按含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量和用途三種情況來分類。和用途三種情況來分類。 按含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，碳素鋼分為低碳鋼、按含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼低碳鋼含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%。中碳鋼中碳鋼0.25%含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%。高碳鋼高碳鋼含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%。 按鋼的質(zhì)量，即主要根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)按鋼的質(zhì)量，即主要根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)（硫、磷）的含量可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)（硫、磷）的含量可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。碳素鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。普通碳素鋼普通碳素鋼含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05

20、5%，含磷，含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.045%。優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.045%，含磷，含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.040%。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%，含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.035%。 按用途碳素鋼可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳按用途碳素鋼可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼。素工具鋼。 表表1-3所示為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性所示為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用舉例。能和應(yīng)用舉例。鋼號(hào)鋼號(hào)質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí) /MPa/MPa b b/MPa/MPa s s/%/%應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例鋼材厚度（直徑）鋼材厚度（直徑）/mm/mm鋼材厚度（直徑）鋼材厚度（直徑

21、）/mm/mm161616164040404060606060100100161616164040404060606060100100不小于不小于不小于不小于Q Q195195（195195）（185185）31531539039033333232塑性好，有一塑性好，有一定的強(qiáng)度，用定的強(qiáng)度，用于制造受力不于制造受力不大的零件。如大的零件。如螺釘、螺母、螺釘、螺母、墊圈等，以及墊圈等，以及焊接件、沖壓焊接件、沖壓件及橋梁建筑件及橋梁建筑等金屬結(jié)構(gòu)件等金屬結(jié)構(gòu)件Q Q215215A AB B2152152052051951951851853353354104103131303029292828Q

22、 Q235235A AB BC CD D2352352252252152152052053753754604603636252524242323 Q Q255255A AB B2552552452452352352252254104105105102424232322222121強(qiáng)度較高，用強(qiáng)度較高，用于制造承受中于制造承受中等載荷的零件。等載荷的零件。如小軸、銷子、如小軸、銷子、連桿、農(nóng)機(jī)零連桿、農(nóng)機(jī)零件等件等Q Q2752752752752652652552552452454904906106102020191918181717表表1-31-3 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用舉例普通碳素結(jié)

23、構(gòu)鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用舉例 表表1-4所示為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成所示為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和用途。分、力學(xué)性能和用途。鋼號(hào)鋼號(hào)化學(xué)成分化學(xué)成分/%/%力力 學(xué)學(xué) 性性 能能應(yīng)應(yīng) 用用 舉舉 例例C CSiSiMnMnP PS S b b/MPa/MPa s s/MPa/MPa s s/%/% /%/%A AK K/J/J不不 小小 于于08F08F0.050.050.110.110.030.030.250.250.500.500.0350.0350.0350.03529529517517535356060受力不大受力不大但要求高韌但要求高韌性的沖壓件、性的沖壓件、焊接件、緊焊接件

24、、緊固件，如螺固件，如螺栓、螺母、栓、螺母、墊圈等墊圈等滲碳淬火滲碳淬火后可制造要后可制造要求強(qiáng)度不高求強(qiáng)度不高的受磨零件的受磨零件，如凸輪、，如凸輪、滑塊、活塞滑塊、活塞銷等銷等10F10F0.070.070.140.140.070.070.250.250.500.500.0350.0350.0350.0353153151851853333555515F15F0.120.120.190.190.070.070.250.250.500.500.0350.0350.0350.0353553552052052929555508080.050.050.120.120.170.170.370.370.

25、350.350.650.650.0350.0350.0350.0353253251951953333606010100.070.070.140.140.170.170.370.370.350.350.650.650.0350.0350.0350.0353353352052053131555515150.120.120.190.190.170.170.370.370.350.350.650.650.0350.0350.0350.0353753752252252727555520200.170.170.240.240.170.170.370.370.350.350.650.650.0350.035

26、0.0350.0354104102452452525555525250.220.220.300.300.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.035450450275275232350507171表表1-41-4 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和用途優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和用途鋼號(hào)鋼號(hào)化學(xué)成分化學(xué)成分/%/%力力 學(xué)學(xué) 性性 能能應(yīng)應(yīng) 用用 舉舉 例例C CSiSiMnMnP PS S b b/MPa/MPa s s/MPa/MPa s s/%/% /%/%A AK K/J/J不不 小小 于于30300.270.270.3

27、50.350.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.035490490295295212150506363載荷較大的載荷較大的零件，如連零件，如連桿、曲軸、桿、曲軸、主軸、活塞主軸、活塞銷、表面淬銷、表面淬火齒輪、凸火齒輪、凸 輪等輪等35350.320.320.400.400.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.03553053031531520204545555540400.370.370.450.450.170.170.370.370.500.500.800.800.0350

28、.0350.0350.03557057033533519194545474745450.420.420.500.500.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.03560060035535516164040393950500.470.470.550.550.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.03563063037537514144040313155550.520.520.600.600.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.0

29、356456453853851313454560600.570.570.650.650.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.03567567540040012123535要求彈性極要求彈性極限或強(qiáng)度較限或強(qiáng)度較高的零件，高的零件，如軋輥、彈如軋輥、彈簧、鋼絲繩、簧、鋼絲繩、偏心輪等偏心輪等65650.620.620.700.700.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.0356956954104101010303070700.670.670750750.170.170.370.37

30、0.500.500.800.800.0350.0350.0350.0357157154204209 9303075750.720.720.800.800.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.0351 0801 0808808807 7303080800.770.770.850.850.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.0351 0801 0809309306 63030續(xù)表續(xù)表 鋼號(hào)鋼號(hào)化學(xué)成分化學(xué)成分/%/%力力 學(xué)學(xué) 性性 能能應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例C CSiSiMnMnP PS

31、 S b b/MPa/MPa s s/MPa/MPa s s/%/% /%/%A AK K/J/J不不 小小 于于85850.820.820.900.900.170.170.370.370.500.500.800.800.0350.0350.0350.0351 1301 1309809806 6303015Mn15Mn0.120.120.190.190.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03541041024524526265555應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍和普通含和普通含錳量的優(yōu)錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同構(gòu)鋼相同20Mn20Mn0.17

32、0.170.240.240.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.0354504502752752424505025Mn25Mn0.220.220.300.300.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03549049029529522225050717130Mn30Mn0.270.270.350.350.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03554054031531520204545636335Mn35Mn0.320.32

33、0.400.400.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03556056033533519194545555540Mn40Mn0.370.370.450.450.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03559059035535517174545474745Mn45Mn0.420.420.500.500.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03562062037537515154040393950Mn50Mn0.480.48

34、0.560.560.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.03564564539039013134040313160Mn60Mn0.570.570.650.650.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.0356956954104101111353565Mn65Mn0.620.620.700.700.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.0357357354304309 9303070Mn70Mn0.670.670.750.750

35、.170.170.370.370.700.701.001.000.0350.0350.0350.0357857854504508 83030續(xù)表續(xù)表注：表中數(shù)據(jù)摘自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)注：表中數(shù)據(jù)摘自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6991988GB/T 6991988。3合金鋼合金鋼 為了提高鋼的性能，有意識(shí)地在碳素為了提高鋼的性能，有意識(shí)地在碳素鋼中加入一定量的合金元素（如硅、錳、鋼中加入一定量的合金元素（如硅、錳、鉻、鎳、鉬、釩、鈦等），即可煉成合金鉻、鎳、鉬、釩、鈦等），即可煉成合金鋼。鋼。 由于合金元素的加入，細(xì)化了鋼的晶由于合金元素的加入，細(xì)化了鋼的晶粒，提高了鋼的綜合力學(xué)性能和其熱硬性、粒，提高了鋼的綜合

36、力學(xué)性能和其熱硬性、淬透性。淬透性。 合金鋼按用途一般可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼按用途一般可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼三類。合金工具鋼和特殊性能鋼三類。1.2.2 有色金屬材料有色金屬材料 工業(yè)生產(chǎn)中通常稱鋼鐵為黑色金屬，而工業(yè)生產(chǎn)中通常稱鋼鐵為黑色金屬，而稱銅、鋁、鎂、鉛、軸承合金等及其合金為稱銅、鋁、鎂、鉛、軸承合金等及其合金為有色金屬。有色金屬。 由于有色金屬具有某些特殊的性能，如由于有色金屬具有某些特殊的性能，如良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及耐腐蝕性，已成為良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性及耐腐蝕性，已成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中不可缺少的重要材料?，F(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中不可缺少的重要材料。1銅與銅合金銅與銅合金

37、（1）純銅）純銅（2）黃銅）黃銅（3）青銅）青銅2鋁及鋁合金鋁及鋁合金3軸承合金軸承合金 軸承合金是用來制造滑動(dòng)軸承的特定軸承合金是用來制造滑動(dòng)軸承的特定材料。材料。 對(duì)軸承合金的要求是摩擦系數(shù)小、耐對(duì)軸承合金的要求是摩擦系數(shù)小、耐磨性好、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好等。磨性好、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好等。1.2.3 非金屬材料非金屬材料 非金屬材料通常指以無機(jī)物為主體的非金屬材料通常指以無機(jī)物為主體的玻璃、陶瓷、石墨、巖石和以有機(jī)物為主玻璃、陶瓷、石墨、巖石和以有機(jī)物為主體的木材、塑料、橡膠等一類材料。體的木材、塑料、橡膠等一類材料。1塑料塑料 按受熱后所表現(xiàn)性能的不同，塑料可按受熱后所表現(xiàn)性能的不同，

38、塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。 常用的工程塑料有以下幾種。常用的工程塑料有以下幾種。（1）ABS塑料塑料（2）聚酰胺）聚酰胺（3）酚醛塑料）酚醛塑料（4）氨基塑料）氨基塑料（5）環(huán)氧樹脂）環(huán)氧樹脂（6）有機(jī)玻璃）有機(jī)玻璃2橡膠橡膠 橡膠是一種天然的或人工合成的高聚橡膠是一種天然的或人工合成的高聚物的彈性體。物的彈性體。3陶瓷陶瓷 陶瓷硬度高、抗壓強(qiáng)度大、耐高溫、抗陶瓷硬度高、抗壓強(qiáng)度大、耐高溫、抗氧化、耐磨損和耐腐蝕，但質(zhì)脆、韌性差，氧化、耐磨損和耐腐蝕，但質(zhì)脆、韌性差，不能承受沖擊，抗急冷、急熱性能差，易碎不能承受沖擊，抗急冷、急熱性能差，易碎裂。

39、裂。4復(fù)合材料復(fù)合材料 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)或不同組織結(jié)構(gòu)的材料，復(fù)合材料學(xué)性質(zhì)或不同組織結(jié)構(gòu)的材料，復(fù)合材料按增強(qiáng)材料的類型可分為以下四大類。按增強(qiáng)材料的類型可分為以下四大類。 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，如玻璃纖維、碳纖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，如玻璃纖維、碳纖維、硼纖維和碳化硅纖維等。維、硼纖維和碳化硅纖維等。 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，如陶瓷粒與金屬?gòu)?fù)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，如陶瓷粒與金屬?gòu)?fù)合、金屬粒與塑料復(fù)合等。合、金屬粒與塑料復(fù)合等。 疊層復(fù)合材料，如雙金屬?gòu)?fù)合、多層板疊層復(fù)合材料，如雙金屬?gòu)?fù)合、多層板復(fù)合等。復(fù)合等。 夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，如夾層內(nèi)填充蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，如夾層內(nèi)填充蜂窩結(jié)構(gòu)或填充泡沫塑料，具有質(zhì)輕、剛性大結(jié)構(gòu)或填充泡沫塑料，具有質(zhì)輕、剛性大的特性等。的特性等。 鋼的熱處理是將固態(tài)鋼通過不同方式的鋼的熱處理是將固態(tài)鋼通過不同方式的加熱、保溫和冷卻，來改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)加熱、保溫和冷卻，來改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼