第六章 金屬材料應(yīng)用和熱處理

1、 第一節(jié) 工業(yè)用鋼 第二節(jié) 鑄鐵 第三節(jié) 非鐵金屬及合金 第四節(jié) 金屬熱處理中碳鋼 0.250.6%C高碳鋼 0.6%C低碳鋼 0.25%C低合金鋼 合金元素總量 5%中合金鋼 合金元素總量 510%高合金鋼 合金元素總量 10%碳素鋼合金鋼第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 1 1、按化學(xué)成分、按化學(xué)成分一、鋼的分類(lèi)一、鋼的分類(lèi)鋼鋼 類(lèi)類(lèi)碳碳 素素 鋼鋼合合 金金 鋼鋼P(yáng) PS SP PS S普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼0.0450.0450.0450.0450.0450.0450.0450.045優(yōu)優(yōu) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼0.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼

2、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.0300.0300.0300.0250.0250.0250.025特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.0250.0200.0200.0250.0250.0150.0152、按質(zhì)量分 鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來(lái)劃分的。 分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。沸騰鋼 F ：只用 Si、Mn 脫氧，脫氧不充分脫氧不充分，澆注時(shí)C與 O反應(yīng)放出大量CO氣體，發(fā)生沸騰。成材率 高，但不致密。鎮(zhèn)靜鋼 Z ：加 Al 脫氧，脫氧充分脫氧充分，組織致密，成材率低。半鎮(zhèn)靜鋼 b ：介于前兩者之間。3、按脫氧程度分特殊鎮(zhèn)靜鋼 TZ ：采用特殊脫氧工藝冶煉，脫氧完全。工程結(jié)構(gòu)鋼 建筑、橋

3、梁、船舶、車(chē)輛調(diào) 質(zhì) 鋼滲 碳 鋼彈 簧 鋼滾動(dòng)軸承鋼機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼結(jié) 構(gòu) 鋼刃具鋼模具鋼量具鋼工 具 鋼不銹鋼耐熱鋼特殊性能鋼4、按用途分二、工程結(jié)構(gòu)鋼二、工程結(jié)構(gòu)鋼 工程結(jié)構(gòu)鋼是用來(lái)制造各種工程結(jié)構(gòu)的一大類(lèi)鋼種，如制造橋梁、船體、高壓容器、管道和建筑構(gòu)件等。要求鋼材有較高的屈服強(qiáng)度，優(yōu)良的塑性、韌性，較低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和較高的抗大氣腐蝕能力。此外還應(yīng)有優(yōu)良的工藝性能，如良好的焊接性和冷成型性。工程結(jié)構(gòu)鋼包括碳碳素工程結(jié)構(gòu)鋼素工程結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼低合金高強(qiáng)度鋼。工程結(jié)構(gòu)鋼包括碳素工程結(jié)構(gòu)鋼碳素工程結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。1、碳素工程結(jié)構(gòu)鋼Q 最低屈服強(qiáng)度值 質(zhì)量等

4、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。碳素工程結(jié)構(gòu)鋼又可分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼n脫氧方法符號(hào): 沸騰鋼 F；半鎮(zhèn)靜鋼 b；鎮(zhèn)靜鋼 Z；特殊鎮(zhèn)靜鋼 TZ。n如: Q215-A.F、Q235-B (鎮(zhèn)靜鋼不標(biāo)脫氧方法)n常以冷、熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。n用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。冷軋鋼板冷軋鋼板 按GB/T700-1998規(guī)定碳素工程結(jié)構(gòu)鋼按屈服強(qiáng)度等級(jí)分為五級(jí)，即Q195、Q215、Q235 、Q2

5、55 、Q275。其中Q195 與Q275未分等級(jí)，Q215與Q255只有A、B兩個(gè)等級(jí)，Q235分A、B、C、D四個(gè)等級(jí)。等級(jí)的劃分主要以有害元素硫、磷含量來(lái)劃分。 其中A級(jí)不做沖擊實(shí)驗(yàn)、B級(jí)做V型缺口常溫沖擊實(shí)驗(yàn)，C、D級(jí)做U型缺口常溫或20沖擊實(shí)驗(yàn)。牌號(hào)等級(jí)化學(xué)成分 w /%sssbdCSPMPMP%Q195-0.06-0.120.0500.045195315-39033Q215A0.09-0.150.0500.045215335-41031B0.045Q235A0.14-0.220.0500.045235375-46026B0.12-0.200.045C0.180.0400.040D0

6、.170.0350.035Q255A0.18-0.280.0500.045255410-51024ssssss普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、主要成分齒輪加工齒輪加工方鋼方鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)用兩位數(shù)字表示：08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、 55、60、65。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加字母A。 如45鋼平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 如50A鋼平均含碳量為0.5%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 在碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入少量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于3%）合金元素可獲得低合金高強(qiáng)度鋼。為了提高韌性和塑性，含碳量一般較低，wC=0.1%0.2%。 加入

7、Mn、Si可強(qiáng)化鐵素體，其加入量wMn=0.8%1.7%， wSi=0.2%0.6%，Mn的加入量還降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。加入V(釩)、Nb(鈮)、Ti(鈦)、N(氮)等微合金化，依靠沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化來(lái)提高鋼的強(qiáng)度、塑性。加入Cu、P可提高抗大氣腐蝕能力。2、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼編號(hào)兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）+合金元素符號(hào)+該元素百分含量數(shù)字+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。20CrMnTi：平均碳含量為0.20%，Cr、Mn、Ti含量分別小于1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼；40Cr：平均碳含量為0.40%，Cr含量小于1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼；60Si2Mn：

8、平均碳含量為0.60%，平均Si含量為2.0%，Mn含量小于1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼。當(dāng)合金元素的平均含量為1.502.49%、2.50 3.49%、3.504.49%、4.505.49%、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。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母A，如60Si2MnA。特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母E，如30CrMnSiE。 不銹鋼制管板式換熱器不銹鋼制管板式換熱器所有合所有合金鋼的金鋼的合金元合金元素量標(biāo)素量標(biāo)法相同法相同標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn)（GB/T15911994）舊標(biāo)準(zhǔn)（GB159188）用 途代號(hào)意義舉例牌號(hào)Q295(A、B)09MnV，09MnNb，09Mn2，1

9、2Mn低壓鍋爐、容器、油罐、船舶等Q345(AE)16Mn，16MnRE，12MnV，14MnNb，09MnCuPTi，10MnSiCu，18Nb船舶、車(chē)輛、橋梁、壓力容器、大型結(jié)構(gòu)件、起重機(jī)等Q390(AE)10MnPNbRE，15MnV，15MnTi，16MnNbQ420(AE)15MnVNb，14MnVTiRE船舶、車(chē)輛、高壓容器、電站設(shè)備、化工設(shè)備，鍋爐等Q460(C、D、E)14MnMoVBRE，14CrMnMoVBQ390D 質(zhì)量等級(jí) s s = 420MPa 屈服點(diǎn)中“屈”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母10MnPNbRE wRE=0.020.2% wNb=0.0150.05% wP=0.

10、060.12% wMn=0.81.2% wC0.14%表6-1低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照及用途 案例：案例：Q345鋼(16Mn、12MnV等)，綜合性能好，用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼（15MnV、16MnNb等) 含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器.南京長(zhǎng)江大橋南京長(zhǎng)江大橋鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途提高低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能的途徑提高低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能的途徑1 控制軋制的應(yīng)用控制軋制的應(yīng)用 將含Nb、Ti的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼加熱到12501350，使Nb、Ti的碳、氮化合物

11、部分溶入奧氏體中，以便在隨后的軋制過(guò)程中析出，抑制再結(jié)晶和限制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，在軋后的冷卻過(guò)程中彌散析出特殊碳化物和氮化物起到強(qiáng)化作用。 2 發(fā)展低碳貝氏體鋼發(fā)展低碳貝氏體鋼鋼中加入推遲先共析鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變作用強(qiáng)烈，推遲貝氏體轉(zhuǎn)變作用較弱的合金元素Mo、B，再加入Mn、Cr等元素進(jìn)一步推遲先共析鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變，并使貝氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始點(diǎn)BS下降，在軋后空冷或正火狀態(tài)下，可獲得下貝氏體。下貝氏體具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性，更低的韌脆轉(zhuǎn)折溫度。 3 低碳馬氏體鋼低碳馬氏體鋼 對(duì)于淬透性好的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，如Mn-Si-Mo-V-Nb系低碳馬氏體鋼可采用鍛后直接淬火、自回火工藝，所獲得的低碳馬氏體具有

12、高強(qiáng)度、高韌性和高疲勞極限，可達(dá)到合金調(diào)質(zhì)鋼的水平。 三、機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼三、機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼 機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼又稱(chēng)機(jī)器零件用鋼。用于制造各種機(jī)械零件，如軸類(lèi)、齒輪、彈簧、軸承、緊固件和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)等。 機(jī)器零件在工作時(shí)可能呈受拉、壓、彎、扭、沖擊、摩擦等復(fù)雜應(yīng)力作用，這些應(yīng)力可以是單向或交變的，工作環(huán)境可能是高溫或在腐蝕介質(zhì)條件下工作，零件破壞方式多種多樣，所以要求機(jī)機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼有優(yōu)良的使用性能。1 1、調(diào)質(zhì)鋼、調(diào)質(zhì)鋼 淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚?，其目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。 調(diào)制鋼就是適宜通過(guò)調(diào)質(zhì)處理獲得良好綜合力學(xué)性能的中碳結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。曲軸曲軸齒輪

13、齒輪調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿） 調(diào)質(zhì)后使用的鋼種，具有良好的綜合力學(xué)性能。 中碳：含碳0.30.5% 用途：制造齒輪、螺栓、曲軸、連桿、軸等 為了增加淬透性，調(diào)質(zhì)鋼中常加入Cr、Mn、Si、Ni和微量B。此外，Mn、Si、Ni固溶于鐵素體中還可起到固溶強(qiáng)化作用。為獲得細(xì)化的鐵素體晶粒，必須防止加熱時(shí)奧氏體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，所以常加入中、強(qiáng)碳化物形成元素W、Mo、V、Ti、Nb等細(xì)化奧氏體晶粒。鋼 種熱 處 理 工 藝力 學(xué) 性 能s0.2/MPasb/MPad/%/%ak/(J/cm2)45830840水淬，580640回火(空)35065017384540Cr850油淬，500回火(水、油）8

14、0010009456040CrMn840油淬，520回火(水、油）85010009456035SiMn900水淬，590回火(水、油）75090015456038CrMoAl940水、油淬，640回火(水、油）850100014509040CrNiMo850油淬，600回火(水、油）8501000125510040SiNiCrMoV927正火，870淬油,300兩次回火1520186083039表6-2常用調(diào)質(zhì)鋼的熱處理工藝及力學(xué)性能 100-150 溫區(qū)恒溫或加熱保溫的熱處理叫時(shí)效； 150-250 加熱保溫叫低溫回火； 350-500 加熱保溫叫中溫回火； 500-650 加熱保溫叫高溫回

15、火。 通常： 滲碳：是對(duì)金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼。具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中，加熱到900-950的單相奧氏體區(qū)，保溫足夠時(shí)間后，使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。 滲碳鋼：適宜進(jìn)行滲碳處理并經(jīng)淬火和低溫回火處理后使零件表面硬度和耐磨性顯著提高而心部保持適當(dāng)強(qiáng)度和良好韌性的結(jié)構(gòu)鋼。 2 2、滲碳鋼、滲碳鋼 制造滲碳零件，具有表面硬而耐磨；較高韌性和強(qiáng)度的性能。 低碳：含碳0.10.25%，個(gè)別鋼種可到0.3%。 用途：制造齒輪、凸輪軸、活塞銷(xiāo)，曲軸等。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸鋼 種熱 處 理 工 藝力 學(xué) 性

16、 能s0.2/MPasb/MPad/%/%ak/（J/cm）20Cr880油淬，200回火55085010406020MnV880油淬，200回火60080010407020CrMnTi870油淬，200回火850110010457020MnTiBRE850油淬，200回火1079137310455912CrNi3A860油淬,780油淬,200回火68593011507118Cr2Ni4WA850油淬，200回火8341175114598表6-3常用的滲碳鋼熱處理工藝及力學(xué)性能 低碳是保證心部得到低碳馬氏體，具有足夠的強(qiáng)韌性。為了增加淬透性加入Cr、Mn、Ni、Si、B；為了獲得本質(zhì)細(xì)晶粒鋼

17、加入少量W、Mo、Ti、V、Nb等中、強(qiáng)碳化物元素，防止?jié)B碳溫度下奧氏體晶粒粗化，以便實(shí)現(xiàn)滲碳直淬工藝，同時(shí)還可形成合金碳化物增加滲層耐磨性。 制造彈簧或類(lèi)似性能零件的鋼種。 中高碳：含碳0.450.7% 熱處理：淬火+中溫回火3、彈簧鋼 彈簧的主要作用是吸收沖擊能量，起減震和緩和沖擊的作用。彈簧鋼應(yīng)具有高的彈性極限、疲勞極限，具有一定的塑性與韌性。高溫和腐蝕介質(zhì)條件下工作的彈簧還應(yīng)有良好的回火穩(wěn)定性和抗蝕性。鋼種熱處理力學(xué)性能用途s0.2/MPasb/MPad/%/%65840油淬480回火8001000935截面1215mm小彈簧65Mn830油淬480回火8001000830截面815m

18、m螺旋彈簧,板彈簧60Si2Mn870油淬460回火12001300525截面25mm螺旋彈簧,板彈簧60Si2MnWA850油淬420回作溫度350，截面50mm，螺旋彈簧、板彈簧70Si3MnA860油淬420回火16001800520截面25mm各種彈簧50CrVA850油淬520回火110013001045工作溫度400，截面30mm,重載螺旋彈簧，板彈簧50CrMnA840油淬490回火12001300635截面50mm螺旋彈簧,板彈簧55SiMnMoVNb880油淬530回代替50CrV 表6-4常用熱成型彈簧鋼的熱處理工藝、力學(xué)

19、性能及應(yīng)用 4、滾動(dòng)軸承鋼用于制造軸承套圈和滾動(dòng)體的專(zhuān)用鋼性能要求： 高而均勻的硬度和耐磨性。 高的sb和接觸疲勞強(qiáng)度。 足夠的韌性、淬透性和耐蝕性.高碳：0.951.15%合金元素：以Cr為主、加入 Mn、Si圓柱滾子圓柱滾子軸承軸承自動(dòng)調(diào)自動(dòng)調(diào)心球軸承心球軸承G Me 數(shù)字（數(shù)字（ Me 數(shù)字?jǐn)?shù)字 ）v應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15 GCr15 ，大量用于大中型軸承；，大量用于大中型軸承；v大型軸承用大型軸承用GCr15SiMnGCr15SiMn；v這類(lèi)這類(lèi)鋼還可用于制造模具、量具等。鋼還可用于制造模具、量具等。鋼 種主 要 化 學(xué) 成 分/%熱處理工藝主 要 應(yīng) 用wCwCrwSiw

20、MnwVwMowRe淬火溫度/回火溫度/GCr61.051.150.400.700.150.350.200.4080082015017010mm的各種滾動(dòng)體GCr91.01.100.9050.200.4080082015016020mm的各種滾動(dòng)體GCr150.951.051.301.650.150.350.200.408208401501602550mm鋼球,壁厚14mm、外徑250mm的軸承套，直徑25mm左右滾柱GCr15 SiMn0.951.051.301.650.400.650.901.20820840170200直徑20200mm的鋼球,壁厚14mm、外徑25

21、0mm的套圈GMnMoVRe0.951.050.150.401.101.400.60.050.107708101705代用GCr15用于軍工和民用軸承GSiMnMoV0.951.100.450.650.751.050.200.300.20.4780820175200與GMnMoVRe相同表6-5滾動(dòng)軸承鋼的成分、熱處理工藝和用途 高速鋼四、工具鋼四、工具鋼 工具鋼是用于制造各種加工工具的鋼種。 用途 刃具模具量具 有高硬度、高耐磨性、一定的塑性和韌性，有的還要求熱硬性。 熱作模具鋼冷作模具鋼 用于制造熱鍛模、壓鑄模等，應(yīng)具有較高的高溫強(qiáng)度和硬度，優(yōu)良的塑性與韌性，較好的抗

22、“熱疲勞”性能等。 用于制造冷沖模、冷鐓模、拔絲模、冷軋輥等，應(yīng)具有高硬度、高耐磨性，一定的塑性和韌性。 用來(lái)制造量規(guī)、卡尺、千分尺等，應(yīng)具有高硬度、高耐模性和高的尺寸穩(wěn)定性。 化學(xué)成分 碳素工具鋼合金工具鋼T + 數(shù)字?jǐn)?shù)字;T表示表示“碳素工具鋼碳素工具鋼” ;數(shù)字?jǐn)?shù)字表示平均含表示平均含碳量的千分之幾碳量的千分之幾;如如T8其平均含碳量為千分之八其平均含碳量為千分之八 (0.8%);共有七個(gè)牌號(hào)：共有七個(gè)牌號(hào)：T7T13;說(shuō)明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高說(shuō)明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加“A”，如，如T8A。 1 1、碳素工具鋼、碳素工具鋼碳素

23、工具鋼帶碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料碳素工具鋼材料由于耐熱性差，只用于制造小尺寸的由于耐熱性差，只用于制造小尺寸的手工工具手工工具和和低速刃具低速刃具。 T7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。等。木工木工鑿鑿木工鉆木工鉆T10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀等。：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀等。T12T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐絲錐銼刀銼刀手鋸條手鋸條鉆頭鉆頭例：9SiCr 5CrMnMo CrWMo Cr12MoV特殊情況：特殊情況：高速鋼中，不標(biāo)含碳量

24、如：如： W18Cr4VW18Cr4V數(shù)字 Me 數(shù)字（數(shù)字（ Me 數(shù)字?jǐn)?shù)字 ）所加合金元素合金元素含量（百分含量）2 2、合金合金工具鋼工具鋼當(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。鋼 種主 要 化 學(xué) 成 分/%熱處理工藝硬度HRCwCwMnwSiwCrwW淬火溫度/回火溫度/Cr061.30 1.450.50.77808101601806365Cr0.951.100.400.350.751.058308601501706264Cr20.951.100.350.401.301.6083085015017062659SiCr0.850.30.61.

25、21.60.951.258308601502006264CrMn1.301.500.400.750.401.301.608208401602006365CrWMn0.951.050.8050.9008208401602006265CrW51.251.50 8208401501606566表6-6 常見(jiàn)的低合金工具鋼的牌號(hào)、成分、熱處理工藝、硬度 3 3、高速鋼、高速鋼 為了適應(yīng)高速切削，必需提高工具鋼的熱硬性，為此采用W、Mo、Cr、Co、V等進(jìn)行合金化，發(fā)展了高速鋼。高速鋼的主要特點(diǎn)是除具有高硬度、高耐磨性、一定的

26、韌性外，還具有優(yōu)異的熱硬性，在600時(shí)，硬度仍可達(dá)到HRC55以上。根據(jù)鋼中主要合金元素成分可將高速鋼分為三類(lèi)：鎢系高速鋼、鉬系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。高速鋼牌號(hào)中一般不標(biāo)含碳量，合金元素表示方法也與合金結(jié)構(gòu)鋼大體相同。高速鋼的合金化原理高速鋼的合金化原理 高速鋼屬于高碳鋼，wC為0.701.60%，其中含有大量W、Mo、Cr、V、Co以及總量少于2%的其它合金元素如Al、Si、Nb、N等。 W、Mo、V的加入可提高高速鋼的回火穩(wěn)定性，并在回火過(guò)程中產(chǎn)生彌散硬化效應(yīng)，使高速鋼具有優(yōu)良的熱硬性。碳的加入量必須保證淬火后可得到高碳馬氏體，高溫回火時(shí)能造成顯著的彌散硬化效應(yīng)。類(lèi)別牌 號(hào)美國(guó)鋼號(hào)主 要

27、化 學(xué) 成 分/%wCwWwMowVwCrwCowAl通用型W18Cr4VT10.700.8017.519.00.301.01.43.804.409W18Cr4V0.901.017.519.00.301.01.43.804.40W12Cr4VMo1.201.4011.513.00.301.001.403.804.40W6Mo5Cr4V2M06.754.505.501.752.203.804.40W2Mo8Cr4VM001.001.303.804.40Mo8Cr4V2M58.501.802.203.804.40特

28、殊高性能W6Mo5Cr4V3M56.754.755.752.803.303.804.40W18Cr4VCo5T40.7518.001.004.005.00W2Mo9Cr4VCo8M421.059.0010.000.951.353.504.257.758.75W6Mo5Cr4V2Co8M360.806.005.002.004.008.00W7Mo4Cr4V2Co5M411.106.753.752.004.255.00W12Cr4V5Co5T151.501.6012.013.04.505.253.755.004.755.25W6Mo5Cr4V2Al1

29、.051.205.506.754.505.501.752.203.804.400.801.20表6-7常用高速鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分 高速鋼的鑄態(tài)組織高速鋼的鑄態(tài)組織 W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織為粗大魚(yú)骨狀共晶組織萊氏體、中心黑色d-共析體、四周白亮的由馬氏體+殘余奧氏體組成。 圖6-7 鑄態(tài)組織 采用熱處理的方法難以消除粗大共晶碳化物，必須通過(guò)鍛造方法將其打碎，鍛造時(shí)應(yīng)增大鍛壓比，反復(fù)鐓粗拔長(zhǎng)，使碳化物分布均勻。碳化物是否細(xì)小，分布是否均勻是考核高速鋼的主要性能指標(biāo)。 高速鋼的熱處理高速鋼的熱處理 圖6-8 W18Cr4V鋼淬火與回火工藝 圖6-9 W18Cr4V鋼1280淬火不同溫度回火后的硬

30、度 4 4、冷作模具鋼、冷作模具鋼 鋼 號(hào)化 學(xué) 成 分/%熱 處 理 工 藝硬度HRCwCwSiwMnwCrwWwMowV淬火溫/回火溫度/9Mn2V0.850.950.401.700.950.100.25780810油1602006061CrWMn0.901.050.400.801.100.900800820油1602006061 9CrWMn0.850.400.901.200.500.80.500.8800830油1502605761Cr122.003.000.400.4011.513.09501000油2004505864Cr12MoV1.451.700.400.

31、4011.00.150.359801030油15017061641100115油500520（23次）6062Cr6WV1.001.150.400.405.507.001.101.50960980熱油16020058626W6Mo5Cr4V0.550.654.006.005.001.0011801200油560580（3次）6063表6-8 常用冷作模具鋼的化學(xué)成分、熱處理工藝及硬度 用于制作金屬冷變形的模具，如冷鍛、冷沖、冷擠壓、拉絲等模具的用鋼叫冷作模具鋼。其工作溫度不高，要求高硬度、高耐磨性和一定韌性。 5、熱作模具鋼、熱作模具鋼鋼 號(hào)化 學(xué) 成 分/%熱 處 理 工

32、 藝硬度HRCwCwSiwMnwCrwMo wWwVwNi淬 火溫度/回 火溫度5CrMnMo0.500.600.250.601.201.600.600.900.150.35830850油49064030475CrNiMo0.500.600.400.500.800.500.800.150.351.401.80 840860油49066030473Cr2W8V0.300.400.400.402.202.707.509.000.200.5010501150油60062050544Cr5MoSiV0.320.404.505.501.001.500.300.5010001025油

33、54065040544Cr5MoSiV10.320.420.801.200.404.505.501.001.500.801.1010101030油5605802次回火49514Cr5W2SiV0.320.420.801.200.404.505.501.602.400.801.1010101030油5802次回火495Cr4W5Mo2V0.400.500.400.200.603.804.501.702.304.505.300.801.2011301140油6006305056表6-9常用熱作模具鋼的成分、熱處理和硬度熱作模具鋼是用于制造金屬熱成型模具的鋼種。熱作模具鋼是用于制造金屬熱成型模具的鋼

34、種。 F 量具鋼是用于制造卡尺、千分尺、塊規(guī)、塞規(guī)等量具的鋼種。要求量具鋼應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、足夠的韌性，較好的抗蝕性和高的尺寸穩(wěn)定性。F 根據(jù)量具的種類(lèi)及精度要求，量具可選用不同的鋼種。尺寸小、精度要求不高、形尺寸小、精度要求不高、形狀簡(jiǎn)單的量規(guī)、塞規(guī)、樣板等狀簡(jiǎn)單的量規(guī)、塞規(guī)、樣板等，選用碳素工具鋼T10A、T11A、T12A；精度要求較高精度要求較高的塊規(guī)、塞規(guī)、環(huán)規(guī)、樣套等的塊規(guī)、塞規(guī)、環(huán)規(guī)、樣套等可選用低合金工具鋼，如Cr2、CrMn、CrWMn及滾動(dòng)軸承鋼Gr15；要求在腐蝕條件下工作的要求在腐蝕條件下工作的要選用馬氏體不銹鋼4Cr13、9Cr18。此外，要要求精度不高，形狀簡(jiǎn)

35、單的量具求精度不高，形狀簡(jiǎn)單的量具也可采用滲碳鋼15、15Cr、20、20Cr。F 量具鋼熱處理的主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)是保持高硬度、高耐磨的前提下，盡量采取各種措施使量具在長(zhǎng)期使用中保持尺寸穩(wěn)定性。量具鋼的淬火在保證硬度的前提下，盡量取淬火溫度的下限，以減小變形。一般采用油冷，不宜采用分級(jí)淬火和等溫淬火，以減少殘余奧氏體量。高精度的量具淬火后立即采用冷處理，以減少殘余奧氏體量，增加尺寸穩(wěn)定性?；鼗鹨话悴捎玫蜏兀?50160）長(zhǎng)時(shí)間回火，回火時(shí)間不少于45h，。為進(jìn)一步提高尺寸穩(wěn)定性，降低殘余內(nèi)應(yīng)力，回火后還要在120150進(jìn)行2436h的時(shí)效處理。 6、量具鋼、量具鋼五、特殊性能鋼五、特殊性能鋼

36、1 1、不銹鋼、不銹鋼 在自然環(huán)境或一些腐蝕介質(zhì)中具有耐腐蝕性能的一類(lèi)鋼叫不銹鋼。 不銹鋼的合金化原理不銹鋼的合金化原理加入Cr、Ni、Si等元素提高鋼基體的電極電位。鋼中加入Cr、Si、Al等元素可形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等穩(wěn)定、致密、完整的鈍化膜，提高耐蝕性。 不銹鋼中的主要合金元素是Cr（鉻），只有當(dāng)Cr含量達(dá)到一定值時(shí)，鋼才有耐蝕性。因此，不銹鋼一般Cr（鉻）含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。 含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+含碳量以千分之一（或萬(wàn)分之一）為單位。含碳量的表示方法為：當(dāng)平均含碳量1.00%時(shí)不寫(xiě)；當(dāng)

37、1.0%平均含碳0.15%時(shí)，用兩位數(shù)字表示,如20Cr13（平均含碳量0.20%）。渦輪葉片渦輪葉片不銹鋼的編號(hào)不銹鋼的編號(hào) 當(dāng) 0.08%時(shí)，以“06或0”表示，如06Cr18Ni9（或0Cr18Ni9） 當(dāng)含碳量 0.03% 時(shí)（超低碳），以“022或00”表示，如022Cr19Ni10(或00Cr19Ni10 ） 當(dāng)含碳量上限0.01%時(shí)(極低碳)，以“008或00”表示，如008Cr19Ni11（含碳量上限為0.01%）。馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼 鋼號(hào)為1Cr134Cr13隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降.不銹鋼棒不銹鋼棒鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途不銹鋼的種類(lèi)不銹

38、鋼的種類(lèi)常用不銹鋼包括馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。 1Cr13、2Cr13熱處理：淬火+高溫回火具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能用于要求塑韌性較高的耐蝕件，用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如如汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片等等汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途3Cr13、4Cr13熱處理：淬火+低溫回火具有較高的強(qiáng)度、硬度用于要求耐磨的耐蝕件， 如醫(yī)療器械、量具、刀具等醫(yī)療器械醫(yī)療器械不銹鋼刀不銹鋼刀鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途類(lèi)型鋼 號(hào)化 學(xué) 成 分/%熱力學(xué)性能wCwSiwMnwCr其它熔點(diǎn)/比熱容/kJ/(kgK)熱導(dǎo)率/W/(mK)

39、100線(xiàn)膨脹系數(shù)/106/K0100縱向彈性模量kN/mm220馬氏體型12Cr130.151.001.0011.503.50wS=0.03wP=0.04148015300.4624.211.020020C01.0012.0014.00wS=0.03wP=0.04147015100.4622.210.320030Cr130.260.351.001.0012.0014.00wS=0.03wP=0.0413650.1725.110.52194Cr130.360.450.600.8012.014.0wS=0.03wP=0.04-0.4628.110.521532Cr13Mo

40、0.280.350.801.0012.014.0wS=0.03wP=0.04-14Cr17Ni00.8016.018.0wNi=1.502.50-0.4620.210.31939Cr180.901.000.800.8017.019.0wS=0.03wP=0.04137715100.4829.310.52009Cr18MoV0.850.950.800.8017.019.0wMo=1.001.30wV=0.070.12-0.4629.310.5211表6-11 常用馬氏體不銹鋼的化學(xué)成分和熱力學(xué)性能參數(shù) （GB/T 20878-2007） 1Cr17削片刀削片刀b. 鐵素體

41、不銹鋼典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等成分：高鉻低碳無(wú) 相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。組織：?jiǎn)蜗噼F素體性能特點(diǎn)：耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不銹鐵素體不銹鋼制品鋼制品鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途類(lèi)型鋼 號(hào)化 學(xué) 成 分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) /%熱力學(xué)性能wCwSiwMnwCr其它熔點(diǎn)/比熱容/kJ/(kgK)熱導(dǎo)率/W/(mK)100線(xiàn)膨脹系數(shù)/106/K0100縱向彈性模量kN/mm220鐵素體型06Cr130.081.001.0011.5013.50wS=0.03wP=0.04-0.4625.010.62

42、2010Cr150.121.001.0014.016.00wS=0.03wP=0.04-0.4626.010.320010Cr170.121.000.1216.018.00wS=0.03wP=0.04148015080.4626.010.5200008 Cr27Mo0.010.400.402527.50wMo=0.751.50-0.4626.011.0206022Cr18Ti0.030.751.0016.019.0wTi=0.101.00-0.4635.1(20)10.420010Cr17Mo 0.121.001.0016.018.0wMo=0.751.25-0.4626.011.920000

43、Cr30Mo20.010.100.4028.5032.00wMo=1.502.50-0.5026.011.0210表6-10常用鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分和熱力學(xué)性能參數(shù) （GB/T 20878-2007）c. 奧氏體不銹鋼 含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1% 。 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。 熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100使碳化物溶解后水冷。l組織為單相奧氏體。不銹鋼帶不銹鋼帶鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途常用鋼種為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti廣泛用于化工設(shè)備及管道。反應(yīng)釜反應(yīng)釜 (316L)(316L)00Cr17Ni14Mo

44、200Cr17Ni14Mo2大型化工儲(chǔ)罐大型化工儲(chǔ)罐 (304)0Cr18Ni9熱交換器熱交換器 (316L)(316L)00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2鋼的編號(hào)和用途鋼的編號(hào)和用途表6-12 常用奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分和熱力學(xué)性能參數(shù) (GB/T20878-2007) 類(lèi)型鋼 號(hào)化 學(xué) 成 分/%熱力學(xué)性能wCwSiwCrwNiwMn其它熔點(diǎn)/比熱容/kJ/(kgK)熱導(dǎo)率/W/(mK)100線(xiàn)膨脹系數(shù)/106/K0100縱向彈性模量kN/mm220奧氏體型06Cr19Ni100.081.0018.020.08.011.02.00139814540.5016.317.21

45、9312Cr18Ni90.121.0017.0 19.08.011.02.00-139814200.5016.317.319306Cr18Ni11Ti0.081.0017.0 19.09.012.02.0wTi=5wC0.7139814270.5016.316.619307Cr19Ni11Ti0.040.10.7517.0 20.09.013.02.0wTi=4wC0.6-022Cr19Ni100.031.0018.0 20.08.012.02.0-0.5016.316.8-022Cr17Ni12Mo20.031.0016.0 18.010.014.02.0wMo=230.5016.316.0

46、193022Cr18Ni14Mo2Cu20.031.0017.0 19.012.016.02.00wMo=1.22.75wCu=12.5-0.5016.116.01910Cr18Mn8Ni5N0.101.017.0 19.04.006.007.5010.0wN=0.150.25Cr17Mn13Mo2N0.101.016.5 18.01215.0wMo=1.82.2wN=0.20.30Cr23Ni28Mo3Cu3Ti0.061.022.0 25.026.029.00.8wMo=2.53.0wCu=2.53.5wTi=0.40.72、耐熱鋼、耐熱鋼耐熱鋼是用來(lái)制作在高溫下服役的部件的用鋼。常用來(lái)制

47、作蒸汽鍋爐、燃?xì)鉁u輪、石化和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等另部件。 3 3、耐磨鋼、耐磨鋼 耐磨鋼是具有高耐磨性的鋼種。其中高錳鋼Mn13以其優(yōu)異的加工硬化能力和高韌性被廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、交通等行業(yè)。用于制造挖掘機(jī)鏟斗、碎石機(jī)顎板、拖拉機(jī)和坦克的履帶板、鐵道上的轍岔等。在高壓力或沖擊負(fù)荷下能產(chǎn)生強(qiáng)烈的加工硬化和形變誘發(fā)馬氏體，具有優(yōu)異的耐磨性。 第二節(jié)第二節(jié) 鑄鐵鑄鐵鑄鐵是以鐵、碳、硅為主要成分，并在結(jié)晶過(guò)程中具有共晶轉(zhuǎn)變的多元鐵基鑄造合金。 一、鑄鐵的石墨化一、鑄鐵的石墨化1 1、鐵碳合金雙重相圖、鐵碳合金雙重相圖 圖6-11 鐵碳合金雙重相圖 將Fe-Fe3C相圖和Fe-C（石墨）相圖繪在一起稱(chēng)為鐵碳

48、合金雙重相圖。其中實(shí)線(xiàn)為Fe-Fe3C系，虛線(xiàn)為Fe-C（石墨）系，凡是虛線(xiàn)與實(shí)線(xiàn)重合的線(xiàn)條都用實(shí)線(xiàn)表示，圖中G表示石墨。由圖可知Fe-Fe3C相圖位于Fe-C相圖的右下方方。 2、鑄鐵的石墨化過(guò)程、鑄鐵的石墨化過(guò)程圖6-12 共晶合金石墨化過(guò)程首先液相簡(jiǎn)單冷卻，冷至1154開(kāi)始凝固，形成奧氏體加共晶石墨的共晶體。隨溫度下降，由于奧氏體溶碳量不斷下降，奧氏體中將析出二次石墨，冷至738時(shí)，奧氏體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?.68%，此時(shí)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變生成鐵素體加共析石墨。溫度再下降，由于鐵素體固溶碳量減少，將由鐵素體中析出少量三次石墨。 u 灰鑄鐵灰鑄鐵石墨成石墨成片狀片狀分布分布牌號(hào)：牌號(hào)：HT灰鑄鐵灰鑄

49、鐵最低最低s sb鐵素體+片狀石墨鐵素體+珠光體+片狀石墨 珠光體+片狀石墨二、常用鑄鐵二、常用鑄鐵鑄鐵牌號(hào)鑄件壁厚/mm化學(xué)成分/%處理方法顯微組織應(yīng)用舉例wCwSiwMnwPwS基體石墨HT1000.30.15鐵素體+少量珠光體粗片狀下水管、底座、外罩支架等低負(fù)荷不重要零件HT15030305050 0.15鐵素體+ 珠光體較粗片狀端蓋、軸承座、齒輪箱、工作臺(tái)等中等負(fù)荷零件HT200303050503.43.0

50、1.00.30.12珠光體中等片狀汽缸、齒輪、飛輪、齒輪箱外客、凸輪等承受較大負(fù)荷的零件HT250303050503.01.02細(xì)珠光體較細(xì)片狀HT300303050503.01.02孕育處理索氏體或屈氏體細(xì)小片狀齒輪、凸輪、機(jī)床卡盤(pán)、滑動(dòng)殼體、重負(fù)荷的床身、液壓筒、液壓泵等受高負(fù)荷的零件HT350303050503.12.7

51、3.01.01.31.00.150.10孕育處理表6-17灰口鐵的成分、牌號(hào)、處理方法、顯微組織及應(yīng)用舉例球墨鑄鐵球墨鑄鐵 球化處理球化處理：在鐵水澆注前同時(shí)同時(shí)加球化劑和孕育劑（球化劑：稀土Mg；孕育劑：硅鐵和硅鈣合金） 使G球化最理想狀態(tài)最理想狀態(tài)牌號(hào)牌號(hào)： QT - 如 QT700-2 ，表示 sb700， d2組織組織：鋼基體(F 、F+P、P、S回火、B下) + 球狀G性能性能：強(qiáng)、塑、韌、彎曲、疲勞明顯優(yōu)于灰鑄鐵其綜合機(jī)械性能接近于鋼缺點(diǎn)：消振性能低鐵素體球墨鑄鐵珠光體+鐵素體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵力學(xué)性能：高的比強(qiáng)度物理性能：

52、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、 無(wú)磁性化學(xué)性能：耐腐蝕 有色金屬性能特點(diǎn)：在工業(yè)生產(chǎn)中：把鐵及其合金稱(chēng)為黑色金屬， 把其他非鐵金屬及其合金稱(chēng)為有色金屬，同時(shí)把密度 低于4.5mg/m3的金屬稱(chēng)為輕金屬。 第三節(jié)第三節(jié) 非鐵金屬及合金非鐵金屬及合金一、鋁及鋁合金一、鋁及鋁合金1、純鋁、純鋁比重小2.70g/cm3延伸率高 可達(dá)25%導(dǎo)電導(dǎo)熱耐蝕(在大氣和某些酸中)耐熱性差收縮大，熱脹系數(shù)也大加工性差 強(qiáng)度低（b50MPa）因此需要添加合金元素強(qiáng)化因此需要添加合金元素強(qiáng)化Al-SiAl-CuAl-MgAl-ZnAl-Li常用鋁合金：常用鋁合金：2、鋁合金的分類(lèi)、鋁合金的分類(lèi)圖6-21 鋁合金分類(lèi)示意圖根據(jù)鋁合金

53、的成分和生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，通常將鋁合金分為變形鋁臺(tái)金和鑄造鋁臺(tái)金。F所謂變形鋁合金是指合金經(jīng)熔化后澆成鑄錠，再經(jīng)壓力加工（鍛造、軋制、擠壓等)制成板材、帶材、棒材、管材、線(xiàn)材以及其它各種型材，要求具有較高的塑性和良好的工藝成型性能。F鑄造鋁合金則是將熔融的合金液直接澆人鑄型中獲得成型鑄件。要求合金應(yīng)具有良好的鑄造性能，如流動(dòng)性好、收縮小、抗熱裂性高。共晶點(diǎn)共晶點(diǎn)合金元素合金元素鋁合金強(qiáng)化方式u 固溶強(qiáng)化：所有鋁合金都有u 變形強(qiáng)化（加工硬化）：適合于變形鋁合金u 變質(zhì)處理（細(xì)晶強(qiáng)化）：適合于鑄造鋁合金u 時(shí)效強(qiáng)化：可熱處理強(qiáng)化鋁合金 鋁合金淬火后在室溫或者較低溫度下加熱保溫一段時(shí)間，隨時(shí)間延長(zhǎng)其強(qiáng)

54、度硬度顯著增加的現(xiàn)象。 固溶處理（淬火） 時(shí)效得到過(guò)飽和的相過(guò)飽和相中析出強(qiáng)化相自然時(shí)效人工時(shí)效Al-Si合金的組織及性能(1) 組織：Al-Si合金為簡(jiǎn)單共晶型合金室溫時(shí)： (Al)、(Si)硅為硬質(zhì)相決定了合金性能 Si12.6% 過(guò)共晶 (Si) + (+Si )典型共晶鋁硅合金組織 鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。 20世紀(jì)5060年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金，70年代開(kāi)發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。 鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)

55、壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件。二、鈦及鈦合金二、鈦及鈦合金2.鈦合金的分類(lèi)鈦合金的分類(lèi)合 金類(lèi) 型合金牌號(hào)化 學(xué) 成 分熱 處 理 規(guī) 范室溫力學(xué)性能高溫力學(xué)性能（不小于）sb / MPad10 / % / % K / Jcm-2試驗(yàn)溫度瞬時(shí)強(qiáng)度持久強(qiáng)度sb / MPas100 / MPa鈦合金TA1工業(yè)純鈦650-700, 1h, 空冷3502550TA5Ti- Al:3.3-4.7, B:0.005 700-850, 1h, 空冷4502040TA6Ti-Al:4.0-5.5750-800, 1h, 空冷700102730350430400TA7TI-Al:4.0-6.

56、0, Sn:2.0-3.0750-800, 1h, 空冷800102730350350450TA8Ti-Al: 4.5-5.5, Sn:2.0-3.0,Cu:2.5-3.2, Zr:1.0-1.5750-800, 1h, 空冷1000102520-30500500500 鈦合金TB2Ti-Al:2.5-3.5, Cr:7.5-8.5, Mo:4.7-5.7, V:4.7-5.7淬火：800850, 保溫30min, 空冷或水冷,時(shí)效：450-500, 8h, 空冷10001400401040103015鈦合金TC1Ti-Al:1.0-2.5, Mn:0.7-2.0700-750, 1h, 空冷

57、600303045350350330TC2Ti-Al:1.0-2.5, Mn:0.8-2.0700-750, 1h, 空冷700303040350430400TC4Ti-Al:5.5-6.0, V:3.5-4.5700-800, 1h-2h, 空冷920303040400630580TC6Ti-Al:5.5-7.0, Cr:0.8-2.3, Mo:2.0-3.0750-870, 1h, 空冷950232330450600550TC8Ti-Al:5.8-6.8, Mo:2.8-3.8, Si:0.2-0.351050303030450720700TC9Ti-Al:5.8-6.8, Mo:2.8-

58、3.8, Sn:1.8-2.0, Si:0.2-0.4950-1000, 1h, 空冷+530, 1h, 空冷1080252530500800600TC10Ti-Al:5.5-6.5, Sn:1.5-2.5, V:5.5-6.5Fe:0.35-1.0, Cu:0.35-1.0700-800, 1h, 空冷1050303030400850800表6-25 鈦合金的化學(xué)成分及主要力學(xué)性能（棒材）純銅：氧化后呈紫紅色，常稱(chēng)紫銅；性能：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性很好，抗腐蝕性強(qiáng)，良好的力學(xué)性能;作用：制造電線(xiàn)、銅管、銅棒、散熱器及作為配制合金的原料。強(qiáng)度低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。三、銅及銅合金三、銅及銅合金1、純

59、銅u黃銅：由鋅和銅組成的合金u青銅：由銅和除Zn、Ni以外的其它元素組成的合金u白銅：由鎳為主加元素的銅合金2、銅合金H90：金色黃銅，為單相黃銅，塑性、耐蝕性很好，制 作獎(jiǎng)?wù)?、紀(jì)念章；H68：為單相黃銅，塑性好，強(qiáng)度高，可進(jìn)行壓力加 工，用于制造槍炮子彈的彈殼，有“彈殼黃銅彈殼黃銅”之稱(chēng)H62、H59：雙相黃銅，強(qiáng)度高，塑性差，切削加工性能 好，價(jià)格便宜，廣泛用于制作螺釘、墊片、汽 車(chē)上的散熱片。 常用黃銅 青銅（由銅和除Zn、Ni以外的其它元素組成的合金）以錫為主加元素的銅合金，稱(chēng)為錫青銅；以Al為主加元素的銅合金，稱(chēng)為鋁青銅；以鈹為主加元素的銅合金，稱(chēng)為鈹青銅 性能：耐蝕、耐磨性好。 應(yīng)

60、用：耐磨零件，如軸承、軸套 鈹青銅中WBe=1.7-2.5% 性能：彈性極限、疲勞極限很高，導(dǎo)電性、耐磨性、 抗蝕性極好，無(wú)磁性，價(jià)格貴。 應(yīng)用：精密儀器的重要彈簧和彈性元件，如蝶形墊圈第四節(jié)第四節(jié) 金屬熱處理金屬熱處理為什么學(xué)習(xí)熱處理？為什么學(xué)習(xí)熱處理？合金性能取決于結(jié)構(gòu)合金性能取決于結(jié)構(gòu)外界條件外界條件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能性能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能性能工藝工藝時(shí)間時(shí)間溫溫度度臨界溫度臨界溫度 熱熱加加保溫保溫冷冷 卻卻原始組織原始組織熱處理組織熱處理組織保溫保溫時(shí)間時(shí)間定義定義 將材料以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，通過(guò)改變材料表面或內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善材料性能（工藝性能和使用性能）的一種工藝方法。 不