車用金屬材料

1、金屬材料工業(yè)用鋼鐵材料：工業(yè)用鋼鐵材料：鋼帶鋼帶一、碳鋼的分類一、碳鋼的分類1碳含量 ：低碳鋼C% 0.25% 、中碳鋼0.25C%0.6%2質(zhì)量 （S、P雜質(zhì)含量）： 普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼3按用途 ：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、鑄鋼二、碳鋼的牌號及作用二、碳鋼的牌號及作用 1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼分為五類20種，其牌號主要依據(jù)鋼材的厚度（或直徑）不大于16mm的鋼的屈服強度數(shù)值進行劃分，然后以鋼的質(zhì)量等級和脫氧方法進行細分。其牌號中符號的意義如下： Q代表鋼的屈服點字母。 A、B、C、D反映碳素結(jié)構(gòu)鋼中有害元素（S、P）含量多少的質(zhì)量 等級符號，按字母順序，等級高

2、含S、P量下降。 F、b、Z、TZ表示脫氧方法的符號。其中 F沸騰鋼、b半鎮(zhèn)靜鋼、Z鎮(zhèn)靜鋼、TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼。例如例如Q235AF表示屈服強度為235MPa的質(zhì)量等級為A級的沸騰鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼新舊牌號對照和用途碳素結(jié)構(gòu)鋼新舊牌號對照和用途GB70079牌牌號號GB70088牌牌號號備備 注注應(yīng)應(yīng) 用用1號鋼（A1、B1）Q195Q195的化學(xué)成分與B1同，力學(xué)性能與A1同塑性好，有一定強度。用于承受載荷不大的橋梁構(gòu)件，也作鉚釘、沖壓件、焊接件A2Q215AC2Q215BA3Q235A強度較高，塑性好。用于承受載荷較大的結(jié)構(gòu)，也可制作轉(zhuǎn)軸、心軸、拉桿、螺栓、螺母C3Q235BQ235C用于重要焊接

3、結(jié)構(gòu)Q235D用于重要焊接結(jié)構(gòu)A4Q255A強度更高?？芍谱麈湣N、轉(zhuǎn)軸、軋輥、主軸等中等載荷零件C4Q255BC5Q275不分等級，化學(xué)成分和力學(xué)性能均需保證2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 鋼號用平均碳含量的萬分?jǐn)?shù)萬分?jǐn)?shù)的數(shù)字表示。如：08F （F表沸騰鋼），20A（后有“A”表高級優(yōu)質(zhì)鋼） ，45，15Mn （表含Mn量高） 。 制作各種機器零件，一般進行熱處理。 08F 塑性好，冷沖壓件 10，20 冷沖壓件，焊接件，滲碳處理。 35，45，40，50 齒輪、軸類 60，65 彈簧3碳素工具鋼碳素工具鋼 0.65-1.35C%， 用以制作刃具、量具、模具 鋼號用平均碳含量的千分?jǐn)?shù)千分?jǐn)?shù)的

4、數(shù)字和T一起表示。如：T10A （1.0%C，A表示高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼）, T9 （0.9%C） , T12 （ 1.2%C,） T7，T8，強度，韌性較高，可制作沖頭、鑿子、榔頭 T9、T10、T11，強度，韌性適中，可制作鉆頭、刨刀、絲錐、手鋸及冷作模具。 T12，T13， 硬度很高，韌性低，可制作銼刀、刮刀、量規(guī)。4鑄鋼鑄鋼 “ ZG”加平均碳含量萬分?jǐn)?shù)萬分?jǐn)?shù)表示，如：ZG25 （ 0.25%C）， ZG45 （0.45%C）形狀復(fù)雜，需要一定強度、塑性和韌性的零件。一、合金鋼的編號一、合金鋼的編號 1合金結(jié)構(gòu)鋼 碳含量用萬分?jǐn)?shù)萬分?jǐn)?shù)（兩位）C 如40Cr， C%=0.4% （1）、合金

5、含量用（百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)）表示,如20Cr3MoWVA, 其中C%=0.2%, （2）、Cr%=3%, Mo,W,V500 MN/m2 ） :18MnMoNb高壓鍋爐,高壓容器 典型鋼號及其應(yīng)用典型鋼號及其應(yīng)用 碳鋼和低合金鋼焊條碳鋼和低合金鋼焊條 成分特點與合金化原則：成分特點與合金化原則： 2、合金滲碳鋼、合金滲碳鋼 低C: 0.1%0.25%加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,B加入Mo,W,V,Nb,Ti等阻礙A晶粒長大和形成提高耐磨性Ni增加滲層塑、韌性 性能特點性能特點 滲碳處理：滲層硬度高,耐磨,抗接觸疲勞,且有適當(dāng)塑性,韌性心部高韌性和足夠強度良好的熱處理工藝性能 用途：變速齒輪、

6、凸輪軸、活塞銷用途：變速齒輪、凸輪軸、活塞銷熱處理特點熱處理特點 使用態(tài)組織：使用態(tài)組織： 表層：（HRC60-62）心部：(ak700kJ/m2) 淬透，低C的M （HRC40-48） 未淬透，TMF(少量) （HRC25-40）典型鋼號及其應(yīng)用典型鋼號及其應(yīng)用 p低淬透性（800-1000MN/m2）: 20Cr沖擊載荷小的耐磨件,如小軸,活塞銷,小齒輪. p中淬透性（1000-1200MN/m2） : 20CrMnTi有良好的力學(xué)性能和工藝性能,適合高速中載有沖擊的耐磨件,如汽車、拖拉機重要齒輪,連軸器,十字銷頭. p高淬透性（1200MN/m2） : 18Cr2Ni4WA重載大截面重要

7、耐磨件,如柴油機曲軸,連桿 一次(二次)淬火直接淬火正火滲碳尺寸穩(wěn)定化處理(如冷處理) 低溫回火重要零件4、合金彈簧鋼、合金彈簧鋼 成分特點與合金化原則：成分特點與合金化原則： 中高C：0.45%0.70%主加元素Si,Mn：提高淬透性，提高屈強比輔加元素Cr,W,V：細化晶粒, 耐沖擊, 高溫強度好控制雜質(zhì)：優(yōu)質(zhì)（S0.04%, P 0.04% ） 或高級優(yōu)質(zhì)（S0.03%, P 0.035% ）性能特點性能特點 高e 和s ,高屈強比高疲勞抗力足夠塑韌性,能承受震動,沖擊有較好淬透性,不易脫C ,易繞卷成形 用途：彈簧用途：彈簧典型鋼號及其應(yīng)用典型鋼號及其應(yīng)用 熱處理特點熱處理特點 以Si

8、,Mn合金化：65Mn, 60Si2Mn 用于汽車、拖拉機、機車的板簧和螺旋彈簧以Cr,V,W合金化：50CrVA 350400以下重載、較大型彈簧 如閥門彈簧、高速柴油機氣門彈簧. 大型彈簧：熱軋鋼絲、鋼板熱成形法彎曲成型 淬火+中溫回火噴丸小尺寸彈簧：冷成形法 鉛浴450-550oC等溫冷拔鋼絲 冷卷成型去應(yīng)力退火噴丸 淬火+中溫回火冷卷成型去應(yīng)力退火 冷卷成型淬火+中溫回火5、滾珠軸承鋼、滾珠軸承鋼 成分特點與合金化原則：成分特點與合金化原則： 高C：0.95%1.10%，GCr15中含C%1.5% 基本合金元素Cr（0.40-1.65）： 提高淬透性; 細化;提高耐磨性和接觸疲勞抗力;

9、輔加元素：Si,Mn提高淬透性; V提高耐磨性,防止過熱純度要求極高（S0.02%, P1.1 % Cr,Mo, W,V 提高耐磨性 熱模具鋼熱模具鋼中C:0.3 %0.6% Cr、Ni、Mn、Si提高淬透性Mo、W、V二次硬化 Mo防止回火脆性， 典型鋼號及其應(yīng)用典型鋼號及其應(yīng)用 冷模具：一般低合金刃具鋼 大型Cr12型鋼， Cr12MoV 冷擠壓模6Cr4Mo3Ni2WV(基體鋼)， Ni18Co9Mo5TiAl(馬氏體時效鋼)熱鍛模：韌性高，熱硬性不高：5CrMnMo、5CrNiMo 熱強度高：3Cr2W8V 熱處理特點與使用態(tài)組織熱處理特點與使用態(tài)組織 冷模具： 低合金刃具鋼：正火球化

10、退火淬火低溫回火 Cr12型鋼：950-1000oC淬火150-180oC低溫回火 1100-1150oC淬火510-520oC多次回火 使用態(tài)組織：使用態(tài)組織： M合金 少量A 熱模具： 熱鍛模：淬火550oC高溫回火S-T組織 熱壓模：淬火600oC多次回火M粒狀六、特殊性能鋼六、特殊性能鋼不銹鋼不銹鋼 1抗腐蝕原理抗腐蝕原理 . 金屬腐蝕的方法金屬腐蝕的方法(化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕). 金屬腐蝕破壞的方式金屬腐蝕破壞的方式: 均勻腐蝕 晶間腐蝕 點腐蝕 應(yīng)力腐蝕 腐蝕疲勞均勻腐蝕均勻腐蝕晶間腐蝕晶間腐蝕點腐蝕點腐蝕穿晶腐蝕穿晶腐蝕不銹鋼帶不銹鋼帶2常用不銹鋼常用不銹鋼

11、按照不銹鋼在高溫（9001100）加熱并在空氣中冷卻后的基本組織，不銹鋼可以分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體鐵素體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。種種 類類含碳量含碳量熱處理熱處理性性 能能舉舉 例例Cr12型馬氏體不銹鋼0.10-0.4 1. 0淬火及回火作最終熱處理回火溫度依據(jù)用途選擇（同結(jié)構(gòu)鋼）較高的強度、較好的耐腐蝕性含碳低的1Cr13、2Cr13作耐腐蝕零件，含碳高的3Cr13等作醫(yī)療器械、量具Cr17型鐵素體不銹鋼0.12不能通過熱處理強化，高鉻鐵素體不銹鋼在退火或正火狀態(tài)下使用耐腐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼0Cr13Al、1Cr17等，用于硝酸和氮肥工業(yè)18-8型奧氏體不銹

12、鋼很低0.151100-1500oC水淬（固溶處理）穩(wěn)定化處理去應(yīng)力退火高塑性和良好的焊接性能，耐腐蝕性優(yōu)于前兩者1Cr18Ni9,0Cr18Ni9等，用于食品、化工、熱處理設(shè)備、飛機等工業(yè) 常用鑄鐵材料常用鑄鐵材料一、一、 石墨化石墨化 鑄鐵中的碳以石墨的形式析出的過鑄鐵中的碳以石墨的形式析出的過程，程， 稱為石墨化。稱為石墨化。石墨化程度石墨化程度 ，G數(shù)量數(shù)量 ，基體中，基體中P數(shù)量數(shù)量 所以，石墨化程度決定了鑄鐵的組織：所以，石墨化程度決定了鑄鐵的組織：1、石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響、石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響石墨相當(dāng)于鋼基體上的裂紋或空洞，減少基體有效截面積，引起應(yīng)力集中。片狀石墨引起嚴(yán)

13、重應(yīng)力集中，團絮狀和球狀作用輕。變質(zhì)處理后，石墨片細化，割裂作用減輕，強度提高。蠕墨鑄鐵，端部鈍，強度、塑性提高?？慑?、球狀鑄鐵中石墨對基體裂作用小，強度、塑性提高2、灰口鑄鐵的牌號、灰口鑄鐵的牌號如HT100, 表示30mm試樣的最小抗拉強度值 100MN/m2牌號顯微組織性能基體石墨HT100F+P粗片狀鑄造性能好，不用人工時效，減振性好HT150F+P較粗片狀HT200P中等片狀強度較高，耐磨耐熱，鑄造性較好，但要人工時效，減振性較好HT250細P較細片狀HT300索氏體或屈氏體細小片狀高強度，高耐磨性，白口傾向大，鑄造性差，要人工時效灰口鑄鐵常見牌號組織灰口鑄鐵常見牌號組織（1） HT

14、200、HT250、HT300多屬孕育鑄鐵（2）牌號越高，鑄造性能越差，強度越高（3）同一牌號，壁厚增加，抗拉強度下降二、可鍛鑄鐵二、可鍛鑄鐵 完全白口鑄鐵，經(jīng)長時間石墨化退火（900980oC） 1牌號 F可鍛鑄鐵KT3006 最低抗拉強度和延伸率 P可鍛鑄鐵KTZ4505 最低抗拉強度和延伸率2熱處理 a）鑄造純白口鑄鐵 b）經(jīng)長時間石墨化 c）控制不同冷速獲得F 和P基體的可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵顯微組可鍛鑄鐵顯微組織織三、球墨鑄鐵三、球墨鑄鐵 1、組織與性能：、組織與性能：(F, F+P, P) + 球狀球狀G G球?qū)w的割裂、應(yīng)力集中減小到最低程度，所以，球?qū)w的割裂、應(yīng)力集中減小到最低程度，所以， 機械性能大大提高。機械性能大大提高。鐵素體基體鐵素體基體珠光體基體珠光體基體石墨球石墨球珠光體鐵素體球墨鑄鐵珠光體鐵素體球墨鑄鐵 在鑄態(tài)下，球墨鑄鐵的基體組織一般為：鐵素體珠光體少量自由滲碳體。經(jīng)熱處理后可獲得基體為平衡組織的球墨鑄鐵：QT40017 表示最低抗拉強度值是400MPa和最低延伸率172、球墨鑄鐵的牌號、球墨鑄鐵的牌號四、蠕墨鑄鐵四、蠕墨鑄鐵蠕蟲狀石墨性能介于片狀和球狀石墨之