機(jī)械工程材料oweroinresenai

§1—2常用金屬材料

金屬材料主要包括三大類：工業(yè)用鋼

鑄鐵

有色金屬一、鋼（含碳量小于2.11%的鐵碳合金）鋼的分類：1）以含碳量分（按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωC%）低碳鋼(ωc≤0.25%)中碳鋼(0.25%≤ωc≤

0.6%)高碳鋼(0.6%<ωc≤

2.11%)2）以化學(xué)成份分（按合金成份）碳素鋼（以Fe、C成份為主）合金鋼（除Fe、C外，還有其它合金元素）3）以鋼的品質(zhì)分（按有害雜質(zhì)S、P含量）普通鋼（ωs≤0.05%;ωp≤0.045%）優(yōu)質(zhì)鋼（ωs≤0.04%;ωp≤0.04%）高級優(yōu)質(zhì)鋼（ωs≤0.03%；ωp≤0.035%）4）以鋼的用途分（按行業(yè)使用）結(jié)構(gòu)鋼（建筑、機(jī)械制造用）工具鋼（工具、刀具、模具等用）特殊性能鋼（防腐蝕、高溫、導(dǎo)磁等場合用）

5）按冶煉時(shí)脫氧程度分沸騰鋼（不脫氧F）鎮(zhèn)靜鋼（脫氧完全Z）半鎮(zhèn)靜鋼（脫氧不完全b）介紹鋼的成份、使用特點(diǎn)及應(yīng)用、牌號：（一）結(jié)構(gòu)鋼牌號：1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼字母Q+屈服點(diǎn)數(shù)值(Mpa)+質(zhì)量等級。表示普碳結(jié)構(gòu)鋼共分195、215、235、255、275五種。共有A,B,C,D四個(gè)級別，A級最差。如：Q235A；Q215B；成份：ωC=0.06～0.38%,S、P含量較高，不需熱處理。特點(diǎn)與應(yīng)用：Q195、Q215鋼：塑性和韌度好，制造薄板、沖壓件和焊接件；Q235鋼：強(qiáng)度較高，制造鋼板、鋼筋、農(nóng)業(yè)機(jī)械用鋼和不重要的機(jī)械零件，拉桿、連桿和轉(zhuǎn)軸。Q255、Q275鋼：強(qiáng)度高，質(zhì)量好制作建筑、橋梁工程上質(zhì)量要求較高的焊接件。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號：由兩位數(shù)字組成表示碳的平均萬分含量（常用：08～85）如45（表示ωC≤0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）當(dāng)ωMn=0.7～1.2%時(shí)，在數(shù)字后加Mn如65Mn（表示ωc=0.65%,ωMn=0.7～1.2%的優(yōu)質(zhì)碳鋼）。成份：ωC=0.08～0.85%,S、P含量較低，通常經(jīng)熱處理后使用，以發(fā)揮其性能潛力。特點(diǎn)與應(yīng)用：10—25鋼：有較好的塑性、韌度、焊接性和冷成型性，主要用于各種沖壓件和焊接件。30—55鋼：強(qiáng)度較高，有一定的塑性和韌度，經(jīng)熱處理后，用于齒輪、軸、螺栓等重要零件。65—85鋼：有較高的強(qiáng)度、硬度和彈性，塑性和韌性較低，常用于彈簧和耐磨零件。2、合金結(jié)構(gòu)鋼牌號：數(shù)字+元素符號+數(shù)字表示碳的平均萬分含量元素平均百分含量：<1.5%不標(biāo)記，表示所含合金元素的名稱如：20Cr（表示ωc=0.2%,ωCr<1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼)如：38CrMnAl（表示ωc=0.38%,ωCr、ωMnωAl的含量均<1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼)如：60Si2Mn（表示ωc=0.6%,ωSi=1.5～2.49%，的ωMn<1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼)成份：ωC=0.1～0.7%,加入了Cr、Mn、Si、Ni、Ti、V等合金元素，熱處理后使用。特點(diǎn)與應(yīng)用：20Cr、20MnTi、20Cr2Ni4：有較高的韌度，經(jīng)熱處理后表面硬而耐磨，用于受沖擊載荷的重要零件。40Cr、40CrMn、38CrMnAl

：有較高的綜合力學(xué)性能，用于受力復(fù)雜的重要零件。55Si2Mn、60Si2Mn：具有高屈強(qiáng)比，高疲勞強(qiáng)度，高彈性極限和韌性，用于彈簧等零件。*滾動軸承鋼

是合金結(jié)構(gòu)鋼中的一類專門用鋼。牌號：字母G+合金元素+數(shù)字表示滾動軸承用鋼表示所含主要合金元素的名稱如：GCr9（表示ωCr=0.9%的滾動軸承鋼)只標(biāo)出鉻元素平均千分含量，其它不標(biāo)記，如：GCr15SiMn（表示ωCr=1.5%的滾動軸承鋼)成份：ωC=1～1.15%,加入了Mn、Si等合金元素，熱處理后使用。（二）工具鋼1、碳素工具鋼牌號：字母T+數(shù)字+質(zhì)量級別表示工具鋼表示碳的平均千分含量（7～13）

末尾標(biāo)，表示是高級優(yōu)質(zhì)如T7（表示含碳量為ωC≈0.7%的碳素工具鋼）；如T10（表示含碳量為ωC≈1.0%的碳素工具鋼）；成份：ωC=0.65～1.35%,有少量的Si和Mn，熱處理后使用。特點(diǎn)與應(yīng)用：T7——T13:有一定的硬度和耐磨性，但熱硬性和韌度較差，用于低速工具（如鑿子、木工具、剪刀、沖頭、絲錐、銼刀、刮刀、冷沖模具等）。2、合金工具鋼牌號：數(shù)字+元素符號+數(shù)字表示碳的平均千分含量,>1%不標(biāo)記表示所含合金的名稱元素平均百分含量：<1.5%不標(biāo)記，成份：ωC=0.3～1.7%,加入了Cr、Mn、Si、Mn、W、V等合金元素，熱處理后使用。如：9CrSi（表示含碳量為ωC≈0.9%，ωCr<1.5%的ωSi<1.5%合金工具鋼）；如：CrWMn（表示含碳量為ωC>1%，ωW<1.5%的ωMn<1.5%合金工具鋼）；如：3Cr2W8V

（表示含碳量為ωC≈0.3%，ωCr≈2%的ωW≈8%，ωV<1.5%合金工具鋼）；特點(diǎn)與應(yīng)用：9CrSi、9Cr2：量具刃具鋼（絲錐、鉆頭、銑刀、手術(shù)刀、量規(guī)、冷沖模等）；Cr12MoV、CrWMn：冷模具鋼；5CrNiMo、4Cr5W2VSi：熱模具鋼;W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2：高熱硬性，用于刀具等。*高速工具鋼（鋒鋼）是合金工具鋼中的一類專門用鋼。（表達(dá)特殊）

ωC<1.0%ωw=18%ωCr=4%ωV<1.5%（三）特殊性能鋼1、不銹鋼（主要合金元素為Cr和Ni）牌號：數(shù)字+元素符號+數(shù)字表示碳的平均千分含量，<0.08%時(shí)用0表示表示所含合金的名稱元素平均百分含量如：1Cr13（表示ωc≈0.1%,ωCr≈13%的不銹鋼)；如：1Cr18Ni9（表示ωc≈0.1%,ωCr≈18%，ωNi≈9%的不銹鋼)；如：2Cr13（表示ωc≈0.2%,ωCr≈13%的不銹鋼)；成份：ωC<0.45%,有較高含量的Cr和Ni。特點(diǎn)與應(yīng)用：鉻不銹鋼（如1Cr13、3Cr13）：隨含碳量增加，強(qiáng)度、硬度上升，韌度、耐腐蝕性下降。用于水、蒸汽、硝酸等弱腐蝕性場合，如汽輪機(jī)、水壓機(jī)的零件，醫(yī)療器械，食品設(shè)備。鉻鎳不銹鋼（如1Cr18Ni9）：耐腐蝕性、塑性、韌性、焊接性優(yōu)良。用于腐蝕性較大的酸堿、有機(jī)酸等化工設(shè)備、管道以及醫(yī)療器械。2、耐熱鋼牌號：數(shù)字+元素符號+數(shù)字表示碳的平均千分含量，<0.08%時(shí)用0表示表示所含合金的名稱元素平均百分含量<1.5%不標(biāo)記，如：4Cr10Si2Mo（表示ωc≈0.4%,ωCr≈10%，ωSi≈2%，ωMo<1.5%的耐熱鋼)；如：5Cr2Mn9Ni4N（表示ωc≈0.5%,ωCr≈2%，ωMn≈9%，ωNi≈

4,ωN<1.5%的耐熱鋼)；如：0Cr13Al（表示ωc<0.08%,ωCr≈13%，ωAl<1.5%的耐熱鋼)；特點(diǎn)與應(yīng)用：抗氧化鋼（如3Cr18Mn12Si2N）：

Cr、Si、Al等合金元素，容易在鋼表面形成穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜。主要用于800～1000℃的鍋爐加熱、內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備零件。熱強(qiáng)鋼（如4Cr10Si2Mo）：

Ti、Nb、V、W、Mo、Ni等合金元素，可提高鋼的高溫強(qiáng)度。主要用于高溫高載荷的汽車發(fā)動機(jī)、氣輪機(jī)等機(jī)器中的零件。ωC<0.45%,加入Cr、Si、Al或

Ti、Nb、V、W、Mo、Ni等合金元素。成份：牌號：字母+數(shù)字—數(shù)字表示鋼片的軋制方法表示鋼片“鐵熱損值”×10后的值表示鋼片的磁化頻率比如：JDR540—5050Hz的磁化頻率鐵損值為5.4熱軋DQ133—30冷軋有取向DW133—30冷軋無取向3、軟磁鋼（硅鋼片）成份：鋼中ωSi=1～4.5%,含雜質(zhì)較少。特點(diǎn)與應(yīng)用：有較高的磁通性能，主要用于變壓器中的硅鋼片。（四）鑄鋼牌號：字母ZG+數(shù)字—數(shù)字表示鑄鋼表示抗拉強(qiáng)度σb（Mpa）表示屈服點(diǎn)σs（Mpa）成份：可分為鑄繭造碳鋼、嚼鑄造低合粒金鋼、鑄顆造高合金藝鋼。一般ωC=0.2丟～0.6展%,鑄造合嚷金鋼中桐加入了Cr、M撲o、Si、V等合金孤元素.如ZG2踩30—陜450（表示含碳個(gè)量屈服點(diǎn)腿為σs=23籮0MP皆a,抗拉強(qiáng)度壇為的σb=450梨Mpa的碳素鑄鋼除）；特點(diǎn)與應(yīng)浙用：由于鑄智造特性摧，一般慮用于制謹(jǐn)造形狀獨(dú)復(fù)雜，吳難以切服削加工更、尺寸絕大，難豬以鍛造證加工的被重要零于件，如勞：大型結(jié)齒輪、毯缸體、部變速箱拼機(jī)架等煩。二、鑄鐵（含碳量大基于2.1貝1%的鐵汗碳合金）1、白噴口鑄鐵牌號：無牌號立標(biāo)記成份：ωC=2.滲11～援6.6培9%,碳以Fe3C（化合物）耗的形式存配在，并含濟(jì)有Si、匠Mn、暖P、S等雜質(zhì)特點(diǎn)與級應(yīng)用：斷面呈白妻色，性能團(tuán)硬而脆，機(jī)不能切削隙加工，一門般不用來漲制造機(jī)械爽零件，主脆要用作煉辣鋼的原料吼。2、灰爭口鑄鐵牌號：字母HT缺+數(shù)字表示灰口擋鑄鐵表示最低劑抗拉強(qiáng)度σb（Mpa）如：HT1衣50(表示最低俯抗拉強(qiáng)度宵為σb=150MPa的灰口串鑄鐵）薪；成份：ωC=2.8～4.0%滲,有一定諷含量的Si、歡Mn及雜質(zhì)。葵在鋼的基難體上分布星著片層狀潑石墨（碳慌）組織，者斷面呈灰積色。特點(diǎn)與應(yīng)欠用：強(qiáng)度、破塑性、喇韌性不層如鋼，顏軟而脆濁；片層返狀石墨四上的微供裂紋尖殺端會產(chǎn)陡生應(yīng)力誕集中，更故抗壓扶強(qiáng)度高獻(xiàn)，抗拉睛強(qiáng)度低離。有良級好的耐頓磨性、鞋減震性港和切削右性；石耽墨有自稀潤滑作絹用。常牲用于床平身、機(jī)雪架、底巖座、箱絲式體、殼喬體、導(dǎo)萄軌、缸漁體、活英塞環(huán)、屬帶輪等創(chuàng)零件。3、可鍛稻鑄鐵牌號：字母KTH(友KTZ)拋+數(shù)字—均數(shù)字KTH表示“朗黑心”派可鍛鑄臟鐵KTZ表示“珠爬光體”可帖鍛鑄鐵表示最低剖抗拉強(qiáng)度σb（Mpa）表示最低償伸長率δ（%）如：KTH3拉00—0溫6(表示最徹低抗拉隨強(qiáng)度為σb=300MPa跳，δ=6%的黑心可曲鍛鑄鐵）賤；如：KTZ4毒50—0水4(表示最叼低抗拉懷強(qiáng)度為σb=450M嚷Pa，δ=4%的珠光問體可鍛鎮(zhèn)鑄鐵）磁；成分：ωC=3.8～4.0縱%,有一定酒含量的Si、朝Mn及雜質(zhì)鐮。在白憐口鑄鐵丙基礎(chǔ)上孝經(jīng)“可急鍛化處活理”（根長時(shí)高艱溫退火漲），在精鋼的基雷體上分唐布著團(tuán)曠絮狀石畫墨（碳懲）組織。特點(diǎn)與欲應(yīng)用：黑心可隸鐵：塑靠性、韌讀性高、遞強(qiáng)度低氣。珠光專體可鐵孝：強(qiáng)度叫、硬度畝和耐磨怠性較高坐；團(tuán)絮拍狀石墨對基體割瞎裂作用小貝，宜制造覽形狀復(fù)雜削，要求一俗定塑性、伯韌性，承侍受沖擊和仗震動的薄涌壁鑄件。竟如汽車、艘拖拉機(jī)零繡件、管道棟、閥門等什。4、球墨登鑄鐵牌號：字母QT+數(shù)字—悠數(shù)字表示球箱墨鑄鐵表示最低鼓抗拉強(qiáng)度σb（Mpa）表示最活低伸長學(xué)率δ（%）如：QT40魔0—18(表示最孔低抗拉疼強(qiáng)度為σb=400MPa，δ=1綿8%的球墨鑄備鐵）；成分：ωC=3.戒8～4.0%物,有一定盟含量的Si、例Mn、葬Mg及雜質(zhì)。揚(yáng)在澆注前踐加入球化般劑，在鋼的基判體上產(chǎn)生腔球狀石墨枝（碳）組配織。特點(diǎn)與失應(yīng)用：球狀石畝墨對基累體的割暈裂作用虧小，綜艱合力學(xué)根性能較辮高，并怖具有良誼好的減付震性和答耐磨性絮，有些辛性能指偷標(biāo)接近.于鋼?？纱婺夭糠咒摮嗪秃辖鹜典撝圃炫ひ恍┦芏芰?fù)雜杜、強(qiáng)度鄰韌性和笨耐磨性劣較高的劣零件，首如曲軸、凸朋輪軸、齒東輪、蝸桿基、伐門、顯機(jī)座、汽王車后橋等毯。三、有速色金屬——除爪鋼鐵（像黑色金寄屬）以聚外的其簡它金屬令材料。1、鋁例及鋁合紛金（1）練純鋁舊牌號：L1、殺L2、類L3、譜L4、----序號越大蛛，純度越步低新牌號：1070逢、106巡壽0、10火50、1士040、----純度依次占降低特點(diǎn)及梅應(yīng)用：輕，密度端低→煙配置催鋁合金避導(dǎo)電導(dǎo)敗熱性好攀→導(dǎo)線裁、電容銹抗大氣蛇腐蝕→軋包覆材杯料擾加工性扇能好→分包裝姜材料他強(qiáng)豎度低→指不能作為捐承受載荷獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)材臣料應(yīng)用（2）類鋁合金牌號：LF2勻（防銹）、LY1俊1（硬鋁）氣、LC3終（超硬鋁）LD5頭（鍛鋁）-柳---（舊）掘變形鋁承合金（新）變榴形鋁合金5A0捧2（防銹）滿、2A11蕩（硬鋁）船、7A0楚3（超硬鋁匹）2A50亡（鍛鋁）打---箭-鑄造鋁合薯金（代號保）ZL╳╳╳鋁合金組巾別（表示厚除鋁以外喊的主要合里金）A表示原史始合金秤,其它順字母為拍改型合仆金區(qū)分同訪組的不瞧同合金表示所含辛合金成分特點(diǎn)及應(yīng)賢用：鋁錳合金姿（防銹鋁昨合金）：抗蝕性伐高，塑四性好。訪應(yīng)用于查油箱、腎油管笑（罐）覆、鉚釘長等。鋁銅合爸金（又稱硬山鋁）：強(qiáng)度較答高，塑益性好。主要用于每飛機(jī)構(gòu)件駛，如飛機(jī)蒙皮、螺旋槳寺、葉片等重要消零件。鋁鋅合金予（超硬鋁懼）：強(qiáng)度很詞高，耐罵熱性、臣抗蝕性批差。應(yīng)恢用于飛筆機(jī)大梁帥、起落服架等主臟要受力恢構(gòu)件。鋁鎂合折金（鍛辛鋁合金亦）：塑性好、迎易于壓力蹦加工。應(yīng)屯用于航空牛工業(yè)中的想管道、鉚騰釘?shù)取Ｗ冃武X合瘦金：制成擴(kuò)各種型材拆、棒料、杯板、管、漠線、箔等謎。鑄造鋁合匪金（以硅罵和鋁元素熄形成的鋁黑合金稱作禁“硅鋁明帖”）：力洞學(xué)性能不民如變形鋁亭合金，鑄羨造性能好蜘，用于生期產(chǎn)形狀復(fù)捷雜，或體畫積很大的雷零件。簡單硅鋁享明ZL1必02（撒ZAL填Si1符2）：鑄造性能述好，強(qiáng)度征低，用于資形狀復(fù)雜殖、受力不敏大的零件撿，如儀表右外殼等。復(fù)雜硅手鋁明（喚在AL—俊Si基礎(chǔ)上加豪入其它合卻金元素Cu,M謹(jǐn)n,Ni遷,Mg等）：鑄造性添能好，姑有較高暴的強(qiáng)度暑和耐磨舒性、耐珠熱性。蒼用于制盒造形狀醒復(fù)雜中揀等強(qiáng)度年的零件裝，如發(fā)動機(jī)活懸塞、氣缸體、女風(fēng)機(jī)葉片糞、液壓泵栽殼體等。2、銅及帽銅合金（1）坐純銅（斜紫銅）牌號：T1、T痕2、T3垮、T4、---爐-序號越苗大，純致度越低特點(diǎn)及加應(yīng)用：玫瑰紅乳色,表湖面形成程氧化膜燥后呈紫絕色,故亮一般稱掠為紫銅謹(jǐn)。有良螺好的導(dǎo)誘電性、什導(dǎo)熱性斤、極好鎮(zhèn)的塑性彼和耐蝕滾性。主伶要用于雜電線、滿電纜、溝電子元軌件及導(dǎo)株熱器件歐等。（2）與銅合金（a）黃銅（王銅鋅合壟金）牌號：普通黃覆銅：H××平均含灣銅量的紹百分?jǐn)?shù)特點(diǎn)及應(yīng)云用：對海水和膊大氣有良攀好的耐蝕燒性，一般兼用于制造摔彈殼、散悶熱器、墊慣片、油管凍等器件。（b）青銅（部銅錫、榜銅鋁、發(fā)銅硅、坑銅鉛等叔合金的摘總稱）牌號：對壓力加足工的錫青昏銅：QSn××Sn含量的旬百分?jǐn)?shù)對鑄造韻青銅：ZCu××除銅外其屋它元素的企符號和含申量的百分賞數(shù)特點(diǎn)及應(yīng)保用：生產(chǎn)中鏡最常用亞的有，錫青銅：有較高的團(tuán)抗蝕性、竊耐磨性，睬多用于制離造軸瓦、資軸套等耐捆磨零件。鋁青銅：有較高的雷強(qiáng)度、抗星蝕性