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1、第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.1金 屬 材 料 的 性 能 使 用 性 能 ： 金 屬 材 料 在 使 用 條 件 下 所 表 現(xiàn) 出 來(lái) 的 性 能 。金 屬 材 料 的 性 能 工 藝 性 能 ： 金 屬 材 料 從 冶 煉 到 成 品 的 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 ， 在 各 種 加 工 條 件 下 表 現(xiàn) 出來(lái) 的 性 能 。 使 用 性 能1.物 理 性 能 化 學(xué) 性 能 力 學(xué) 性 能 鑄 造 性 焊 接 性2. 工 藝 性 能 鍛 壓 性 切 削 加 工 性 熱 處 理 性 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.1金 屬 材 料 的 性 能3.1.1 金 屬 材 料 的 物 理

2、性 能金 屬 的 物 理 性 能 是 金 屬 固 有 的 屬 性 ， 它 包 括 密 度 、 熔 點(diǎn) 、 導(dǎo) 熱 性 、 導(dǎo) 電 性 、 熱 膨 脹 性 和磁 性 等 。3.1.2 金 屬 材 料 的 化 學(xué) 性 能 金 屬 的 化 學(xué) 性 能 是 指 金 屬 在 化 學(xué) 作 用 下 所 表 現(xiàn) 的 性 能 。 它 包 括 耐 腐 蝕 性 、 抗 氧 化 性 和 化學(xué) 穩(wěn) 定 性 等 。 1.耐 腐 蝕 性 金 屬 材 料 在 常 溫 下 抵 抗 氧 化 、 水 蒸 氣 及 其 他 化 學(xué) 介 質(zhì) 腐 蝕 破 壞 作 用 的 能 力 。 2.抗 氧 化 性金 屬 材 料 抵 抗 氧 化 作 用

3、 的 能 力 ， 稱 為 抗 氧 化 性 。3.化 學(xué) 穩(wěn) 定 性化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 是 金 屬 材 料 的 耐 腐 蝕 性 和 抗 氧 化 性 的 總 稱 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.1金 屬 材 料 的 性 能 3.1.3 金 屬 材 料 的 力 學(xué) 性 能1.力 學(xué) 性 能 :金 屬 材 料 在 外 力 作 用 下 所 表 現(xiàn) 出 來(lái) 的 性 能 稱 為 力 學(xué) 性 能 。2.載 荷 ： 金 屬 材 料 在 使 用 及 加 工 中 所 受 外 力 稱 為 載 荷 。3.載 荷 分 類 ： 根 據(jù) 載 荷 作 用 性 質(zhì) 的 不 同 ， 可 以 分 為 靜 載 荷 、 沖 擊

4、載 荷 及 疲 勞 載 荷 等 三 種 。4.力 學(xué) 性 能 指 標(biāo) ： 強(qiáng) 度 、 塑 性 、 硬 度 、 韌 性 和 疲 勞 強(qiáng) 度 等 。 強(qiáng) 度 強(qiáng) 度 是 金 屬 材 料 在 靜 載 荷 作 用 下 ， 抵 抗 塑 性 變 形 或 斷 裂 的 能 力 稱 為 強(qiáng) 度 。 常 用 的 強(qiáng) 度 有 ： 抗 拉 強(qiáng) 度 （ b） 和 屈 服 點(diǎn) （ s） 。 抗 拉 強(qiáng) 度 和 屈 服 點(diǎn) 可 以 通 過(guò) 拉 伸 試 驗(yàn) 測(cè) 定 。 塑 性金 屬 材 料 在 靜 載 荷 作 用 下 ， 產(chǎn) 生 永 久 變 形 而 不 破 壞 的 能 力 稱 為 塑 性 。 常 用 的 塑 性 指 標(biāo) ：延

5、 伸 率 （ ） 和 斷 面 收 縮 率 （ ） 。 硬 度金 屬 材 料 抵 抗 局 部 變 形 （ 特 別 是 塑 性 變 形 ） 、 壓 痕 或 劃 痕 的 能 力 稱 為 硬 度 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.1金 屬 材 料 的 性 能3.1.3 金 屬 材 料 的 力 學(xué) 性 能硬 度 是 衡 量 金 屬 材 料 軟 硬 的 一 個(gè) 重 要 指 標(biāo) 。 常 用 測(cè) 量 硬 度 的 試 驗(yàn) 方 法 有 壓 入 硬 度 試 驗(yàn) 法 。常 用 的 硬 度 指 標(biāo) 有 布 氏 硬 度 （ HB） 、 洛 氏 硬 度 （ HR） 和 維 氏 硬 度 （ HV） 。 韌 性金 屬 材

6、 料 抵 抗 沖 擊 載 荷 作 用 而 不 破 壞 的 能 力 稱 為 韌 性 。 常 用 一 次 擺 錘 沖 擊 彎 曲 試 驗(yàn) 測(cè) 定 金 屬材 料 的 韌 性 。 沖 斷 試 樣 時(shí) ， 在 試 樣 橫 截 面 的 單 位 面 積 所 消 耗 的 功 稱 為 沖 擊 韌 性 。 常 用 k表 示 ， 單位 為 J/cm2。 多 次 小 能 量 沖 擊 的 ， 其 沖擊 抗 力 主 要 取 決 于 材 料 的 強(qiáng) 度 和 韌 性 。 疲 勞 強(qiáng) 度金 屬 材 料 在 無(wú) 限 多 次 交 變 載 荷 作 用 下 而 不 破 壞 的 最 大 應(yīng) 力 稱 為 疲 勞 強(qiáng) 度 或 疲 勞 極 限

7、 。 一 般 情況 下 ， 鋼 鐵 材 料 用 107次 ， 對(duì) 非 鐵 金 屬 用 108次 所 能 承 受 的 最 大 應(yīng) 力 表 示 疲 勞 強(qiáng) 度 ， 對(duì) 稱 循 環(huán) 強(qiáng) 度 用-1表 示 。 由 于 疲 勞 斷 裂 是 突 然 發(fā) 生 的 ， 具 有 很 大 的 危 險(xiǎn) 性 。 因 此 要 改 善 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 狀 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.1金 屬 材 料 的 性 能 3.1.3 金 屬 材 料 的 力 學(xué) 性 能 表 3.1 常 用 金 屬 材 料 的 力 學(xué) 性 能 指 標(biāo)力 學(xué) 性 能 性 能 指 標(biāo)符 號(hào) 名 稱 單 位 強(qiáng) 度 b 抗 拉 強(qiáng) 度

8、MPa（ N/mm2）s 屈 服 點(diǎn)塑 性 斷 后 伸 長(zhǎng) 率 % 斷 面 收 縮 率硬 度 H B 布 氏 硬 度H R 洛 氏 硬 度H C 維 氏 硬 度韌 性 k 沖 擊 韌 性 J/cm2疲 勞 強(qiáng) 度 -1 對(duì) 稱 循 環(huán) 強(qiáng) 度 MPa 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.1金 屬 材 料 的 性 能3.1.4 金 屬 材 料 的 工 藝 性 能金 屬 材 料 的 工 藝 性 能 :是 指 在 各 種 加 工 條 件 下 表 現(xiàn) 出 來(lái) 的 適 應(yīng) 能 力 。1.鑄 造 性 能金 屬 及 合 金 成 型 獲 得 優(yōu) 良 鑄 件 的 能 力 稱 為 鑄 造 性 能 。 灰 鑄 鐵

9、比 鑄 鋼 的 鑄 造 性 好 。 2.鍛 壓 性 能 金 屬 材 料 利 用 鍛 壓 加 工 方 法 成 形 的 難 易 程 度 稱 為 鍛 壓 性 能 。 一 般 情 況 下 ， 低 碳 鋼 的 鍛 壓 性 最好 ， 中 碳 鋼 次 之 ， 高 碳 鋼 較 差 。3.焊 接 性 能金 屬 材 料 在 一 定 焊 接 條 件 下 ， 是 否 易 于 獲 得 優(yōu) 良 焊 接 接 頭 的 能 力 稱 為 焊 接 性 能 。一 般 情 況 下 ， 低 碳 鋼 具 有 良 好 的 焊 接 性 ， 高 碳 鋼 、 鑄 鐵 的 焊 接 性 較 差 。4.切 削 加 工 性 能金 屬 材 料 切 削 加

10、工 的 難 易 程 度 稱 為 切 削 加 工 性 能 。 鑄 鐵 比 鋼 切 削 加 工 性 能 好 ， 碳 鋼 比 合 金 鋼切 削 性 能 好 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.1 碳 素 鋼碳 素 鋼 ： 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 小 于 2.11%而 不 含 有 特 意 加 入 合 金 元 素 的 鋼 ， 稱 為 碳 素 鋼 。 1.碳 素 鋼 的 分 類（ 1） 按 鋼 的 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 分 類 低 碳 鋼 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) Wc0.25% 中 碳 鋼 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) Wc=0.250.60% 高 碳 鋼 含 碳 質(zhì) 量

11、 分 數(shù) Wc0.6%（ 2） 按 鋼 的 質(zhì) 量 分 類 根 據(jù) 鋼 中 含 有 害 元 素 磷 、 硫 質(zhì) 量 分 數(shù) 劃 分 。 普 通 碳 素 鋼 Ws0.035%， Wp0.035% 優(yōu) 質(zhì) 鋼 Ws0.030%， Wp0.030% 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 鋼 Ws0.020%， Wp0.025% 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.1 碳 素 鋼碳 素 鋼 ： 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 小 于 2.11%而 不 含 有 特 意 加 入 合 金 元 素 的 鋼 ， 稱 為 碳 素 鋼 。 1.碳 素 鋼 的 分 類 （ 3） 按 用 途 分 類 碳 素 結(jié) 構(gòu)

12、 鋼 ： 用 于 制 造 各 種 機(jī) 械 零 件 和 工 程 結(jié) 構(gòu) 件 。 這 類 鋼 一 般 屬 于 低 碳 、 中 碳 鋼 。 碳 素 工 具 鋼 ： 用 于 制 造 各 種 刀 具 、 量 具 和 模 具 。 這 類 鋼 一 般 屬 于 高 碳 鋼 。（ 4） 按 脫 氧 方 法 分 類 沸 騰 鋼 ： 不 完 全 脫 氧 。 鎮(zhèn) 靜 鋼 ： 完 全 脫 氧 。 半 鎮(zhèn) 靜 鋼 ： 介 于 沸 騰 鋼 和 鎮(zhèn) 靜 鋼 之 間 。 在 實(shí) 際 使 用 中 ， 鋼 廠 在 給 鋼 的 產(chǎn) 品 命 名 時(shí) ， 往 往 將 成 分 、 質(zhì) 量 和 用 途 三 種 分 類 方 法 結(jié) 合 起 來(lái)

13、 ， 如 將 鋼 稱 為 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 、 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 工 具 鋼 等 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.1 碳 素 鋼 2.碳 素 鋼（ 1） 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 根 據(jù) 質(zhì) 量 可 分 為 普 通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 和 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 。 普 通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 牌 號(hào) ： 普 通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 的 牌 號(hào) 由 “ Q”（ 表 示 屈 服 點(diǎn) 的 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 ） 、 一 組 數(shù) 據(jù) （ 表 示 屈 服 強(qiáng) 度 ， 單 位 MPa） 、 質(zhì) 量 等 級(jí) 符 號(hào) （ 質(zhì) 量 分 A、 B、 C

14、、 D四 個(gè) 等 級(jí) ） 和 脫 氧 方 法 符 號(hào) （ F沸騰 鋼 、 b半 鎮(zhèn) 靜 鋼 、 Z鎮(zhèn) 靜 鋼 、 TZ特 殊 鎮(zhèn) 靜 鋼 ， 通 常 Z、 TZ可 省 略 ） 四 個(gè) 部 分 按 順 序 組成 。 例 如 Q235AF表 示 脫 氧 方 法 為 沸 騰 鋼 、 質(zhì) 量 等 級(jí) 為 A級(jí) 、 屈 服 強(qiáng) 度 為 235MPa的 普 通 碳素 結(jié) 構(gòu) 鋼 。用 途 ： 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 Q195、 Q215、 Q235塑 性 好 、 焊 接 性 好 、 強(qiáng) 度 較 低 ， 主 要 用 于 工 程 結(jié) 構(gòu) 和制 造 受 力 不 大 的 機(jī) 器 零 件 ； Q255、 Q275的 強(qiáng)

15、 度 較 高 ， 可 用 于 制 作 受 力 中 等 的 普 通 零 件 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.1 碳 素 鋼2.碳 素 鋼（ 1） 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼牌 號(hào) ： 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 的 牌 號(hào) 用 兩 位 數(shù) 字 表 示 ， 這 兩 位 數(shù) 字 代 表 鋼 的 平 均 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 的 萬(wàn) 之 一 。 例 如 45表 示 平 均 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 0.45%的 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 。按 照 鋼 中 錳 的 含 量 不 同 ， 可 分 為 普 通 含 錳 量 鋼 （ WMn0.8

16、0%） 和 較 高 含 錳 量 鋼 （ WMn =0.7% 1.2%） 兩 種 ， 如 果 是 后 一 種 鋼 ， 則 在 兩 位 數(shù) 字 后 面 加 上 Mn， 如 45Mn表 示 平 均 含 碳量 分 數(shù) 為 0.45%的 較 高 錳 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 。用 途 ： 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 既 保 證 力 學(xué) 性 能 又 保 證 化 學(xué) 成 分 ， 而 且 鋼 中 的 有 害 雜 質(zhì) 硫 、 磷 質(zhì) 量 分?jǐn)?shù) 較 低 ， 質(zhì) 量 較 高 ， 故 廣 泛 用 于 制 造 較 重 要 的 零 件 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.1 碳 素

17、 鋼3.碳 素 工 具 鋼由 于 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 要 求 高 硬 度 和 高 耐 磨 性 ， 故 工 具 鋼 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 都 在 0.7%以 上 ， 都 是 優(yōu)質(zhì) 鋼 和 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 鋼 。牌 號(hào) ： 以 漢 語(yǔ) 拼 音 字 母 “ T”后 面 加 阿 拉 伯 數(shù) 字 表 示 ， 其 數(shù) 字 表 示 鋼 中 平 均 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 的 千 分 之 幾 。例 如 T8表 示 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 0.80%的 碳 素 工 具 鋼 。 若 為 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 工 具 鋼 ， 則 在 牌 號(hào) 后面 標(biāo) 以 字 母 A， 如 T12A表 示 平 均 含 碳 質(zhì)

18、 量 分 數(shù) 為 1.20%的 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 工 具 鋼 。 用 途 ： 主 要 用 于 制 造 刃 具 、 模 具 、 量 具 以 及 其 他 工 具 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼合 金 鋼 ： 為 了 改 善 鋼 的 性 能 ， 特 意 加 入 其 他 合 金 元 素 的 鋼 。 常 用 的 合 金 元 素 有 硅 、 錳 、 鉻 、鎳 、 鎢 、 釩 、 鈷 、 鉛 、 鈦 和 稀 土 金 屬 等 。 1.合 金 鋼 的 分 類 （ 1） 按 用 途 分 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 ： 主 要 用 于 制 造 重 要 的 機(jī) 器

19、零 件 和 工 程 結(jié) 構(gòu) 件 。 合 金 工 具 鋼 ： 只 要 用 于 制 造 重 要 的 刃 具 、 量 具 和 模 具 。 特 殊 性 能 鋼 ： 具 有 某 種 特 殊 物 理 、 化 學(xué) 性 能 的 鋼 ， 如 不 銹 鋼 、 耐 熱 鋼 、 耐 磨 鋼 等 。 （ 2） 按 所 含 合 金 元 素 總 含 量 分 低 合 金 鋼 合 金 元 素 總 含 量 5% 中 合 金 鋼 合 金 元 素 總 含 量 5 10% 高 合 金 鋼 合 金 元 素 總 含 量 10% 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼2.合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼合 金

20、 結(jié) 構(gòu) 鋼 按 用 途 可 分 為 ： 低 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 和 機(jī) 械 制 造 用 鋼 兩 大 類 。 （ 1） 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 牌 號(hào) 表 示 方 法 ：合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 的 牌 號(hào) 采 用 兩 位 數(shù) 字 （ 表 示 平 均 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 萬(wàn) 分 之 幾 ） +元 素 符 號(hào) （ 表 示 鋼 中 含 有 主 要 合 金 元 素 ） +數(shù) 字 （ 表 示 合 金 元 素 含 量 ， 凡 合 金 元 素 含 量 1.5%時(shí) 不 標(biāo) 出 ； 如 果 平均 含 量 為 1.5 2.5%時(shí) ， 則 標(biāo) 為 2； 如 果 平 均 含 量 為 2.5 3.5%時(shí) 標(biāo) 為 3； 以

21、此 類 推 ） 。（ 2） 低 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 低 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 雖 然 是 一 種 低 碳 、 低 合 金 的 鋼 ， 但 具 有 高 的 屈 服 強(qiáng) 度 和 良 好 的 塑 性 和 韌 性 ， 具有 良 好 的 焊 接 性 和 一 定 的 耐 蝕 性 ， 因 此 廣 泛 用 于 橋 梁 、 船 舶 、 車 輛 等 領(lǐng) 域 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼（ 3） 機(jī) 械 制 造 用 鋼 合 金 滲 碳 鋼 ： 指 用 于 制 造 滲 碳 零 件 的 鋼 。 合 金 滲 碳 鋼 的 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) WC=0.10 0.

22、25%， 加 入 合 金 元 素 主 要 有 鉻 （ WCr 2%） 、 鎳（ WNi 4%） 、 錳 （ WMn 2%） 等 ， 經(jīng) 過(guò) 滲 碳 后 ， 再 進(jìn) 行 淬 火 +低 溫 回 火 ， 從 而 達(dá) 到 表 面高 硬 度 、 高 耐 磨 性 和 心 部 高 強(qiáng) 度 并 有 足 夠 韌 性 。 20CrMnTi是 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 合 金 滲 碳 鋼 。 合 金 調(diào) 質(zhì) 鋼合 金 調(diào) 質(zhì) 鋼 ： 一 般 指 經(jīng) 過(guò) 調(diào) 質(zhì) 處 理 （ 淬 火 +高 溫 回 火 ） 后 使 用 的 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 ， 合 金 調(diào) 質(zhì) 鋼 的基 本 性 能 是 具 有 良 好 的 綜 合 力 學(xué)

23、 性 能 。 合 金 調(diào) 質(zhì) 鋼 的 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 一 般 在 0.250.50%之 間 ，主 加 合 金 元 素 有 鉻 、 鎳 、 錳 、 硅 等 ， 以 增 加 淬 透 性 ， 同 時(shí) 還 能 起 固 溶 強(qiáng) 化 作 用 。用 途 ： 用 于 制 造 重 載 作 用 下 同 時(shí) 承 受 沖 擊 載 荷 作 用 的 一 些 重 要 零 件 。 一 般 的 熱 處 理 方 法 是 淬火 后 高 溫 回 火 ， 如 果 除 要 求 材 料 具 有 良 好 的 綜 合 力 學(xué) 性 能 外 還 要 求 表 面 層 有 良 好 的 耐 磨 性 ，對(duì) 調(diào) 質(zhì) 處 理 零 件 還 要 進(jìn) 行

24、表 面 淬 火 及 低 溫 回 火 處 理 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼（ 3） 機(jī) 械 制 造 用 鋼 合 金 彈 簧 鋼定 義 ： 合 金 彈 簧 鋼 是 用 于 制 造 各 種 彈 簧 的 專 用 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 。基 本 性 能 ： 是 具 有 高 的 彈 簧 極 限 、 高 疲 勞 強(qiáng) 度 ， 足 夠 的 塑 性 和 韌 性 ， 良 好 的 表 面 質(zhì) 量 。合 金 彈 簧 鋼 的 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 一 般 在 0. 5%0.7%之 間 。 用 途 ： 合 金 彈 簧 鋼 主 要 適 用 于 各 種 機(jī) 構(gòu) 和 儀

25、 表 、 彈 性 元 件 。 熱 處 理 方 法 ： 淬 火 后 進(jìn) 行 中 溫 回 火 處 理 。 滾 動(dòng) 軸 承 鋼定 義 ： 滾 動(dòng) 軸 承 鋼 是 制 造 各 種 滾 動(dòng) 軸 承 的 滾 動(dòng) 體 和 內(nèi) 外 套 圈 的 專 用 鋼 ?；?本 性 能 ： 是 具 有 高 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 、 高 硬 度 和 高 耐 磨 性 ， 高 的 彈 性 極 限 和 一 定 的 沖 擊 韌性 ， 并 有 一 定 的 抗 蝕 性 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼（ 3） 機(jī) 械 制 造 用 鋼 滾 動(dòng) 軸 承 鋼用 途 ： 常 用 于

26、制 造 刃 具 、 冷 沖 模 具 、 量 具 以 及 性 能 要 求 與 滾 動(dòng) 軸 承 相 似 的 零 件 。熱 處 理 方 法 ： 球 化 退 火 、 淬 火 和 低 溫 回 火 。 牌 號(hào) ： 為 表 示 鋼 的 用 途 在 鋼 號(hào) 前 冠 以 漢 語(yǔ) 拼 音 ， 而 不 標(biāo) 出 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) ， 鉻 的 含 量 用 千 分 之幾 表 示 ， 其 余 元 素 含 量 仍 與 其 他 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 表 示 方 法 相 同 。 如 GCr15表 示 為 含 鉻 質(zhì) 量 分 數(shù) 為1.5%的 滾 動(dòng) 軸 承 鋼 。 GCr15SiMn表 示 含 鉻 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 1.5

27、%， 含 硅 、 錳 質(zhì) 量 分 數(shù) 均 小 于 1.5%的滾 動(dòng) 軸 承 鋼 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼 3.合 金 工 具 鋼 定 義 ： 合 金 工 具 鋼 是 在 碳 素 工 具 鋼 的 基 礎(chǔ) 上 ， 為 改 善 性 能 ， 再 加 入 適 量 的 合 金 元 素 的 鋼 。 基 本 性 能 ： 比 碳 素 工 具 鋼 具 有 更 高 硬 度 、 耐 磨 性 、 更 好 的 淬 透 性 、 紅 硬 性 和 回 火 穩(wěn) 定 性 等 。 用 途 ： 可 以 制 造 截 面 大 、 形 狀 復(fù) 雜 、 性 能 要 求 高 的 工

28、 具 。分 類 ： 合 金 工 具 鋼 按 用 途 可 分 為 刃 具 鋼 、 模 具 鋼 和 量 具 鋼 。 （ 1） 合 金 工 具 鋼 的 牌 號(hào)一 位 數(shù) 字 （ 表 示 平 均 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 的 千 分 數(shù) ） +元 素 符 號(hào) （ 表 示 鋼 中 含 有 主 要 合 金 元 素 ） +數(shù) 字 （ 表 示 合 金 元 素 含 量 ， 表 示 方 法 與 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 相 同 ） 。如 9SiCr表 示 其 中 平 均 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 0.9%， Si、 Cr的 質(zhì) 量 分 數(shù) 都 小 于 1.5%的 合 金 工 具 鋼 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.

29、2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼3.合 金 工 具 鋼 (2)刃 具 鋼 低 合 金 刃 具 鋼定 義 ： 低 合 金 刃 具 鋼 是 在 碳 素 鋼 的 基 礎(chǔ) 上 加 入 少 量 合 金 元 素 （ 一 般 為 3% 5%） 形 成 的 鋼 。 基 本 性 能 ： 硬 度 、 耐 磨 性 、 強(qiáng) 度 和 淬 透 性 都 比 碳 素 工 具 鋼 好 。用 途 ： 主 要 適 宜 于 制 造 形 狀 復(fù) 雜 、 尺 寸 較 大 、 切 削 用 量 較 大 的 刀 具 ， 如 車 刀 、 刨 刀 、 鉆頭 、 鉸 刀 等 。 常 用 熱 處 理 的 方 法 ： 球 化 退 火 、

30、 淬 火 加 低 溫 回 火 。 高 速 鋼 定 義 ： 高 速 鋼 是 一 種 紅 硬 性 、 耐 磨 性 較 高 的 高 合 金 工 具 鋼 。 基 本 性 能 ： 紅 硬 性 高 達(dá) 6000C， 有 高 的 強(qiáng) 度 、 硬 度 、 耐 磨 性 和 淬 透 性 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼3.合 金 工 具 鋼(2)刃 具 鋼 高 速 鋼用 途 ： 主 要 適 宜 于 制 造 切 削 速 度 較 高 的 刃 具 （ 如 車 刀 、 鉆 頭 等 ） 和 形 狀 復(fù) 雜 、 負(fù) 載 較 重 的成 形 刀 具 （ 如 銑 刀 、 拉

31、刀 等 ） 。 此 外 高 速 鋼 還 可 用 于 制 造 冷 沖 模 、 冷 擠 壓 模 以 及 某 些 耐 磨 零 件 。 常 用 的 高 速 鋼 有 鎢 系 高 速 鋼 ， 如 W18Cr4V； 鉬 系 高 速 鋼 ， 如 W6Mo5Cr4V2等 。(3)模 具 鋼定 義 ： 主 要 用 來(lái) 制 造 各 種 模 具 的 鋼 稱 為 模 具 鋼 。 冷 變 形 模 具 鋼用 于 制 造 冷 態(tài) 金 屬 成 形 的 鋼 稱 為 冷 變 形 模 具 鋼 。 如 冷 沖 模 、 冷 壓 模 等 。 冷 變 形 模 具 鋼 的 性能 特 點(diǎn) 是 高 的 硬 度 和 高 耐 磨 性 ， 具 有 足

32、夠 的 強(qiáng) 度 、 韌 性 和 疲 勞 強(qiáng) 度 。常 用 的 冷 變 形 模 具 鋼 有 9SiCr、 Cr12和 Cr12MoV等 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼3.合 金 工 具 鋼 熱 變 形 模 具 鋼用 于 制 造 使 金 屬 在 高 溫 下 成 形 的 模 具 。 如 熱 鍛 模 、 壓 鑄 模 等 。 性 能 特 點(diǎn) 是 在 高 溫 下 能 保 持足 夠 的 強(qiáng) 度 、 韌 性 和 耐 磨 性 ， 以 及 較 高 的 抗 熱 疲 勞 性 和 導(dǎo) 熱 性 。其 最 終 熱 處 理 一 般 為 淬 火 后 中 溫 或 高 溫

33、回 火 。 目 前 常 采 用 5CrMnMo和 5CrNiMo制 作 熱 鍛 模 ， 采 用 了 3Cr2W8制 作 熱 擠 壓 模 等 。（ 4） 合 金 量 具 鋼定 義 ： 合 金 量 具 鋼 是 用 于 制 造 測(cè) 量 工 具 （ 如 游 標(biāo) 卡 尺 、 千 分 尺 、 塞 規(guī) 、 量 規(guī) 等 ） 的 鋼 。主 要 性 能 ： 高 硬 度 、 高 耐 磨 性 、 高 的 尺 寸 穩(wěn) 定 性 和 足 夠 的 韌 性 。一 般 采 用 微 變 形 鋼 制 造 精 度 要 求 較 高 的 量 具 ， 如 CrWMn、 CrMn、 GCr15等 。 一 般 的 量 具 可 以 用 碳 素 工

34、 具 鋼 、 合 金 工 具 鋼 和 滾 珠 軸 承 鋼 來(lái) 制 造 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼 4.特 殊 性 能 鋼 定 義 ： 特 殊 性 能 鋼 是 指 具 有 特 殊 物 理 、 化 學(xué) 性 能 的 鋼 。（ 1） 不 銹 耐 酸 鋼不 銹 耐 酸 鋼 是 指 在 腐 蝕 介 質(zhì) 中 具 有 高 的 抗 腐 蝕 能 力 的 鋼 ， 又 稱 為 不 銹 鋼 。 常 用 的 不 銹 鋼 主 要 有 鉻 不 銹 鋼 和 鉻 鎳 不 銹 鋼 。 鉻 不 銹 鋼用 途 ： 鉻 不 銹 鋼 主 要 用 于 制 造 在 海 水 、 蒸

35、氣 、 酸 性 環(huán) 境 下 工 作 的 零 件 。常 見(jiàn) 牌 號(hào) ： 1Cr13、 2Cr13、 3Cr13和 4Cr13， 常 稱 為 Cr13型 不 銹 鋼 。常 用 的 熱 處 理 方 法 ： 淬 火 +低 溫 回 火 。用 途 ： 1Cr13、 2Cr13適 于 制 造 汽 輪 機(jī) 葉 片 、 水 壓 機(jī) 閥 等 。 3Cr13、 4Cr13適 于 制 造 彈 簧 、 醫(yī) 療 器 械 及 在 弱 腐 蝕 條 件 下 工 作 而 要 求 高 強(qiáng) 度 的 耐 蝕 零 件 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼4.特 殊 性 能 鋼 鉻 鎳

36、不 銹 鋼定 義 ： 鉻 鎳 不 銹 鋼 主 要 用 于 制 造 在 強(qiáng) 腐 蝕 介 質(zhì) （ 硝 酸 、 磷 酸 、 有 機(jī) 酸 及 堿 水 溶 液 等 ） 中 工 作 的 設(shè) 備 。常 見(jiàn) 的 牌 ： 0Cr18Ni9 、 1Cr18Ni9。 用 途 ： 適 于 制 造 吸 收 塔 、 貯 槽 、 管 道 及 容 器 等 。（ 2） 耐 熱 鋼鋼 的 耐 熱 性 是 高 溫 抗 氧 化 性 和 高 溫 強(qiáng) 度 的 總 稱 。 耐 熱 鋼 通 常 分 為 抗 氧 化 鋼 和 熱 強(qiáng) 鋼 。 抗 氧 化 鋼 主 要 用 于 如 加 熱 爐 底 板 、 滲 碳 箱 等 的 零 件 ， 常 用 牌

37、號(hào) 有 4Cr9Si2、 1Cr13SiAl。 熱 強(qiáng) 鋼主 要 適 用 于 高 溫 強(qiáng) 度 的 汽 油 機(jī) 、 柴 油 機(jī) 的 排 氣 閥 、 汽 輪 機(jī) 葉 片 、 轉(zhuǎn) 子 等 。 常 見(jiàn) 牌 號(hào) 有15CrMo、 4Cr14Ni4WMo。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.2 合 金 鋼4.特 殊 性 能 鋼 （ 3） 耐 磨 鋼定 義 ： 耐 磨 鋼 是 指 在 強(qiáng) 烈 沖 擊 載 荷 下 發(fā) 生 沖 擊 硬 化 ， 從 而 獲 得 很 高 的 耐 磨 性 的 高 錳 鋼 。牌 號(hào) ： 這 種 鋼 基 本 上 都 是 鑄 造 成 型 的 。 因 而

38、鋼 號(hào) 寫 成 ZGMn13即 鑄 造 高 錳 鋼 。用 途 ： 主 要 用 于 制 造 鐵 路 道 岔 、 坦 克 覆 帶 、 挖 土 機(jī) 鏟 齒 等 。 3.2.3 鑄 鐵 定 義 ： 鑄 鐵 是 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 大 于 2.11%的 鐵 碳 合 金 。 分 類 ： 根 據(jù) 碳 在 鑄 鐵 中 的 存 在 形 式 和 形 態(tài) 不 同 ， 鑄 鐵 可 分 為 ： 白 口 鑄 鐵 、 灰 鑄 鐵 、 可 鍛 鑄鐵 、 蠕 墨 鑄 鐵 和 球 墨 鑄 鐵 。 1.灰 鑄 鐵 定 義 ： 灰 鑄 鐵 中 的 碳 主 要 以 片 狀 石 墨 的 形 式 存 在 ， 斷 口 呈 暗 灰 色 ，

39、 故 稱 灰 鑄 鐵 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.3 鑄 鐵1.灰 鑄 鐵 牌 號(hào) ： 以 “ HT加 數(shù) 字 組 成 ” 表 示 ， 其 中 “ HT”是 “ 灰 ” 與 “ 鐵 ” 的 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 表 示 灰 口鑄 鐵 ， 數(shù)字 表 示 其 最 低 的 抗 拉 強(qiáng) 度 。 如 HT100表 示 最 低 抗 拉 強(qiáng) 度 為 100MPa的 灰 鑄 鐵 。 熱 處 理 可 以 改變 灰 鑄 鐵 的 基 體 組 織 ， 但 不 能 改 變 其 石 墨 形 態(tài) 和 分 布 ， 因 而 對(duì) 提 高 灰 鑄 鐵 的 力 學(xué) 性 能 作 用不 大

40、 。 2.可 鍛 鑄 鐵鑄 鐵 中 石 墨 呈 緊 密 的 團(tuán) 絮 狀 ， 它 是 用 白 口 鑄 鐵 經(jīng) 長(zhǎng) 期 退 火 后 獲 得 的 。 由 于 石 墨 呈 團(tuán) 絮 狀 ，大 大 減 輕 了 對(duì) 基 體 的 割 裂 作 用 。 因 此 這 種 鑄 鐵 強(qiáng) 度 較 高 ， 韌 性 好 。 并 由 此 得 名 “ 可 鍛 ” ，但 實(shí) 際 上 并 不 可 鍛 。分 類 ： 可 鍛 鑄 鐵 有 黑 心 可 鍛 鑄 鐵 和 珠 光 體 可 鍛 鑄 鐵 。牌 號(hào) ： 由 “ KTH”、 “ KTZ”及 后 面 的 兩 組 數(shù) 字 組 成 。 其 中 “ KT”是 “ 可 鐵 ” 二 字 的 漢 語(yǔ)

41、 拼音 字 首 ， “ H”表 示 黑 心 ， “ Z”表 示 以 珠 光 體 為 基 體 。 其 后 兩 組 數(shù) 字 分 別 表 示 最 低 抗 拉 強(qiáng) 度 b和最 低 延 伸 率 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.3 鑄 鐵3.球 墨 鑄 鐵球 墨 鑄 鐵 在 澆 注 之 前 ， 往 鐵 水 中 加 入 一 定 量 的 球 化 劑 （ 稀 土 鎂 合 金 等 ） 和 孕 育 劑 （ 硅 鐵 或硅 鈣 合 金 ） ， 使 鑄 鐵 中 的 石 墨 呈 球 狀 析 出 的 鑄 鐵 。性 能 ： 球 墨 鑄 鐵 的 力 學(xué) 性 能 比 灰 鑄 鐵 和 可 鍛

42、 鑄 鐵 都 高 ， 其 抗 拉 強(qiáng) 度 、 塑 性 、 韌 性 與 相 應(yīng) 基體 組 織 的 鑄 鋼 相 近 ， 而 成 本 接 近 于 灰 鑄 鐵 ， 并 保 留 了 灰 鑄 鐵 的 優(yōu) 良 性 能 。用 途 ： 球 墨 鑄 鐵 一 出 現(xiàn) 就 得 到 了 廣 泛 的 使 用 。 如 柴 油 機(jī) 曲 軸 、 減 速 箱 齒 輪 以 及 軋 鋼 機(jī) 軋 輥 等 。牌 號(hào) ： 由 “ QT”及 后 面 的 兩 組 數(shù) 字 組 成 。 “ QT”表 示 “ 球 鐵 ” 兩 字 的 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 ， 后 面的 兩 組 數(shù) 字 分 別 表 示 最 低 抗 拉 強(qiáng) 度 b和 最 低 延 伸

43、率 。熱 處 理 ： 球 墨 鑄 鐵 可 以 采 用 不 同 的 熱 處 理 工 藝 ， 改 變 其 基 體 組 織 ， 從 而 改 變 球 墨 鑄 鐵 的 力學(xué) 性 能 。 經(jīng) 退 火 處 理 ， 提 高 球 墨 鑄 鐵 的 塑 性 和 韌 性 ， 改 善 切 削 加 工 性 能 ， 消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 ； 經(jīng)正 火 處 理 ， 提 高 球 墨 鑄 鐵 的 強(qiáng) 度 和 耐 磨 性 ； 經(jīng) 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 獲 得 較 好 的 綜 合 力 學(xué) 性 能 ； 經(jīng) 高溫 淬 火 ， 球 墨 鑄 鐵 獲 得 高 強(qiáng) 度 、 高 硬 度 ， 又 有 高 韌 性 的 較 高 綜 合 性 能 。 第 3章

44、 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料 3.2.4 有 色 金 屬 及 合 金1.鋁 及 鋁 合 金（ 1） 純 鋁純 鋁 是 銀 白 色 金 屬 ， 主 要 的 性 能 特 點(diǎn) 是 密 度 小 ， 導(dǎo) 電 性 和 導(dǎo) 熱 性 高 ， 抗 大 氣 腐 蝕 性 能 好 ，塑 性 好 ， 無(wú) 鐵 磁 性 。 因 此 適 宜 制 作 要 求 導(dǎo) 電 的 電 線 、 電 纜 ， 以 及 具 有 導(dǎo) 熱 和 耐 大 氣 腐 蝕 而對(duì) 強(qiáng) 度 要 求 不 高 的 某 些 制 品 。 牌 號(hào) ： 純 鋁 代 號(hào) 用 1 系 列 表 示 。 牌 號(hào) 的 最 后 兩 位 數(shù) 字 表 示 最 低

45、鋁 的 百 分 含 量 ， 牌 號(hào)第 二 位 的 字 母 表 示 原 始 純 鋁 的 改 型 情 況 ： A為 原 始 純 鋁 ， BY為 其 改 型 。 例 如 1A35表 示=99.35%的 純 鋁 。工 業(yè) 高 純 鋁 純 度 可 達(dá) =99.00% =99.80%， 這 類 鋁 主 要 用 于 制 成 管 、 棒 、 線 等 型 材 以 及 配制 鋁 合 金 的 原 料 。（ 2） 鋁 合 金鋁 合 金 分 為 變 形 鋁 合 金 和 鑄 造 鋁 合 金 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.4 有 色 金 屬 及 合 金（ 2） 鋁 合 金 變 形

46、 鋁 合 金分 類 ： 按 其 主 要 性 能 和 用 途 分 為 防 銹 鋁 合 金 、 硬 鋁 合 金 、 超 硬 鋁 合 金 和 鍛 鋁 合 金 。牌 號(hào) ： 用 2 8 系 列 表 示 。 牌 號(hào) 第 一 位 數(shù) 字 表 示 鋁 合 金 的 組 別 見(jiàn) 表 3.12。 牌號(hào) 的 最 后 兩 位 數(shù) 用 來(lái) 區(qū) 分 同 一 組 中 不 同 的 鋁 合 金 。 第 二 位 字 母 表 示 原 始 鋁 合 金 的 改 型 情 況 ：A為 原 始 鋁 合 金 ， 其 他 為 原 始 鋁 合 金 的 改 型 合 金 。 鑄 造 鋁 合 金分 類 ： 根 據(jù) 化 學(xué) 成 分 不 同 可 分 為 鋁

47、 硅 系 、 鋁 銅 系 、 鋁 鎂 系 和 鋁 鋅 系 等 合 金 。性 能 ： 鑄 造 鋁 合 金 具 有 優(yōu) 良 的 鑄 造 性 能 和 抗 蝕 性 。用 途 ： 常 用 于 制 造 輕 質(zhì) 、 耐 蝕 、 形 狀 復(fù) 雜 的 零 件 ， 如 活 塞 儀 表 外 殼 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 缸 體 等 。牌 號(hào) ： 以 “ Z”（ “ 鑄 ” 字 的 漢 語(yǔ) 拼 音 第 一 個(gè) 字 母 ） 為 首 ， 后 加 鋁 的 元 素 符 號(hào) ， 再 加 主 要 添加 元 素 符 號(hào) 及 其 百 分 含 量 來(lái) 表 示 。 例 如 ZAlSi9Mg表 示 =9%， =1%， 其 余 為 鋁 的 鑄 造 鋁

48、 合 金 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料 3.2.4 有 色 金 屬 及 合 金2.銅 及 銅 合 金（ 1） 工 業(yè) 純 銅工 業(yè) 純 銅 呈 玫 瑰 紅 色 ， 表 面 氧 化 膜 是 紫 色 ， 故 稱 紫 銅 。 其 純 度 為 99.5 99.95%。 主 要 用 于制 作 導(dǎo) 電 材 料 及 配 制 銅 合 金 的 原 料 。牌 號(hào) ： 工 業(yè) 純 銅 用 “ T”和 數(shù) 字 表 示 。 “ T”表 示 “ 銅 ” 字 母 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 ， 數(shù) 字 表 示 順 序 號(hào) 。 順 序 號(hào) 越 大 ， 雜 質(zhì) 含 量 越 高 。 常 見(jiàn) 牌

49、號(hào) 有 T1、 T2、 T3和 T4。（ 2） 銅 合 金 黃 銅黃 銅 是 以 鋅 為 主 加 元 素 的 銅 合 金 。a.普 通 黃 銅 ： 普 通 黃 銅 是 銅 和 鋅 的 合 金 。牌 號(hào) ： 用 “ 黃 ” 字 漢 語(yǔ) 拼 音 字 母 的 字 首 “ H”加 數(shù) 字 表 示 。 數(shù) 字 表 示 平 均 含 銅 質(zhì) 量 分 數(shù) 的 百分 數(shù) 。 如 H70表 示 平 均 含 銅 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 70%， 含 鋅 量 為 30%的 普 通 黃 銅 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.4 有 色 金 屬 及 合 金常 用 的 牌 號(hào) 用 途 ：

50、 H80， 顏 色 是 美 麗 的 黃 金 色 ， 又 稱 金 黃 銅 ， 可 作 裝 飾 品 ； H70又 稱 三 七黃 銅 ， 它 具 有 較 好 的 塑 性 和 冷 成 型 性 ， 用 于 制 造 彈 殼 、 散 熱 器 等 ， 故 又 稱 為 彈 殼 黃 銅 ；H62又 稱 四 六 黃 銅 ， 是 普 通 黃 銅 中 強(qiáng) 度 最 高 的 一 種 ， 主 要 用 于 制 造 彈 簧 、 墊 圈 、 金 屬 網(wǎng) 等 。b.特 殊 黃 銅 ： 在 普 通 黃 銅 中 再 加 入 其 它 合 金 元 素 所 組 成 的 銅 合 金 ， 稱 為 特 殊 黃 銅 。 常 加入 的 元 素 有 鉛

51、、 錫 、 鋁 、 錳 、 硅 等 ， 相 應(yīng) 地 可 稱 這 些 特 殊 黃 銅 為 鉛 黃 銅 、 錫 黃 銅 、 鋁 黃 銅 、錳 黃 銅 和 硅 黃 銅 。 加 入 合 金 元 素 提 高 了 黃 銅 的 強(qiáng) 度 、 耐 蝕 性 和 改 善 工 藝 性 。 牌 號(hào) ： 由 “ H”與 主 加 合 金 元 素 符 號(hào) 、 銅 含 量 百 分 數(shù) 、 合 金 元 素 含 量 百 分 數(shù) 組 成 。 如HPb591表 示 含 銅 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 59%， 含 鉛 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 1%， 其 余 為 鋅 的 鉛 黃 銅 。常 用 的 牌 號(hào) 用 途 ： 鉛 黃 銅 （ HPb591）

52、主 要 用 于 制 造 大 型 軸 套 、 墊 圈 等 ； 錳 黃 銅（ HMn582） 主 要 用 于 制 造 在 腐 蝕 條 件 下 工 作 的 零 件 ， 如 氣 閥 、 滑 閥 等 。 青 銅青 銅 是 指 除 黃 銅 和 白 銅 以 外 ， 其 余 的 銅 合 金 的 統(tǒng) 稱 。 按 其 化 學(xué) 成 分 可 分 為 錫 青 銅 和 無(wú) 錫 青銅 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.4 有 色 金 屬 及 合 金青 銅 的 牌 號(hào) ： 由 “ Q”， 主 加 元 素 符 號(hào) 及 其 含 量 百 分 數(shù) ， 其 他 元 素 的 含 量 百 分 數(shù) 組

53、 成 。 如QSn43表 示 含 錫 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 4%， 其 他 元 素 為 3%， 其 余 為 銅 的 錫 青 銅 。 3.軸 承 合 金定 義 ： 在 滑 動(dòng) 軸 承 中 ， 制 造 軸 瓦 或 內(nèi) 襯 的 合 金 稱 為 軸 承 合 金 。牌 號(hào) ： 由 “ Z”（ “ 鑄 ” 字 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 ） 。 基 體 金 屬 元 素 ， 主 要 金 屬 元 素 符 號(hào) 和 各 主 要 合 金 元 素 平 均 的 百 分 數(shù) 組 成 。分 類 ： 常 用 的 軸 承 合 金 有 錫 基 、 鉛 基 、 鋁 基 軸 承 合 金 。3.2.5 硬 質(zhì) 合 金定 義 ： 硬 質(zhì) 合

54、金 是 指 以 一 種 或 幾 種 難 溶 碳 化 物 （ 如 碳 化 鎢 、 碳 化 鈦 等 ） 的 粉 末 為 主 要 成分 ， 加 入 起 粘 結(jié) 作 用 的 金 屬 鈷 粉 末 ， 用 粉 末 冶 金 方 法 制 作 的 材 料 。性 能 特 點(diǎn) ： 硬 度 高 、 紅 硬 性 好 、 耐 磨 性 好 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.5 硬 質(zhì) 合 金分 類 ： 常 用 硬 質(zhì) 合 金 按 成 分 和 性 能 特 點(diǎn) 分 為 鎢 鈷 類 硬 質(zhì) 合 金 ， 鎢 鈦 鈷 類 硬 質(zhì) 合 金 ， 鈷 鈦 鉭（ 鈮 ） 類 硬 質(zhì) 合 金 。1.鎢

55、鈷 類 硬 質(zhì) 合 金主 要 成 分 ： 碳 化 鎢 （ WC） 和 粘 接 劑 （ Co） 。牌 號(hào) ： “ YG”（ “ 硬 、 鈷 ” 兩 字 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 ） 和 平 均 含 鈷 量 的 百 分 數(shù) 組 成 。 例 如 ， YG8 表 示 平 均 WCo=8%， 其 余 為 碳 化 鎢 的 鎢 鈷 類 硬 質(zhì) 合 金 。用 途 ： YG類 合 金 適 合 于 加 工 脆 性 材 料 。2.鎢 鈦 鈷 類 硬 質(zhì) 合 金主 要 成 分 ： 碳 化 鎢 （ WC） 、 碳 化 鈦 （ TiC） 和 鈷 （ Co） 。牌 號(hào) ： “ YT”（ “ 硬 、 鈦 ” 兩 字 漢 語(yǔ) 拼

56、 音 字 首 ） 和 碳 化 鈦 平 均 含 量 的 百 分 數(shù) 。 例 如 YT15表示 平 均 WTiC=15%， 其 余 為 碳 化 鎢 和 鈷 含 量 的 鎢 鈦 鈷 類 硬 質(zhì) 合 金 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.2 常 用 金 屬 材 料3.2.5 硬 質(zhì) 合 金2.鎢 鈦 鈷 類 硬 質(zhì) 合 金用 途 ： YT類 合 金 適 合 于 加 工 塑 性 材 料 。 同 一 類 硬 質(zhì) 合 金 中 ， 含 鈷 量 較 高 的 適 宜 制 造 粗 加工 刃 具 ； 含 鈷 量 低 的 適 宜 制 造 精 加 工 刃 具 。3.鎢 鈦 鉭 （ 鈮 ） 類 硬 質(zhì) 合 金主 要

57、成 分 ： 碳 化 鎢 、 碳 化 鈦 、 碳 化 鉭 （ 或 碳 化 鈮 ） 及 鈷 。 牌 號(hào) ： 由 “ YW”（ “ 硬 、 萬(wàn) ” 兩 字 漢 語(yǔ) 拼 音 字 首 ） 加 順 序 號(hào) 組 成 。 如 YW1。用 途 ： 它 適 用 于 切 削 各 種 鋼 材 ， 特 別 對(duì) 于 切 削 不 銹 鋼 、 耐 熱 鋼 、 高 錳 鋼 等 難 加 工 的 鋼 材 ，效 果 較 好 。 它 也 可 以 代 替 YG類 硬 質(zhì) 合 金 加 工 鑄 鐵 等 脆 性 材 料 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.3 鋼 熱 處 理定 義 ： 熱 處 理 是 采 用 適 當(dāng) 的 方 式 對(duì) 金 屬

58、 材 料 或 工 件 進(jìn) 行 加 熱 、 保 溫 和 冷 卻 以 獲 得 預(yù) 期 的 組織 結(jié) 構(gòu) 與 性 能 的 工 藝 。熱 處 理 工 藝 的 分 類 ： 根 據(jù) 加 熱 和 冷 卻 方 法 不 同 ， 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 常 用 的 熱 處 理 工 藝 大 致 可 分 為 ：普 通 熱 處 理 （ 退 火 、 正 火 、 淬 火 、 回 火 ） 、 表 面 熱 處 理 （ 表 面 淬 火 、 化 學(xué) 熱 處 理 ） 。3.3.1 退 火 與 正 火1.鋼 的 退 火 定 義 ： 退 火 是 將 工 件 加 熱 到 適 當(dāng) 溫 度 ， 保 持 一 定 時(shí) 間 ， 然 后 緩 慢 冷 卻

59、的 熱 處 理 工 藝 。目 的 ：（ 1） 降 低 硬 度 ， 提 高 塑 性 ， 改 善 切 削 加 工 和 壓 力 加 工 性 能 ；（ 2） 細(xì) 化 晶 粒 ， 改 善 內(nèi) 部 組 織 和 性 能 ；（ 3） 為 以 后 的 熱 處 理 作 準(zhǔn) 備 。分 類 ： 成 分 和 退 火 目 的 的 不 同 ， 退 火 可 分 為 完 全 退 火 、 等 溫 退 火 、 球 化 退 火 、 均 勻 化 退 火 、去 應(yīng) 力 退 火 等 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.3 鋼 的 熱 處 理2.鋼 的 正 火定 義 ： 正 火 是 將 工 件 加 熱 奧 氏 體 化 后 在 空 氣 中

60、 冷 卻 的 熱 處 理 工 藝 。目 的 ： 正 火 目 的 與 退 火 目 的 基 本 相 同 。 正 火 的 應(yīng) 用 與 退 火 一 樣 ， 一 般 作 為 預(yù) 備 熱 處 理 。 對(duì)合 金 調(diào) 質(zhì) 鋼 ， 正 火 獲 得 均 勻 而 細(xì) 密 的 組 織 ， 為 調(diào) 質(zhì) 處 理 做 好 了 組 織 準(zhǔn) 備 ； 對(duì) 共 析 鋼 ， 正 火可 消 除 網(wǎng) 狀 滲 碳 體 ， 為 球 化 退 火 做 好 組 織 準(zhǔn) 備 ； 對(duì) 低 碳 鋼 或 低 碳 合 金 鋼 ， 正 火 可 細(xì) 化 晶粒 ， 提 高 硬 度 ， 改 善 切 削 加 工 性 ； 對(duì) 性 能 要 求 不 高 的 零 件 ， 以

61、 及 一 些 大 型 或 形 狀 復(fù) 雜 的 零件 ， 淬 火 容 易 開(kāi) 裂 ， 也 用 正 火 作 為 最 終 熱 處 理 。 3.3.2 鋼 的 淬 火 定 義 ： 淬 火 是 將 工 件 加 熱 奧 氏 體 化 后 以 適 當(dāng) 方 式 冷 卻 獲 得 馬 氏 體 或 貝 氏 體 組 織 的 熱 處 理 工藝 。目 的 ： 得 到 馬 氏 體 或 貝 氏 體 組 織 ， 提 高 鋼 的 強(qiáng) 度 、 硬 度 和 耐 磨 性 。淬 火 常 見(jiàn) 的 冷 卻 介 質(zhì) 有 ： 水 、 鹽 水 和 礦 物 油 。常 用 的 淬 火 方 法 有 ： 單 介 質(zhì) 淬 火 、 雙 介 質(zhì) 淬 火 、 分

62、級(jí) 淬 火 、 等 溫 淬 火 。淬 火 與 回 火 配 合 ， 能 大 大 提 高 鋼 的 力 學(xué) 性 能 ， 所 以 淬 火 是 強(qiáng) 化 鋼 材 的 重 要 熱 處 理 工 藝 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.3 鋼 的 熱 處 理淬 硬 性 ： 是 指 鋼 經(jīng) 淬 火 后 能 達(dá) 到 的 最 高 硬 度 。 主 要 取 決 于 鋼 中 的 碳 含 量 ， 碳 含 量 越 高 ， 獲得 的 硬 度 越 高 。淬 透 性 ： 是 指 鋼 經(jīng) 淬 火 獲 得 淬 硬 層 深 度 的 能 力 ， 淬 透 性 越 好 ， 淬 硬 層 越 厚 。 淬 透 性 主 要 取決 于 鋼 的 化 學(xué)

63、 成 分 和 淬 火 冷 卻 方 式 。注 意 ： 一 般 合 金 鋼 淬 透 性 高 于 碳 素 鋼 ， 而 含 碳 質(zhì) 量 分 數(shù) 相 同 的 碳 素 鋼 與 合 金 鋼 淬 硬 性 基 本相 同 。3.3.3 鋼 的 回 火 定 義 ： 回 火 是 將 淬 火 鋼 重 新 加 熱 到 低 于 7270C的 某 一 溫 度 ， 保 溫 一 定 時(shí) 間 ， 然 后 空 冷 到 室溫 的 熱 處 理 工 藝 ?；?火 的 目 的 是 ：（ 1） 消 除 殘 余 應(yīng) 力 ， 防 止 變 形 和 開(kāi) 裂 。（ 2） 調(diào) 整 工 件 硬 度 、 強(qiáng) 度 、 塑 性 和 韌 性 ， 達(dá) 到 使 用 性

64、 能 要 求 。（ 3） 穩(wěn) 定 組 織 與 尺 寸 ， 保 證 精 度 。（ 4） 改 善 和 提 高 加 工 性 能 。 第 3章 機(jī) 械 工 程 材 料3.3 鋼 的 熱 處 理3.3.3 鋼 的 回 火分 類 ： 按 回 火 溫 度 范 圍 ， 回 火 可 分 為 ： 低 溫 回 火 、 中 溫 回 火 和 高 溫 回 火 。 常 用 回 火 方 法 特 點(diǎn) 及 應(yīng) 用 見(jiàn) 下 表 ： 種 類 低 溫 回 火 中 溫 回 火 高 溫 回 火 方 法 工 件 在 2500C以 下 進(jìn)行 的 回 火 。 工 件 在 2500C 5000C之間 進(jìn) 行 的 回 火 。 工 件 在 5000C

65、以 上 進(jìn)行 的 回 火 。 特 點(diǎn) 保 持 淬 火 工 件 高 的 硬度 和 耐 磨 性 ， 降 低 淬火 殘 余 應(yīng) 力 和 脆 性 。 得 到 較 高 的 彈 性 和 屈 服 點(diǎn) ，適 當(dāng) 的 韌 性 。 得 到 強(qiáng) 度 、 塑 性 和韌 性 都 較 好 的 綜 合力 學(xué) 性 能 。 應(yīng) 用 范 圍 刃 具 、 量 具 、 模 具 、滾 動(dòng) 軸 承 、 滲 碳 及 表面 淬 火 的 零 件 等 。 彈 簧 、 鍛 模 、 沖 擊 工 具 等 廣 泛 用 于 各 種 較 重要 的 受 力 結(jié) 構(gòu) 件 ，如 連 桿 、 螺 栓 、 齒輪 及 軸 類 零 件 等 。 第 3章 機(jī) 械 工 程

66、材 料3.3 鋼 的 熱 處 理3.3.4 鋼 的 表 面 熱 處 理表 面 熱 處 理 分 類 ： 分 為 表 面 淬 火 與 表 面 化 學(xué) 熱 處 理 兩 大 類 。1.表 面 淬 火表 面 淬 火 是 僅 對(duì) 工 件 表 面 層 進(jìn) 行 的 淬 火 。 其 目 的 是 使 工 件 表 面 具 有 高 硬 度 、 耐 磨 性 而 心 部具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 韌 性 。 一 般 包 括 感 應(yīng) 淬 火 和 火 焰 淬 火 等 。（ 1） 感 應(yīng) 淬 火 感 應(yīng) 淬 火 是 利 用 感 應(yīng) 電 流 通 過(guò) 工 件 所 產(chǎn) 生 的 熱 效 應(yīng) ， 使 工 件 表 面 受 到 局 部 加 熱 ， 并 進(jìn) 行 快速 冷 卻 的 淬 火 工 藝 。 感 應(yīng) 電 流 透 入 工 件 表 層 的 深 度 主 要 取 決 于 電 流 頻 率 的 高 低 。 頻 率 越高 ， 淬 硬 層 深 度 越 淺 。 適 用 于 大 批 量 生 產(chǎn) 。（ 2） 火 焰 淬 火火 焰 淬 火 是 利 用 氧 氣 一 乙 炔 火 焰 使 工 件 表 層 加 熱 并 快 速 冷 卻 的 淬 火 工 藝 。