常用鋼材及選用

1、第一節(jié)第一節(jié) 鋼的分類與編號鋼的分類與編號 第二節(jié)第二節(jié) 鋼中常存雜質(zhì)元素的影響鋼中常存雜質(zhì)元素的影響 第三節(jié)第三節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用 第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 第五節(jié)第五節(jié) 工具鋼工具鋼 第六節(jié)第六節(jié) 特殊性能鋼特殊性能鋼 一、鋼的分類1、按化學(xué)成分分類（1）碳素鋼（新國標(biāo)稱為非合金鋼） 低碳鋼（C0.25%； 中碳鋼（C=0.25%0.6%）； 高碳鋼（C0.6%）（2）合金鋼 低合金鋼（Me5%） 中合金鋼（Me=5%-10%） 高合金鋼（Me10%）按鋼中主要合金元素種類不同，又可分為錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鋼等。2、按鋼的冶金質(zhì)量和鋼中有害雜質(zhì)元素硫、

2、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分類： 普通質(zhì)量鋼（S=0.35%，P=0.035%-0.045%）。 優(yōu)質(zhì)鋼（S、P均0.035%）。 高級優(yōu)質(zhì)鋼（S=0.020%-0.030%，P=0.025%-0.03%) 特級優(yōu)質(zhì)鋼（S0.015%；P0.025%）。3、按用途分類（1）結(jié)構(gòu)鋼 工程結(jié)構(gòu)用鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。 機(jī)器零件用鋼：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等。（2）工具鋼：根據(jù)用途不同，可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。（3）特殊性能鋼：如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。 1、碳鋼的編號方法（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q Q 屈服點數(shù)值屈服點數(shù)值質(zhì)量等級符號質(zhì)量等級符號脫氧方法符號脫氧方法符號屈字漢語拼音

3、字母（A、B、C、D）（F、b、Z、TZ）例如：Q235-AF，即表示屈服點為235MPa，A等級質(zhì)量的沸騰鋼。F、b、Z、TZ依次表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼，一般情況下符號Z與TZ可省略。 單位：MPa（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 兩位數(shù)字兩位數(shù)字 鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍例如：45鋼，表示平均C=0.45%； 08鋼表示平均C=0.08%。較高錳的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（Mn=0.701.20%）牌號數(shù)字后加“Mn”如45Mn。（3）碳素工具鋼 T T 數(shù)字?jǐn)?shù)字碳字漢語拼音首位字母平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在數(shù)字后面加“A”。例如T8A鋼，表示C=0.8%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。含較高

4、錳的（Mn=0.40%0.60%）的碳素工具鋼，則在數(shù)字后面加“Mn”，如T8Mn、T8MnA等。 （4）鑄造碳鋼 ZG ZG 數(shù)字?jǐn)?shù)字1 1數(shù)字?jǐn)?shù)字2 2鑄鋼二字漢語拼音首位字母屈服點數(shù)值（單位MPa）抗拉強度（單位MPa）。例如：ZG200400，表示屈服點S（或0.2）200MPa，抗拉強度b400 MPa的鑄造碳鋼件。（1）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 Q Q 數(shù)字?jǐn)?shù)字質(zhì)量等級符號質(zhì)量等級符號代表屈服點的漢語拼音字母屈服點數(shù)值（單位MPa）A、B、C、D、E例如：Q390A，表示屈服點S=390MPa質(zhì)量等級A的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。（2）合金結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字兩位數(shù)字+ +元素符號元素符號+ +數(shù)字

5、數(shù)字鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)合金元素的Me 1.5%時，一般只標(biāo)明元素符號而不標(biāo)數(shù)值；平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%、2.5%、3.5%時，則在合金元素后面相應(yīng)地標(biāo)出2、3、4例如40Cr，表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C=0.40%，平均鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Cr1.5%。如果是高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在牌號的末端尾加“A”。例如38CrMoAlA鋼，則屬于高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。 2、合金鋼的編號方法（3）滾動軸承鋼例如GCr15鋼，就是平均鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Cr=1.5%的滾動軸承鋼。 G Cr數(shù)字?jǐn)?shù)字“滾”字漢語拼音的首位字母鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千位例如：9SiCr鋼，其平均C=0.9%，平均Si均1.5%。高速工具

6、鋼例外，其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無論多少均不標(biāo)出。（4）合金工具鋼 編號方法類似于合金結(jié)構(gòu)鋼區(qū)別僅在于：當(dāng)c1%時，用一位數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%時，則不予標(biāo)出。這類鋼牌號前面數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍。例如：3Cr13鋼，表示平均C=0.3%，平均Cr=13%。與碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C0.03%及C0.08%時，則在牌號前面分別冠以“00”及“0”表示。例如：00Cr17Ni14M02、0Cr19Ni9鋼等。（5）不銹鋼與耐熱鋼 鉻的元素符號一、硅的影響一、硅的影響 來源：冶煉過程中的脫氧劑。 作用：能溶于鐵素體，使鐵素體強化，從而提高鋼的強度。硅作為雜質(zhì)元素時，其硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不

7、超過0.5%。二、錳的影響二、錳的影響 來源：冶煉過程中的脫氧劑。 作用：溶于鐵素體，對鋼有一定強化作用；能與硫化合成MnS，因而減少硫?qū)︿摰挠泻τ绊懀纳其摰臒峒庸ば阅堋ｅi在鋼中作為雜質(zhì)元素時，Mn1%，他是一種有益元素。三、硫的影響三、硫的影響來源：由生鐵和燃料帶入的雜質(zhì)。作用：產(chǎn)生“熱脆”；但對改善鋼材的切削加工性能有利。如硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的鋼（S=0.08%0.45%）中適當(dāng)提高錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Mn=0.70%1.55%），可形成較多的MnS，可改善鋼的切削加工性。四、磷的影響四、磷的影響來源：生鐵作用：全部溶于鐵素體，提高了鐵素體的強度、硬度；導(dǎo)致“冷脆”。 磷的有害作用在一定條件也可

8、以轉(zhuǎn)化，例如易切削鋼，把磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到P=0.05%0.15%，使鐵素體脆化，從而改善鋼的切削加工性能。 在炮彈鋼（C=0.60%-0.90%，Mn=0.60%1.0%）中加入較多磷，可使鋼的脆性增大，炮彈爆炸時碎片增多，增加殺傷力。 一、合金元素在鋼中存在形式一、合金元素在鋼中存在形式1、形成合金鐵素體 絕大多數(shù)合金元素都可或多或少地溶于鐵素體中，形成合金鐵素體。 合金元素溶于鐵素體后，產(chǎn)生固溶強化，使鐵素體的強度、硬度提高，但塑性、韌性都有下降趨勢。 合金元素對鐵素體硬度的影響 合金元素對鐵素體韌性的影響 2、形成合金碳化物（1）合金滲碳體： 合金元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大（Me=0.5

9、%-3%）時，常常形成金滲碳體，如(Fe、Mn)3C，(Fe、Cr)3C、(Fe、Mo)3C等。（2）特殊碳化物 強碳化物形成元素，即使質(zhì)量分?jǐn)?shù)較少，但只要鋼中有足夠的碳，就傾向于形成特殊碳化物，如WC、MO2C、VC、TiC等。中強碳化物形成元素，只有當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（5%）時，才傾向于形成特殊碳化物，如Cr23C6、Cr7C3、Fe3W3C等。1、改變了奧氏體區(qū)的范圍（1）擴(kuò)大奧氏體相區(qū) 具有面心立方晶格，如銅、錳、鎳等 合金元素會使得奧氏體相區(qū)擴(kuò)大。 合金元素對Fe-Fe3C相圖中奧氏體區(qū)的影響 a)Fe-C-Mn系 b)Fe-C-Cr系（2）縮小奧氏體相區(qū) ：這類元素有鋁、鉻、鎢、鉬、

10、釩、硅、鈦等。2、改變S、E點在鐵碳合金相圖中位置大多數(shù)合金元素均能使S點、E點左移。 合金元素對鐵碳相圖中S點的影響合金元素對鐵碳相圖中E點影響三、合金元素對鋼的熱處理影響1、合金元素對奧氏體形成的影響（1）對奧氏體形成速度的影響 合金元素會影響奧氏體的形成速度，主要原因是合金元素的加入而改變了碳在鋼中的擴(kuò)散速度。（2）合金元素（除錳外）阻止奧氏體晶粒長大 碳化物形成元素容易形成穩(wěn)定的特殊碳化物，彌散分布在奧氏體晶界上，機(jī)械地阻礙奧氏體晶粒長大。因此，除錳鋼外，合金鋼在加熱時不易過熱。2、合金元素對鋼冷卻轉(zhuǎn)變的影響（1）合金元素對過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的影響 除鈷外，大多數(shù)合金元素溶入奧氏體后使

11、C曲線右移，增大了鋼的淬透性。（2）合金元素對過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的影響 除鈷、錳外，大多數(shù)合金元素溶入奧氏體后，使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms和Mf降低。 合金元素對C曲線的影響a）非碳化物形成元素 b）碳化物形成元素合金元素對Ms的影響 合金元素對殘余奧氏體A量的影響 3、合金元素對淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響（1）提高淬火鋼回火穩(wěn)定性（耐回火性）由于合金元素在回火過程中阻礙馬氏體分解及碳化物的析出，從而提高了鋼的回火穩(wěn)定性。Mo對鋼回火硬度的影響對鋼回火硬度的影響（2）回火時產(chǎn)生二次硬化 含有鎢、鉬、釩的合金鋼，經(jīng)高溫奧氏體充分均勻化并淬火后，在500-600回火時硬度有回升的現(xiàn)象，稱為二次硬化。原因：

12、在該溫度范圍內(nèi)回火時會從馬氏體中析出特殊碳化物；冷卻時部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 （3）回火時產(chǎn)生第二類回火脆性 含有鉻、錳、鎳等元素的合金鋼淬火后，在脆化溫度（450-650）區(qū)回火時出現(xiàn)回火脆性，稱為第二類回火脆性。合金鋼回火脆性示意圖合金鋼回火脆性示意圖一、工程結(jié)構(gòu)用結(jié)構(gòu)鋼 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼應(yīng)確保力學(xué)性能，一般在供應(yīng)狀態(tài)下使用，但也可根據(jù)需要在使用前對其進(jìn)行熱加工或熱處理。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號和化學(xué)成分 碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用舉例碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用舉例2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 產(chǎn)品同時保證力學(xué)性能與化學(xué)成分。（1）性能特點 在確保良好的塑性、韌性條件下具有高的強度；具有良好的

13、焊接性能，較好的耐大氣腐蝕性能，良好的加工工藝性能，還具有比碳素結(jié)構(gòu)鋼更低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度（一般為-30右）。（2）成分特點 1）低碳：此類鋼的碳含量一般均較低，大多數(shù)為C=0.16%-0.20%。2）錳為主加元素，并輔加釩、鈦、鈮、硅、鋁、鉻、鎳等。3）鋼種及牌號：可按屈服點分295、345、390、420、430 MPa五個強度等級，其中295-390 MPa級的應(yīng)用最廣。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼大多數(shù)是在熱軋、正火或正火加回火狀態(tài)下使用，其組織為鐵素體+少量珠光體。 鋼號鋼號舊鋼號舊鋼號主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分，分，% %機(jī)械性能機(jī)械性能C CMnMnSiSi， s s ，MPaMPa

14、b b ，MPaMPa 5 5 ，% %Q29509MnNb12Mn0.160.801.500.552955702323Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017 常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能和應(yīng)用舉例低合金高強度結(jié)

15、構(gòu)鋼力學(xué)性能和應(yīng)用舉例 高壓容器高壓容器橋梁橋梁船舶船舶車輛車輛應(yīng)用應(yīng)用二、機(jī)器零件用結(jié)構(gòu)鋼 1、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 既保證化學(xué)成分，又保證力學(xué)性能，而且比碳素結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定嚴(yán)格，其中S、P均0.035%，一般都是熱處理后使用 。汽車曲軸汽車曲軸優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼常用于制造較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼常用于制造較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號成分及性能(GB/T699-1999) 2、合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入一些合金元素而形成的鋼種。合金元素加入量不大(大多數(shù)Me5%)，所以，合金結(jié)構(gòu)鋼屬低、中合金鋼 。（1）合金滲碳鋼1）用

16、途：合金滲碳鋼主要用來制造性能要求較高或截面尺寸較大，且在承受較強烈的沖擊作用和磨損條件下工作的滲碳零件。2）性能特點：合金滲碳鋼的滲碳層具有優(yōu)異的耐磨性、抗疲勞性及適當(dāng)?shù)乃苄院晚g性，未滲碳的心部具有足夠的強度及優(yōu)良的韌性；良好的熱處理工藝性能 。3）成分特點：合金滲碳鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在C=0.10%-0.25%之間 ，常用的合金元素有鉻、鎳、錳、硼、鈦、釩、鉬等。4）熱處理：一般在滲碳后進(jìn)行淬火+低溫回火（180200）。大多數(shù)合金滲碳鋼采用滲碳后直接淬火再低溫回火。5）鋼種及牌號：合金滲碳鋼可按淬透性分為低淬透性、中淬透性及高淬透性鋼三類。 常用滲碳鋼牌號、成分、熱處理、性力學(xué)能及用途

17、常用滲碳鋼牌號、成分、熱處理、性力學(xué)能及用途( (GB/T699GB/T699- -1999)1999) 主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分, %預(yù)備處理預(yù)備處理淬火淬火, CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00 880 800水水, 油油880水水, 油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 850 油油880 870 油油鋼號鋼號20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.

18、81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空 880 780油油機(jī)械性能機(jī)械性能 bMPa sMPa8357855405909301080735835118011808351080aKU2J475547557863應(yīng)用 耐磨件 20Cr，小軸、活塞銷、小齒輪。 20CrMnTi，汽車齒輪。18Cr2Ni4WA，如曲軸、連桿。（2）合金調(diào)質(zhì)鋼1）用途： 合金調(diào)質(zhì)鋼主要用來制造一些重要零件，如機(jī)床的主軸、汽車底盤的半軸，柴油機(jī)連桿螺栓。2）成分特點： 合金調(diào)質(zhì)鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在C=0.25%0.50%之間，合金調(diào)質(zhì)鋼的主加元素有鉻、鎳、錳

19、、硅、硼等，輔加元素有鉬、鎢、釩、鋁、鈦等。3）性能特點： 具有良好的綜合力學(xué)性能。4）熱處理：預(yù)備熱處理： 珠光體類鋼可在AC3以上進(jìn)行正火或退火。馬氏體鋼則先在AC3以上進(jìn)行一次空冷淬火，然后再在AC1以下進(jìn)行高溫回火。最終熱處理： 一般采用淬火后進(jìn)行500650的高溫回火。 5）鋼種和牌號：綜合力學(xué)性能高于碳素調(diào)質(zhì)鋼。 常用調(diào)質(zhì)鋼常用調(diào)質(zhì)鋼的牌號（摘自的牌號（摘自GB/T30771999）淬淬透透性性鋼號鋼號主 要 成 分, %淬火淬火回火回火CMnSiCr低低450.420.500.500.800.170.37830840水水580640空空40Cr0.370.450.500.80Cr

20、 0.81.10850油油500 水，油水，油中中高高35CrMo0.320.400.400.70Cr 0.81.10850油油550 水，油水，油38CrMoAlA0.350.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油水，油640水，油水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油油600 水，油水，油機(jī)械性能機(jī)械性能 bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油油500 水，油水，油9807854798078547980835639808357198078563 40Cr，一般

21、尺寸重要零件，如齒輪、主軸。 35CrMo，較大截面零件，如曲軸、連桿。 40CrNiMo，大截面重載零件，如汽輪機(jī)主軸和葉輪。汽車曲軸汽車曲軸（3）合金彈簧鋼 1）用途 主要用于制造彈性元件，如在汽車、拖拉機(jī)、坦克、機(jī)車車輛上制作減震板簧和螺旋彈簧，大炮的緩沖彈簧、鐘表的發(fā)條等。 2）化學(xué)成分 合金彈簧鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為C=0.5%0.7%，常加入以硅、錳為主的提高淬透性的元素；輔加元素鎢、釩、鉻 。 3）熱處理 熱成形彈簧鋼：彈簧絲直徑或彈簧鋼板厚度大于10-15mm的螺旋彈簧或板彈簧。熱成型熱成型 淬火淬火 + 中溫回火中溫回火 噴丸噴丸冷成形彈簧鋼：對于鋼絲直徑小于810mm的彈簧

22、，常用冷拔彈簧鋼絲冷繞而成。淬火淬火 + 中溫回火中溫回火 冷成型冷成型 去應(yīng)力去應(yīng)力 噴丸噴丸組織組織 回火回火T鋼號鋼號主主 要要 成成 分分, , %淬火 油 回火機(jī)械性能 CMnSi, CrbMPasMPa10%akkJ/m2650.620.700.500.800.170.37840油50010008009450850.820.900.500.800.170.37820油48011501000660065Mn0.620.700.901.200.170.37830油5401000800880060Si2Mn0.560.640.600.901.502.00870油4801300120058

23、0050CrVA0.460.540.500.80Cr 0.81.10850油500130011505 9800 汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧火車螺旋彈簧4）鋼種及牌號6565MnMn、60Si2Mn60Si2Mn：汽車、拖拉機(jī)、機(jī)車的板簧和螺旋彈簧（4）滾動軸承鋼 1）用途 主要用來制造各種滾動軸承元件，如軸承內(nèi)外圈、滾動體（滾珠、滾柱、滾針）。也可做其他用途，如形狀復(fù)雜的工具、冷沖模具、精密量具以及要求硬度高、耐磨性高的結(jié)構(gòu)零件。2）化學(xué)成分 一般軸承用鋼是高碳鉻鋼，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c=0.95%-1.15%，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為cr=0.4%-1.65%，大型軸承還需加入硅、錳等元素，以便進(jìn)一步

24、提高鋼的淬透性3）熱處理 預(yù)備熱處理為球化處理；最終熱處理為淬火與低溫回火。 軸承鋼淬火、回火后組織：極細(xì)極細(xì)M M0 0+ +細(xì)小碳化物細(xì)小碳化物+ +少量少量A A殘殘4）鋼種及牌號 GCr15：中小型軸承，冷沖模，量具，絲錐。常用滾動軸承鋼牌號、成分、熱處理及用途常用滾動軸承鋼牌號、成分、熱處理及用途 三、其他結(jié)構(gòu)鋼1、易切削結(jié)構(gòu)鋼在碳鋼中加入某一種或幾種能改善切削加工性能的元素，使其成為切削加工性良好的鋼。目前主要易削添加元素有硫、鉛、磷及微量的鈣等牌號:以字母“Y”為首，后面數(shù)字為平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍，對錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的，其后標(biāo)出“Mn”;對添加易削元素Pb、Ca等，應(yīng)在其后標(biāo)出

25、相應(yīng)的元素符號。易切削結(jié)構(gòu)鋼可進(jìn)行最終熱處理，但一般不進(jìn)行預(yù)備熱處理，以免損害其切削加工性。常用易切削結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能及用途常用易切削結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能及用途(摘自GB8371-88) 2、冷沖壓鋼用來制造各種冷態(tài)下成形的沖壓零件用鋼，稱為冷沖壓鋼。（1）化學(xué)成分 冷沖壓鋼的c=0.2%-0.3%，對沖壓變形量大，輪廓形狀復(fù)雜的零件，則多采用c=0.05%-0.08%的鋼。錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也不宜過高；硫和磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.035%；硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低越好。（2）鋼板組織 目前生產(chǎn)中以冷軋深沖薄板應(yīng)用最廣，其金相組織主要是F+極少量的非金屬夾雜物等。這類鋼有：08F鋼、加鋁的鎮(zhèn)

26、靜鋼（08A1為專用鋼種， A1=0.02%-0.07%）、10、15、20鋼等。3、鑄造碳鋼有些機(jī)械零件，例如水壓機(jī)橫梁、軋鋼機(jī)機(jī)架、重載大齒輪等，因形狀復(fù)雜，難以用鍛壓方法成形，用鑄鐵又無法滿足性能要求，此時可采用鑄鋼件。鑄造碳鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為c=0.15%-0.60%。一般工程用鑄造碳鋼件的牌號、成分和力學(xué)性能（一般工程用鑄造碳鋼件的牌號、成分和力學(xué)性能（GB11352-89GB11352-89） 鑄造碳鋼的特性及用途舉例（1）ZG200400有良好的塑性、韌性和焊接性能。用于制作承受載荷不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等。（2）ZG230450 有一定強度和較好的塑

27、性、韌性、焊接性能良好，切削加工性尚可，用于制作承受載荷不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如砧座、外殼、軸承蓋、底板、閥門、犁柱等。 一、刃具鋼1、性能要求（1）高的硬度 一般要求硬度大于60HRC。（2）高的耐磨性（3）高的熱硬性（紅硬性）熱硬性是指刃具在高溫下保持高硬度的能力。 （4）一定的韌性和塑性 2、刃具鋼的種類 （1）碳素工具鋼1）成分與鋼種：這類鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c=0. 65%-1.35%，分優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼與高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼兩類。牌號后加“A”的屬高級優(yōu)質(zhì)（s0.020%，p0.030%；對平爐冶煉的鋼s0.025%）。2）熱處理：預(yù)處理為球化退火，組織為F+細(xì)小粒狀Fe3C，硬度

28、217HBW。作為刃具，最終熱處理為淬火（一般為760780）+低溫回火（180），組織為回火M+粒狀Fe3C +少量A殘。碳素工具鋼的牌號、成分（碳素工具鋼的牌號、成分（GB1298-86GB1298-86）及用途及用途 （2）合金工具鋼 1）成分與鋼種：這類鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c=0.75%-1.45%，加入的合金元素主要有鉻、硅、錳、鎢等。常用合金刃具鋼的牌號、成分、熱處理及用途2）熱處理：預(yù)備熱處理采用球化退火，最終熱處理采用淬火（油淬、馬氏體分級淬火或貝氏體等溫淬火）、低溫回火，組織為M回+粒狀合金碳化物+少量A殘，硬度一般為60-65HRC，使用溫度一般低于300。板牙板牙絲錐絲錐如9

29、SiCr ，做板牙、絲錐等（3）高速工具鋼 1）化學(xué)成分：一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c=0.70%-1.60%，合金元素總量Me10%，加入合金元素有鎢、鉬、鉻、釩、鈷、鋁等。2）鍛造及熱處理特點：（鍛造 +）球化退火（+ 機(jī)加工） 淬火+ 回火鍛造目的 成型；使鑄態(tài)粗大碳化物破碎、細(xì)化、分布均勻淬火組織（左圖）：M + 碳化物 + A 殘 最終組織（右圖）：回火M + 粒狀碳化物 + 少量 A 殘 回火，560 ，三次 W2C、VC彌散硬化，二次淬火基本消除A 殘 。應(yīng)用應(yīng)用 高速車刀、鉆頭、銑刀等。球化退火：改善其切削加工性能，消除殘余內(nèi)應(yīng)力，并為最終熱處理作組織準(zhǔn)備工藝3）常用高速工具鋼 二、模

30、具鋼1、冷作模具鋼 （1）對冷作模具鋼的性能要求1）高的硬度和耐磨性 冷作模具的硬度要求2）較高強度和足夠韌性。3）良好的工藝性：淬透性高，熱處理變形小等 （2）常用冷作模具鋼 1）碳素工具鋼：T8A、T10A、T12A-適用制造一些尺寸不大，形狀簡單，工作載荷不大的模具。 2）低合金工具鋼：CrWMn、9CrWMn、9Mn2V9SiCr、Cr2、9Cr2等小型模具3）高碳高鉻模具鋼：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1 大型模具 4）高碳中鉻模具鋼：Cr5Mo1V、Cr4W2MoV 載荷大、生產(chǎn)批量大、形狀復(fù)雜、變形要求小的模具 5）基體鋼：基體鋼-含有高速工具鋼淬火組織中除過剩碳化

31、物外的基體化學(xué)成分的鋼種。6Cr4W3Mo2VNb、5Cr4Mo3VA1（為冷熱兼用模具鋼）形狀復(fù)雜、受沖擊載荷較大或尺寸較大的冷作模具幾種常用冷作模具鋼的牌號、成分及性能幾種常用冷作模具鋼的牌號、成分及性能（摘自GB/T 12992000）最終熱處理最終熱處理 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火最終組織最終組織 回火回火M + 碳化物碳化物 + 少量少量 A 2、熱作模具鋼（1）性能要求1）綜合力學(xué)性能好；2）淬透性好；3）抗熱疲勞性好 （2）常用鋼種 1）熱鍛模具鋼5CrNiMo 形狀復(fù)雜的受沖擊載荷重的大型及特大型的鍛模（最小邊長400mm）5CrMnMo中型鍛模（最小邊長300400mm）

32、 2）壓鑄模鋼 3Cr2W8V、4Cr5MoSiV及4Cr5MoSiV13、塑料模具鋼 3Cr2Mo廣泛應(yīng)用于中型模具 除此以外，可用作塑料模具的鋼主要還有：（1）碳素工具鋼：T7T12、T7AT12A尺寸較小、形狀簡單的塑料模（2）碳素結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼：45鋼、40Cr小型、復(fù)雜的塑料模具（3）合金工具鋼：9Mn2V、CrWMn、Cr2中、大型塑料模具 Cr12、Cr12MoV尺寸較大、形狀復(fù)雜的模具三、量具鋼 1、性能要求要求工作部分應(yīng)有高硬度（5864HRC）和高耐磨性、高的尺寸穩(wěn)定性及足夠的韌性。 2、常用量具鋼 量具鋼材料與熱處理應(yīng)用：簡單量具 T10A、T12A 等 高精度量具

33、GCr15、CrWMn 等最終熱處理 淬火 +（ -70-80 ）冷處理 + 低溫回火 + 時效處理時效處理：120130，保溫幾幾十小時，使M、 A殘穩(wěn)定，消除內(nèi)應(yīng)力。最終組織 回火M + 碳化物 + 少量A殘一、不銹鋼在腐蝕性介質(zhì)中具有抗腐蝕性能的鋼，一般稱為不銹鋼。1、金屬腐蝕（1）腐蝕概念 金屬表面受到外部介質(zhì)作用逐漸破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕或銹蝕。大部分金屬的腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。 電化學(xué)腐蝕實際是電池作用： 鐵和銅在電解質(zhì)H2SO4溶液中形成了一個電池。由于鐵的電極電位低，為陽極，銅的電極電位高，為陰極，所以鐵就被溶解，而在陰極上就放出氫氣。如：鋼中珠光體由鐵素體和滲碳體兩相組成，在電解

34、質(zhì)溶液中形成微電池。鐵素體的電極電位低，為陽極而被腐蝕，滲碳體電極電位高，為陰極而不被腐蝕。FeCu電池示意圖 珠光體腐蝕示意圖 （2）提高鋼的耐蝕性途徑 1）提高電極電位：加入的合金元素有鉻、鎳、硅等。例如當(dāng)Cr 11.7%，電極電位由-0.56V躍增為+0.20V；2）使鋼在室溫下呈單相組織：加入Cr、Ni等；3）形成氧化膜（又稱鈍化膜）：加入Cr、Al等。 鐵鉻合金電極電位與鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系 2、常用不銹鋼（1）馬氏體不銹鋼成分：C=0.1%-0.4%，Cr=11.50%14.00%，典型牌號：Cr13型不銹鋼。 應(yīng)用：1 Cr13、2Cr13，受沖擊載荷的結(jié)構(gòu)零件，如汽輪機(jī)葉片、各種閥、機(jī)泵等。熱處理：淬火后高溫回火，得到S0組織。3Cr13、7Cr17，用于制造醫(yī)療手術(shù)工具、量具、彈簧和軸承等。熱處理：淬火后低溫回火，得到M0+少量碳化物，硬度可達(dá)50HRC左右。 （2）鐵素體不銹鋼 成分：C0.12%，Cr=12%-30%。組織：單相鐵素體組織性能：其耐蝕性、塑性、焊接性均優(yōu)于馬氏體不銹鋼；強度比馬氏 體不銹鋼低典型牌號：1Cr17、1Cr17Mo等。應(yīng)用：主要用于制造耐蝕零件，