第五章常用金屬材料

5.1.1常存元素對鋼性能的影響1.錳：來源：錳是煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的，它也經(jīng)常作為合金元素而特意加入鋼中。作用：錳的脫氧能力較好，能很大程度上減少鋼中的FeO，還能與硫化合成MnS，減輕硫昀有害作用。錳大部分溶入鐵素體中，使鐵素體強(qiáng)化。所以，錳在鋼中是一種有益元素。5.1工業(yè)用鋼含量：非合金鋼中，錳作為常存元素時(shí)，其含量一般規(guī)定為<1.00％。2.硅來源：硅是煉鋼時(shí)用硅鐵脫氧而殘留在鋼中的，也可作為合金元素特意加入鋼中。作用：硅的脫氧能力比錳強(qiáng)，可有效清除FeO。硅在室溫下大部分溶入鐵素體，使鐵素體強(qiáng)化。工業(yè)用鋼含量：作為常存元素時(shí)，其含量一般規(guī)定為<0.50％。3.硫來源：硫是在冶煉時(shí)由礦石和燃料中帶人的有害雜質(zhì)，煉鋼時(shí)難以除盡。作用：硫在鋼中常以FeS的形式存在，F(xiàn)eS與Fe形成低熔點(diǎn)的共晶體，分布在奧氏體的晶界上，當(dāng)鋼材進(jìn)行熱加工，共晶體過熱甚至甚至熔化，減弱了晶粒間聯(lián)系，使鋼材強(qiáng)度降低，韌性下降，這種現(xiàn)象稱熱脆。常加入錳來降低硫的有害作用。工業(yè)用鋼4.磷來源：磷是在冶煉時(shí)由礦石帶入的有害雜質(zhì)，煉鋼時(shí)很難除盡。作用：磷能溶于α-Fe中，但當(dāng)鋼中有碳存在時(shí)，磷在α-Fe中溶解度急劇下降。磷的偏析傾向十分嚴(yán)重，即使只有千分之幾的磷存在，也會在組織中析脆性很大的化合物Fe3P，并且特別容易聚于晶界上，使鋼的脆性增加，冷脆轉(zhuǎn)化溫度升高，即發(fā)生冷脆。工業(yè)用鋼5.1.2鋼的分類和編號

分類方法：化學(xué)成分

分類

質(zhì)量

用途鋼的類型和編號鋼的分類齒輪刀具2.鋼的編號我國鋼材的編號是采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢語拼音中選取第一個(gè)字母。常用鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法表示符號（GB/T221—2000）名稱符號位置名稱符號位置碳素結(jié)構(gòu)鋼Q頭橋梁用鋼q尾低合金高強(qiáng)度鋼Q頭鍋爐用鋼g尾易切削鋼Y頭焊接氣瓶用鋼HP尾碳素工具鋼T頭車輛車軸用鋼LZ頭(滾珠)軸承鋼G頭機(jī)車車軸用鋼JZ頭焊接用鋼H頭沸騰鋼F尾鉚螺鋼ML頭半鎮(zhèn)靜鋼b尾船用鋼國際符號鎮(zhèn)靜鋼Z尾汽車大梁用鋼L尾特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ尾壓力容器用鋼R尾質(zhì)量等級A.B.C.D.E尾1）碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級符號為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。脫氧方法符號：沸騰鋼—F；鎮(zhèn)靜鋼—Z；半鎮(zhèn)靜鋼—b；特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ。如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為Q235AF、Q235BZ。

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，

其牌號中沒有表示脫氧方法的符號。如Q345C。根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）和化學(xué)元素符號，按順序表示，如16Mn。*說明：一般情況下，屈服強(qiáng)度值小300MPa時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于300MPa時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼。2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼⑴優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號為兩位數(shù)字這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾如45—其平均含碳量為萬分之四十五（即0.45%C）⑵碳素工具鋼：牌號為T+數(shù)字“T”表示“碳素工具鋼”數(shù)字表示鋼平均含碳量的千分之幾如T8—其平均含碳量為千分之八（0.8%C）*說明：①優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含Mn量為0.7~1.2%時(shí)，在含碳量數(shù)字后加元素符號“Mn”，如40Mn。②對于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，在鋼號后分別加字母F和b，如08F、10b。③碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的④高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加字母A，如20A、T8A。3）合金鋼

牌號為碳含量+合金元素1+1元素的百分含量數(shù)字+合金元素2+2元素的百分含量數(shù)字+……⑴合金元素及其含量標(biāo)注當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時(shí)，只標(biāo)元素符號，不標(biāo)含量。如20CrMnTi

當(dāng)合金元素的平均含量為1.50~2.49%、2.50~3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……時(shí)，在相應(yīng)的合金元素符號后標(biāo)2、3、4、5……等數(shù)字。如20CrNi3。*說明：①合金工具鋼含鉻量小于1%時(shí)，含鉻量以千分之一為單位標(biāo)出，并在含鉻量前加數(shù)字“0”，如Cr06。②滾動軸承鋼含鉻量也以千分之一為單位標(biāo)出，并在牌號頭部加字母“G”，如GCr15③高級優(yōu)質(zhì)合金鋼在牌號后加字母A，如60Si2MnA。④特級優(yōu)質(zhì)合金鋼在牌號后加字母E，如30CrMnSiE。⑵碳含量標(biāo)注①合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量以萬分之一為單位標(biāo)出(兩位數(shù)字)如40Cr、60Si2Mn②工具鋼和特殊性能鋼含碳量以千分之一為單位標(biāo)出(一位數(shù)字)如8MnSi、4Cr13*說明①低合金工具鋼含碳量大于1.00%時(shí)，不標(biāo)含碳量，如CrWMn(1.0%C)②高速鋼不標(biāo)含碳量，如W18Cr4V(含0.75%C)③滾動軸承鋼不標(biāo)含碳量，如GCr15(1.0%C)④高錳鋼不標(biāo)含碳量，如ZGMn13(0.75~1.45%C)⑤珠光體耐熱鋼含碳量標(biāo)注同結(jié)構(gòu)鋼，如15CrMo⑥鑄鋼在牌號前加“ZG”,余同結(jié)構(gòu)鋼,如ZG20Cr135.1.3結(jié)構(gòu)鋼一般工程結(jié)構(gòu)鋼

1.碳素結(jié)構(gòu)鋼（如表）硫、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(P≤0.045，S≤0.055)典型牌號Q235（各種型材）

2.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上，加入少量合會元

素Mn典型牌號Q345(16Mn)

碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和用途結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼

1.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（如圖）硫、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低≤0.035％典型的牌號是45

2.碳素鑄鋼（如圖）碳素鋼的含碳量一般在0.15％～0.60％范圍內(nèi)，過高則塑性差，易產(chǎn)生裂紋。一般工程用鑄鋼件的成分、力學(xué)性能和用途見表3.合金結(jié)構(gòu)鋼滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和用途

碳素鑄鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和用途合金結(jié)構(gòu)鋼(1)滲碳鋼

常用的滲碳鋼有15、20Cr、

20CrMnTi、18Cr2Ni4W等。工藝：采用表面滲碳進(jìn)行成分調(diào)整，再結(jié)合淬火+低溫回火的熱處理，性能特點(diǎn)：能夠使零件表面具有良好的耐磨性和疲勞強(qiáng)度，心部有良好的韌性和足夠的強(qiáng)度。應(yīng)用：滲碳鋼主要用于制造高耐磨性，并承受動載荷的零件，如汽車齒輪、內(nèi)燃機(jī)凸輪和活塞銷等。合金結(jié)構(gòu)鋼

(2)調(diào)質(zhì)鋼

常用的調(diào)質(zhì)鋼有45、40Cr、35SiMn、38CrMoAlA等。特點(diǎn)：調(diào)質(zhì)鋼為中碳成分，經(jīng)淬火+高溫回火的調(diào)質(zhì)處理后，鋼的組織為回火索氏體，具有高強(qiáng)度和良好韌性，即具有良好的綜合力學(xué)性能，常用于制造重要的機(jī)器零件，如傳動軸、機(jī)床齒輪、曲軸、連桿螺栓等。（表面淬火、氮化處理提高工件表面的硬度）合金結(jié)構(gòu)鋼

(3)彈簧鋼常用的彈簧鋼有65、65Mn、60Si2Mn、50CrVA等。最有代表性的是60Si2Mn。性能特點(diǎn)：彈簧要求高彈性極限、疲勞極限和足夠的韌性成分及工藝：彈簧鋼采用中高碳成分（0.5%~0.7%）以保證強(qiáng)度；通過淬火+中溫回火而獲得回火托氏體組織，以滿足使用性能的要求。（采用噴丸處理進(jìn)行表面強(qiáng)化

）合金結(jié)構(gòu)鋼(4)滾動軸承鋼

常用的是鉻軸承鋼GCr9、GCrl5、GCrl5SiMn等應(yīng)用：滾動軸承鋼是制造各類滾動軸承的滾動體及內(nèi)、外套圈的專用鋼。性能特點(diǎn)：滾動軸承在交變應(yīng)力下工作，各部分之間因相對滑動而產(chǎn)生強(qiáng)烈磨擦，還受到潤滑劑的化學(xué)浸蝕。軸承鋼必須具有高的硬度和耐磨性，高的彈性極限和接觸疲勞強(qiáng)度，足夠的韌性和抗蝕性。成分：Wc為0.95％～1.15％，屬過共析鋼，以此保證淬后馬氏體的高硬度和碳化物的數(shù)量，提高耐磨性。s<0.020％，P<0.007％)，鉻軸承鋼是一種高級優(yōu)質(zhì)鋼。5.1.4工具鋼按用途分類：刃具鋼、模具鋼和量具鋼。特點(diǎn)：為了滿足高硬度和耐磨性的使用要求，工具鋼均為高碳成分，一般經(jīng)過淬火和低溫回火后使用。

1.刃具鋼

性能特點(diǎn)：高強(qiáng)度(特別是抗彎、抗壓)；高硬度、高耐磨性；高熱硬性；足夠的塑性和韌性。

分類：碳素工具鋼(T8、T8A、T10、T12等)；合金刃具鋼(Cr06、9SiCr等)含碳量在0.9％～1.1％之間高速鋼(W18Cr4V)含碳量在0.7％以上，最高可達(dá)1.5％

應(yīng)用：碳素工具鋼：手用工具和低速、小蠢走刀量的機(jī)用工具，

合金刃具鋼：加入了合金元素，多用作絲錐、板牙、鉸刀高速鋼：廣泛應(yīng)用于車刀、銑刀、刨刀、鉆頭等刀具

高速鋼的加工、熱處理較復(fù)雜，其要點(diǎn)如下：

(1)鍛造高速鋼鑄態(tài)組織中含有大量呈魚骨狀分布的粗大共晶碳化物，如圖

所示，大大降低鋼的性能。這些碳化物不能用熱處理來消除，因此高速鋼的鍛造具有成形和改善碳化物形態(tài)和分布的雙重作用。

(2)熱處理鍛造后進(jìn)行球化退火，淬火加熱進(jìn)行預(yù)熱三次回火高速鋼的鑄態(tài)組織工具鋼2.模具鋼分類：冷模具鋼、熱模具鋼特點(diǎn)：1、冷模：很大壓力、彎曲力、沖擊載荷和摩擦。主要損壞形式是磨損也常出面崩刃、斷裂和變形需高硬度、高耐磨性、足夠的韌性與疲勞抗力和熱處理變小2、熱模具鋼：沖擊載荷、摩擦、不均勻熱應(yīng)變和熱應(yīng)力、高溫氧化出現(xiàn)崩裂、塌陷、磨損、龜裂等失效現(xiàn)象需具有高的熱硬性、高溫耐磨性、高的抗氧化、高的熱強(qiáng)性和足夠高的韌性、較高的淬透性和導(dǎo)熱性應(yīng)用：

冷模具鋼(Crl2、Crl2MoV等)：冷沖模、冷擠壓模和拉絲，熱模具鋼(5CrMnMo、5CrNiMo等)熱鍛模、熱擠壓模和壓鑄模等，工作時(shí)型腔表面溫度可達(dá)600以上

工具鋼3.量具鋼特點(diǎn)：主要受磨損，性能要求是：高硬度和耐磨性；高尺寸穩(wěn)定性。熱處理：量具鋼的成分高碳(訓(xùn)c為0.9％～1.5％)，并常加入Cr、W、Mn等元素①盡量降低淬火溫度，以減少殘余奧氏體量②淬火后立即進(jìn)行一70-一80℃的冷處理

③精度要求高的量具，需進(jìn)行時(shí)效處理應(yīng)用：制造各種測量工具，如卡千分尺、螺旋測微儀、塊規(guī)和塞規(guī)等

6.1.5特殊性能鋼分類：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼不銹鋼定義：不銹鋼是指在大氣、水、酸、堿和鹽溶液或其它腐蝕性介質(zhì)中具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼的總稱。分類及應(yīng)用：分為馬氏體型不銹鋼(Cr13型)制造承載耐腐蝕的各種閥、機(jī)泵零件、不銹刀具

鐵素體型不銹鋼(Crl7型)，主要用于制造耐蝕零件，廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)中

奧氏體型不銹鋼(18—8型)，主要制造化工生產(chǎn)中的某些設(shè)備零件或構(gòu)件及暫道等。

特殊性能鋼

2.耐熱鋼定義：高溫下具有熱化學(xué)穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性的特殊鋼。

性能特點(diǎn):

優(yōu)良的高溫抗氧化性能和高溫強(qiáng)度熱膨脹系數(shù)小和良好的導(dǎo)熱性，

成分特點(diǎn)：加入合金元素Cr、Si和鋁，主加CrTi、V、W、Mo、Ni等合金元素來提高熱強(qiáng)性。

分類及應(yīng)用：熱化學(xué)穩(wěn)定鋼(3Cr18Ni25Si2等)熱強(qiáng)鋼(Crl2型、Crl3型、1Crl8Ni9Ti、1Crl7)。耐熱鋼主要用于石油化工的高溫反應(yīng)設(shè)備和加熱爐、火力發(fā)電設(shè)備的汽輪機(jī)和鍋爐、汽車和船舶的內(nèi)燃機(jī)、飛機(jī)的噴氣發(fā)動機(jī)以及熱交換器等設(shè)備5.1.5特殊性能鋼

3.耐磨鋼性能特點(diǎn)：很高的耐磨性和韌性。高錳鋼(ZGMn13)成分特點(diǎn)：高碳，含碳量1.0％～1.3％之間高錳，一般Mn含量為11％～14％一定量硅（Si=0.3％～0.8％）熱處理：水韌處理：即將鋼加熱1000～1100*C，保溫一段時(shí)間，使碳化物全部溶解，然后迅速水淬，在室溫下獲得均勻單一的奧氏體組織。應(yīng)用：

用于運(yùn)轉(zhuǎn)中承受嚴(yán)重磨損的和強(qiáng)烈沖擊的零件1.鑄鐵的石墨化2.常用鑄鐵3.合金鑄鐵教學(xué)重點(diǎn):常用鑄鐵的分類及特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn):鑄鐵的石墨化5.2鑄鐵鑄鐵的性能

鑄鐵之所以用得如此廣泛,是因?yàn)槭拇嬖冢拇嬖?，使鑄鐵具有鑄鋼所不具備的性能。鑄鐵通常是C%=2.5%~4.0%的鐵碳合金。碳在鐵碳合金中的存在形式有：滲碳體和石墨鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)

良好的鑄造性能，如流動性好、收縮小良好的切削加工性能；高的耐磨性；

良好的吸振緩沖性能；

低的缺口敏感性能。根據(jù)碳在鐵碳合金中的存在形式鑄鐵可以分為：

白口鑄鐵：灰口鑄鐵：普通灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵5.2.1鑄鐵的石墨化

碳以石墨的形式析出的過程為石墨化過程。通常視石墨化過程充分與否，會得到不同基體的鑄鐵組織。鑄鐵的基體通常有：*鐵素體灰口鑄鐵*鐵素體—珠光體灰口鑄鐵*珠光體灰口鑄鐵石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響

石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻?qū)w割裂作用越小。影響石墨化的因素化學(xué)成分

化學(xué)成分：C是形成石墨的元素，Si是促進(jìn)形成石墨的元素。通常C%、Si%越高，越容易石墨化。影響石墨化的因素冷卻速度

冷卻速度：減小冷卻速度可以促進(jìn)石墨化，易得到粗大的石墨片和鐵素體基體；增大冷卻速度則阻礙石墨化，此時(shí)只有部分碳以細(xì)石墨片析出，而另一部分碳則以滲碳體析出，得到鑄光體基體。影響石墨化的因素：壁厚5.2.2常用鑄鐵

灰口鑄鐵灰口鑄鐵可以看成是在鋼的基體上分布著不同形態(tài)的石墨。而石墨的形態(tài)、大小和分布直接影響著鑄鐵的性能。根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)的不同，灰口鑄鐵可以分為：普通灰口鑄鐵：石墨呈片狀可鍛鑄鐵：石墨呈團(tuán)絮狀蠕墨鑄鐵：石墨呈蠕蟲狀球墨鑄鐵：石墨呈球狀1、普通灰口鑄鐵件基體：F、P、F+P生產(chǎn)：鐵水熔煉好后直接澆鑄牌號：HTXXXHT:表示灰口鑄鐵中文拼音的代號XXX:三位數(shù)字表示最抵抗拉強(qiáng)度(MPa)石墨形態(tài)：片狀灰口鑄鐵的孕育處理提高和改善灰口鑄鐵的性能的途徑改善基體組織改變石墨形態(tài)、數(shù)量、大小和分布灰口鑄鐵的孕育處理是提高和改善灰口鑄鐵的性能的途徑行之有效的方法。常用的孕育劑是含Si量為75%的硅鐵。灰口鑄鐵的孕育處理方法即將熔煉出的鐵水在澆鑄前加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%~0.60%的孕育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用顯著提高，從而得到在細(xì)珠光體上均勻分布著細(xì)片狀石墨的組織。

灰鑄鐵的熱處理去應(yīng)力退火：鑄件凝固冷卻時(shí)，因壁厚不同等原因造成冷卻不均，會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，或工件要求精度較高時(shí)，都應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火；消除白口、降低硬度退火：鑄件較薄截面處，因冷速較快會產(chǎn)生白口，使切削加工困難，應(yīng)進(jìn)行退火使?jié)B碳體分解，以降低硬度；表面淬火：目的是提高鑄件表面硬度和耐磨性，常用方法有火焰淬火、感應(yīng)淬火等。2、球墨鑄鐵件的生產(chǎn)

向高溫鐵水中加入一定量的球化劑和孕育劑，直接得到球狀石墨的鑄造合金。球化劑：金屬鎂或稀土鎂

孕育劑：含Si量為75%或95%的硅鐵球墨鑄鐵的組織按基體組織不同，分為鐵素體球墨鑄鐵、鐵素體—珠光體球墨鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵和貝氏體球墨鑄鐵四種，金相顯微組織如圖6-5所示。球墨鑄鐵件主要特點(diǎn)：石墨成球狀，對基體的割裂作用已降到最低，力學(xué)性能比灰鑄鐵有顯著提高?？赏ㄟ^熱處理改善金屬基體，進(jìn)一步提高性能這一點(diǎn)與灰鑄鐵不同。球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產(chǎn)生縮孔、縮松、皮下氣孔、夾渣等缺陷。石墨析出時(shí)，發(fā)生膨脹，應(yīng)適當(dāng)提高鑄型剛度。球墨鑄鐵件生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題控制原鐵液的化學(xué)成分，與一般灰鑄鐵基本相同；具有高C高Si,中Mn,低S、P特點(diǎn)。較高的鐵液溫度，以防止球化處理、孕育處理后鐵液溫度過低，產(chǎn)生澆不足等缺陷球化處理、孕育處理。球墨鑄鐵的牌號和應(yīng)用（3）球墨鑄鐵的牌號和應(yīng)用球墨鑄鐵的牌號由“QT“（“球鐵”兩字漢語拼音字首）及后面兩組數(shù)字組成。第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度；第二組數(shù)字表示最低斷后伸長率δ。例如QT600－3，代表≥600MPa，δ≥3％的球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵的力學(xué)性能好，又易于熔鑄，經(jīng)合金化和熱處理后；可代替鑄鋼、鍛鋼，制作受力復(fù)雜、性能要求高的重要零件，在機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用。（4）球墨鑄鐵的熱處理球墨鑄鐵的熱處理與鋼相似，但因含碳、硅量較高，有石墨存在，熱導(dǎo)性較差，因此球墨鑄鐵熱處理時(shí)，加熱溫度要略高，保溫時(shí)間要長，加熱及冷卻速度要相應(yīng)慢。常用的熱處理方法有以下幾種：①退火分為去應(yīng)力退火、低溫退火和高溫退火。目的是消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，獲得鐵素體基體，提高韌性和塑性。②正火分為高溫正火和低溫正火。目的是增加珠光體數(shù)量并提高其彌散度，提高強(qiáng)度和耐磨性，但正火后需回火，消除正火內(nèi)應(yīng)力。③調(diào)質(zhì)處理目的是得到回火索氏體基體，獲得較高的綜合力學(xué)性能。④等溫淬火目的是獲得下貝氏體基體，使其具有高硬度、高強(qiáng)度和較好的韌性。球墨鑄鐵的牌號、性能及用途球墨鑄鐵的牌號由“QT“（“球鐵”兩字漢語拼音字首）及后面兩組數(shù)字組成。第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度；第二組數(shù)字表示最低斷后伸長率δ。例如QT600－3，代表≥600MPa，δ≥3％的球墨鑄鐵。

3、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵生產(chǎn)：將白口鑄鐵件經(jīng)長時(shí)間的高溫石墨化退火，使白口鑄鐵中的滲碳體分解，獲得在鐵素體或珠光體的基體分布著團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵(KTH,鐵素體基體)珠光體可鍛鑄鐵(KTZ)

白心可鍛鑄鐵(KTB，很少用)種類特點(diǎn)：強(qiáng)度高σb=300-400Mpa，塑性（δ≤12%）和韌性（αk≤30J/Cm2)好。石墨化退火周期長，40-70h,鑄件成本高。適用于制造承受震動和沖擊、形狀復(fù)雜的薄壁小件?？慑戣T鐵牌號及用途（2）可鍛鑄鐵的性能由于石墨呈團(tuán)絮狀，對基體的割裂和尖口作用減輕，故可鍛鑄鐵的強(qiáng)度、韌性比灰鑄鐵提高很多。（3）可鍛鑄鐵牌號及用途可鍛鑄鐵牌號由“KT’（“可鐵”兩字漢語拼音字首）和代表類別的字母（H、Z）及后面兩組數(shù)字組成。其中，H代表“黑心”，Z代表珠光體基體。兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強(qiáng)度和最低斷后伸長率δ。例如，KTH370－12，代表＞370MPa、δ≥12％的黑心可鍛鑄鐵（鐵素體可鍛鑄鐵）。可鍛鑄鐵主要用于形狀復(fù)雜、要求強(qiáng)度和韌性較高的薄壁鑄件。4、蠕墨鑄鐵

（1）蠕墨鑄鐵組織為蠕蟲狀石墨形態(tài)介于球狀和片狀之間，它比片狀石墨短、粗、端部呈球狀。如圖6-7所示。蠕墨鑄鐵的基體組織有鐵素體、鐵素體+珠光體、珠光體三種。（2）蠕墨鑄鐵的性能力學(xué)性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。與球墨鑄鐵相比，有較好的鑄造性，良好的熱導(dǎo)性、較低的熱膨脹系數(shù)，是近三十年來迅速發(fā)展的新型鑄鐵。（3）蠕墨鑄鐵牌號及用途蠕墨鑄鐵的牌號由“RuT’（“蠕鐵”兩字的漢語拼音字首）加一組數(shù)字組成，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，例如：RuT300。5.2.3合金鑄鐵

合金鑄鐵是指常規(guī)元素硅、錳高于普通鑄鐵規(guī)定含量或含有其他合金元素，具有較高力學(xué)性能或某些特殊性能的鑄鐵。主要有耐磨鑄鐵、耐熱鑄和耐蝕鑄鐵。1.鋁及其合金2.銅及其合金3.軸承合金4.粉末冶金教學(xué)重點(diǎn):常用銅鋁合金的分類及特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn):常用銅鋁合金的分類及特點(diǎn)5.3非鐵合金5.3.1鋁合金的分類1、變形鋁合金不可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金主要有防銹鋁合金；可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金主要有硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。（1）防銹鋁合金防銹鋁合金屬Al-Mg或Al-Mg系合金。加入錳主要用于提高合金的耐蝕能力和產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。加入鎂用于起固溶強(qiáng)化作用和降低密度。防銹鋁合金強(qiáng)度比純鋁高，并有良好的耐蝕性、塑性和焊接性，但切削加工性較差。因其不能熱處理強(qiáng)化而只能進(jìn)行冷塑性變形強(qiáng)化。其典型牌號是5A05、3A21，主要用于制造構(gòu)件、容器、管道及需要拉伸、彎曲的零件和制品。（2）硬鋁合金硬鋁合金屬Al-Cu-Mg系合金。加入銅和鎂是為了時(shí)效過程產(chǎn)生強(qiáng)化相。將合金加熱至適當(dāng)溫度并保溫，使過剩相充分溶解，然后快速冷卻以獲得過飽和固溶體的熱處理工藝稱為固溶處理。固溶處理后，鋁合金的強(qiáng)度和硬度并不立即升高，且塑性較好，在室溫或高于室溫的適當(dāng)溫度保持一段時(shí)間后，強(qiáng)度會有所提高，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效。在室溫下進(jìn)行的稱自然時(shí)效，在高于室溫下進(jìn)行的稱人工時(shí)效。硬鋁合金典型牌號是2A01、2A11，主要用于航空工業(yè)中。鋁合金的分類（3）超硬鋁合金超硬鋁合金屬Al-Cu-Mg-Zn系合金。這類合金經(jīng)淬火加人工時(shí)效后，可產(chǎn)生多種復(fù)雜的第二相，具有很高的強(qiáng)度和硬度，切削性能良好，但耐蝕性差。典型牌號7A04，主要用于航空。（4）鍛鋁合金鍛鋁合金屬Al-Cu-Mg-Si系合金。元素種類多，但含量少，因而合金的熱塑性好，適于鍛造，故稱“鍛鋁”。鍛鋁通過固溶處理和人工時(shí)效來強(qiáng)化。典型牌號是2A05、0A07，主要用于制造外形復(fù)雜的鍛件和模鍛件。2、鑄造鋁合金鑄造鋁合金按主加元素不同，分為Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系四類。應(yīng)用最廣的是Al-Si系鑄造合金，通常稱為硅鋁明。Wsi＝10％～13％的Al-Si二元合金ZAlSi12（ZL102），成分在共晶點(diǎn)附近，其鑄