第2章常用工程材料

第2章常用工程材料工程材料分類金屬材料非金屬材料金屬材料分類黑色金屬有色金屬鐵鋁、鎂第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼鋼和鐵的異同第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼主要化學(xué)成分相同，均為Fe原子都被稱為鐵－碳合金含碳量不同含碳量在2.11%以下的為鋼含碳量在2.11%－6.69%的為鐵鋼材按化學(xué)成分的分類第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼非合金鋼合金鋼低合金鋼以Fe為主要元素，C含量在2.11%以下，并含有少量其它元素非合金鋼+一種或數(shù)種合金元素合金元素含量較少雜質(zhì)元素對(duì)鋼材的影響碳（C）第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼硅（Si）錳（Mn）硫（S）磷（P）氫（H）有益元素有益元素有益元素有害元素，產(chǎn)生熱脆有害元素，產(chǎn)生冷脆有害元素，產(chǎn)生氫脆（白點(diǎn)）一、非合金鋼的分類、牌號(hào)及用途1、非合金鋼的分類分類方法碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鋼的品質(zhì)鋼的用途第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼低碳鋼高碳鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωc<0.25%的鐵碳合金中碳鋼按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω＝0.25%-0.60%的鐵碳合金碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωc>0.60%的鐵碳合金08、10、15、20、2530、35、40、45、50、55、6065、70、75、80、85、T7、T8、T10、T12第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼普通質(zhì)量鋼特殊質(zhì)量鋼用于一般用途，控制質(zhì)量無特殊要求優(yōu)質(zhì)鋼按鋼的品質(zhì)介于普通質(zhì)量鋼和特殊質(zhì)量鋼之間嚴(yán)格控制質(zhì)量，嚴(yán)格控制性能Q195、Q215A、Q235A、Q27508、10、30、35、40、45、50、55、60、85T7、T8、T10、T12第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)件，其含碳量一般都小于0.70%，常用于制造齒輪、軸、螺母、彈簧等按鋼的用途用于制造工具，刃具、模具和量具，其含碳量一般都大于0.70%Q195、Q215A、20、30、45、50、60T7、T8、T10、T12第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼一、非合金鋼的分類、牌號(hào)及用途2、非合金鋼的牌號(hào)及用途普通碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼其它優(yōu)質(zhì)專用鋼碳素工具鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途牌號(hào)組成Q+屈服強(qiáng)度數(shù)值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法Q—“屈”字漢語拼音字首屈服強(qiáng)度數(shù)值—材料的屈服強(qiáng)度質(zhì)量等級(jí)符號(hào)—分A、B、C、D四級(jí)，質(zhì)量依次提高脫氧方法—用F（沸騰鋼）、b（半鎮(zhèn)靜鋼）、Z（鎮(zhèn)靜鋼）、Tz（特殊鎮(zhèn)靜鋼）表示，鎮(zhèn)靜鋼Z可以省略第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途Q235-A·F屈服強(qiáng)度值≥235MPa，質(zhì)量等級(jí)A級(jí)的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q215系列常用制作薄板、線材、鐵釘、沖壓件等第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼Q235系列常用制作型鋼、螺栓、連桿、鋼筋等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途Q255和Q275系列常用制作高強(qiáng)度拉桿、鍵、軸等零件第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途牌號(hào)組成用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分之幾（以0.01%為單位）55表示平均含碳量為0.55%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08表示平均含碳量為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼數(shù)字+脫氧方法脫氧方法用“F”和“b”表示沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼08F第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途名稱牌號(hào)性能用途冷沖壓鋼08、10、15塑性好，強(qiáng)度低焊接性能好薄板、焊接件冷沖壓件滲碳鋼20、25塑性、韌性高冷沖壓、焊接性好表面硬度高心部韌性好的零件調(diào)質(zhì)鋼30、35、40、45、50、55調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）具有良好的力學(xué)性能強(qiáng)度、塑性、韌性高的零件彈簧鋼60、65、70、75、80、85能獲得較高的彈性極限彈性零件及耐磨零件第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼汽車板彈簧，彈簧鋼齒輪組和軸，調(diào)質(zhì)鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼其它優(yōu)質(zhì)專用鋼的牌號(hào)及用途易切削鋼Y+數(shù)字Y是“易”的漢語拼音首字母，數(shù)字為鋼中的碳含量的萬分之幾Y12、Y45Ca、Y30、Y35、Y40Mn易切削鋼是在鋼中加入一種或幾種元素，常加入硫、磷、鉛、鈣、硒、碲等常用作受力較小、不太重要的標(biāo)準(zhǔn)件，螺釘、螺母，還有炸彈殼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼其它優(yōu)質(zhì)專用鋼的牌號(hào)及用途鍋爐用鋼數(shù)字+g20g、22g、16Mng優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上發(fā)展專門用于制造鍋爐構(gòu)件的鋼種常用作鍋爐構(gòu)件其它優(yōu)質(zhì)專用鋼的牌號(hào)及用途鑄造碳鋼ZG+數(shù)字—數(shù)字ZG是“鑄鋼”的漢語拼音首字母，兩組數(shù)字分別是兩種強(qiáng)度ZG200－400、ZG230－450、ZG270－500常用作形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求較高的零件，如箱體、曲軸、連桿第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼碳素工具鋼的牌號(hào)及用途牌號(hào)組成T+數(shù)字+（A）T表示“碳”的漢語拼音字首，數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的千分之幾，A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)T8、T8A、T10、T10A、T12、T12AT8A—含碳量為0.8%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T8A制作沖頭、木工工具T10制作手鋸鋸條、板牙、絲錐T12制作銼刀、鉆頭、刮刀第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼二、低合金鋼的分類、牌號(hào)及用途1、低合金鋼的性能較高的屈服強(qiáng)度良好的塑性和韌性良好的焊接性能第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼二、低合金鋼的分類、牌號(hào)及用途2、合金元素的種類第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼硅（Si）、錳（Mn）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鎢（W）、鉬（Mo）、釩（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、鈷（Co）、鋁（Al）、硼（B）、稀土（RE）第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼二、低合金鋼的分類、牌號(hào)及用途3、低合金鋼的分類主要質(zhì)量等級(jí)主要性能和使用特性第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼按主要質(zhì)量等級(jí)普通質(zhì)量低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼特殊質(zhì)量低合金鋼按主要性能和使用特性低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金耐候鋼低合金鋼筋鋼鐵道用低合金鋼礦用低合金鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼二、低合金鋼的分類、牌號(hào)及用途4、低合金鋼的牌號(hào)及用途低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金耐候鋼低合金鋼筋鋼鐵道用低合金鋼礦用低合金鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途牌號(hào)組成Q+屈服強(qiáng)度數(shù)值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法Q—“屈”字漢語拼音字首屈服強(qiáng)度數(shù)值—材料的屈服強(qiáng)度質(zhì)量等級(jí)符號(hào)—分A、B、C、D、E五級(jí)，質(zhì)量依次提高脫氧方法—用F（沸騰鋼）、b（半鎮(zhèn)靜鋼）、Z（鎮(zhèn)靜鋼）、Tz（特殊鎮(zhèn)靜鋼）表示，Z和TZ可以省略第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途Q390A屈服強(qiáng)度值≥390MPa，質(zhì)量等級(jí)A級(jí)的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q295HP焊接氣瓶用鋼，“焊瓶”Q345R壓力容器用鋼，“容”Q390g鍋爐用鋼，“鍋”Q420q橋梁用鋼，“橋”Q295、Q345、Q390、Q420、Q460第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼低合金耐候鋼的牌號(hào)及用途低合金耐候鋼的形成低碳非合金鋼+少量銅、鉻、鎳、鉬、鈮、鈦、釩第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼低合金耐候鋼的牌號(hào)及用途焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼牌號(hào)組成Q+屈服強(qiáng)度數(shù)值+NH+質(zhì)量等級(jí)代號(hào)（C、D、E）Q355NHC橋梁、建筑等鋼結(jié)構(gòu)高耐候性結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)組成Q+屈服強(qiáng)度數(shù)值+GNH（+L，表示此鋼含Cr、Ni）Q345GNHL機(jī)車車輛、塔架等鋼結(jié)構(gòu)第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼低合金專業(yè)鋼的牌號(hào)及用途汽車用低合金鋼低合金鋼筋鋼鐵道用低合金鋼礦用低合金鋼制造汽車大梁、托架、車殼制造建筑鋼筋結(jié)構(gòu)制造重軌、輕軌制造礦用結(jié)構(gòu)件09MnREL06TiL08TiL16MnL20MnK20MnVK25MnK20MnSi20MnTi20MnSiV25MnSiU71Cu45SiMnP09V第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三、合金鋼的分類、牌號(hào)及用途1、合金鋼的分類主要質(zhì)量等級(jí)主根性能和使用特性第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼按主要質(zhì)量等級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼特殊質(zhì)量合金鋼按主要性能和使用特性工程結(jié)構(gòu)用合金鋼機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼不銹、耐蝕和耐熱鋼工具鋼軸承鋼特殊物理性能鋼其它合金鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三、合金鋼的分類、牌號(hào)及用途2、合金鋼的牌號(hào)原則：合金鋼中平均碳的含量和所含合金元素種類及其含量來編制。第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三、合金鋼的分類、牌號(hào)及用途2、合金鋼的牌號(hào)名稱碳含量備注合金元素牌號(hào)示例合金結(jié)構(gòu)鋼表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分之幾含碳量小于1.0%，牌號(hào)前加數(shù)字，表示千分之幾，大于1.0%，牌號(hào)前不標(biāo)數(shù)字合金元素的含量小于1.5%，牌號(hào)僅標(biāo)合金元素符號(hào)，在1.5%－2.5%之間，合金元素符號(hào)后加“2”，依次類推。60Si2Mn40MnVB09Mn2合金工具鋼表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分之幾9MnV2CrWMn滾動(dòng)軸承鋼牌號(hào)前加“滾”的拼音字母“G”含鉻量用千分之幾表示GCr15SiMn不銹鋼耐熱鋼含碳量大于0.04%用兩位小數(shù)，含碳量小于0.03%，用3位小數(shù)10Cr17Mn9Ni4N022Cr17Ni7N第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三、合金鋼的分類、牌號(hào)及用途3、合金鋼的用途高錳耐磨鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼合金工具鋼不銹鋼耐熱鋼特殊物理性能鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼高錳耐磨鋼常見牌號(hào)ZGMn13ZGMn13-1ZGMn13-2耐磨鋼常用來制作坦克和拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)襯板、挖掘機(jī)鏟齒、破碎機(jī)牙板等受強(qiáng)烈沖擊和嚴(yán)重磨損的零件第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金滲碳鋼常見牌號(hào)20Cr20CrMnTi20CrMnMo20MnVB合金滲碳鋼是在滲碳鋼基礎(chǔ)上加上少量合金元素得到的。常用來制作表面高硬度和高耐磨，心部具有較高的強(qiáng)度和韌性的零件。如汽車與拖拉機(jī)用齒輪等合金滲碳鋼要想獲得“外強(qiáng)內(nèi)柔”性能，必須經(jīng)過“滲碳+淬火+低溫回火”處理。第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金調(diào)質(zhì)鋼常見牌號(hào)40B

40Cr40MnB40CrNi40CrMnMo合金調(diào)質(zhì)鋼是在調(diào)質(zhì)鋼基礎(chǔ)上加上合金元素得到的。常用來制作良好的綜合力學(xué)性能的零件。如機(jī)床主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)軸、連桿等滲氮鋼38CrMoALA要求有較高硬度和疲勞強(qiáng)度，需要經(jīng)過“調(diào)質(zhì)處理+滲氮”處理第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼滾動(dòng)軸承鋼常見牌號(hào)GCr15GCr4GCr15SiMnGCr15SiMoGCr18Mo滾動(dòng)軸承鋼是常用來滾動(dòng)軸承中的鋼球、鋼柱及內(nèi)外圈，也可制作高耐磨的量具、模具、低合金刃具屬于特殊質(zhì)量合金鋼第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金工具鋼屬于特殊質(zhì)量合金鋼，用來制作刃具、量具和耐沖擊工具和模具第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金工具鋼制作刃具的常見牌號(hào)9SiCr9Cr2CrWMnCr29Mn2V一般需要淬火+低溫回火后使用第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金工具鋼制作耐沖擊工具的常見牌號(hào)4CrW2Si5CrW2Si6CrW2Si一般需要淬火+中溫回火后使用經(jīng)常用來制作金屬冷剪切片，鉚釘沖頭和沖孔沖頭第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金工具鋼制作冷作模具的常見牌號(hào)Cr12MoVCr129Mn2VCrWMn一般需要淬火+低溫回火后使用經(jīng)常用來制作冷沖模、冷拔模、冷擠壓模第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金工具鋼制作熱作模具的常見牌號(hào)5CrNiMo5CrMnMo3Cr2W8V8Cr3一般需要調(diào)質(zhì)或淬火+中溫回火后使用經(jīng)常用來制作鍛模、壓鑄模第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金工具鋼高速工具鋼的常見牌號(hào)W18Cr4VW6Mo5Cr4V2W9Mo3Cr4V一般需要淬火+多次高溫回火后使用具有較高的熱硬性，切削溫度高達(dá)600度，硬度沒有顯著下降第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼不銹鋼10Cr17用于制作建筑裝飾品，家用電器部件、食品用設(shè)備12Cr18Ni9制作裝飾品、耐腐蝕部件68Cr17制作刃具、量具、軸承和手術(shù)刀片不銹鋼平均含鉻量至少為10.5%，含碳量不超過1.2%。第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼耐熱鋼26Cr18Mn12Si2N制作加熱爐內(nèi)結(jié)構(gòu)、燃燒室12CrMo15CrMoV制作鍋爐鋼管（350℃以下）14Cr11MoV制作發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥等（600℃以下）高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的強(qiáng)度，既高溫抗氧化性和高溫?zé)釓?qiáng)性第一節(jié)非合金鋼、低合金鋼和合金鋼特殊物理性能鋼永磁鋼、軟磁鋼、無磁鋼、特殊彈性鋼、高電阻鋼第二節(jié)鑄鐵第二節(jié)鑄鐵鋼和鐵的不同含碳量不同含碳量在2.11%以下的為鋼含碳量在2.11%－6.69%的為鐵第二節(jié)鑄鐵硫、磷含量不同，鑄鐵含硫、磷量高第二節(jié)鑄鐵鑄鐵的性能良好的鑄造性能、耐磨性、減摩性、減振性和切削加工性不能進(jìn)行鍛造、軋制和拉絲等成形加工第二節(jié)鑄鐵一、鑄鐵1、鑄鐵的分類白口鑄鐵灰口鑄鐵灰鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵合金鑄鐵以游離滲碳體形式存在以片狀石墨形式存在可鍛化處理，以團(tuán)絮狀形式存在球化處理，呈球狀形式存在以石墨狀態(tài)為蠕蟲狀形式存在加合金元素第二節(jié)鑄鐵一、鑄鐵2、鑄鐵的石墨化鑄鐵中的碳以石墨形式析出的過程，稱為鑄鐵的石墨化影響石墨化的因素化學(xué)成分，C、Si促石墨化元素，含量越大，易石墨化冷卻速度，冷卻越快，越不易石墨化第二節(jié)鑄鐵二、鑄鐵的牌號(hào)和用途1、灰鑄鐵牌號(hào)組成HT表示“灰鐵”拼音字首，數(shù)字表示灰鐵的最低抗拉強(qiáng)度。HT+數(shù)字HT200表示最低抗拉強(qiáng)度為200MPa的灰鑄鐵HT100HT150HT200HT250HT300HT350第二節(jié)鑄鐵二、鑄鐵的牌號(hào)和用途1、灰鑄鐵鑄造性能，常用作鑄造形狀復(fù)雜的薄壁鑄件消振性能，常用作機(jī)床床身、床頭箱、底座良好的減摩性和切削性能較低的缺口敏感性第二節(jié)鑄鐵二、鑄鐵的牌號(hào)和用途2、球墨鑄鐵牌號(hào)組成QT表示“球鐵”拼音字首，數(shù)字表示球鐵的最低抗拉