河南科技大學(xué)第10章鋼鐵材料

ChapterOutline10.1鋼的分類與編號(hào)10.2合金元素在鋼中的主要作用10.3合金結(jié)構(gòu)鋼10.4

合金工具鋼10.5

特殊性能鋼10.6鑄鐵10.1鋼的分類與編號(hào)10.1.1鋼的分類

.按用途分工具鋼（主要用于刀具、量具、模具）結(jié)構(gòu)鋼（主要用于工程構(gòu)件、機(jī)器零件）

特殊性能鋼10.1.1鋼的分類

按化學(xué)成分分碳素鋼合金鋼低碳鋼（Wc≤0.25%）中碳鋼（Wc＝0.25~0.60%）高碳鋼（Wc≥0.60%）低合金鋼（WMe≤5%）中合金鋼（WMe

＝5～10%）高合金鋼（WMe＞5%）按金相組織分類（1）根據(jù)平衡態(tài)或退火態(tài)組織亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼和萊氏體鋼（2）按正火組織，珠光體鋼、馬氏體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼等。（3）根據(jù)室溫時(shí)的組織分，鐵素體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼和雙相鋼。10.1.1鋼的分類

按質(zhì)量分優(yōu)質(zhì)質(zhì)量鋼（Ws≤0.040%，Wp≤0.040%）普通質(zhì)量鋼（Ws≤0.055%，Wp≤0.045%）高優(yōu)質(zhì)量鋼（Ws≤0.030%，Wp≤0.035%）10.1.2鋼的編號(hào)1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）甲類鋼：按力學(xué)性能供應(yīng)表示方法：甲1（A1）、甲2（A2）……甲7（A7）強(qiáng)度（s、b）升高塑性（、）下降注意：由于不保證化學(xué)成分，所以熱處理時(shí)不能依甲類鋼來選材，應(yīng)依乙類鋼選，才能根據(jù)相圖制定熱處理工藝。（2）乙類鋼：按化學(xué)成分供應(yīng)表示方法：乙1（B1）、乙2（B2）、…、乙7（B7）C%升高注意：可以熱處理，但屬于普碳鋼，性能改善不大。（3）特類鋼：根據(jù)要求供貨，保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。表示方法：C2、C3、C4、C5C%升高強(qiáng)度（s、b）升高10.1.2鋼的編號(hào)新編號(hào)

沸騰鋼質(zhì)量等級(jí)（A級(jí)）235為屈服強(qiáng)度（MPa）鋼的屈服點(diǎn)Q235—A?F質(zhì)量等級(jí)：A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)S%、P%下降，質(zhì)量提高F—沸騰鋼、Z—鎮(zhèn)靜鋼、b—半鎮(zhèn)靜鋼10.1.2鋼的編號(hào)2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）普通錳含量鋼：碳含量用兩位數(shù)字表示，以0.01％為單位，如45鋼，含C量為45/10000=0.45%。（2）較高錳含量鋼：碳含量用兩位數(shù)字表示，以0.01%為單位，后面加漢字“錳”或化學(xué)符號(hào)“Mn”，如45錳或45Mn鋼。分為普通錳含量鋼和較高錳含量鋼。10.1.2鋼的編號(hào)較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。熱處理：滲碳、淬火、回火等。40Mn鋼WMn0.7~1.0%平均Wc0.40%平均Wc0.40%鋼牌號(hào)：40鋼10.1.2鋼的編號(hào)汽車曲軸彈簧齒輪3.碳素工具鋼牌號(hào):“碳”或T＋碳含量（千分之幾表示)+符號(hào)用途：制造各種刃具、模具、量具。例如沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。T10A鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)wS

≤0.020%，wP≤0.030%平均Wc1.0%“碳”熱處理：球化退火、淬火+低溫回火組織：P球狀、回火M＋Fe3C粒狀+A'10.1.2鋼的編號(hào)4.合金結(jié)構(gòu)鋼原則：字母＋數(shù)字＋化學(xué)元素符號(hào)＋數(shù)字＋符號(hào)（A）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼Me平均含量（百倍）合金元素（Me）的名稱鋼的平均碳含量（實(shí)際碳含量的一萬倍表示）表示鋼的用途10.1.2鋼的編號(hào)5.合金工具鋼原則：鋼中平均含碳量Wc≥1.0%時(shí)不標(biāo)，

Wc<1%

時(shí)以千分之幾表示。合金元素含量為百分之幾。例1：

9

SiCr——9硅鉻（低合金工具）鋼鋼中Si、Cr平均含量均小于1.5％鋼中碳平均含量為Wc＝0.9％10.1.2鋼的編號(hào)6.不銹鋼與耐熱鋼原則：鋼中平均含碳量Wc以千分之幾表示。合金元素平均含量WMe以百分之幾表示。例1：1Cr18Ni9Ti——奧氏體不銹鋼鋼中平均WCr=18%,

WNi＝9％,WTi<1.5％鋼中碳平均含量WC≤0.12％例2：3Cr18

Ni25Si2——耐熱不起皮鋼鋼中平均WCr=18%,

WNi＝25％,WSi=2％鋼中碳平均含量WC=0.3~0.4％10.1.2鋼的編號(hào)10.2合金元素在鋼中的主要作用10.2.1合金元素在鋼中的存在形式四種存在形式：溶入鐵素體、奧氏體和馬氏體中，以固溶體的溶質(zhì)形式存在。形成強(qiáng)化相，如溶入滲碳體形成合金滲碳體、形成特殊碳化物或金屬間化合物等。形成非金屬夾雜物，如與O、N、S作用形成氧化物、氮化物和硫化物等。有些元素如Pb、Cu等既不溶于鐵，也不形成化合物，而是在鋼中以游離狀態(tài)存在。在高碳鋼中碳有時(shí)也以自由狀態(tài)(石墨)存在。10.2.2合金元素與鐵和碳的相互作用（1）無限擴(kuò)大γ區(qū)型：Mn、Ni、Co等。（2）有限擴(kuò)大γ區(qū)型：C、N、Cu、Zn等。（3）封閉γ區(qū)、無限擴(kuò)大α區(qū)型：Si、Cr、W、Mo、P、V、Ti、Al、Be（4）縮小γ區(qū)，但不使γ區(qū)封閉型：B、Nb、Ta、Zr等。1.合金元素與鐵的相互作用2.合金元素與碳的相互作用（1）非碳化物形成元素：Ni、Si、Co、Al、Cu等，以溶入α-Fe或γ-Fe中的形式存在。（2）碳化物形成元素：合金元素形成碳化物的穩(wěn)定程度由強(qiáng)到弱的排列次序?yàn)椋篢i、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Fe，其中的Ti、Zr、V、Nb為強(qiáng)碳化物形成元素，10.2.2合金元素與鐵和碳的相互作用10.2.3合金元素對(duì)相變的影響1.合金元素對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響（1）對(duì)奧氏體相區(qū)的影響擴(kuò)大γ相區(qū)的元素，均使S點(diǎn)左移、A3線下降；凡是縮小γ相區(qū)的元素，均使A3線上升，圖10-2Mn對(duì)γ相區(qū)的影響圖10-3Cr對(duì)γ相區(qū)的影響（2）對(duì)S點(diǎn)（共析）和E點(diǎn)（共晶）的影響幾乎所有的合金元素都使S點(diǎn)和E點(diǎn)向左移，即移向低碳方向。

（3）對(duì)A1、A3、Acm溫度的影響一般來說，除了Mn、Ni以外，其余合金元素均使A1溫度上升，并且加入合金元素后，鋼的共析轉(zhuǎn)變一般不再在恒溫進(jìn)行，而是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。10.2.3合金元素對(duì)相變的影響2.合金元素對(duì)鋼加熱轉(zhuǎn)變的影響對(duì)奧氏體化，晶粒度影響3.合金元素對(duì)奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變的影響（1）合金元素對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變的影響只要合金元素(Co、A1除外)能夠溶入奧氏體，就會(huì)或多或少地推遲奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變，從而降低鋼的臨界冷卻速度，增加鋼的淬透性。（2）合金元素對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變的影響

C、Mn、Ni等元素對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變有較大的推遲作用。

10.2.3合金元素對(duì)相變的影響（3）合金元素對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變的影響除Co、Al之外，大多數(shù)固溶于奧氏體的合金元素均使MS溫度下降，并增加殘余奧氏體量，其中碳的作用最強(qiáng)烈，其次是Mn、Cr、Ni，再次為Mo、W、Si。10.2.3合金元素對(duì)相變的影響4.合金元素對(duì)淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響

（1）對(duì)馬氏體分解的影響（2）對(duì)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的影響（3）對(duì)碳化物的形成、聚集和長大的影響（4）對(duì)鐵素體回復(fù)再結(jié)晶的影響（5）對(duì)回火脆性的影響10.2.3合金元素對(duì)相變的影響合金元素對(duì)鐵素體硬度的影響（退火態(tài)）合金元素對(duì)鐵素體

沖擊韌性的影響10.2合金結(jié)構(gòu)鋼

（alloystructuralsteel）

10.2.1低合金高強(qiáng)度鋼（普通低合金結(jié)構(gòu)鋼）(1)工作條件與性能要求不作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，承受長期靜載荷→高強(qiáng)度有一定使用溫度要求→良好的低溫韌性（低的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度）。制造過程中要進(jìn)行冷變形加工→良好的工藝性能許多大型工程結(jié)構(gòu)在潮濕大氣（橋梁）、特別是在海洋氣氛環(huán)境中（船舶）工作→良好的耐蝕性。

2.成分特點(diǎn)含碳量含碳量一般低于0.2%，以保證良好的焊接性、冷成型性和低溫韌性。合金元素主加元素：Mn（國外以Cr、Ni為主），最高含錳量可達(dá)1.8%。主要作用是強(qiáng)化鐵素體，提高強(qiáng)度和韌性。輔加元素：V、Ti、Mo、Nb、B等元素（少量）。細(xì)化鐵素體晶粒，第二相強(qiáng)化，使鋼的強(qiáng)度與韌性都得到改善。P、Cu：提高鋼的耐大氣腐蝕能力。10.2.1低合金高強(qiáng)度鋼3.熱處理特點(diǎn)

通常在熱軋退火（或正火）狀態(tài)下使用。在進(jìn)行焊接工序后，一般不再熱處理。

組織為F＋少量P（或S）。（四）牌號(hào)典型鋼號(hào)：Q345－16Mn，Q420－15MnVN，14MnVTiRE大型焊接結(jié)構(gòu)，如鐵路、大型巨輪用鋼

10.2.1低合金高強(qiáng)度鋼10.3.2易切削鋼1.工作條件與性能要求易切削鋼的好壞反映材料被加工的難易程度。性能要求很單一，就是要具有良好的切削加工性能。希望在高速切削下，切屑易斷，刀具磨損小，并能提高表面加工質(zhì)量。2.成分特點(diǎn)碳和錳的含量是兩個(gè)影響很大的因素，在一定硬度下，增加碳錳含量將改善切削性；超過一定硬度時(shí)，繼續(xù)增加碳錳含量，切削加工性反而變差。加入S、Pb、Ca、P等元素可使鋼的切削性能得到改善。3.常見的易切削結(jié)構(gòu)鋼Y12、Y15、Y20：用于在自動(dòng)機(jī)床上加工制造標(biāo)準(zhǔn)件螺釘、螺帽、銷子等。Y30、Y40Mn用于制造不易加工的承受負(fù)荷較高的零件，可進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，如高強(qiáng)度螺栓。10.3.2易切削鋼10.3.3滲碳鋼1.工作條件與性能要求以汽車、拖拉機(jī)上的變速齒輪為例。受力情況很復(fù)雜。齒根部承受交變的彎曲應(yīng)力，會(huì)沿齒根斷裂。嚙合傳動(dòng)時(shí)，齒面相互接觸一并有滑動(dòng)，存在接觸疲勞（麻點(diǎn)或剝落）和齒面磨損。行車中變換速度或剎車時(shí)，齒牙受到較大沖擊，齒牙會(huì)斷裂。性能要求：高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，高的耐磨性，心部組織有較高的強(qiáng)韌性以防止齒輪斷裂。2.成分特點(diǎn)含碳量低滲碳鋼的含碳量一般在0.10~0.25%之間。主加元素：Mn和Cr。強(qiáng)化鐵素體組織，并能增加鋼的淬透性

輔加元素：微量的V（0.4%）、W（1.2%）、Mo（0.6%）、Ti（0.1%）等強(qiáng)碳化物的形成元素，細(xì)化晶粒，防止鋼件在滲碳過程中發(fā)生過熱，10.3.3滲碳鋼3.熱處理特點(diǎn)滲碳＋淬火＋低溫回火（180~200℃）4.常用的合金滲碳鋼(1)低淬透性滲碳鋼（wMe＜2％，σb＜800MPa）如15Cr、20Cr、15Mn2、20Mn2等，水淬臨界直徑為20~35mm。這類鋼經(jīng)滲碳、淬火與低溫回火后心部強(qiáng)度較低。用途：受力不太大、心部強(qiáng)度不需要很高的耐磨零件，如柴油機(jī)的凸輪軸、挺桿、活塞銷、小齒輪等，自行車鋼珠（15鋼）、飛輪（20鋼）。10.3.3滲碳鋼（2）中淬透性合金滲碳鋼（wMe＝2％～5％，σb＝800～1200MPa）如20CrMnTi、12CrNi3A、20CrMnMo、20MnVB等其淬透性和力學(xué)性能較高，油淬臨界直徑約為25~60mm左右。用途：承受中等動(dòng)載荷的耐磨零件，如汽車變速齒輪、聯(lián)軸節(jié)、齒輪軸、花鍵套軸等。10.3.3滲碳鋼（3）高淬透性合金滲碳鋼（wMe＞5％，σb＞1200MPa）如12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等。這類鋼合金元素總量小于7.5%，油淬臨界直徑在100mm以上，這類鋼淬透性很好，甚至在空氣中冷卻也能獲得馬氏體組織。淬火及低溫回火后心部強(qiáng)度很高。用途：重載和強(qiáng)烈磨損的大型零件，如內(nèi)燃機(jī)的主動(dòng)牽引齒輪、柴油機(jī)曲軸、航空發(fā)動(dòng)機(jī)變速齒輪等。10.3.3滲碳鋼5.應(yīng)用舉例以20CrMnTi合金滲碳鋼制造的汽車變速齒輪為例，說明其熱處理方法的選定和工藝的安排。技術(shù)要求：滲碳層厚度1.2～1.6mm，表面碳濃度為1.0%，齒頂硬度58～60HRC，心部硬度30～45HRC。鍛造→正火→加工齒輪→滲碳→預(yù)冷淬火、低溫回火→噴丸→磨齒（精磨）工藝路線10.3.3滲碳鋼熱處理的作用改善鍛造狀態(tài)的不正常組織，以利于切削加工。（1）正火20CrMnTi鋼的滲碳溫度為920℃左右，經(jīng)查手冊(cè)得知滲碳層厚1.2～1.6mm時(shí)所需滲碳時(shí)間為6～8h。目的是獲得高碳，保證淬火后獲得高硬度、高耐磨性。（2）滲碳（3）淬火及低溫回火淬火：提高表面的硬度和耐磨性，保證心部具有高的強(qiáng)度和足夠的沖擊韌性。低溫回火：減小淬火應(yīng)力，降低脆性，穩(wěn)定組織。10.3.3滲碳鋼10.3.4調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼是指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后使用的中碳鋼和中碳合金鋼。鋼調(diào)質(zhì)后的性能：具有高的強(qiáng)度、良好的塑性與韌性的配合，即具有良好的綜合力學(xué)性能。應(yīng)用

在機(jī)械制造中最常用的一類鋼。如柴油機(jī)連桿和連桿螺栓及曲軸、汽車半軸、機(jī)床主軸等。1.工作條件與性能要求受到較大變動(dòng)載荷，還受到?jīng)_擊作用，在軸頸或花鍵部分還存在劇烈摩擦；大多數(shù)零件形狀比較復(fù)雜，存在著許多應(yīng)力集中的地方，如鍵槽、油孔、臺(tái)階過渡處等，失效形式主要是疲勞斷裂、過量變形、局部磨損。性能要求具有高的強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度），而且要求有好的塑性和韌性，即要求具有良好的綜合力學(xué)性能、缺口敏感性小。10.3.4調(diào)質(zhì)鋼2.成分特點(diǎn)含碳量：一般調(diào)質(zhì)鋼含碳量介于0.25~0.5%之間，主加元素：Cr、Ni、Mn、Si等，溶入鐵素體，使鐵素體得到強(qiáng)化，并增加鋼的淬透性。輔加元素：Mo、V、Al、B等，含量一般較少。主要作用細(xì)化晶粒，進(jìn)一步提高淬透性。Mo還可以防止高溫回火時(shí)發(fā)生第二類回火脆性；V的作用是阻止奧氏體晶粒長大；Al的作用是在氮化時(shí)能加速合金調(diào)質(zhì)鋼的氮化過程，強(qiáng)化氮化效果；鋼中加入微量的B（0.001~0.004%）能顯著增加鋼的淬透性。。10.3.4調(diào)質(zhì)鋼4.熱處理特點(diǎn)預(yù)備熱處理退火、正火或正火+高溫回火最終熱處理調(diào)質(zhì)處理表面局部淬火調(diào)質(zhì)后，對(duì)于局部有耐磨性要求的應(yīng)進(jìn)行表面淬火或表面氮化處理。10.3.4調(diào)質(zhì)鋼感應(yīng)淬火部位5.常用調(diào)質(zhì)鋼的性能特點(diǎn)及應(yīng)用（1）低淬透性Cr鋼、Mn鋼、Mn-B鋼（D0油＜30mm）如40Cr、45Mn2、35SiMn、40MnB主要合金元素Cr、Mn的作用是強(qiáng)化鐵素體和增加淬透性。Si-Mn鋼的強(qiáng)度較好，但韌性和塑性較差，退火后硬度偏高。應(yīng)用：40Cr應(yīng)用十分廣泛，用于制造一般尺寸的重要零件，如汽車、拖拉機(jī)上的連桿、連桿螺栓、傳動(dòng)軸及機(jī)床主軸等零件。10.3.4調(diào)質(zhì)鋼（2）中淬透性Cr-Mo鋼、Cr-Mn鋼、Cr-V鋼

（D0油＜60mm）

Cr主要是增加淬透性；Mo、V不僅能提高淬透性，也能細(xì)化組織，防止第二類回火脆性，提高塑性和韌性；Cr-Mn鋼中同時(shí)加入Cr、Mn兩種元素，能更好的提高鋼的淬透性和強(qiáng)度。如：35CrMo（或42CrMo）、40CrMn、40CrV應(yīng)用：典型牌號(hào)35CrMo（或42CrMo），用于制造截面較大零件，如曲軸、齒輪、連桿等10.3.4調(diào)質(zhì)鋼（3）高淬透性Cr-Ni鋼、Cr-Ni-Mo鋼

（D0油＞60mm）

鋼中同時(shí)加入Cr、Ni兩種元素，大大提高淬透性，可獲得更好的力學(xué)性能，但Cr-Ni鋼有回火脆性。加入Mo可消除回火脆性。如37CrNi3、40CrNi、40CrNiMo應(yīng)用：制造大截面、重載荷零件，如汽輪機(jī)主軸、葉輪、航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪軸等。10.3.4調(diào)質(zhì)鋼10.3.5彈簧鋼1.工作條件與性能要求吸收沖擊能量，減少振動(dòng)和沖擊。儲(chǔ)存能量，使機(jī)件完成事先規(guī)定的動(dòng)作。用作測力元件，如測力器、彈簧秤中的彈簧等。性能要求：具有較高的彈性極限，以保證其足夠的彈性變形能力，避免在高負(fù)荷下產(chǎn)生塑性變形；具備高的疲勞強(qiáng)度、高的屈強(qiáng)比（s/b）和良好的表面質(zhì)量，以免產(chǎn)生疲勞破壞；足夠的塑性和韌性；具有良好的耐熱性及耐蝕性汽車板簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧彈簧絲汽車板簧火車螺旋彈簧2.成分特點(diǎn)采用較高的含碳量保證高彈性極限和疲勞強(qiáng)度。碳素鋼：WC0.6~0.75%

合金鋼：WC0.46~0.70%輔加元素：W、Cr、V細(xì)化晶粒、提高回火穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度合金元素合金彈簧鋼中主要含有Si、Mn、Cr、V等碳含量主加元素：Si、Mn提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體，也可提高回火穩(wěn)定性10.3.5彈簧鋼4.加工成型與熱處理特點(diǎn)熱成型彈簧彈簧截面尺寸≥8mm的大型彈簧多用熱軋鋼絲或鋼板，熱態(tài)下成型，然后淬火（830～880℃）及中溫回火（350～500℃），組織為回火屈氏體，硬度40～45HRC，具有較高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度，又具有一定塑性和韌性。汽車板簧60Si2Mn：扁鋼剪斷加熱壓彎成型后淬火+中溫回火噴丸裝配10.3.5彈簧鋼冷成型彈簧直徑或單邊尺寸小于8mm的彈簧，常采用冷拔（軋）鋼絲（板）冷卷成型或先熱處理強(qiáng)化、然后冷卷成型。纏繞彈簧→去應(yīng)力退火→磨端面→噴丸→去應(yīng)力退火→發(fā)藍(lán)。10.3.5彈簧鋼5.常用彈簧鋼及應(yīng)用碳素彈簧鋼65、70、75，淬透性差，直徑大于12～15mm在油中不能淬透，用于制造小截面彈簧，多用冷成型法成型。Mn、Si－Mn類彈簧鋼65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn等，由于含硅量高，可顯著提高彈性極限和回火穩(wěn)定性。10.3.5彈簧鋼Cr－V鋼，典型鋼種50CrV，適于制作截面在30mm以下的高負(fù)荷重要彈簧以及在300℃以下工作的各類彈簧。10.3.5彈簧鋼10.3.6滾動(dòng)軸承鋼1.工作條件及性能要求（1）內(nèi)圈（2）外圈（3）滾動(dòng)體（4）保持架（1）、（2）、（3）均為滾動(dòng)軸承鋼保持架為低碳鋼（球軸承）和有色金屬（滾柱軸承）高的接觸應(yīng)力（可高達(dá)3000~35000MPa）并且有滾動(dòng)和滑動(dòng)磨損和接觸疲勞→表面具有高硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度選材：高碳鋼失效形式:10.3.6滾動(dòng)軸承鋼2.成分特點(diǎn)高碳（0.95~1.1%C）主加元素Cr（0.4~1.65%）（Fe，Cr）3C提高淬透性、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度輔加元素Si（0.45~0.75%）、Mn

（0.95~1.25%）提高淬透性、強(qiáng)度和回火穩(wěn)定性。P<0.025%S<0.025%減少夾雜物，提高疲勞壽命GCr9GCr15GCr9SiMnGCr15SiMn淬透性增加10.3.6滾動(dòng)軸承鋼3.熱處理特點(diǎn)（1）預(yù)先熱處理正火＋球化退火（2）最終熱處理淬火＋低溫回火精密滾動(dòng)軸承：在淬火后要在1~2小時(shí)內(nèi)進(jìn)行冷處理，其規(guī)范為在-70~-80℃保溫1~2小時(shí)，使殘余奧氏體量降到4~6%左右。冷處理可使鋼的硬度略有升高，并增加尺寸穩(wěn)定性。還要在磨削后再進(jìn)行120~130℃保溫5~10小時(shí)的低溫時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸。10.3.6滾動(dòng)軸承鋼4.常用滾動(dòng)軸承鋼牌號(hào)及用途含鉻軸承鋼即高碳低鉻鋼，如GCr9、GCr15等，其中GCr15應(yīng)用最廣，用于制造中小型軸承和部分大型軸承。無鉻軸承鋼如GSiMnV、GSiMnMoV等滲碳軸承鋼G20CrMo、G20CrNiMo等10.3.6滾動(dòng)軸承鋼10.4工具鋼按用途可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。刃具鋼：制造車刀、銑刀、鉆頭等金屬切削刀具。模具鋼：制造冷沖模、冷擠壓模、熱鍛模等成型模具。量具鋼：制造各種度量工具如卡尺、千分尺、塊規(guī)等。量具刃具模具10.4.1刃具鋼工作條件與性能要求（1）高硬度必須具有比被加工工件更高的硬度，一般高于60HRC。（2）高耐磨性刀具的刃部和金屬毛坯存在摩擦。失效形式有卷刃、崩刃和折斷，但最普遍的是磨損。（4）一定的強(qiáng)韌性承受沖擊、振動(dòng)載荷（3）高熱硬性（在溫度較高的情況下也能保持高硬度，這種性能稱為熱硬性）切削過程中因摩擦生熱使刀具的溫度升高。2.成分特點(diǎn)（1）碳素及低合金刃具鋼碳素刃具鋼（carbontoolsteel）

T7A、T8A、T10A、T12A等，其含碳量在0.65~1.30%范圍。低合金刃具鋼（low-alloytoolsteel）除含碳量較高外，常加少量的Cr、Mn、V、Si等合金元素。常用牌號(hào)：9SiCr、9Mn2V、CrWMn等10.4.1刃具鋼板牙用途絲錐、板牙、絞刀、載荷較小的冷沖模等，采用9SiCr、9Mn2V、CrWMn用于制造低速、低溫(250～300℃

）、低沖擊、硬度在HRC62左右的刃具。鏨子、鑿子、沖子多采用T7、T8A銼刀、刨刀多采用T12A、T13A小鉆頭、絲錐、低速車刀多采用T9～T11A手錘10.4.1刃具鋼（3）高速鋼（highspeedsteel）特點(diǎn)：使用時(shí)因高速摩擦產(chǎn)生熱量大，使刃具溫度很高，因而對(duì)熱硬性和耐磨性要求非常高。

高速切削的刃具——車、銑、刨、拉刀、鉆頭和絲錐工作溫度達(dá)500～600℃時(shí)硬度仍可保持60HRC以上。車刀銑刀鉆頭1）化學(xué)成分

典型鋼種：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2C0.7%~1.4%固溶在馬氏體中和形成合金碳化物。保證鋼淬火后馬氏體具有高硬度，同時(shí)提高耐磨性。W和Mo提高紅硬性固溶于M中的W在回火時(shí)W2C產(chǎn)生二次硬化（熱硬性高）Cr增加淬透性——風(fēng)鋼（小尺寸空冷，大尺寸可以油淬+空冷）V提高耐磨性和熱硬性，回火時(shí)析出VC產(chǎn)生二次硬化并使耐磨性顯著提高。10.4.1刃具鋼2）W18Cr4V鋼的生產(chǎn)工藝及熱處理特點(diǎn)

鑄造→鍛造→球化退火→機(jī)加工→淬火+三次570℃回火→磨削加工鑄造:高速鋼屬于萊氏體鋼，鑄態(tài)組織中含有大量呈魚骨狀分布的粗大共晶碳化物，鋼的韌性大幅下降。10.4.1刃具鋼高速鋼鑄態(tài)組織萊氏體（碳化物呈魚骨狀分布）T或SM+A'鍛造：魚骨狀碳化物不能用熱處理來消除，只能依靠反復(fù)多次鍛打來擊碎。1.預(yù)先熱處理——球化退火熱處理球化退火后的組織:S+粒狀K目的：降低硬度，以利切削加工；使碳化物形成均勻分布的顆粒狀，為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。10.4.1刃具鋼由于合金元素高使臨界點(diǎn)升高高速鋼鍛造退火后組織KS工藝非常特殊——加熱溫度最高、回火溫度最高（在高硬度范圍內(nèi)）、回火次數(shù)最多（三次）。（1）淬火加熱淬火加熱溫度：1260℃~1280℃為了獲得二次硬化效果，加熱溫度必須高于1200℃2.最終熱處理——淬火＋回火加熱用鹽浴爐或真空爐預(yù)熱：在A1溫度附近（800℃~840℃）必須預(yù)熱一次。如果尺寸大，還需在500℃~650℃和1000℃~1100℃再預(yù)熱?？绽洹〕叽纭Ｏ扔屠浜罂绽洹叽巛^大、但形狀較簡單。分級(jí)淬火——形狀復(fù)雜，對(duì)變形量要求高。冷卻（根據(jù)尺寸大小和形狀復(fù)雜程度選擇）淬火后的組織：M+粒狀K+A′(20～25%)硬度為62～63HRC淬火組織——未溶碳化物+隱針馬氏體+殘余奧氏體未溶K隱針M+A'高溫奧氏體晶界（2）回火——二次硬化析出W2C和VCA'→M回火后硬度63～65HRC1h560℃空冷560℃空冷1h560℃空冷1h20%~25%A'5%A'1%~2%A'15%A'時(shí)間溫度為什么要進(jìn)行三次回火？回火組織——M回+K+A’未溶KM回+A'10.4.2模具鋼模具鋼：用于制造沖壓、模鍛、擠壓、壓鑄等模具的鋼根據(jù)模具工作條件的不同可分為熱作模具和冷作模具曲軸模具1.熱作模具鋼（1）熱作模具的工作條件及性能要求足夠的強(qiáng)韌性熱作模具工作的過程中受到很大的壓應(yīng)力、張應(yīng)力、彎曲應(yīng)力及沖擊應(yīng)力足夠的硬度和耐磨性與工件間強(qiáng)烈摩擦作用足夠的淬透性模具一般體積較大良好的耐熱疲勞性熱作模具反復(fù)受熱和冷卻，易發(fā)生熱疲勞而龜裂10.4.2模具鋼（2）熱作模具的化學(xué)成分碳含量≤0.5%含碳量較低，保證足夠的韌性V、W、Mo等合金元素提高耐磨性、紅硬性、耐熱疲勞性能及抑制第二類回火脆性增加淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高強(qiáng)度、韌性及回火穩(wěn)定性。Cr、Ni、Mn、Si10.4.2模具鋼常用鋼號(hào)：5CrMnMo（中小型熱鍛模具）、5CrNiMo（大型熱鍛模具）3Cr2W8V壓鑄模用鋼（用于制造有色金屬的壓鑄模和熱擠壓模）10.4.2模具鋼汽車四缸壓鑄模（3）熱作模具的熱處理鍛造后退火消除鍛造應(yīng)力；降低硬度，利于切削加工；為隨后的淬火作組織準(zhǔn)備。10.4.2模具鋼淬火及回火回火400~600820~850預(yù)冷油淬500回火屈氏體或回火索氏體5CrMnMo的淬火及回火工藝降低淬火應(yīng)力減少變形防止開裂大型熱鍛模：淬火＋高溫回火中、小型熱鍛模：淬火＋中溫回火壓鑄模、熱擠壓模：淬火＋高溫回火（560～630℃）二次硬化10.4.2模具鋼2.冷模具鋼（cold-workingdiesteel）汽車沖壓模具（1）冷作模具的工作條件、性能要求高硬度良好的耐磨性足夠的強(qiáng)度和韌性常溫下使坯料變形，變形抗力大且存在加工硬化，模具工作部分受到強(qiáng)烈的擠壓、摩擦和沖擊。失效：脆斷、磨損、變形制造沖壓、冷擠壓、冷鐓模具10.4.2模具鋼（2）冷作模具的化學(xué)成分（和刃具鋼基本相似）刃具鋼T10A、9SiCr、9Mn2V、CrWMn等都可以作為冷作模具鋼。對(duì)于尺寸較大的重載或要求精度較高、熱處理變形小的模具，一般用Cr12、Cr12MoV等。10.4.2模具鋼（3）冷作模具的熱處理鍛造后球化退火消除鍛造應(yīng)力；降低硬度，利于切削加工；為隨后的淬火作組織準(zhǔn)備。淬火及回火根據(jù)使用條件和硬度范圍選擇回火種類（低溫回火150～180℃或高溫回火500～520℃）Cr12MoV的淬火及回火工藝250~275回火960~1050800~830油淬空冷二次硬化10.4.2模具鋼10.4.3量具鋼（1）量具的工作部分應(yīng)具有高的硬度和耐磨性（＞62HRC）與被測工件接觸，受到磨損與碰撞（2）具有高的尺寸穩(wěn)定性（3）有一定的韌性卡尺量規(guī)千分尺1.對(duì)量具鋼的要求2.量具用鋼尺寸小、形狀簡單、精度較低的卡尺、樣板、量規(guī)等T10A、T12A使用中易受沖擊、精度不高量具，如卡規(guī)、直尺10鋼、15鋼經(jīng)滲碳淬火及低溫回火50、55、60、60Mn、65Mn鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后感應(yīng)加熱表面淬火加低溫回火。高精度的量具采用熱處理變形小的鋼CrMn、CrWMn、GCr15等。10.4.3量具鋼10.5特殊用途鋼和合金特殊用途鋼是指不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等一些具有特殊物理、化學(xué)和力學(xué)性能的鋼種。10.5.1不銹鋼10.5.2耐熱鋼10.5.3耐磨鋼10.5.4硬質(zhì)合金10.5.1不銹鋼1.概述金屬的腐蝕：（1）化學(xué)腐蝕直接與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成的腐蝕。例如:高溫氧化、脫碳等。（2）電化學(xué)腐蝕金屬在電介質(zhì)溶液中因原電池作用產(chǎn)生電流而引起的腐蝕。

電化學(xué)腐蝕過程示意圖形成氧化層保護(hù)膜。加入Cr、Al、Si等，形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。

使金屬呈單相組織；加入Mn、Ni、Co等能擴(kuò)大γ區(qū)，可在室溫獲得奧氏體鋼；加入Cr、Mo、W、V、Ti、Si等能擴(kuò)大α區(qū)，可在室溫獲得鐵素體鋼。提高基體的電極電位。加入Cr、Ni、Si等，提高金屬基體的電極電位。防止金屬腐蝕的途徑：10.5.1不銹鋼犧牲陽極保護(hù)陰極

鑲嵌一些比金屬或合金基體電極電位更低的金屬塊。覆蓋層保護(hù)

涂漆、電鍍、發(fā)藍(lán)、磷化等工藝。10.5.1不銹鋼Cr：提高抗蝕能力的基本元素，能在鋼表面形成一層保護(hù)性的Cr2O3薄膜；提高鋼的電極電位；形成單相的鐵素體組織。Ni：使鋼呈單相奧氏體組織，提高鋼的塑性和韌性，改善鋼的焊接性能Cu和Mo：提高鋼的耐蝕性C：對(duì)提高鋼的抗腐蝕作用不利，一般很低，大多數(shù)含碳量為0.1～0.2％，，但能提高鋼的強(qiáng)度和硬度不銹鋼所含元素及作用：10.5.1不銹鋼按組織分類

2.不銹鋼的種類與特點(diǎn)常用的馬氏體不銹鋼：1Cr13、2Cr13、3Cr13、

4Cr13、9Cr18隨鋼含碳量增加，強(qiáng)度、硬度、耐磨性提高，但耐蝕性下降。（1）馬氏體不銹鋼成分：較高的C（WC0.1%~0.45%）含較高的Cr（WCr12%~18%）性能：具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性。應(yīng)用于力學(xué)性能要求較高，抗蝕性能一般的零件。如彈簧、軸、水壓機(jī)閥等.按組織分類2.不銹鋼的種類與特點(diǎn)（1）馬氏體不銹鋼10.5.1不銹鋼馬氏體鋼的熱處理：淬火+回火1000~1100℃油200~300℃500~790℃1Cr13、2Cr13：淬火＋高溫回火（500~790℃）3Cr13、4Cr13、9Cr18：淬火＋低溫回火（200~300℃）油冷（2）鐵素體不銹鋼成分：含較高的Cr（WCr12%~30%）

，通常為單相F組織。較低的C（WC＜0.15％）。

常用的鋼號(hào)：1Cr17、1Cr25、1Cr28、0Cr17Ti、

1Cr25Ti性能：耐蝕性、冷變形性、焊接性均優(yōu)于M不銹鋼應(yīng)用：用作耐蝕性要求很高而強(qiáng)度要求不高的構(gòu)件如制造硝酸、磷酸、氮肥等化工設(shè)備、容器和管道。（含碳量≤0.08％）10.5.1不銹鋼鐵素體型不銹鋼的用途硝酸生產(chǎn)裝置合成氨生產(chǎn)裝置成分：WCr18%、WNi8%，穩(wěn)定的奧氏體組織性能：具有良好的韌性、塑性、焊接性、抗腐蝕性能（3）奧氏體不銹鋼（18–8型鋼）加工特點(diǎn)：不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，只能冷塑性變形強(qiáng)化。熱處理特點(diǎn)：固溶處理；穩(wěn)定化處理；去應(yīng)力退火。牌號(hào):0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、Cr18Ni9Ti。用途:化工容器、管道等。10.5.1不銹鋼奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕及其防止晶間腐蝕：奧氏體不銹鋼500-700℃保溫時(shí)，晶界處析出碳化物(Cr23C6)使晶界附近Cr含量降低，使晶界容易引起腐蝕。（3）熱處理消除晶間腐蝕傾向：850~900℃保溫2~3小時(shí)，空冷防止晶間腐蝕的方法：（1）降低C含量WC0.06%以下，使鋼不易形成Cr23C6，但其強(qiáng)度較低。0Cr18Ni9（2）加入強(qiáng)碳化物形成元素Ti或Nb，使形成TiC或NbC，而不形成Cr23C6。1Cr18Ni9Ti10.5.2耐熱鋼金屬的耐熱性是包含著高溫抗氧化性和高溫強(qiáng)度的綜合性概念，耐熱鋼是在高溫下不發(fā)生氧化，并有足夠強(qiáng)度的鋼。1.馬氏體型耐熱鋼Cr、Si提高鋼的抗氧化性Mo、W、V、Ti、Nb彌散強(qiáng)化，抑制回火脆性成分：低中碳（Wc＝0.1～0.4％）熱處理：經(jīng)淬火、回火后使用，得到回火馬氏體或回火索氏體常用的有兩組：（1）在Cr13型的不銹鋼基礎(chǔ)上，加入合金元素Mo、V等，以提高熱強(qiáng)性。1Cr13、2Cr13、1Cr11MoV（使用溫度低于500℃）制造汽輪機(jī)葉片，又稱葉片用鋼（2）在Cr鋼中加入Si，形成Cr－Si鋼。4Cr9Si2、4Cr10SiMo（使用溫度低于750℃）制造發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥，又稱氣閥鋼牌號(hào)及用途：2.奧氏體型耐熱鋼高溫強(qiáng)度比馬氏體型耐熱鋼要高，抗氧化性能好；還有良好的塑性變形性能和焊接性能，但切削加工性能不好。常用牌號(hào)：1Cr18Ni9Ti4Cr14Ni14W2Mo（使用溫度600～700℃）在A不銹鋼的基礎(chǔ)上加入了W、Mo、V、Ti等元素，形成穩(wěn)定碳化物，提高鋼高溫強(qiáng)度。應(yīng)用：

1Cr18Ni9Ti

用于610

℃以下的鍋爐過熱器管、主蒸汽管等；4Cr14Ni14W2Mo用于650℃以下的汽輪機(jī)過熱器管、主蒸汽管，650～750℃的內(nèi)燃機(jī)排氣閥等。10.5.1不銹鋼300℃以下：普通結(jié)構(gòu)鋼300~600℃

：珠光體-馬氏體型耐熱鋼600~800℃

：奧氏體型耐熱鋼800~1000℃

：鎳基合金1000℃以上：鉬基合金和金屬陶瓷耐熱鋼的用途發(fā)動(dòng)機(jī)葉片航空發(fā)動(dòng)機(jī)汽輪機(jī)葉片汽車閥門10.5.3耐磨鋼主要指在沖擊載荷作用下發(fā)生加工硬化的高錳鋼，主要應(yīng)用于使用過程中經(jīng)受強(qiáng)烈沖擊和嚴(yán)重磨損的零件。這種鋼機(jī)加工比較困難，基本上都是鑄造成型的，牌號(hào)為ZGMn131.化學(xué)成分WC＝1.0~1.3%WMn＝11.0%~14.0%由于冷速很快，碳化物來不及析出，使鋼得到單相奧氏體組織，此時(shí)鋼的硬度很低，而韌性很好。高錳鋼水韌處理后不再回火（否則碳化物會(huì)重新析出）水韌處理：將鑄造后的高錳鋼加熱到1000~1100℃

，并保持一定時(shí)間，使碳化物完全溶入奧氏體中，然后水中冷卻。2.熱處理——水韌處理在1290~1350℃直接澆注，隨后冷卻過程中，碳化物沿奧氏體晶界析出，使鋼變脆。10.5.3耐磨鋼水韌處理的工藝特征鑄態(tài)組織高錳鋼加熱到1050～1100℃A水淬A受到劇烈沖擊或較大壓力表層MHB500心部AHB220

A+K10.5.3耐磨鋼加工硬化。高錳鋼的奧氏體有很強(qiáng)的加工硬化能力形變誘發(fā)馬氏體相變。變形能促使奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變硬度很低，強(qiáng)烈沖擊時(shí)硬度上升，原因：10.5.3耐磨鋼鐵路道岔履帶球磨機(jī)襯板挖掘機(jī)鏟齒高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)的襯板、破碎機(jī)的牙板、挖掘機(jī)的鏟齒和鐵路的道岔等。10.5.4硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是將一些難熔的化合物粉末和粘結(jié)劑混合，加壓成型，再經(jīng)燒結(jié)而成的一種粉末冶金材料。硬質(zhì)合金的特點(diǎn)：硬度高、熱硬性好、耐磨性優(yōu)良。切削速度可比高速鋼提高4~7倍，刀具壽命可提高5~80倍。硬質(zhì)合金的分類：金屬陶瓷硬質(zhì)合金：將一些難熔的金屬碳化物粉末（如WC、TiC等)和粘接劑（Co、Ni等）混合、加壓成型，再經(jīng)燒結(jié)而成的粉末冶金材料。（1）鎢鈷類：YG3、YG6、YG8(2)鎢鈷鈦類：YT5、YT15、YT30應(yīng)用：目前金屬陶瓷硬質(zhì)合金被廣泛用作切削刀具，此外還用來制造量具、模具等耐磨零件，還用來制造釬頭和鉆頭等。鎢鈷類硬質(zhì)合金含鈷6％鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金含TiC5％10.5.4硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金是性能介于高速鋼和硬質(zhì)合金之間的新型工具材料，它是以一種或幾種碳化物（如TiC、WC等）為硬質(zhì)相，以合金鋼（如高速鋼，鉻鉬鋼等）粉末為粘結(jié)劑，經(jīng)配料、混料、壓制和燒結(jié)而成的粉末冶金材料。特點(diǎn)退火后可進(jìn)行一般的切削加工淬火回火后有高的硬度和耐磨性可進(jìn)行焊接和鍛造有耐熱、耐蝕、抗氧化等性能應(yīng)用制造各種形狀復(fù)雜的刀具、較高溫度下工作的模具和耐磨零件。10.5.4硬質(zhì)合金TheEnd10.6鑄鐵10.6.1概述10.6.2灰鑄鐵10.6.3球墨鑄鐵10.6.4可鍛鑄鐵10.6.5蠕墨鑄鐵10.6.6特殊性能鑄鐵亞共析鋼過共析鋼過共晶白口鐵亞共晶白口鐵工業(yè)純鐵共析鋼共晶白口鐵1.鑄鐵的特點(diǎn)（1）成分與組織特點(diǎn)成分：較高的C、Si等元素組織：碳以石墨（G）的形式存在，組織為鋼的基體上分布著不同形態(tài)的石墨。10.6.1概述鋼的基體有F、P、F+P三種鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金。（2）性能特點(diǎn)抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比碳鋼低。良好的耐磨性、消振性、低的缺口敏感性、優(yōu)良的切削加工性。鑄造性能比鋼好。10.6.1概述2.Fe-C雙重相圖及鑄鐵中石墨的形成(1)雙重鐵碳合金相圖(2)鑄鐵中石墨化過程（石墨的形成過程）Ⅰ、1154℃時(shí)通過共晶反應(yīng)形成石墨

LC'→AE'+GⅡ、1154℃~738℃A→GⅡⅢ、738℃時(shí)共析反應(yīng)

AS'→FP'+G碳含量為2.5~4.0%的鑄鐵石墨化過程：石墨化程度不同，鑄鐵結(jié)晶后可得到三種不同的組織：

F+G、P+G、F+P+G10.6.1概述(3)影響石墨化的因素1)化學(xué)成分的影響

C、Si促進(jìn)石墨化（常用的鑄鐵C:2.5~4.0%，Si:1%~2.5%）C、Si↑→石墨片多、粗大另外，Al、Cu、Ni、Co等促進(jìn)石墨化。S及Mn、Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素阻止石墨化。2)冷卻速度的影響（澆注溫度、鑄型材料和鑄件壁厚）冷卻速度慢，過冷度越小，有利于原子的擴(kuò)散，對(duì)石墨化有利。10.6.1概述3.鑄鐵的分類1)白口鑄鐵：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段石墨化過程全部被抑制按Fe-Fe3C相圖進(jìn)行結(jié)晶，碳以Fe3C形式存在，斷口呈銀白色。2)灰口鑄鐵：Ⅰ、Ⅱ階段石墨化過程充分進(jìn)行，碳主要以石墨形式存在，斷口呈暗灰色。3)麻口鑄鐵：Ⅰ階段石墨化過程部分進(jìn)行，碳以石墨和Fe3C兩種形式存在，斷口黑白相間構(gòu)成麻點(diǎn)。(1)按石墨化程度分類10.6.1概述灰鑄鐵：G呈片狀可鍛鑄鐵：G呈團(tuán)絮狀球墨鑄鐵：G呈球狀蠕墨鑄鐵：G呈短小的蠕蟲狀(2)按石墨形態(tài)分類10.6.2灰鑄鐵1.灰鑄鐵的組織、性能和用途片狀石墨+金屬基體組成依第三階段石墨化進(jìn)行的程度不同，可分為：鐵素體灰鑄鐵鐵素體+珠光體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵(1)灰鑄鐵的組織片狀石墨F基體片狀石墨FP片狀石墨P(2)灰鑄鐵的性能和用途1)優(yōu)良的鑄造性能2)優(yōu)良的耐磨性和消振性3)較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能4)力學(xué)性能差（抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度都比鋼低得多）。(3)灰鑄鐵的牌號(hào)HT100HT150HT200HT300表示b≥100MPa10.6.2灰鑄鐵2.灰鑄鐵的孕育處理孕育鑄鐵：為了細(xì)化灰鑄鐵組織，提高鑄鐵的力學(xué)性能，通常在碳、硅含量較低的灰鑄鐵液中加入孕育劑（Si-Fe，Si-Ca等孕育劑）進(jìn)行孕育處理，經(jīng)過孕育處理的灰鑄鐵叫孕育鑄鐵或變質(zhì)鑄鐵。孕育鑄鐵的金相組織：細(xì)密的珠光體基體上，均勻分布細(xì)小的石墨片。故其強(qiáng)度高于普通的灰鑄鐵。應(yīng)用：孕育鑄鐵用來制造力學(xué)性能要求高，截面尺寸變化較大的大型鑄件，如重型機(jī)床的機(jī)身、導(dǎo)軌、汽缸體、液壓件、齒輪等。大量人工晶核→結(jié)晶均勻→截面上組織均勻→性能均勻→斷面敏感性?。ū诤衩舾行孕。┧萌~輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪孕育鑄鐵未經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵3.灰鑄鐵的熱處理灰鑄鐵的熱處理工藝僅有退火、表面淬火等1)消除應(yīng)力的退火（人工時(shí)效）防止變形開裂，保證尺寸穩(wěn)定退火工藝：加熱速度50~100℃/h，加熱溫度500~600℃

，保溫2~8h，爐冷至150~200℃

，空冷。2)改善切削加工性的退火（高溫退火）降低硬度，防止產(chǎn)生白口組織退火工藝：加熱到850~900℃

，保溫2~5h，隨爐冷至250~400℃

，出爐空冷。10.6.2灰鑄鐵3)表面淬火提高表面硬度和耐磨性感應(yīng)加熱表面淬火火焰加熱表面淬火點(diǎn)接觸電加熱表面淬火淬火后表面組織：細(xì)小馬氏體＋片狀石墨，硬度:59~61HRC。應(yīng)用：重要的鑄鐵件，如機(jī)床導(dǎo)軌、內(nèi)燃機(jī)缸套等10.6.3可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由鑄態(tài)白口鑄鐵經(jīng)長時(shí)間石墨化退火得到的一種高強(qiáng)度鑄鐵。1.可鍛鑄鐵的組織、性能和用途1、鐵素體基體可鍛鑄鐵（黑心可鍛鑄鐵）2、珠光體基體可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵由于石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂作用比片狀石墨小，所以可鍛鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高，還具有一定的塑性和較高的韌性。可鍛鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能和用途P352表10.27KTH300-06KTZ450-06低壓閥門管接頭團(tuán)絮狀石墨F團(tuán)絮狀石墨P2.可鍛鑄鐵的生產(chǎn)首先：澆注成純白口鑄鐵（C、Si含量