工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)第六章

1.理解并掌握工業(yè)用鋼的分類和編號(hào)方法，基本能由鋼號(hào)推斷出它屬于哪一類鋼種、大概化學(xué)成分和主要用途。2.了解鋼中常存雜質(zhì)元素及合金元素對(duì)鋼性能影響。3.掌握常用結(jié)構(gòu)鋼（重點(diǎn)滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼）、工具鋼（重點(diǎn)高速鋼）的工作條件、性能特點(diǎn)、化學(xué)成分、常規(guī)熱處理、典型鋼種及其主要用途。4.熟悉特殊性能鋼的基本知識(shí)。5.結(jié)合實(shí)例，初步具備合理選擇材料、正確確定加工方法、妥善安排加工工藝路線的能力。第6章工業(yè)用鋼特點(diǎn)：強(qiáng)度、塑性、韌性較好，又具有良好的工藝性能和較低的價(jià)格，因而得到廣泛應(yīng)用（80%）。工業(yè)用鋼只要指：①碳鋼：含碳量低于2.11%的鐵碳合金。②合金鋼：為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素而得到的鋼種。一、鋼的分類及編號(hào)1.鋼的分類①按化學(xué)成分分

中碳鋼0.25~0.6%C高碳鋼

0.6%C低碳鋼

0.25%C低合金鋼合金元素總量5%中合金鋼合金元素總量5~10%高合金鋼合金元素總量10%碳素鋼合金鋼鋼類碳素鋼合金鋼P(yáng)SPS普通質(zhì)量鋼≤0.045≤0.045≤0.045≤0.045優(yōu)質(zhì)鋼≤0.035≤0.035≤0.035≤0.035高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.030≤0.030≤0.025≤0.025特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼≤0.025≤0.020≤0.025≤0.015②按質(zhì)量分鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來劃分的。分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下：③按金相組織分亞共析鋼共析鋼過共析鋼

按退火組織分珠光體鋼貝氏體鋼馬氏體鋼鐵素體鋼奧氏體鋼萊氏體鋼

按正火組織分電弧爐煉鋼④按用途分

工程用鋼建筑、橋梁、船舶、車輛滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼耐磨鋼機(jī)器用鋼結(jié)構(gòu)鋼刃具鋼模具鋼量具鋼工具鋼不銹鋼耐熱鋼特殊性能鋼2鋼的編號(hào)1.碳鋼的編號(hào)Q+屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)。（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼—脫氧方法符號(hào):沸騰鋼—F；鎮(zhèn)靜鋼—Z；半鎮(zhèn)靜鋼—b；特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ?！|(zhì)量等級(jí)A、B、C、D，P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。鎮(zhèn)靜鋼—脫氧完全鋼。組織致密，成分均勻，力學(xué)性能好。如Q235-A·F沸騰鋼—脫氧不完全鋼。凝固前產(chǎn)生大量CO氣泡，引起沸騰。其成分組織不均勻，強(qiáng)度較低，不適于制造重要零件。Q195、Q215、Q235A、Q235B等鋼塑性較好，有一定強(qiáng)度，通常軋制成鋼筋、鋼板、鋼管等，可用于橋梁、建筑物等構(gòu)件，也可用做普通螺釘、螺帽、鉚釘及墊圈等。Q235C、Q235D可用于重要焊接結(jié)構(gòu)，如鍋爐、容器等。Q255、Q275強(qiáng)度較高，可軋制成型鋼、鋼板等，用于承受中等載荷的零件，如轉(zhuǎn)軸、鏈輪及螺紋鋼筋等。常用牌號(hào)及用途：（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)用兩位數(shù)字，表示鋼中平均含碳量萬(wàn)分之幾。如45鋼—平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。*說明：①含Mn量為0.7-1.0%時(shí)，在兩位數(shù)字后加元素符號(hào)“Mn”，如60Mn。②對(duì)于沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼,在鋼號(hào)后分別加字母F和b，如08F、10b。③高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加字母A，如20A。08F、10F、15F、15、20、25等屬于低碳鋼，強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好，具有良好的鍛壓性能和焊接性能。08F、10F主要用于制造沖壓件和焊接件，如殼、蓋、罩等；15F主要用于鈑金件。15、20鋼屬于滲碳鋼，常用于制造齒輪、銷釘、小軸、螺釘、螺母等。其中，20鋼用量最大。常用牌號(hào)及用途：齒輪曲軸常用牌號(hào)及用途：30、35、40、45、50及55等屬于中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可獲得良好綜合機(jī)械性能，且具有良好的切削加工性。主要用于制造軸類、齒輪等零件，如曲軸、傳動(dòng)軸、連桿等。其中，45鋼應(yīng)用最廣泛。

60、65、70、75等屬于高碳鋼，經(jīng)淬火、中溫回火后具有較高的強(qiáng)度、彈性、硬度和耐磨性，但塑性韌性較差，其焊接性、可切削加工性及冷變形塑性低。主要用于制造彈簧、軋輥、凸輪等耐磨工件與鋼絲繩等。其中，65鋼是最常用的彈簧鋼。（3）碳素工具鋼銼刀板牙絲錐牌號(hào)由T+數(shù)字組成，其數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾。如T8—其平均含碳量為0.8%。*說明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的鋼。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加“A”，如T8A。（4）鑄鋼牌號(hào)由ZG+×××+×××組成。ZG表示鑄鋼，其后數(shù)字分別表示最低屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。如ZG200-400，表示屈服點(diǎn)σs（或σ0.2）≥200Mpa且抗拉強(qiáng)度σb≥400MPa的鑄造碳鋼。鑄鋼主要用于制作受力不大且要求一定韌性的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等。2.合金鋼的編號(hào)牌號(hào)由Q+屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)三部分組成。（1）低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼如Q345C。*說明：

σs<300MPa時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼;

σs>300MPa時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼。（2）合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)由兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字組成。合金元素平均含量的百分?jǐn)?shù)，小于1.5％時(shí)，不標(biāo)數(shù)字。鋼中碳含量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)。若為易切削鋼，則在牌號(hào)前標(biāo)Y，如Y40Mn。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在牌號(hào)后加字母A，如60Si2MnA。如40Cr表示平均含碳量為0.4％且鉻含量小于1.5％合金結(jié)構(gòu)鋼。若為滾動(dòng)軸承鋼，則在牌號(hào)前標(biāo)G，注意數(shù)字表示鉻含量的數(shù)。例如，GCrl5—表示平均含鉻量為1.5％的滾動(dòng)軸承鋼。（3）合金工具鋼NOTE：高速鋼含碳量無論多少均不標(biāo)注。牌號(hào)由數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字組成。合金元素的平均含量的百分?jǐn)?shù)，小于1.5％時(shí)，不標(biāo)數(shù)字。用一位數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，超過1.0％時(shí)不標(biāo)。例如9SiCr—表示平均含碳量為0.9％且平均含硅量、含鉻量均＜1.5％的合金工具鋼。如Crl2MoV—表示平均含碳量不小于1.0％、鉻平均含量為12％且鉬和釩平均含量均小于1.5％的合金工具鋼。（4）特殊性能鋼其牌號(hào)表示方法與合金工具鋼牌號(hào)表示方法原則相同。合金元素的平均含量的百分?jǐn)?shù)，小于1.5％時(shí)，不標(biāo)數(shù)字。用一位數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，wc≤0.08％時(shí)，用“0”表示；如0Cr18Ni9。wc

≤0.03％時(shí)，用“00”表示，如00Cr18Ni11。由數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字例如，3Crl3鋼表示平均含碳量為0.3％，平均含鉻量為13％的特殊性能鋼。二鋼中常存雜質(zhì)與合金元素（1）Mn和Si來源：煉鋼時(shí)由錳鐵脫氧而殘留在鋼中。Mn→F起固溶強(qiáng)化作用，引起鋼的強(qiáng)度和硬度↑；Mn+S→MnS，降低硫的有害作用，改善鋼的熱加工性能。2.Si一般認(rèn)為，錳和硅為鋼中的有益元素。來源：煉鋼時(shí)用硅鐵脫氧而殘留在鋼中。Si→F起固溶強(qiáng)化作用，引起鋼的強(qiáng)度↑。1鋼中常存雜質(zhì)對(duì)其性能影響（3）S來源：煉鋼時(shí)由礦石和燃料帶到鋼中。以FeS的形式存在，F(xiàn)eS+Fe→低熔點(diǎn)共晶體；在壓力加工時(shí)熔化→導(dǎo)致鋼材沿晶界開裂—“熱脆”。措施：鋼中要限硫含量：≤0.05%。Mn與S形成MnS(1620℃）,粒狀分布在晶內(nèi)。鋼中的MnS夾雜合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性，于1938年冬發(fā)生斷裂墜入河中。(4)P來源：煉鋼時(shí)由礦石和燃料帶到鋼中。鋼中控制P含量：≤0.045%。P→F，導(dǎo)致鋼材強(qiáng)、硬度↑，塑、韌性↓，特別是使鋼在低溫時(shí)脆性急劇增加—冷脆。

*應(yīng)用：P多，脆性大，可制作炮彈鋼（增加殺傷力）、易切削鋼（改善切削加工性）。激光制導(dǎo)炮彈

(5)氣體元素①N：以FeN、TiN形式存在，使鋼的塑性下降，脆性增大,俗稱藍(lán)脆。②O：以氧化物的形式存在，使強(qiáng)度、塑性、疲勞強(qiáng)度下降，易成為疲勞裂紋源。鋼中TiN夾雜鋼中氧化物夾雜③H：以原子態(tài)溶解于鋼中，降低韌性，引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，俗稱白點(diǎn)。鋼中白點(diǎn)鋼的氫脆斷口（1）合金元素在鋼中的存在形式a）合金鐵素體合金元素溶于鐵素體，形成合金鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用。其中，Si、Mn、Ni強(qiáng)化效果較顯著；Cr、W、Mo相對(duì)較弱。2合金元素在鋼中的作用合金元素對(duì)鐵素體性能的影響b）合金滲碳體弱碳化物形成元素或較低含量中強(qiáng)碳化物形成元素，能置換滲碳體中鐵原子，形成合金滲碳體。如(FeMn)3C、Mn3C等。c）特殊碳化物強(qiáng)碳化物形成元素或較高含量的中強(qiáng)碳化物形成元素，能夠與碳化合，形成特殊碳化物，如VC、TiC等。NOTE：合金滲碳體和特殊碳化物具有較高的熔點(diǎn)和穩(wěn)定性，當(dāng)它們彌散分布在鋼中時(shí)，可大大提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，且不降低韌性，這對(duì)提高工件的使用性能極為有利。(2)合金元素對(duì)鋼性能的影響a）合金元素改善鋼的熱處理性能①細(xì)化奧氏體晶粒所有合金元素都阻礙鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大，從而使鋼熱處理后組織細(xì)化。②提高淬透性除Co以外的合金元素均固溶于奧氏體，增加奧氏體的穩(wěn)定性，減慢過冷奧氏體的分解速度，降低鋼在淬火時(shí)的臨界冷卻速度，從而提高淬透性。③提高回火抗力（回火穩(wěn)定性）回火抗力：淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力。硬度下降越慢，則回火抗力越高。這是因?yàn)楹辖鹪赝七t了馬氏體的分解，抵抗硬度下降，因而提高了回火抗力。與同等含碳量的碳鋼相比，在同一溫度回火，合金鋼有較高的強(qiáng)度和硬度。而回火至同一硬度，合金鋼的回火溫度高，保溫時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)應(yīng)力消除比較徹底，因而其塑性和韌性比碳鋼好。④產(chǎn)生二次硬化二次硬化：淬火鋼在較高溫度回火時(shí)硬度不降低反而升高現(xiàn)象。原因：當(dāng)鋼中Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素的含量超過一定量時(shí)，在400°C以上會(huì)形成細(xì)小彌散分布的特殊碳化物，從而使硬度升高。⑤防止回火脆性回火脆性：淬火鋼回火后出現(xiàn)韌性下降的現(xiàn)象，如圖所示。⑴第一類回火脆性：在250~400°C出現(xiàn)沖擊韌性下降現(xiàn)象。目前，尚無有效方法消除，只能避免在此溫度范圍回火。⑵第二類回火脆性：在500~600°C回火后緩慢冷卻時(shí)出現(xiàn)的沖擊韌性下降現(xiàn)象。防止第二類回火脆性措施：ⅰ對(duì)較小零件可用回火后快冷方法；ⅱ對(duì)大型零件可選用含W、Mo的合金鋼制造。b）合金元素提高鋼的使用性能1）合金元素使鋼的性能得到強(qiáng)化由塑性變形理論知：塑性變形是位錯(cuò)在滑移面上運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。鋼中的溶質(zhì)原子、第二相粒子及晶界等都阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，因而會(huì)產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化及細(xì)晶強(qiáng)化，從而使鋼的強(qiáng)度、硬度升高。①固溶強(qiáng)化合金元素溶入鋼后形成的合金鐵素體，引起晶格畸變，增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。②第二相強(qiáng)化合金滲碳體和特殊碳化物在鋼中加熱形成奧氏體時(shí)，難以溶于奧氏體，也難以聚集長(zhǎng)大。當(dāng)它們以細(xì)小質(zhì)點(diǎn)分布在鋼中時(shí)，會(huì)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而有效地提高鋼的強(qiáng)度和硬度。③細(xì)晶強(qiáng)化大多數(shù)合金元素都能細(xì)化鐵素體和奧氏體晶粒及馬氏體針條，且晶粒越細(xì)小，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力越大，強(qiáng)化效果越顯著。2）合金元素使鋼獲得特殊性能合金元素加入鋼中可以使鋼形成穩(wěn)定的單相組織或形成致密的氧化膜和金屬間化合物，從而使鋼獲得耐腐蝕、耐熱等特殊性能。NOTE：細(xì)晶強(qiáng)化不僅可以提高鋼的強(qiáng)度和硬度，而且還能同時(shí)提高鋼的塑性和韌性，這是其它強(qiáng)化方法不可能做到的。1碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）成分：<0.4%C，P、S量較多。（2）性能：可焊性、塑性好。（3）熱處理：熱軋空冷態(tài)下使用。（4）使用狀態(tài)下組織：F+P（5）用途：常以熱軋型材使用，約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。熱軋鋼板三結(jié)構(gòu)鋼（1）性能特點(diǎn)2低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼a）高強(qiáng)度，可減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約鋼材。（比采用普通碳結(jié)構(gòu)鋼節(jié)約15%鋼材）

b)足夠的塑性、韌性及良好的焊接性能。c)良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。在碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上加入少量的合金元素而得到的鋼種，其含wS、wP均≤0.045％。主要用來制造強(qiáng)度要求較高的工程結(jié)構(gòu)，如橋梁、船舶、壓力容器、機(jī)車車輛、房屋、輸油管道、鍋爐等。

南京長(zhǎng)江大橋(2)成分特點(diǎn)a)低碳：wC≤0.2%，以保證良好塑性、韌性和焊接性能。b)合金元素：①M(fèi)n：強(qiáng)化鐵素體；降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度；增加珠光體的量，提高強(qiáng)度。②V、Ti、Nb等主要起細(xì)晶強(qiáng)化作用。③Re可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。(3)熱處理大多數(shù)在熱軋空冷狀態(tài)下使用，其組織為F+S。(4)常用牌號(hào)及用途Q345鋼綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛及建筑結(jié)構(gòu)等。Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高，用于石化中溫高壓容器、大型船舶及重要橋梁。船舶橋梁儲(chǔ)氣罐車輛(1)性能特點(diǎn)a)表硬里韌。b)具有高的淬透性和滲碳能力。(2)成分特點(diǎn)a)低碳：0.10~0.25%。b)合金元素：①提高淬透性：Cr、Mn、Ni、B②細(xì)化晶粒：W、Mo、Ti、V3滲碳鋼指經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后使用的鋼種。(3)熱處理特點(diǎn)

滲碳件一般的工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火→磨削

正火：改善鍛造組織，調(diào)整硬度，便于切削加工；

滲碳：增加表面含碳量；

淬火：提高硬度和耐磨性；

低溫回火：保持高硬度，降低脆性。使用狀態(tài)下組織：表層：高碳回火馬氏體+粒狀碳化物+少量殘余奧氏體；硬度為58～64HRC。心部：低碳回火馬氏體、少量鐵素體；硬度為35～45HRC。(4)常用牌號(hào)及用途①低淬透性合金鋼如20Cr、20Mn2等，其淬透性差，滲碳淬火后，心部強(qiáng)韌性較低。

只要用于受力尺寸較小耐磨件，如活塞銷、凸輪軸等。活塞銷凸輪軸②中淬透性合金鋼如20CrMnTi、20SiMnVB等，其淬透性較好。主要用于制造承受中等載荷、要求足夠沖擊韌性和耐磨性的零件，如汽車、拖拉機(jī)的變速齒輪、離合器軸等。齒輪③高淬透性合金鋼：如20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等，其淬透性好，主要用于制造大截面、承受高負(fù)荷的重要耐磨件，如飛機(jī)、坦克中的曲軸、齒輪等。增壓柴油機(jī)曲軸(1)性能特點(diǎn)a)良好的綜合力學(xué)性能。b)良好的淬透性。(2)成分特點(diǎn)a)中碳：0.25~0.5%。b)合金元素：①?gòu)?qiáng)化鐵素體，提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B②細(xì)化晶粒，防止第二類回火脆性:W、Mo、V4調(diào)質(zhì)鋼指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）后使用的鋼種。主要用于制造受力復(fù)雜、要求綜合力學(xué)性能好的重要零件，如精密機(jī)床的主軸、汽車的后橋半軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等。(3)熱處理特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件一般的工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配

退火：調(diào)整硬度，改善鍛件組織、性能，消除缺陷，為切削加工和淬火作好組織上的準(zhǔn)備。

調(diào)質(zhì)：獲得良好綜合力學(xué)性能。使用狀態(tài)下的組織為：S回。為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。(4)常用鋼號(hào)及用途

①低淬透性鋼：常用40Cr、40MnB等，用于制造截面尺寸較小的齒輪、軸、螺栓等。②中淬透性鋼：常用35CrMo、40CrNi等，用于制作截面尺寸較大、承受較大載荷零件，如大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等。③高淬透性鋼：常用40CrNiMo、37CrNi3等，用于制造大截面承受重載荷零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、汽輪機(jī)主軸等。連桿曲軸螺桿(1)性能特點(diǎn)a)高的σs、σs/σb，以保證承受大的彈性變形和較高載荷。b)高的σ-1，以避免產(chǎn)生疲勞破壞。c)足夠的塑性、韌性。5彈簧鋼彈簧作用：利用彈性變形儲(chǔ)存能量，傳遞力與緩和沖擊和振動(dòng)；或與其他零件相配合控制某一工作過程，如鐘表中發(fā)條。指用于制造彈簧或其他彈性零件所使用的鋼種。(2)成分特點(diǎn)a)含碳量較高：碳鋼0.6~0.9%C；合金鋼0.45~0.7%C。b)合金元素：①提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si②

細(xì)化晶粒，減小脫碳和過熱敏感性：Cr、W、V3.熱處理特點(diǎn)⑴冷成型彈簧冷拉→淬火+中溫回火→冷卷成形→去應(yīng)力退火→成品。用于截面尺寸<10mm的彈簧。⑵熱成型彈簧下料→熱卷成形→淬火+中溫回火→噴丸→成品。用于截面尺寸>10mm大型彈簧，如汽車板簧、火車螺旋彈簧。

汽車板簧火車螺旋彈簧(4)常用鋼號(hào)及用途①Si、Mn彈簧鋼如65Mn、60Si2Mn，用于制造截面尺寸≤25mm的彈簧，如汽車、拖拉機(jī)、火車的板簧和螺旋彈簧等。②Cr、V彈簧鋼如50CrV，用于制造在350~400°C下工作大截面(≤30mm)、大載荷的耐熱彈簧，如高速柴油機(jī)的氣門彈簧、閥門彈簧等。6滾動(dòng)軸承鋼(1)性能特點(diǎn)a)高硬度和高耐磨性；b)高的彈性極限和接觸疲勞強(qiáng)度；c)足夠的韌性、淬透性和抗耐蝕性。滾動(dòng)軸承鋼是指用來制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體及內(nèi)外套圈的專用鋼種，也可用于制作形狀復(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。推力球軸承滾針軸承(2)成分特點(diǎn)

a)高碳：0.95～1.15%C。b)合金元素：Cr：提高淬透性，接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性；Si、Mn、V：進(jìn)一步提高鋼的淬透性和強(qiáng)度。NOTE：當(dāng)wCr>1.65%時(shí)，會(huì)因殘余奧氏體量的增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。球化退火淬火+冷處理(–60～–80℃;1h)低溫回火正火磨削加工穩(wěn)定化處理(120～150℃；5～10h)鍛造機(jī)加工GCr15軸承鋼制造軸承的工藝路線3.熱處理特點(diǎn)①球化退火獲得球狀珠光體，降低硬度，改善切削加工性并為淬火做好組織上的準(zhǔn)備。②淬火+低溫回火

這是決定軸承鋼性能的關(guān)鍵。最終得到細(xì)針狀的回火馬氏體、顆粒狀碳化物與少量殘余奧氏體組織，硬度為62~66HBC。

③淬火后冷處理(-60~-80℃)進(jìn)一步減少殘余奧氏體和消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。

(4)常用鋼號(hào)及用途①含鉻軸承鋼GCr9、GCr15的淬透性較低，主要用于制作中、小型滾動(dòng)軸承及冷、沖模、量具、絲杠等。GCr9SiMn、GCr15SiMn的淬透性較高，主要用于制作大型滾動(dòng)軸承。②無鉻軸承鋼如GMnMoVRE等。向心球軸承圓柱滾子軸承自動(dòng)調(diào)心球軸承四工具鋼工具鋼是用于制造刃具、量具和模具的鋼種。刃具量具模具（一）刃具鋼用來制造各種切削刀具的鋼種。(1)成分特點(diǎn)高碳(0.65％～1.35%C)，硬度和耐磨性↑；但wC↑，韌性↓。1碳素工具鋼優(yōu)點(diǎn)：鍛造和切削加工性能好，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：淬透性低，回火穩(wěn)定性差。用途：主要用于制造尺寸不大、形狀簡(jiǎn)單的手動(dòng)或低速運(yùn)動(dòng)的機(jī)用工具。（2）熱處理特點(diǎn)①球化退火降低硬度，改善組織，為切削加工和淬火作組織準(zhǔn)備。②淬火+低溫回火獲得回火馬氏體、粒狀滲碳體及少量殘余奧氏體組織，以達(dá)到工具所要求的高硬度(60HRC左右)和高耐磨性。

T12鋼球化退火前顯微組織T12鋼淬火后的顯微組織（3）常用牌號(hào)及用途由于碳素工具鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手動(dòng)工具和低速刃具。T7、T8：用于制造要求具有較高韌性的工具，如木工用的沖子、鑿子、錘子等。木工鑿T9、T10、T11鋼用于制造要求較低韌性、較高硬度的工具，如小鉆頭、沖模、手絲錐等。絲錐鉆頭木工鉆T12、T13鋼用于制造要求具有高硬度和耐磨性的工具，如銼刀、鋸條、量規(guī)等。銼刀手鋸條量規(guī)光面量規(guī)2低合金工具鋼在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(≤3~5)形成。(1)成分特點(diǎn)：高碳：0.75~1.5%C⑵合金元素作用①

提高淬透性:Cr、Mn、Si③提高耐磨性、細(xì)化晶粒:W、V板牙絲錐(3)熱處理及組織同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油（碳工鋼為水）。使用狀態(tài)下的組織為：

M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）

(4)常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等。

(1)性能特點(diǎn)①高熱硬性600℃時(shí)硬度仍保持在55～60HRC。②高淬透性空冷即可淬火，俗稱“風(fēng)鋼”。

(2)成分特點(diǎn)a)高碳:0.70～1.5%Cb)高合金：>10%①

提高淬透性及回火穩(wěn)定性

：Cr②

提高熱硬性、耐磨性:W、Mo、V

3高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）制造高速切削刃具的高合金工具鋼。(3)鑄態(tài)組織與鍛造高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為粗大的魚骨狀合金碳化物，脆性大且不能用熱處理來消除，只能進(jìn)行反復(fù)軋制或鍛造，才能擊碎，使之均勻分布在基體上。W18Cr4V鋼鑄態(tài)組織魚骨狀Ld′與樹枝狀M+TW18Cr4V鋼退火組織S+粒狀或小塊碳化物W18Cr4V鋼淬火組織M+粒狀碳化物+A′(4)熱處理加工工藝路線：下料→鍛造→退火→機(jī)加工→淬火→回火→磨削⑴球化退火降低硬度，改善組織，消除應(yīng)力，為切削加工和淬火做好組織上準(zhǔn)備。退火后組織：S+粒狀或小塊碳化物⑵淬火獲得高硬度和高耐磨性。淬火后組織：M+粒狀碳化物+A′

⑶高溫回火（560℃三次回火）消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織。回火后的組織：M回+粒狀碳化物+A′。W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織W18Cr4V插齒刀的熱處理工藝如圖所示W(wǎng)18Cr4V鋼：其熱硬性較高、過熱敏感性較小，磨削加工性較好；但熱塑性差、碳化物粗大，適用于制造一般的高速切削用車刀、刨刀、鉆頭及銑刀等。(5)常用牌號(hào)及用途車刀銑刀鉆頭W6Mo5Cr4V2鋼，其熱塑性良好，碳化物分布比較均勻，耐磨性高，但熱硬性較差，易脫碳和過熱，廣泛用于制造輪銑刀、插齒刀、麻花鉆頭等刃具。齒輪滾刀插齒刀輪銑刀麻花鉆W9Mo3Cr4V：近幾年研制的新鋼種，既保留了W18Cr4V鋼良好的熱塑性，又克服了W6Mo5Cr4V2鋼脫碳傾向性大的缺點(diǎn)，且硬度比較高，是很有發(fā)展前途的鋼種，用于制作各種切削刀具和冷、熱模具。切削刀具冷鐓模具1)冷作模具鋼:制造金屬冷成型模具的鋼。冷擠壓、冷沖模、拉絲。因模具受很大壓力、摩擦和沖擊。所以要求:①高硬度和耐磨性。②足夠的強(qiáng)度和韌性。淬透性高，熱處理變形小。低合金工具鋼用于制造小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大的模具。如9SiCr、CrWMn、9Mn2V等。用以制造冷熱模具的鋼種。

(二)模具鋼汽車沖壓模具

Cr12型冷作模具鋼:高C(1.45-2.30%C)(為淬火后獲得高碳M和足夠合金碳化物,保證高硬度和高耐磨性)；Cr(11-13%Cr)(提高鋼淬透性,減少淬火變形,增加韌性)。最終熱處理為：淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織：M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）

常用鋼號(hào):Cr12和Cr12MoV。用于制造冷沖模、擠壓模等。汽車外板冷沖模Cr12鋼2)熱作模具鋼-制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具的鋼種。因高溫(400-600℃)下工作,要求:高溫下足夠強(qiáng)度、韌性、耐磨性及高抗熱疲勞性能；高淬透性和良好導(dǎo)熱性。含碳量(0.3-0.6%C),中碳鋼(保證中溫或高溫回火后有足夠強(qiáng)度和韌性),合金元素Ni、Cr、Mn、Si、Mo,提高鋼淬透性,強(qiáng)化F基體,Ni提高韌性；Cr、Si、W提高熱疲勞抗力；Mo提高回火穩(wěn)定性,防止第Ⅱ類回火脆性。常用牌號(hào):壓鑄模具3Cr2W8V、4CrSi、4CrW2Si;熱鍛模鋼5CrNiMo、5CrMnMo熱鍛后預(yù)備熱處理是退火,目的:消除鍛造應(yīng)力,改善切削加工性。退火后組織:細(xì)片狀P+F,硬度197-241HBS。最終熱處理:淬火(840-870℃)+回火(中溫或高溫),使用狀態(tài)下組織:S回或回火屈氏體曲軸模具熱鐓模凸緣模型板壓鑄模汽車四缸壓鑄模(三)量具鋼制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。量具在使用過程中與被測(cè)零件接觸,承受摩擦和沖擊。要求:高硬度(62-65HRC)和耐磨性；高尺寸穩(wěn)定性；足夠韌性。量具用鋼:碳素工具鋼(T10A、T12A，作尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度低的量具)、低合金工具鋼(9SiCr、CrWMn、GCr15等，制造精密量具)?？ǔ吡恳?guī)千分尺量規(guī)量具鋼的熱處理與刃具鋼一樣。對(duì)精密量具淬火后立即冷處理，后150-160℃低溫回火；人工時(shí)效一次（110-150℃，24-36h），使淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的M回火，消除淬火應(yīng)力。精磨后在120℃下人工時(shí)效2-3h，消除磨削應(yīng)力。千分尺卡尺五特殊性能鋼特殊性能鋼是指具有某些特殊的物理、化學(xué)性能，用來制造在特殊環(huán)境及工作條件下所使用的鋼種。特殊性能鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼

不銹鋼:能抵抗大氣腐蝕或酸、堿腐蝕的鋼。為提高鋼抗蝕能力,從兩方面入手:1)使鋼在室溫下獲得單相組織；2)提高鋼基體組織在腐蝕介質(zhì)中的電極電位。Cr提高抗蝕能力(Cr在氧化介質(zhì)中很快形成Cr2O3氧化膜,保護(hù)內(nèi)部不受腐蝕；Cr＞12.5%,Cr的電極電位躍增,抗蝕性顯著提高)?；す艿赖母g裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄電化學(xué)腐蝕的主要原因：由于不同電極電位的金屬在電解質(zhì)溶液中形成原電池，使低電極電位的陽(yáng)極被腐蝕，高電極電位的陰極被保護(hù)，從而導(dǎo)致金屬的電化學(xué)腐蝕。1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器按組織狀態(tài)份三大類：1.鐵素體不銹鋼含碳＜0.15%，Cr為12%-30%，高鉻低碳，單相F組織，從室溫加熱到高溫（960-1100℃）組織無顯著變化。隨Cr增加，耐蝕性進(jìn)一步提高。用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)和作抗氧化鋼使用。按Cr含量有以下三種類型：1）Cr13型，如00Cr13Al、00Cr12,做耐熱鋼用（汽車排氣閥）。2）Cr17型，如1Cr17、1Cr17Mo等，可耐大氣、稀硝酸腐蝕。3）Cr27-30型，如00Cr27Mo、00Cr30Mo耐強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的耐酸鋼。用途:廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置合成氨生產(chǎn)裝置鋼中σ相2.馬氏體不銹鋼常用M不銹鋼含0.1%-0.4%C，含12%-14%Cr，屬鉻不銹鋼。淬火后得到M，有較好力學(xué)性能，耐蝕性、塑性、可焊性不如F、A不銹鋼。牌號(hào)中的：1Cr13、2Cr13含碳量較低，只在力學(xué)性能高、又有一定耐蝕性的零件，如：汽車機(jī)輪葉片及醫(yī)療器械等；3Cr13、7Cr13含碳量提高，其強(qiáng)度、硬度較高，用于制造醫(yī)用手術(shù)用具、量具、不銹鋼軸承、彈簧等。汽輪機(jī)葉片3.奧氏體不銹鋼常用A不銹鋼含17%-19%Cr,含8%-11%Ni,屬鎳鉻不銹鋼。因含鎳量高,擴(kuò)大了A區(qū),室溫下能得到單相A組織。有更好的耐蝕性和高溫抗氧化型。牌號(hào)中的:主要為18-8(18Cr-8Ni)型不銹鋼。如0Cr18Ni9、2Cr18Ni9等。供貨狀態(tài)多為固溶處理態(tài)(即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷)。主要用于制作耐蝕性要求很高的及冷變形成性需焊接的工件,如化工設(shè)備、管道等；也用于儀表、發(fā)電等工業(yè)制作無磁性的耐蝕零件。這類鋼熱處理不能強(qiáng)化,可通過冷變形加工提高強(qiáng)硬度。熱處理：采用固溶處理。組織：?jiǎn)蜗鄪W氏體反應(yīng)釜(316L)管板換熱器(304)大型化工儲(chǔ)罐(304)不銹鋼帶鋼號(hào)鋼種合金元素的主要作用熱處理特點(diǎn)使用狀態(tài)下組織Q345低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Mn:強(qiáng)化F，增加P量，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度熱軋空冷F+P65Mn彈簧鋼Mn:提高淬透性，強(qiáng)化F淬火+中溫回火T回ZGMn13耐磨鋼Mn:獲得單相A組織水韌處理表:M+碳化物心:A20Cr滲碳鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化F滲碳+淬火+低溫回火表:M回+顆粒狀碳化物+A’心:M回+F40Cr調(diào)質(zhì)鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化F調(diào)質(zhì)處理S回9SiCr低合金工具鋼Cr:提高淬透性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)GCr15滾動(dòng)軸承鋼Cr:提高淬透性，耐磨性、耐蝕性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)1Cr13馬氏體不銹鋼Cr:提高耐蝕性淬火+高溫回火S回5CrNiMo熱作模具鋼Cr、Ni:提高淬透性，強(qiáng)化F淬火+高溫回火S回Mo:防止高溫回火脆性Cr12MoV冷作模具鋼Mo:細(xì)化晶粒，提高耐磨性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)W18Cr4V高速鋼V:提高耐磨性、熱硬性淬火+低溫回火M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)1Cr18Ni9Ti不銹鋼Ti:防止晶間腐蝕固溶處理A第二節(jié)鑄鐵一、概述鑄鐵:含碳量＞2.11%并含有較多Si、Mn、S、P等元素的多元鐵基合金。鑄鐵有許多優(yōu)良性能及生產(chǎn)簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),是應(yīng)用最廣泛的材料之一。如機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等都是由鑄鐵制造的。

鑄鐵曲軸一)鑄鐵的石墨化1.石墨化概念:鑄鐵中的碳除少量固溶于基體中外,主要以化合態(tài)的滲碳體(Fe3C)和游離態(tài)石墨(G)兩種形式存在。鑄鐵中C原子析出而形成石墨的過程稱為--。石墨是碳的單質(zhì),其強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。Fe3C是亞穩(wěn)相,在一定條件下發(fā)生分解:Fe3C→3Fe+C(石墨)鑄鐵墨化有三種方式：1)由液態(tài)鐵水中直接析出石墨:L→G。2)自A中直接析出石墨:A→Fe+G。3)在高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱下,滲碳體分解產(chǎn)生石墨:Fe3C→Fe+G臺(tái)車式石墨化退火爐2、影響石墨化的因素⑴化學(xué)成分:碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。含量越高，越容易獲得石墨組織，含量過高，使石墨數(shù)量多且粗大，基體內(nèi)鐵素體量增多，降低鑄件的性能。S對(duì)石墨化有強(qiáng)烈阻礙作用，Mn阻礙石墨化，與S親和力很大，形成MnS，起到削弱S的反石墨化作用。(2)冷卻速度:相同化學(xué)成分的鐵水冷卻速度越慢，C原子析出和聚集越充分，結(jié)晶并析出石墨的可能性越大；反之冷卻速度越快，析出Fe3C的可能性越大，不利于石墨化。生產(chǎn)中，鑄件冷卻速度取決于鑄件材料和鑄件壁厚。3.鑄鐵分類據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同，鑄鐵可分為三類：種類碳存在形式斷口顏色性能應(yīng)用白口鑄鐵Fe3C(Ld)銀白色硬而脆很少用于制造零件麻口鑄鐵Fe3C和G黑白相間的麻點(diǎn)硬而脆很少應(yīng)用灰口鑄鐵G暗灰色較好力學(xué)性能廣泛應(yīng)用于工業(yè)中灰口鑄鐵中C大部或全部以石墨的形式存在，據(jù)石墨存在形態(tài)不同，灰口鑄鐵可分為。1）灰鑄鐵：其石墨呈黑色片狀，力學(xué)性能不太高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，應(yīng)用最廣泛。2）可鍛鑄鐵：其石墨呈黑色團(tuán)絮狀，力學(xué)性能較灰鑄鐵高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。3）球墨鑄鐵：其石墨呈黑色蠕蟲狀，力學(xué)性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間。二、常用鑄鐵一）灰鑄鐵1.灰鑄鐵的組織和性能：灰鑄鐵的組織特點(diǎn)：是在鋼的基體上分布有片狀石墨，按基體組織分為三種：1）F灰鑄鐵：組織為F+片狀石墨，圖a。2）F+P灰鑄鐵：組織為F+P+片狀石墨，圖b。3）P灰鑄鐵：組織為P+片狀石墨，圖c。因石墨軟而脆(強(qiáng)度、硬度和塑性幾乎為零),故在鑄鐵中可把它看成微裂紋。鐵素體灰鑄鐵a珠光體灰鑄鐵c鐵素體加珠光體灰鑄鐵b片狀石墨的尖端會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,對(duì)集體組織起割裂作用,使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度大大降低(σb=120-250MPa),塑性和沖擊韌性幾乎為零,石墨量越多,尺寸越大,性能越差。灰鑄鐵的力學(xué)性能遠(yuǎn)低于碳鋼。因石墨的存在,使灰鑄鐵有一系列優(yōu)于鋼的性能：1)良好鑄造性:C含量接近共晶成分,故熔點(diǎn)低,流動(dòng)性好,收縮率小。所以,灰鑄鐵能澆注出形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。2)良好切削加工性:石墨割裂基體的連續(xù)性,使鑄鐵切削時(shí)易斷削,利于散熱；且石墨對(duì)刀具有一定潤(rùn)滑作用,使刀具磨損減少。3)減摩性好:因石墨有固體潤(rùn)滑作用,且其周圍空隙可以吸附貯存潤(rùn)滑油,使摩擦面上的油膜易保持大大降低摩擦因子。有良好減磨性。4)減振性強(qiáng):石墨組織松軟可吸收振動(dòng)波,比鋼的減振性大10倍,常用作機(jī)床底座、機(jī)車等零件5)缺口敏感性低:石墨本身相當(dāng)與很多小缺口,使外加缺口的作用減弱,增加零件的可靠性。2.灰鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用牌號(hào)：“HT+三位數(shù)字”的方法來表示，灰鐵+抗拉強(qiáng)度數(shù)值。牌號(hào)纖微組織力學(xué)性能用途舉例基體石墨σb/Mpaσ0.2/Mpaδ/%硬度/HBS不大于HT150F+P較粗片狀100一＜1143-229機(jī)械制造中一般鑄件，如底座、手輪、閥體、閥蓋等。HT250細(xì)P較細(xì)片狀240一＜1163-229運(yùn)輸機(jī)械中薄板缸體、缸蓋；冶金礦山機(jī)械中軌道、齒輪。HT350細(xì)P細(xì)小片狀340一＜1170-241大型發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、缸蓋、襯套；機(jī)床導(dǎo)軌、工作臺(tái)等。QT400-18F球狀40025018130-180承受沖擊、振動(dòng)的零件，如汽車、拖拉機(jī)的輪轂、驅(qū)動(dòng)橋殼、拔叉、電動(dòng)機(jī)殼、齒輪箱等。QT400-15F球狀40025015130-180QT600-3P+F球狀6003703190-270載荷大、受力復(fù)雜的零件，如汽車、拖拉機(jī)的曲軸、連桿，部分磨床、銑床、車床的主軸等。QT700-2P球狀7004202225-305QT800-3細(xì)小P球狀8004802245-335KTH330-08F團(tuán)絮狀330

8＞150扳手、車輪殼等；汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、減速器、制動(dòng)器等載荷較高和耐磨損零件，如曲軸、連桿、萬(wàn)向接頭、棘輪、傳動(dòng)鏈條等。KTH370-12F團(tuán)絮狀330

12＞150KTZ550-04P團(tuán)絮狀5503407180-250KTZ700-02P團(tuán)絮狀7005302240-2903.灰鑄鐵的熱處理熱處理只改變基體組織,不改變石墨形態(tài)。灰鑄鐵強(qiáng)度只有碳鋼的30~50%,熱處理對(duì)鑄件力學(xué)性能影響不大,部分鑄件表面淬火提高表面硬度和耐磨性。常用熱處理有:①消除內(nèi)應(yīng)力退火(又稱人工時(shí)效)；②消除白口組織退火；③表面淬火.用途:制造承受壓力和震動(dòng)的零件,如機(jī)床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體。大型船用柴油機(jī)汽缸體(HT-300)重型機(jī)床床身(HT-250)變速箱體可鍛鑄鐵石墨化退火工藝曲線

二）可鍛鑄鐵(馬鐵或瑪鋼)1.可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號(hào)和用途可鍛鑄鐵由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火獲得團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。據(jù)退火后基體組織分為：1）F可鍛鑄鐵（黑心可鍛鑄鐵）：組織：F+團(tuán)絮狀G。2）P可鍛鑄鐵(黑心可鍛鑄鐵):組織:P+團(tuán)絮狀G。因團(tuán)絮狀石墨對(duì)鑄件基體的割裂和應(yīng)力集中作用比灰鑄鐵大大減少，強(qiáng)度和韌性有很大提高。故稱為“可鍛鑄鐵”，指其韌性比普通灰口鐵好，實(shí)際并不可段?？慑戣T鐵的顯微組織

黑心可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵牌號(hào)：KTH（Z）+兩組數(shù)字；抗拉強(qiáng)度值-延伸率值。如：KTH300-06H代表“黑心”；B代表“白心”；Z代表珠光體基體用途:用于制造形狀復(fù)雜且承受振動(dòng)載荷的薄壁小型件，如汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、管接頭、低壓閥門等可鍛鑄鐵管件2.可鍛鑄鐵的生產(chǎn):兩步:1)白口鑄鐵的澆注：2)石墨化退火：三）球墨鑄鐵1.球墨鑄鐵的組織、性能、牌號(hào)和用途球墨鑄鐵的顯微組織包括石墨（球形）與基體組織。據(jù)基體組織分為：1）F球墨鑄鐵、2）F+P球墨鑄鐵、3）P球墨。球墨鑄鐵對(duì)基體組織的割裂和應(yīng)力集中作用大大減小，基體強(qiáng)度利用率可高達(dá)70%-90%（灰鑄鐵30%-50%），故球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性不僅超過其它鑄鐵，可與相應(yīng)組織的鋼媲美，球墨鑄鐵的屈強(qiáng)比（0.7-0.8）高，而鋼一般只0.3~0.5。對(duì)承受靜載荷的零件，用球墨鑄鐵代替鋼安全可靠，但其塑性和韌性低于鋼。球墨鑄鐵可進(jìn)行各種熱處理改變基體組織，提高力學(xué)性能。熱處理方法與鋼基本相同?？蛇M(jìn)行退火、正火、調(diào)制、淬火加回火、等溫淬火等。球墨鑄鐵的顯微組織

鐵素體加珠光體球墨鑄鐵鐵素體球墨鑄鐵

珠光體球墨鑄鐵

球墨鑄鐵中的石墨球牌號(hào)：QT+兩組數(shù)字。球墨鑄鐵代號(hào)+最低抗拉強(qiáng)度+最低延伸率。如：QT600-03用途：承受震動(dòng)、載荷大的零件，如曲軸、傳動(dòng)齒輪等。2.球墨鑄鐵的生產(chǎn)核燃料貯存運(yùn)輸容器(QT350-22)鑄鐵曲軸鑄鐵名稱石墨形態(tài)基體組織編號(hào)方法牌號(hào)實(shí)例

灰鑄鐵片狀FHT+一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，單位MPa。“HT”表示灰鑄鐵代號(hào)。HT100F+PHT150PHT200可鍛鑄鐵團(tuán)絮狀FKTH+兩組數(shù)字KTB+兩組數(shù)字KTZ+兩組數(shù)字KTH300-06表F心PKTB350-04PKTZ450-06鑄鐵的分類與牌號(hào)表示方法鑄鐵名稱石墨形態(tài)基體組織編號(hào)方法牌號(hào)實(shí)例球墨鑄鐵球狀FQT+兩組數(shù)字第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低延伸率值，%。“QT”表示球墨鑄鐵代號(hào)QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕墨鑄鐵蠕蟲狀FRuT+一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值,MPa。“RuT”表示蠕墨鑄鐵代號(hào)RuT260F+PRuT300PRuT420四）合金鑄鐵鑄鐵合金化目的:1)強(qiáng)化基體組織(常輔之熱處理)。2）為獲得特殊性能。如耐磨性、耐蝕性、耐熱性等。合金化適用于灰鑄鐵、球墨鑄鐵。常用的合金鑄鐵有:1.耐熱鑄鐵:在鑄鐵中加入Cr、Si、Al等合金，可在鑄件表面形成致密保護(hù)氧化膜（Cr2O3、SiO2、Al2O3），使鑄鐵在高溫下有抗氧化能力。2.耐磨鑄鐵:在經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵中加入P(0.4%-0.6%)、Cu、Ti等,大大提高鑄件耐磨性,形成耐磨鑄鐵。原因:加入P形成堅(jiān)硬磷化物共晶體;加入Cu使鑄鐵組織致密,細(xì)化P,使石墨均勻分布;加入Ti形成高硬度特殊碳化物。3.耐蝕鑄鐵:普通鑄鐵耐蝕性很差,加入Cr、Mo、Cu、Ni等元素,提高基體電極電位,增強(qiáng)鑄鐵耐蝕性。第三節(jié)有色金屬及其合金

工業(yè)生產(chǎn)中,把鐵及其合金稱為黑色金屬,把其他非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。

有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多,但因其有許多優(yōu)良特性,如特殊電、磁、熱性能,耐蝕性能及高的比強(qiáng)度(強(qiáng)度與密度之比)等,成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的金屬材料，在航空航天、原子能、計(jì)算機(jī)等新型工業(yè)部門應(yīng)用廣泛。鋁及其合金、銅及其合金及軸承合金。一.鋁及鋁合金

一）純鋁地殼中含量近8.2%，列全部化學(xué)元素含量的第三位(僅次于氧和硅)，列全部金屬元素含量的第一位（Fe:5.1%；Mg:2.1%；Ti:0.6%）。鋁以化合態(tài)存在于各種巖石或礦石中，如長(zhǎng)石、云母、高嶺土、鋁土礦、明礬。霞石（Nepheline）：巖漿礦物，長(zhǎng)石類礦物。氧化鋁（Alumina）菱鎂鈾礦（Bayleyite）明礬（Alunite）資源?密度小?高的熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率?高的耐腐蝕性?優(yōu)異的機(jī)加工性能?高的韌性、成形性性能工業(yè)純鋁牌號(hào)：L1、L2、……L7。L-鋁，數(shù)字-純度。數(shù)字越大純度越低。高純鋁牌號(hào)：LG1、LG2、…，數(shù)字越大，純度越高。牌號(hào)應(yīng)用二）鋁合金

鋁合金既具有高強(qiáng)度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金常加入的元素有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

鋁合金型材鋁鑄件鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖。將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強(qiáng)化和不可熱處理強(qiáng)化兩類。鋁合金分類示意圖1.形變鋁合金鋁合金熱處理方法與鋼不同，因鋁合金無同素異晶轉(zhuǎn)變，不能通過相變強(qiáng)化。其相圖表明鋁合金在固態(tài)下有固溶度變化?？刹捎么慊?時(shí)效的熱處理方法強(qiáng)化鋁合金。淬火后鋁合金硬度不提高，但淬火后得到過飽和固溶體不穩(wěn)定，有析出第二項(xiàng)的傾向，將其在室溫下放很長(zhǎng)時(shí)間或在一定溫度下保持足夠時(shí)間，就從過飽和a固溶體中析出細(xì)小均勻的第二相，使鋁合金強(qiáng)度、硬度顯著升高的強(qiáng)化現(xiàn)象--時(shí)效硬化。根據(jù)GB/T16474-1196規(guī)定,形變鋁合金牌號(hào)采用四位字符表示,即用2XXX-8XXX系列表示。第一位數(shù)字:依第一位主要合金元素(Cu、Mn、Si、Mg、Mg+Si、Zn)、其他元素的順序表示形變鋁合金的組別；第二位字母:原始純Al的改型；最后兩位數(shù)字:區(qū)分同一組中不同鋁合金。根據(jù)性能特點(diǎn)和用途，形變鋁合金分為一下四種：①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg的主要作用是提高抗蝕能力和塑性,并起固溶強(qiáng)化作用。

不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化,常利用加工硬化提高其強(qiáng)度。防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體,抗蝕性、焊接性能好,易于變形加工,但切削性能差。主要用于制造各種高耐蝕性薄板容器、管道等。常用牌號(hào):3A21、5A02、5A05等。衛(wèi)星天線（LF2）②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系三元合金，Cu和Mg主要作用形成兩個(gè)強(qiáng)化相，時(shí)效過程以彌散形式析出，使合金強(qiáng)度、硬度顯著提高。硬鋁耐蝕性較差，加入適量Mn改善其耐蝕性；可采用硬鋁表面包一層純Al或包覆Al，提高耐蝕性。用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)取３Ｓ门铺?hào)：2A11、2A12等，

飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)③超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系四元合金,并含有少量Cr和Mn。時(shí)效強(qiáng)化效果超過硬鋁合金?？估瓘?qiáng)度可達(dá)600MPa，相當(dāng)于超高強(qiáng)度鋼。熱態(tài)塑性好,但耐蝕性差,常用包鋁法提高耐蝕性。其耐熱性比硬鋁差,溫度＞120℃會(huì)軟化。

飛機(jī)主起落架常用合金有7A04等,主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件,如飛機(jī)的大梁、起落架等。④鍛造鋁合金Al-Cu-Mg-Si系四元合金，元素種類較多，含量較少，因而有良好的熱塑性，可鍛性。主要強(qiáng)化相Mg2Si，力學(xué)性能高（與硬鋁接近）。常用牌號(hào)有2A50、2A14等。用于制造航空及儀表工業(yè)各種形狀復(fù)雜、受力加大的鍛件和模鍛件,如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪、框架、支桿等。

壓氣機(jī)葉片葉導(dǎo)輪美F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)

（所用材料大部分是鋁合金）GB3190-82中的舊牌號(hào)仍可繼續(xù)使用，表示方法為：防銹鋁合金：LF+序號(hào)硬鋁合金：LY+序號(hào)超硬鋁合金：LC+序號(hào)鍛鋁合金：LD+序號(hào)鋁合金波紋管鋁合金制品2.鑄造鋁合金鑄造鋁合金因其成分接近共晶點(diǎn),有良好的鑄造性能,可進(jìn)行各種成型鑄造,生產(chǎn)性狀復(fù)雜的零件。但力學(xué)性能不如形變鋁合金。包括：Al-Si系:代號(hào)為ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Cu系:代號(hào)為ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Mg系:代號(hào)為ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Zn系:代號(hào)為ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)1)Al-Si鑄造鋁合金又稱硅鋁明。ZL102是含12%Si的鋁硅二元合金,稱為簡(jiǎn)單硅鋁明,流動(dòng)性好、熔點(diǎn)低、熱烈傾向小。

生產(chǎn)上常用變質(zhì)處理，使共晶Si由粗大針狀變成細(xì)小點(diǎn)狀，細(xì)化組織，提高力學(xué)性能。

加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明，這類合金除變質(zhì)處理外，還可進(jìn)行淬火時(shí)效處理，利用形成的強(qiáng)化相進(jìn)一步提高合金強(qiáng)度。

未變質(zhì)處理

經(jīng)變質(zhì)處理

ZL102的鑄態(tài)組織活塞(裙部為鋁硅合金)用于制造輕質(zhì)、耐蝕、形狀復(fù)雜但強(qiáng)度要求不高的鑄件。如：儀表、電動(dòng)機(jī)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等。2)Al-Cu鑄造鋁合金這類合金的強(qiáng)化相CuAl2相，時(shí)效強(qiáng)化效果較好，耐熱性好，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于Al-Si系合金；隨Cu含量增加，高溫強(qiáng)度提高，脆性增加。常用代號(hào)有ZL201、ZL203等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強(qiáng)零件,如內(nèi)燃機(jī)汽缸頭、汽車活塞等。汽缸頭3)Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好,強(qiáng)度高,密度??；但鑄造性能差,耐熱性低。時(shí)效處理效果不大,常在淬火狀態(tài)下使用.常用的有ZL301、ZL303等。主要用于制造外形簡(jiǎn)單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件,如艦船配件、氨用泵體等。鼓風(fēng)機(jī)用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)4)Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金含Zn較高，密度大，鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)效強(qiáng)化；但耐蝕性較差。能進(jìn)行固溶處理，在鑄態(tài)下可直接使用大型空壓機(jī)活塞(ZL401)常用代號(hào)ZL401、ZL402等。主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機(jī)、儀器零件。二、銅及其合金

（一）純銅純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，密度8.96g∕cm3，熔點(diǎn)1083℃，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。重要導(dǎo)電材料，廣泛用于電工導(dǎo)體、防磁器械及傳熱體。強(qiáng)度低，塑性好，具有良好的壓力加工性和焊接性能。易于冷熱加工成型。按雜質(zhì)含量分為：T1、T2、T3、T4純度依次降低。

銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性。銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅管銅冷卻器（二）黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅（錫黃銅、鉛黃銅、鋁黃銅等）。普通黃銅的牌號(hào)為:H(黃)+表示銅平均百分含量的數(shù)字,如H68。特殊黃銅的牌號(hào)為:H(黃)+主加元素符號(hào)(Zn除外)+數(shù)字-數(shù)字,前數(shù)字平均含Cu量,后面數(shù)字其它元素平均含量。如HPb59-1,平均含銅量59%、平均含Pb1%(余量為Zn)的鉛黃銅。鑄造專用黃銅牌號(hào)：Z+Cu+主加元素符號(hào)+數(shù)字。數(shù)字為主加元素平均含量，與兩位Cu。如ZCuZn38，平均含Zn38%、余量為Cu的鑄造普通黃銅；ZCuZn33Pb2,平均含Zn33%、平均含Pb2%、余量為Cu的鑄造普通黃銅；法蘭閥閘閥1、普通黃銅工業(yè)用普通黃銅，含Zn≤47%。因其組織和力學(xué)性能受含Zn的影響，Zn＜32%時(shí)，Zn完全溶于Cu，塑性好，切隨Zn量增大，其強(qiáng)度、塑性均提高。Zn=32%-47%時(shí)，’，強(qiáng)度隨Zn量增加而升高，塑性以開始下降，無實(shí)用價(jià)值。常用的單相（）黃銅有H80、H70等，塑性好可進(jìn)行冷熱加工；雙相（+’）黃銅有H62、H59等，因’相很脆，不適于冷變形加工，加熱到470℃以上，’相有良好塑性，可進(jìn)行熱變形加工。普通黃銅的耐蝕性良好，超過鐵、碳鋼和許多合金鋼，且單相黃銅優(yōu)于雙相黃銅。

Zn=7%的黃銅冷加工變形時(shí)因殘余應(yīng)力存在，在潮濕大氣或海水中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂---“季裂”，冷加工后應(yīng)低溫回火。普通黃銅的顯微組織

單相黃銅

兩相黃銅

單相黃銅塑性好。常用牌號(hào)有H80、H70、H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好，強(qiáng)度高。常用牌號(hào)有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套2、特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。其性能特點(diǎn)和用途:1:錫黃銅:“海軍黃銅”HSn62-1,廣泛用于制造船舶零件。2)鋁黃銅:Al能提高黃銅的強(qiáng)度和硬度，使塑性降。因表面能形成保護(hù)性氧化膜，提高在大氣中的耐蝕性。如HMn58-2制造海船零件及電信器材。3）Mn黃銅：Mn大量溶于a相，加Mn可提高黃銅的強(qiáng)度不降低塑性，并提高其在海水和過熱蒸汽中的耐蝕性。如HMn58-2用于制造海船零件及電信器材。4)鉛黃銅：Pb對(duì)黃銅強(qiáng)度影響不大,但能改善切削加工性,提高耐磨性。如HPb63-3。常用牌號(hào)有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe95-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、襯套及閥體等。

（三）青銅現(xiàn)代工業(yè)把以Al、Si、Be、Mn、Pb等元素為主的銅合金統(tǒng)稱為青銅。加工青銅的牌號(hào)為：Q+主加元素符號(hào)及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3（含4%Sn、3%Zn)。常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。

青銅制品1.錫青銅是以錫為主加元素的銅合金。工業(yè)用錫青銅的錫含量一般為3-14%。含錫量＜8%的錫青銅有良好的冷、熱變形性能,適于壓力加工；含錫量＞10%的錫青銅,塑性差,只適合鑄造。錫青銅具有良好的耐蝕性,在大氣、海水及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好,但在硫酸、鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。錫青銅還具有良好的減摩性、抗磁性和低溫任性。常用牌號(hào)有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件，如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。插座簧片閥門零件方螺母鎖塊2.鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金,鋁含量為5~11%。

Al＜7%時(shí),合金塑性好而強(qiáng)度低,具有良好熱、冷變形性,適于壓力加工。用于制造儀器中要求耐蝕的零件和彈性元件。

Al＞7%時(shí),合金塑性急劇下降,難變形加工,適于鑄造,常用于制造強(qiáng)度及耐磨性高的摩擦零件,如齒輪、蝸輪、軸套等。鋁青銅的力學(xué)性能比錫青銅高,耐磨性高于錫青銅與黃銅,鑄造性能好,因其結(jié)晶溫度范圍窄,有良好的流動(dòng)性,晶內(nèi)偏析小,縮孔集中,易獲得致密鑄件。大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)3.鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金,鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價(jià)格較貴。用于制作精密儀器、儀表中重要的彈性元件、耐蝕、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件。價(jià)格昂貴，應(yīng)用受限制。鈹青銅制品基本思路：工作條件（載荷，環(huán)境）失效形式性能要求材料熱處理工藝齒輪熱處理軸承熱處理彈簧熱處理工具熱處理軸的熱處理1、工作條件－用于傳遞動(dòng)力、改變方向或速度的重要零件，受力情況復(fù)雜。2、常見失效形式齒輪接觸面磨損或齒面塑性變形（表面硬度不足）；齒輪面剝落（疲勞損壞、點(diǎn)蝕）；斷齒（強(qiáng)度低或超載）一.齒輪熱處理一.齒輪熱處理3.齒輪的技術(shù)要求齒面高的硬度、接觸疲勞、耐磨損性能；齒輪根部及齒輪具有高的強(qiáng)度和韌性。4.齒輪用鋼低、中碳輕載齒輪：45，調(diào)質(zhì)或正火中載齒輪：45、40Cr，調(diào)質(zhì)，耐磨部位表面淬火重載齒輪：20Cr、20CrMnTi，滲碳淬火高精度齒輪：38CrMoAlA，調(diào)質(zhì)滲氮滲碳齒輪

材料：20CrMnTi、20Cr、30CrMnTiA等

服役場(chǎng)合：高速重載（汽車齒輪）下料工藝：鍛造正火切削加工滲碳淬火低溫回火5.齒輪熱處理工藝精加工掌握各熱處理工序的目的，工藝，組織(1)正火細(xì)化晶粒；調(diào)整硬度，便于切削加工加熱至Ac3+30～50℃,空冷,組織細(xì)珠光體+(少量鐵素體)(2)滲碳提高表面含碳量920～930℃保溫3～9h(3)滲碳后淬火獲得馬氏體，提高表面硬度直接淬火或一次淬火

表面：高碳M+Ar+碳化物,過渡層:M+Ar,心部:低碳M+F（少量）(4)回火

消除淬火應(yīng)力，低溫200℃，M→M回下料鍛造正火切削加工滲碳淬火低溫回火精加工P731020CrMnTi鋼制造齒輪的

熱處理工藝曲線二、滾動(dòng)軸承熱處理滾珠軸承滾針軸承滾柱軸承1、工作條件高載荷，交變應(yīng)力高轉(zhuǎn)速，一定沖擊。接觸疲勞破壞二、滾動(dòng)軸承熱處理2、失效形式塑性變形

磨損3、性能要求:（內(nèi)外圈和滾動(dòng)體）高的硬度和耐磨性;高的接觸疲勞強(qiáng)度;足夠的韌性和耐蝕性;尺寸穩(wěn)定性滾珠軸承滾針軸承滾柱軸承二、滾動(dòng)軸承熱處理4、軸承用鋼:二、滾動(dòng)軸承熱處理G

Cr15

含Cr量WCr

≈1.5%滾動(dòng)軸承鋼高碳,Wc=0.95～1.15%5、熱處理工藝①預(yù)備熱處理:正火：消除網(wǎng)狀碳化物，細(xì)化晶粒球化退火：降低硬度，提高韌性，為淬火組織準(zhǔn)備②淬火:獲得馬氏體組織810～860℃（溫度偏高），讓Cr盡量溶入A，又不致于導(dǎo)致晶粒粗大，A含碳過高；油冷③冷處理:獲得馬氏體組織,減少Ar④低溫回火:消除殘余應(yīng)力，保持高硬度.二、滾動(dòng)軸承熱處理汽車板簧扭轉(zhuǎn)彈簧大型熱卷彈簧彈簧絲三、彈簧熱處理1、工作條件儲(chǔ)存能量和減輕震動(dòng),主要承受拉力、壓力、扭力、交變載荷；2、失效形式：疲勞斷裂，永久變形3、性能要求：

高的強(qiáng)度極限、彈性極限、疲勞極限、成型加工性能（塑性成型、熱處理性能）4、常用材料65、65Mn、60Si2Mn等中碳鋼及中碳合金鋼5、熱處理工藝（一）冷成形彈簧（小彈簧）由強(qiáng)化過的鋼絲（鉛淬冷拔、冷拔、淬火+回火的鋼絲）冷卷成彈簧，只需進(jìn)行去應(yīng)力退火（加熱溫度250～300℃），以消除變形過程中或淬火中形成的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。

（二）熱成形彈簧采用熱軋鋼絲或鋼板制成（如汽車板簧）淬火——提高強(qiáng)度，中溫回火——消除應(yīng)力，提高彈性極限。淬火溫度Ac3以上，回火溫度350～450℃，

組織：回火屈氏體大型熱卷彈簧——去應(yīng)力退火——淬火+中溫回火（或采用等溫淬火）或采用等溫淬火，得到貝氏體組織W18Cr4V的生產(chǎn)工藝及熱處理鑄造鍛造球化退火機(jī)加工淬火+三次高溫回火磨削加工刃具用鋼高合金刃具鋼：（高速鋼）W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織W18Cr4V鑄態(tài)組織420

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M6C,鋼的韌性大幅下降。鍛造:魚骨狀碳化物不能用熱處理（正火）來消除,只能依靠反復(fù)多次鍛打來?yè)羲?。W18Cr4V鍛造組織210球化退火:消除應(yīng)力,降低硬度，便于機(jī)加工,調(diào)整組織,為淬火作好組織準(zhǔn)備。球化退火后的組織:S+粒狀Cm球化退火溫度830～880℃易于機(jī)械加工。W18Cr4V球化退火組織420淬火:1200～1300℃淬火后的組織:M+Cm+AR(20～25%)（溫度高）高速鋼淬火溫度高的原因：讓C和Me充分溶入A，淬火后得到高合金馬氏體高溫回火時(shí)產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，提高硬度提高紅硬性三次高溫回火在560℃回火時(shí),產(chǎn)生二次硬化多次回火,獲得更多碳化物析出讓殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?；鼗鸾M織：S回+碳化物+Ar(1～2%)*淬火后A殘約20～25%。*第一次回火后A殘約剩15～18%。*第二次回火后A殘約剩3～5%。*第三次回火后A殘約剩1～2%。組織硬度為HRC65以上。P7415受力－彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，且在軸的截面上分布是不均的，表面應(yīng)力最大，中心應(yīng)力為零。性能－此類零件調(diào)質(zhì)時(shí)不需要整個(gè)截面淬透，只要保證表面淬硬層為其半徑的1/4即可。選材－多用40、45鋼，重要軸類用合金調(diào)質(zhì)鋼制造（40Cr、35CrMo、42Mn2V等）五、軸的熱處理備料鍛造正火或退火粗加工調(diào)質(zhì)精加工材料：45鋼工藝：輕載主軸加工工藝中載主軸加工工藝備料鍛造正火或退火粗加工調(diào)質(zhì)精加工材料：40Cr鋼工藝：整體調(diào)質(zhì)，軸頸和錐孔表面淬火表面淬火及低溫回火磨削P739輕載主軸：45，調(diào)質(zhì)或正火中載主軸：45，40Cr，調(diào)質(zhì)，耐磨部位表面淬火重載主軸：20CrMnTi，滲碳淬火高精度主軸：38CrMoAlA，滲氮MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.