金屬工藝學(xué)課件5

第三章金屬材料學(xué)習(xí)(xuéxí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)主要(zhǔyào)內(nèi)容思考與練習(xí)本章小結(jié)共九十七頁學(xué)習(xí)(xuéxí)目標(biāo)了解雜質(zhì)(zázhì)元素及合金元素在鋼中的作用；鋼鐵材料的生產(chǎn)過程。

共九十七頁學(xué)習(xí)(xuéxí)目標(biāo)能夠?qū)ζ胀C(jī)床及常用礦井設(shè)備(shèbèi)零件材料進(jìn)行性能分析；共九十七頁重點(diǎn)難點(diǎn)

掌握鋼鐵材料及非材料的分類(fēnlèi)、牌號(hào)和用途；

共九十七頁主要(zhǔyào)內(nèi)容第二節(jié)非合金鋼第一節(jié)鋼鐵(gāngtiě)材料的生產(chǎn)第四節(jié)鑄鐵第三節(jié)合金鋼第五節(jié)非鋼鐵材料共九十七頁第一節(jié)鋼鐵(gāngtiě)材料的生產(chǎn)

一、煉鐵(liàntiě)；

二、煉鋼；三、鋼鐵生產(chǎn)；四、雜質(zhì)元素及合金元素在鋼中的作用。共九十七頁3.1.1煉鐵

生鐵由鐵礦石經(jīng)高爐冶煉(yěliàn)而得，它是煉鋼和鑄件生產(chǎn)的主要原材料。

高爐煉鐵的爐料主要是鐵礦石、燃料（焦炭）和熔劑（石灰石）。共九十七頁（1）熔鐵的基本過程煉鐵的基本過程包括燃料的燃燒、鐵的還原和增碳、雜質(zhì)的混入、造渣等。（2）高爐(gāolú)產(chǎn)品高爐冶煉出的鐵不是純鐵，而是含有碳、硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素的合金，稱為生鐵。生鐵是高爐冶煉的主要產(chǎn)品。根據(jù)用戶的不同需要，生鐵可分為兩類：鑄造生鐵和煉鋼生鐵。共九十七頁3.1.2煉鋼

定義：生鐵中含有較多的雜質(zhì)，使得生鐵的性能常常(chángcháng)不能滿足加工和使用的需要。煉鋼的本質(zhì)是利用氧化的辦法清除生鐵中的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)和過量的碳，使化學(xué)成分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，從而改善其性能。共九十七頁

（一）煉鋼的基本過程1．氧化過程2．脫氧(tuōyǎng)過程

（二）煉鋼方法如表所示：1．轉(zhuǎn)爐煉鋼法2．電爐煉鋼法

煉鋼方法熱源主要原料主要特點(diǎn)氧氣轉(zhuǎn)爐氧化反應(yīng)的化學(xué)熱生鐵、廢鋼冶煉速度快，生產(chǎn)率高，成本低。鋼的品種較多，質(zhì)量較好，適合于大量生產(chǎn)電弧爐電能廢鋼爐料通用性大，爐內(nèi)氣氛可以控制，脫氧良好，能冶煉難熔合金鋼。鋼的質(zhì)量優(yōu)良，品種多樣共九十七頁

3.1.3鋼鐵生產(chǎn)

（一）板材和型材生產(chǎn)中。將鋼錠通過一系列軋機(jī)扎制成板材和型材（二）管材通過成型輥把帶鋼彎成管行，再通過焊接滾焊接成有縫管材；也可先用斜軋穿孔(chuānkǒng)機(jī)在實(shí)心管坯上穿孔(chuānkǒng)，然后用一種特殊的方法軋制所需尺寸的管材，通常稱為無縫管材。（三）線材直徑在6mm以下的線材多采用拉絲機(jī)生產(chǎn)。共九十七頁3.1.4雜質(zhì)元素及合金元素在鋼中的作用

（一）碳鋼中常存雜質(zhì)元素及其作用碳鋼中除鐵以外的主要元素是碳。其它常存的雜質(zhì)元素有硅、錳、硫、磷等，還有熔煉中夾雜(jiāzá)進(jìn)入的氧、氫、氮等氣體元素共九十七頁

（1）硅和錳：硅和錳是煉鋼后期在脫氧和合金化時(shí)，加入鋼液而殘留在鋼中的，是有益元素。當(dāng)硅和錳的含量不多時(shí)，對(duì)鋼的性能影響不大。（2）磷和硫：是鋼中的有害元素，磷會(huì)形成硬脆化合物Fe2P,造成“冷淬”；硫與鐵生成FeS，并形成Fe-FeS二元低熔點(diǎn)(róngdiǎn)共晶體，造成“熱淬”。

（3）氧、氫和氮：這三種氣體元素也是鋼中有害氣體。在高溫時(shí)融入鋼液，冷卻時(shí)來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細(xì)微氣孔，使鋼的塑性、韌度和疲勞強(qiáng)度急劇降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成裂紋、淬斷，是必須嚴(yán)格控制的有害元素。共九十七頁（二）合金元素(yuánsù)在鋼中的作用1．強(qiáng)化，合金元素對(duì)合金鋼其有效的強(qiáng)化作用；2．穩(wěn)定組織、細(xì)化晶粒；3．提高淬透性；4．提高抗氧化性和耐腐蝕能力。共九十七頁第二節(jié)非合金鋼

一、碳鋼的分類(fēnlèi)；

二、碳素結(jié)構(gòu)鋼；三、優(yōu)質(zhì)(yōuzhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；四、碳素工具鋼；五、鑄鋼。共九十七頁

3.2.1碳鋼的分類定義(dìngyì)：非合金鋼即碳鋼，是指含碳量在2.1%以下的鐵碳合金。

共九十七頁（一）按碳的含量分類(fēnlèi)：

（1）低碳鋼：Wc=0.08%～0.25%，塑性好，多用作沖壓、焊接和滲碳工作。

（2）中碳鋼：Wc=0.25%～0.60%，強(qiáng)度和韌度均較高，熱處理后有良好的的綜合力學(xué)性能，多用于要求良好強(qiáng)韌度的各種重要結(jié)構(gòu)零件。（3）高碳鋼：Wc=0.60%～1.40%，硬度較高，多用作工具、模具和量具等工件。共九十七頁（二）按質(zhì)量分類(fēnlèi)（質(zhì)量劃分主要按有害雜質(zhì)元素硫和磷的含量來劃分）

（1）普通鋼：鋼中S≤0.050%，P≤0.045%；

（2）優(yōu)質(zhì)鋼：鋼中S≤0.035%，P≤0.035%；

（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：鋼中S≤0.030%P≤0.030%；共九十七頁

（三）按用途分類

（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于建筑、橋梁等工程(gōngchéng)結(jié)構(gòu)和各種機(jī)械零件；

（2）碳素工具鋼：主要用于各類刀具、量具和模具如絲錐、板牙、鋸條等；（3）專用鋼：包括鍋爐鋼、船用鋼、易切鋼等。共九十七頁（四）按鋼液脫氧程度分類：

（1）沸騰鋼（F）：脫氧不完全(wánquán)的鋼，組織不致密，成分不均勻，性能較差；

（2）鎮(zhèn)靜鋼（Z）：脫氧完全的鋼，組織致密、成分較均勻，性能較好。優(yōu)質(zhì)鋼和高優(yōu)質(zhì)鋼多為鎮(zhèn)靜鋼；

（3）半鎮(zhèn)靜鋼（D）：脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。共九十七頁3.2.2碳素結(jié)構(gòu)鋼

1）用途適用于一般工程(gōngchéng)用熱軋鋼板、鋼帶、型鋼、棒鋼等，可供焊接、鉚接、栓接構(gòu)件使用。共九十七頁2）成分特點(diǎn)和鋼種(gāngzhǒng)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06％～0.38％。Q195、Q215、Q235A、Q235B

塑性較好，有一定的強(qiáng)度，通常軋制成鋼筋、鋼板、鋼管等，可用于做橋梁、建筑物等構(gòu)件，也可用做普通螺釘、螺帽、鉚釘?shù)?。Q235C、Q235D可用于重要的焊接件。Q255、Q275強(qiáng)度較高，可軋制成型鋼、鋼板作構(gòu)件用。共九十七頁

3.2.3優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼對(duì)硫、磷控制較嚴(yán)，用于制作較重要的機(jī)械零件；

08F

塑性好，可制造冷沖壓零件；

10、20鋼

冷沖壓性與焊接(hànjiē)性能良好，可用作沖壓件及焊接(hànjiē)件，經(jīng)過熱處理（如滲碳）也可以制造軸、銷等零件；

35、40、45、50鋼

經(jīng)熱處理后，可獲得良好的綜合機(jī)械性能，用來制造齒輪、軸類、套筒等零件；

60、65鋼

主要用來制造彈簧。共九十七頁3.2.4碳素工具鋼

（1）化學(xué)成分特點(diǎn)(tèdiǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.65％~1.35％；耐磨性增加，而韌性下降銼刀共九十七頁（2）熱處理特點(diǎn)預(yù)備熱處理為球化退火，目的是降低硬度，改善切削加工性，為后面淬火做組織準(zhǔn)備(zhǔnbèi)。最終熱處理是淬火十低溫回火。淬火溫度為780°C，回水溫度為180°C，組織為回火馬氏體十粒狀滲碳體十少量殘留奧氏體。

手錘共九十七頁（3）性能(xìngnéng)特點(diǎn)鍛造及切削加工性好，價(jià)格最便宜；用來制造截面較小、形狀簡單、切削速度低的工具，用來加工低硬度材料。

共九十七頁（4）鋼種、牌號(hào)與用途(yòngtú)

T7、T8：硬度較高、韌性較高，可制造沖頭等工具。

T10：硬度高，韌性適中，可制造絲錐、手鋸條等刃具及冷作模具等。T12：硬度很高，韌性較低，可制作銼刀、刮刀等刃具及量規(guī)、樣套等量具。共九十七頁3.2.5鑄鋼

（1）化學(xué)成分特點(diǎn)

鑄鋼是含碳量Wc=0.15%～0.60%鑄造碳鋼，其牌號(hào)為ZG后面加兩組數(shù)字組成(zǔchénɡ)，第一組數(shù)字代表屈服點(diǎn)的最低值，第二組數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度的最低值。例如，ZG200-400表示屈服點(diǎn)≥200MPa，抗拉強(qiáng)度≥400MPa的一般工程用鑄造碳鋼。（2）用途鑄鋼一般用作形狀較復(fù)雜而難于鍛壓成型，但對(duì)強(qiáng)度、韌度要求較高的工件，如齒輪拔叉、大型齒輪、壓力機(jī)械基座等。共九十七頁（3）鋼種、牌號(hào)一般(yībān)工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)有：ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570和ZG340-640；焊接結(jié)構(gòu)用碳素鑄鋼的牌號(hào)表示方法與一般工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)基本相同，所不同的是需要在數(shù)字后面加注字母“H”，如ZG200-400H、ZG230-450H、ZG275-485H等.共九十七頁第三節(jié)合金鋼

一、合金鋼的分類(fēnlèi)；

二、合金(héjīn)結(jié)構(gòu)鋼；三、合金工具鋼；四、特殊性能鋼；共九十七頁

3.3.1合金鋼的分類(fēnlèi)定義：

在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為了改善鋼的組織和性能，在冶煉時(shí)有意加入某些元素所獲得的鋼種，叫合金鋼。常用的合金元素有：Si(>0.4%)、Mn(>0.8%)、Cr、Mo、W、V、Ti、Co、Al、Ni等共九十七頁1．按合金(héjīn)元素含量分類：（1）低合金鋼，鋼中合金元素總含量為WMe≤5%；（2）中合金剛，鋼中合金元素總含量為WMe≤5%～10%；（3）高合金剛，鋼中合金元素總含量為WMe＞10%2．按合金元素種類分類根據(jù)主加合金元素，分別稱為鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鉬鋼、硅錳剛、鉻鎳錳鋼、硅錳鉬礬鋼等。共九十七頁

3.按主要用途分類：（1）合金結(jié)構(gòu)鋼：用于強(qiáng)度(qiángdù)、塑性和韌度要求較高的建筑工程結(jié)構(gòu)和各種機(jī)械零件。（2）合金工具鋼：用于硬度、耐磨性和熱硬性等要求高的各種刀具、工具和模具。（3）特殊性能鋼：包括要求特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的各種不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼、超強(qiáng)鋼等。4.按金相組織分類：一般是按合金鋼在空冷（正火）后的不同組織而分為珠光體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼和碳化物等。共九十七頁3.3.2合金結(jié)構(gòu)鋼

合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)編寫方法是采用“二位數(shù)字+合金元素符號(hào)+數(shù)字”。前面(qiánmian)的“二位數(shù)字”表示合金結(jié)構(gòu)鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分只之幾；后面的“數(shù)字”表示所含合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百分之幾。例如，60Si2Mn表示W(wǎng)(C)=0.60%、W(Si)=2%、W(Mn)＜1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼。共九十七頁

1．低合金結(jié)構(gòu)鋼：一般是在低碳鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素(yuánsù)（WMe≤3%）而形成的合金鋼。廣泛用于橋梁、造船、建筑、石油、化工、鐵道等部門。萬噸遠(yuǎn)洋輪共九十七頁2．合金滲碳(shèntàn)鋼：包括20Cr、20CrMnTi、20MnVB等低碳合金鋼。活塞銷(20Cr)共九十七頁3．合金調(diào)質(zhì)鋼：包括40Cr、40CrMnVB、35CrMo等中碳合金鋼，經(jīng)調(diào)制處理后使用，具有(jùyǒu)良好的綜合力學(xué)性能，主要用于重要機(jī)械零件。共九十七頁

4．合金彈簧鋼：包括55Si2Mn、60Si2Mn、50CrVA等碳含量(hánliàng)在0.5%～0.7%、以Si、Mn為主加元素的中高碳合金鋼。共九十七頁5．滾動(dòng)軸承(gǔndòngzhóuchéng)鋼：滾動(dòng)軸承是用于制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和內(nèi)、外套圈的專用結(jié)構(gòu)鋼。滾珠軸承滾針軸承滾柱軸承共九十七頁3.3.3合金工具鋼

（1）用途：合金工具鋼主要用于制造重要的刃具、量具(liángjù)和模具，根據(jù)不同的使用要求，分為量具(liángjù)刃具鋼、耐沖擊工具鋼，熱作模具鋼、冷作模具鋼和高速工具鋼等類別。刃具共九十七頁（2）牌號(hào)(páihào)：

當(dāng)合金工具鋼中W(C)＜1.0%時(shí)，牌號(hào)前的“數(shù)字”以千分之幾(一位數(shù))表示；當(dāng)合金工具鋼中W(C)≥1%時(shí)，牌號(hào)前不標(biāo)出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)字。例如，9Mn2V表示W(wǎng)(C)=0.9%，W(Mn)=2%、W(V)＜1.5%的合金工具鋼；CrWMn表示鋼中W(C)≥1.0%、W(Cr)＜1.5%、W(W)＜1.5%、W(Mn)＜1.5%的合金工具鋼；高速鋼的W(C)=0.7～1.5%，但在高速鋼的牌號(hào)中不標(biāo)出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值，如W18Cr4V鋼。共九十七頁1．量具刃具鋼常用的制作(zhìzuò)量具及刃具用的合金工具鋼是9SiCr鋼、9Cr2鋼、CrWMn鋼、Cr2鋼和9Mn2V鋼等，主要用來制造淬火變形小、精度高的低速切削工具（冷剪切刀、板牙、絲錐、鉸刀、搓絲板、拉刀、圓鋸）、冷沖模、量具（量規(guī)、精密絲杠）和耐磨零件。制作量具及刃具用的合金工具鋼的熱處理工藝是：鍛造后進(jìn)行球化退火，加工零件后進(jìn)行淬火，淬火冷卻介質(zhì)一般用油或鹽浴進(jìn)行馬氏體分級(jí)淬火或貝氏體等溫淬火，淬火后再進(jìn)行低溫回火共九十七頁量具共九十七頁2．耐沖擊工具鋼耐沖擊工具主要是指風(fēng)動(dòng)工具、金屬冷剪刀片、鉚釘沖頭、沖孔沖頭等。常用的制作耐沖擊工具的合金工具鋼有：4CrW2Si鋼、5CrW2Si鋼、6CrW2Si鋼等。此類鋼一般需要經(jīng)過(jīngguò)淬火加中溫回火后使用。共九十七頁

3．熱作模具鋼熱作模具主要是指熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模等。常用的制作熱作模具的合金工具鋼有：5CrNiMo鋼、5CrMnMo鋼、3Cr2W8V鋼、8Cr3鋼等。此類鋼一般需要調(diào)質(zhì)(diàozhì)處理或淬火加中溫回火后使用，而且熱處理后變形小。模具共九十七頁

4．冷作模具鋼冷作模具主要是指冷沖模、冷拔模、冷擠壓模等。常用的制作冷作模具的合金工具鋼有：Cr12MoV鋼、Cr12鋼、CrWMn鋼等。此類鋼一般(yībān)需要淬火加低溫回火后使用，而且熱處理后變形小。共九十七頁5．高速工具鋼(高速鋼)高速工具鋼是用于制作(zhìzuò)中速或高速切削工具（車刀、銑刀、麻花鉆頭、齒輪刀具、拉刀等）的高碳合金鋼。高速工具鋼經(jīng)過科學(xué)的熱處理后，可以獲得高硬度、高耐磨性和高熱硬性（能夠在600℃以下保持高硬度和耐磨性）。常用高速工具鋼的牌號(hào)是：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。

共九十七頁3.3.4特殊性能鋼含義：特殊性能鋼是只有(zhǐyǒu)特殊物理性能、化學(xué)性能的合金鋼，包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。分類：（一）不銹鋼（二）耐熱鋼（三）耐磨鋼共九十七頁（一）不銹鋼

（1）含義：不銹鋼是指在空氣、水、酸、堿等介質(zhì)中具有(jùyǒu)較強(qiáng)抗腐蝕能力的合金鋼。這類鋼一般含碳量（≤1.2%）不高，主加合金元素為鉻（≥1.2%）。

（2）分類：按不銹鋼使用時(shí)的組織特征分類，可分為奧氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、馬氏體型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼五類，常用的為馬氏體型、鐵素體型和奧氏體型。共九十七頁

（1）馬氏體型不銹鋼：主要為鉻不銹鋼鉻含量為12%～18%，碳含量較高（Wc=0.1%～1.4%）主要用于制造力學(xué)性能要求(yāoqiú)較高，并能耐腐蝕的工件。主要用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片、泵閥、排氣閥等共九十七頁（2）鐵素體型不銹鋼：也屬于鉻不銹鋼，鉻含量較高17%～32%，碳含量較低（一般小于0.12%）主要用作耐腐蝕性要求(yāoqiú)較高而強(qiáng)度要求(yāoqiú)不高的零部件。主要用作爐用材料、高溫?zé)嶙儞Q器、噴嘴、汽缸套、化工石油設(shè)備等。共九十七頁

（3）奧氏體不銹鋼：屬于鉻鎳不銹鋼，鉻含量為17%～19%，鎳含量為8%～9%，組織基本為奧氏體，耐蝕性高于鉻不銹鋼，具有良好的塑性和低溫韌度，沒有磁性，強(qiáng)度不高，切削(qiēxiāo)加工性差。主要用于內(nèi)燃機(jī)排氣閥、加熱爐構(gòu)件、熱交換器等。共九十七頁（二）耐熱鋼含義：耐熱鋼是指在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性或較高強(qiáng)度的鋼。鋼的耐熱性包括鋼在高溫下具有抗氧化性(熱穩(wěn)定性)和高溫?zé)釓?qiáng)性(蠕變強(qiáng)度)兩個(gè)方面。分類：耐熱鋼按其組織(zǔzhī)分為馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型等幾種共九十七頁

（1）馬氏體型耐熱鋼，這類鋼用于工作溫度低于600℃的重載工件(gōngjiàn)。常用的剛號(hào)有：1Cr5Mo、1Cr13、1Cr17Ni2、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等。

（2）奧氏體型耐熱鋼：這類剛用于工作溫度為600℃～700℃的重負(fù)荷重要工件。常用的鋼號(hào)有：2Cr25Ni20、0Cr23Ni3、40Cr14Ni14W2Mo等。

（3）鐵素體型耐熱鋼，這類剛的工作溫度可以高達(dá)900℃～1000℃，主要用作爐用材料、高溫交換器、噴嘴、汽缸套、化工石油設(shè)備等。常用的剛號(hào)有：2Cr25N、00Cr12、1Cr17等，主要合金元素是鉻。共九十七頁

（三）耐磨鋼

（1）含義：耐磨鋼是指能承受強(qiáng)烈沖擊載荷(zàihè)和嚴(yán)重磨損的高錳合金鋼

（2）常用牌號(hào)：常用的耐磨鋼有ZGMn13-1（低沖擊件用）、ZGMn13-2（普通件用）、ZGMn13-3（復(fù)雜件用）、ZGMn13-3（高沖擊件用）等。

（3）特點(diǎn)：高錳耐磨鋼使用前，都應(yīng)進(jìn)行在水中淬火的“水韌處理”，以提高其塑性、韌性而降低硬度、強(qiáng)度。球磨機(jī)共九十七頁第四節(jié)鑄鐵

一、鑄鐵(zhùtiě)的石墨化

；

二、白口(báikǒu)鑄鐵

；三、灰鑄鐵；四、可鍛鑄鐵；五、球墨鑄鐵。六、蠕墨鑄鐵。七、合金鑄鐵。共九十七頁

（1）含義：鑄鐵是指含碳量大于大于2.11%的貼碳合金。工業(yè)上使用的鑄鐵，一般是碳含量在2.5%～4%之間的灰鑄鐵。（2）特性：灰鑄鐵強(qiáng)度低，塑性(sùxìng)差而脆性大，力學(xué)性能差，但具有優(yōu)良的鑄造工藝性和切削加工性，并有良好的自潤滑、減摩性和消震性，而且生產(chǎn)過程簡易，成本低廉。（3）分類：由于碳含量和碳的存在形式不同，通?？煞譃榘卓阼T鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵等幾種。共九十七頁

3.4.1鑄鐵的石墨化（1）含義：鑄鐵中的碳以石墨形式析出的過程稱為石墨化。（2）影響(yǐngxiǎng)因素：影響鑄鐵石墨化的因素主要是化學(xué)成分和冷卻速度?；瘜W(xué)成分的影響：在化學(xué)成分中碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。冷卻速度的影響：冷卻速度是影響石墨化過程的工藝因素。共九十七頁

3.4.2白口鑄鐵白口鑄鐵是組織中的碳主要以游離碳化鐵形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈銀白色，故稱為白口鑄鐵。由于大量(dàliàng)滲碳體的存在，白口鑄鐵硬而脆，難于切削加工，很少直接使用，可用作煉鋼原料和可鍛鑄鐵坯料。共九十七頁

3.4.3灰鑄鐵

（1）含義：灰鑄鐵是組織中的碳主要(zhǔyào)以片狀石墨形式析出的鑄鐵，斷口呈灰色，故稱為灰鑄鐵。

（2）灰鑄鐵的牌號(hào)及用途：灰鑄鐵的牌號(hào)用“HT”及數(shù)字組成。其中“HT”是“灰鐵”兩字漢語拼音的第一個(gè)字母，其后的數(shù)字表示灰鑄鐵的最低抗拉強(qiáng)度，如HT150表示灰鑄鐵，其最低抗拉強(qiáng)度是150MPa。共九十七頁（3）常用(chánɡyònɡ)灰鑄鐵有:HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等。（4）特性：灰鑄鐵還具有優(yōu)良的鑄造性、良好的吸震性、較低的缺口敏感性、良好的切削加工性、良好的減摩性。共九十七頁

3.4.4可鍛鑄鐵

（1）含義：可鍛鑄鐵是組織(zǔzhī)中的碳以團(tuán)絮狀石墨形式存在的鑄鐵，它是將白口鑄鐵件經(jīng)高溫石墨退火處理后，使組織(zǔzhī)中的滲碳體分解析出團(tuán)絮狀石墨而形成。（2）可鍛鑄鐵的顯微組織：可鍛鑄鐵的顯微組織。鐵素體為基體的黑心可鍛鑄鐵和珠光體為基體的可鍛鑄鐵。

共九十七頁（3）可鍛鑄鐵的牌號(hào)及用途可鍛鑄鐵的牌號(hào)是由三個(gè)字母(zìmǔ)及兩組數(shù)字組成。其中前兩個(gè)字母(zìmǔ)“KT”是“可鐵”兩字漢語拼音的第一個(gè)字母(zìmǔ)；第三個(gè)字母(zìmǔ)代表類別，“H”表示“黑心”（即鐵素體基體），“Z”表示珠光體基體，“B”表示白心（鑄件中心是珠光體，表面是鐵素體）；后兩組數(shù)字分別表示可鍛鑄鐵的最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長率。共九十七頁（4）可鍛鑄鐵(kěduàn-zhùtiě)的性能及用途：可鍛鑄鐵(kěduàn-zhùtiě)的力學(xué)性能比灰鑄鐵高，但可鍛鑄鐵(kěduàn-zhùtiě)并不能進(jìn)行鍛壓加工?？慑戣T鐵廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)械制造及建筑行業(yè)，用于制造形狀復(fù)雜、承受沖擊載荷的薄壁(厚度<25mm)、中小型鑄件。共九十七頁

3.4.5球墨鑄鐵

（1）含義：球墨鑄鐵是組織中的碳以球狀石墨形式存在的鑄鐵。

（2）球墨鑄鐵的顯微組織：

球墨鑄鐵的顯微組織。球墨鑄鐵按鋼基體顯微組織的不同(bùtónɡ)，球墨鑄鐵可分為鐵素體(F)＋球狀石墨(G)；鐵素體(F)+珠光體(P)＋球狀石墨(G)，珠光體(P)＋球狀石墨(G)三種。

共九十七頁（3）球墨鑄鐵的性能：球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比，有較高的強(qiáng)度和良好(liánghǎo)的塑性與韌性，而且球墨鑄鐵在某些性能方面可與鋼相媲美，如屈服點(diǎn)比碳素結(jié)構(gòu)鋼高，疲勞強(qiáng)度接近中碳鋼。共九十七頁（4）球墨鑄鐵(qiúmò-zhùtiě)的牌號(hào)球墨鑄鐵的牌號(hào)用“ＱT”符號(hào)及其后面兩組數(shù)字表示。“ＱT”是“球鐵”兩字漢語拼音的第一個(gè)字母，兩組數(shù)字分別代表其最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長率。常用球墨鑄鐵有：QT400-15、QT450-10、QT500-7、QT600-3、QT700-2、QT800-2、QT900-2等。（5）球墨鑄鐵的熱處理

球墨鑄鐵常用的熱處理工藝有：退火、正火、調(diào)質(zhì)、貝氏體等溫淬火等。共九十七頁3.4.6蠕墨鑄鐵（1）含義：蠕墨鑄鐵是近幾十年來發(fā)展起來的新型鑄鐵，組織中的碳主要(zhǔyào)以蠕蟲狀石墨形式存在，蠕蟲狀石墨片短厚，頭較圓、形式蠕蟲，形態(tài)介于片狀和球狀之間。（2）蠕墨鑄鐵的性能：蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能優(yōu)于鋼基體相同的灰鑄鐵而低于球墨鑄鐵，而且蠕墨鑄鐵在鑄造性能、導(dǎo)熱性能等方面要比球墨鑄鐵好。

（3）蠕墨鑄鐵的牌號(hào)：

蠕墨鑄鐵的牌號(hào)用“RuT”符號(hào)及其數(shù)字表示。“RuT”是蠕鐵兩字漢語拼音字母，其后數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。（4）常用蠕墨鑄鐵有：RuT420、RuT380、RuT340、RuT300、RuT260共九十七頁3.4.7合金鑄鐵為了進(jìn)一步提高鑄鐵性能和獲得某些特殊的物理(wùlǐ)，化學(xué)性能，在灰鑄鐵或球墨鑄鐵中加入一些合金元素，從而得到耐磨鑄鐵（MT）、耐熱鑄鐵（RT）及耐蝕鑄鐵（ST）等合金鑄鐵。共九十七頁第五節(jié)非鋼鐵(gāngtiě)材料

一、銅及銅合金；

二、鋁及鋁合金；三、滑動(dòng)軸承(huádònɡzhóuchénɡ)合金；四、粉末冶金與硬質(zhì)合金；共九十七頁

3.5.1銅及銅合金含義：銅及銅合金有良好的電導(dǎo)(diàndǎo)性，熱導(dǎo)性，較強(qiáng)的抗大氣腐蝕性能和一定的力學(xué)性能，并具有良好的加工工藝性。

（一）工業(yè)純銅（二）銅合金共九十七頁（一）工業(yè)純銅（1）含義：工業(yè)純銅通常是指WCu=99.5%～99.95%的純銅。純銅呈玫瑰紅色，表面氧化后形成紫色氧化銅膜，故又稱紫銅(zǐtóng)，一般純銅油電解法制取，故又稱電解銅。純銅的熔點(diǎn)為1083℃，密度是8.89～8.95g/cm3，其晶胞是面心立方晶格，無同素異晶轉(zhuǎn)變。（2）用途：加工銅主要用于制造電線、電纜、電子器件、導(dǎo)熱器件以及作為冶煉銅合金的原料等。共九十七頁（3）特性：純銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗磁性、耐腐蝕性。純銅的抗拉強(qiáng)度(σb=200～400MPa)不高，硬度（30～40HBW）較低，塑性(δ=45%～50%)與低溫韌性較好，容易進(jìn)行壓力加工，純銅沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，經(jīng)冷塑性變形后可提高其強(qiáng)度。（4）純銅的牌號(hào)：純銅的牌號(hào)用漢語拼音字母“T”加順序號(hào)表示，共有T1（一號(hào)銅）、T2（二號(hào)銅）、T3（三號(hào)銅）三種(sānzhǒnɡ)，牌號(hào)中的順序號(hào)數(shù)字越大，則其純度越低。共九十七頁（二）銅合金銅合金按合金的化學(xué)成分分類(fēnlèi)，可分為黃銅、白銅和青銅三類

共九十七頁1．黃銅

（1）含義：黃銅是指以銅為基體金屬，以鋅為主加元素的銅合金。（2）分類：根據(jù)化學(xué)成分黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅，根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，黃銅又可分為加工黃銅與鑄造黃銅兩類。H為“黃”字漢語拼音首字母，數(shù)字為銅含量的百分?jǐn)?shù)。如H70表示銅平均(píngjūn)含量為70%，鋅平均(píngjūn)含量為30%，又稱三七黃酮。法蘭閥閘閥共九十七頁（3）特性：黃銅具有良好的力學(xué)性能、耐腐蝕性和工藝性能，價(jià)格較純銅便宜，廣泛用于制造機(jī)器零件、電器元件和生活用品。常用的黃銅有H68、H62等。（4）牌號(hào)(páihào)：普通黃銅是由銅和鋅組成的銅合金；在普通黃銅中再加入其它元素所形成的銅合金稱為特殊黃銅，特殊黃銅有鉛黃銅HPb63-3、HPb63-1等，錫黃銅HSn90-1、HSn62-1等，鋁黃銅HAl60-1-1、Hal59-3-2等，和硅黃銅、錳黃銅。共九十七頁2．白銅

（1）含義：白銅是指以銅為基體金屬，以鎳為主加元素的銅合金。（2）特性及用途：白銅具有高電阻和很小的電阻溫度系數(shù)(xìshù)，良好的耐腐蝕性和力學(xué)性能。主要用作電熱元件，熱電偶、變阻器、電工測量器材、精密儀器、醫(yī)療器材，鐘表器材和零件、海洋艦船機(jī)械零件和彈性元件等。共九十七頁（3）牌號(hào)：白銅(báitóng)的牌號(hào)有代號(hào)B、其它元素化學(xué)符號(hào)、鎳含量的平均百分?jǐn)?shù)值、其它元素含量的平均百分?jǐn)?shù)指組成。（4）特殊白銅：普通白銅是由銅和鎳組成的銅合金；在普通白銅中再加入其它元素所形成的銅合金稱為特殊白銅。共九十七頁3．青銅（1）含義：青銅是指除黃銅和白銅以外的銅合金。（2）分類：根據(jù)不同的主加元素，青銅分為錫青銅、鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等。（3）牌號(hào)：青銅的牌號(hào)由代號(hào)Q、主加合金元素化學(xué)符號(hào)，合金元素含量(hánliàng)百分?jǐn)?shù)值和其他元素含量(hánliàng)百分?jǐn)?shù)值組成。共九十七頁3.5.2鋁及鋁合金

（一）純鋁（二）鋁合金共九十七頁1．純鋁

（1）含義：純鋁是鋁含量不低于99.00%時(shí)為純鋁。純鋁密度是2.7g/cm3，熔點(diǎn)是660℃，顏色為白色，結(jié)晶后具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，無鐵磁性；純鋁有良好(liánghǎo)的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能；純鋁在非工業(yè)污染的大氣中有良好(liánghǎo)的耐腐蝕性；純鋁的塑性好(δ≈40%，ψ≈80%)，但強(qiáng)度低(σb≈80～100MPa)；純鋁不能用熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。共九十七頁（2）純鋁的牌號(hào)(páihào)及用途我國工業(yè)城產(chǎn)的純鋁分工業(yè)純鋁和高純鋁兩類。工業(yè)純鋁牌號(hào)用代號(hào)L和順序數(shù)字組成，有L1、L2、L3、L4、L5、L5-1、L6八種，序數(shù)表示純度等級(jí)，序數(shù)大純度低。高純鋁牌號(hào)用代號(hào)LG和順序數(shù)字組成，有LG1、LG2、LG3、LG4和LG5組成，序數(shù)大純度高。純鋁主要用于熔煉鋁合金，制造電線、電纜、電器元件、換熱器件以及要求制作質(zhì)輕、導(dǎo)熱與導(dǎo)電、耐大氣腐蝕但強(qiáng)度要求不高的機(jī)電構(gòu)件等

共九十七頁2．鋁合金含義：鋁合金是以鋁為基礎(chǔ)，加入一種或幾種(jǐzhǒnɡ)其他元素(如銅、鎂、硅、錳、鋅等)構(gòu)成的合金。飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)共九十七頁（1）鑄造(zhùzào)鋁合金含義：鑄造鋁合金是指可采用鑄造成形方法直接獲得鑄件的鋁合金。分類：按其所加合金元素的不同，鑄造鋁合金主要有：Al-Si系；Al-Cu系；Al-Mg系；Al-Zn系合金等。

牌號(hào)：鑄造鋁合金牌號(hào)由鋁和主要合金元素的化學(xué)符號(hào)，以及表示主要合金元素名義質(zhì)量百分含量的數(shù)字組成，并在其牌號(hào)前面冠以“鑄”字的漢語拼音字母的字首“Z”。例如，ZAlSi12，表示W(wǎng)(Si)=12%，W(Al)=88%的鑄造鋁合金。共九十七頁活塞(裙部為鋁硅合金)汽缸頭共九十七頁

（2）形變鋁合金

含義：形變鋁合金是指具有良好(l