金屬材料的性能

1、1金屬材料的性能金屬材料的性能分為使用性能和工藝性能。使用性能是指金屬材料在使用過程中反映出來的特性，它決定金屬材料的應用范圍、安全可靠性和使用壽命。使用性能又分為機械性能、物理性能和化學性能。工藝性能是指金屬材料在制造加工過程中反映出來的各種特性，是決定它是否易于加工或如何進行加工的重要因素。在選用金屬材料和制造機械零件時，主要考慮機械性能和工藝性能。在某些特定條件下工作的零件，還要考慮物理性能和化學性能。1.1金屬材料的機械性能各種機械零件或者工具，在使用時都將承受不同的外力，如拉力、壓力、彎曲、扭轉、沖擊或摩擦等等的作用。為了保證零件能長期正常的使用，金屬材料必須具備抵抗外力而不破壞或變

2、形的性能，這種性能稱為機械性能。即金屬材料在外力作用下所反映出來的力學性能。金屬材料的機械性能是零件設計計算、選擇材料、工藝評定以及材料檢驗的主要依據。不同的金屬材料表現出來的機械性能是不一樣的。衡量金屬材料機械性能的主要指標有強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。1.1.1 強度金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為強度。按外力作用的方式不同，可分為抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度和抗扭強度等。一般所說的強度是指抗拉強度。它是用金屬拉伸試驗方法測出來的。1.1.2剛性與彈性金屬材料在外力作用下，抵抗彈性變形的能力稱為剛性。剛性的大小可用材料的彈性模量（E）表示。彈性模量是金屬材料在彈性變形范

3、圍內的規(guī)定非比例伸長應力（）與規(guī)定非比例伸長率（）的比值。所以材料的彈性模量（E）愈大，剛性愈大，材料愈不易發(fā)生彈性變形。但必須注意的是：材料的剛性與零件的剛度是不同的，零件的剛度除與材料的彈性模量有關外，還與零件的斷面形狀和尺寸有關。例如，同一種材料的兩個零件，彈性模量E雖然相同，但斷面尺寸大的零件不易發(fā)生彈性變形，而斷面尺寸小的零件則易發(fā)生彈性變形。零件在使用過程中，一般處于彈性變形狀態(tài)。對于要求彈性變形小的零件，如泵類主軸、往復機的曲軸等，應選用剛性較大的金屬材料。對于要求彈性好的零件，如彈簧則可通過熱處理和合金化的方法，達到提高彈性的目的。1.1.3硬度金屬材料抵抗集中負荷作用的性能稱

4、為硬度。換句話說，硬度是金屬材料抵抗硬物壓入的能力。材料的硬度是強度、塑性和加工硬化傾向的綜合反映。硬度與強度之間往往有一定的概略比例關系，并在很大程度上反映出材料的耐磨性能。此外，硬度測定方法簡便，不需制備特殊的試樣，可以直接在零件上進行測定，而不損壞工件。所以硬度通常在生產上作為熱處理質量檢驗的主要方法。1.1.4沖擊韌性有些機器零件在工作時，如齒輪換擋、設備起動、剎車等，往往受到沖擊負荷的作用；還有一些機器，如鍛錘、沖床、鑿巖機、氣動舂砂錘等，它們本身就是利用沖擊能量來工作的。金屬抵抗沖擊負荷的能力稱為沖擊韌性。對于承受小能量多次沖擊的機器零件，對材料要求高的強度，又要求過高的塑性和沖擊

5、韌性，并不能提高零件的壽命，相反卻因犧牲了強度，不能發(fā)揮材料的潛力，反擊會降低零件的壽命。1.1.5疲勞強度金屬材料在重復或交變負荷的作用下，循環(huán)一定周次Ni后，斷裂時所能承受的最大應力稱為疲勞強度。材料的疲勞強度是通過各種條件下的疲勞試驗確定的。對稱應力循環(huán)下的疲勞極限通常是在旋轉彎曲疲勞試驗機上用光滑試樣測定。材料的疲勞極限是材料機械性能中的一個重要性能。凡承受交變負荷的機器零件在設計時需用疲勞極限進行強度計算。在斷裂的零件中，絕大多數是交變負荷下工作的，如往復機的曲軸，各種機器的主軸、齒輪、彈簧等。它們的主要破壞形式是疲勞斷裂，而且疲勞斷裂中大多數是突然發(fā)生的，通常所承受的應力也小于材料

6、的屈服強度。因此，疲勞斷裂具有很大的危險性。材料的疲勞極限是材料機械性能中最敏感的性能之一。受各種內因和外因的影響。例如工作時的負荷性質、環(huán)境溫度和介質；零件的幾何尺寸、表面加工的質量及處理；材料的化學成分、內部組織及缺陷等，都顯著地影響疲勞極限。為了提高機械零件的疲勞強度，除了根據強度要求正確選材外，合理地設計零件的結構形狀，避免應力集中，提高零件的表面質量，避免各種損傷，以及采用表面淬火、化學熱處理、噴丸處理等表面強化方法，都能不同程度地提高抗疲勞斷裂的能力。1.1.6斷裂韌性金屬材料抵抗裂紋擴展斷裂的韌性性能稱為斷裂韌性。斷裂韌性與其他韌性一樣，綜合地反映了材料的強度和塑性。按傳統(tǒng)力學方

7、法對零件進行強度設計時，以材料的屈服強度為依據，運用強度儲備法確定零件的許用應力和工作應力。照此設計的零件，一般認為是安全可靠的。但是，一些用高強度鋼和超高強度鋼制造的零件，以及中、低強度鋼制造的大型零件，在工作應力低于屈服強度的條件下，有時發(fā)生脆性斷裂。這種在屈服強度以下產生的脆性斷裂稱為低應力脆斷。大量斷裂事故分析表明：零件的低應力脆斷是由宏觀裂紋失穩(wěn)擴展引起的。為了防止低應力脆斷事故發(fā)生，在選用材料時，應根據材料的斷裂韌性指標，對零件允許的工作應力和裂紋尺寸進行定量計算，提出明確的數據要求。1.2. 金屬材料的其他性能1.2.1物理性能金屬材料的物理性能，有密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、

8、導電性、磁性等。金屬材料密度大于5的稱為重金屬；小于5的稱為輕金屬。對于某些工業(yè)部門（如航空），密度對產品的重量具有重要的意義。金屬材料的熔點影響到材料的使用和制造工藝。例如：電阻絲、鍋爐零件、燃氣輪機的噴嘴等，要求材料有高的熔點，保險絲則要求熔點低。在制造工藝上，熔點低的共晶合金，流動性好，便于鑄造成形。金屬材料的熱膨脹性主要是指它的線膨脹系數。熱膨脹性會帶來零件的變形、開裂及改變配合狀態(tài)，從而影響機器設備的精度和使用壽命。高精度的機床和儀器，要求在一定溫度下加工和測量產品，就是考慮了這個因素。金屬材料的導熱性影響加熱和冷卻的速度。導熱性差的材料在加熱或冷卻時，工件內外溫差大，容易產生大的內

9、應力。當內應力大于材料的強度時，則會產生變形或裂紋。金屬材料的導電性和導磁性，對一些電機、電器產品是很重要的性能。如銅、鋁導線要求導電性好，鎳鉻合金的電阻絲則要求有大的電阻，變壓器和電機的鐵芯則采用磁性好的鐵磁材料。1.2.2化學性能金屬材料的化學性能主要是指金屬抵抗活潑介質的化學侵蝕能力。在室溫下金屬材料抵抗周圍介質（如大氣、水氣等）侵蝕的能力稱為耐蝕性。一般機器零件為了不被腐蝕，常用熱鍍或電鍍金屬、發(fā)蘭處理、涂油漆、燒搪瓷、加潤滑油等方法來進行保護。在易腐蝕環(huán)境工作的重要零件，有時需采用不銹鋼制造。金屬材料抵抗酸堿侵蝕的能力稱為耐酸性。在化工機械中受到酸堿鹽等化學介質侵蝕的零件，則需采用耐

10、酸鋼制造。金屬材料在高溫下保持足夠的強度，并能抵抗氧或水蒸氣侵蝕的能力稱為耐熱性。在鍋爐、汽輪機及化工、石油等設備上的一些零件，為了滿足這一性能，需采用耐熱不銹鋼制造。1.2.3工藝性能金屬材料的工藝性能是反映金屬材料在各種加工過程中，適應加工工藝要求的能力。它是物理性能、化學性能和機械性能的綜合表現。工藝性能主要有鑄造性、可鍛性、可焊性、切削加工性和熱處理性等。在機械設計和制造中，以及選擇材料和工藝方法時，必須考慮材料的工藝性能。1.2.4 鑄造性能金屬材料的鑄造性能主要是指流動性、收縮性和產生偏析的傾向。流動性是流體金屬充滿鑄型的能力。流動性好能鑄出細薄精致的復雜鑄件，能減少缺陷。收縮性是

11、指金屬材料在冷卻凝固中，體積和尺寸縮小的性能。收縮是使鑄件產生縮孔、縮松、內應力、變形、開裂的基本原因。偏析是指金屬材料在凝固時造成零件內部化學成分不均勻的現象。它使零件各部分機械性能不一致，影響零件使用的可靠性。1.2.5 可鍛性金屬材料的可鍛性是指它是否易于鍛壓的性能?？慑懶猿Ｓ媒饘俚乃苄院妥冃慰沽砭C合衡量?？慑懶院玫慕饘俨牧?，不但塑性好，可鍛溫度范圍寬，再結晶溫度低，變形時不易產生加工硬化，而且所需的變形外力小。如中、低碳鋼，低合金等都有良好的可鍛性，高碳鋼、高合金鋼的可鍛性較差，而鑄鐵則根本不能鍛造。1.2.6 可焊性金屬材料的可焊性是指金屬在一定條件下獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。對

12、于易氧化、吸氣性強、導熱性好（或差）、膨脹系數大、塑性低的材料，一般可焊性差。可焊性好的金屬材料，在焊縫內不易產生裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，同時焊接接頭強度高。如低碳鋼具有良好的可焊性，而鑄鐵、高碳鋼、高合金鋼、鋁合金等材料的可焊性則較差。1.2.7 切削加工性金屬材料的切削加工性是指它被切削加工的難易程度。切削加工性好的材料，切削時消耗的能量少，刀具壽命長，易于保證加工表面的質量，切削易于折斷和脫落。金屬材料的切削加工性與它的強度、硬度、塑性、導熱性等有關。如灰口鑄鐵、銅合金及鋁合金等均有較好的切削加工性，而高碳鋼的切削性能則較差。1.2.8 熱處理性金屬材料在進行熱處理時反映出來的性能，稱為

13、熱處理性，如淬透性、淬硬性、淬火變形開裂的傾向、氧化脫碳的傾向等。這些熱處理性能將在本書有關章節(jié)中討論。1.3.零件失效與金屬材料性能的關系金屬材料制造的各種機器零件（或構件）都具有一定的功能。若在服役條件下失去了最初規(guī)定的功能，則稱為失效。零件失效是由于外界損害作用超過了材料抵抗損害能力的結果。下面分別討論零件失效的主要形式與金屬材料性能之間的關系。1.3.1過量變形各種機器零件受力后總要產生變形。當變形量超過允許限度時，就會影響零件之間的配合關系，嚴重時可使零件最終失效，這種現象稱為過量變形。過量變形有下面兩種情況：過量的彈性變形機器零件受力后發(fā)生的變形，總是存在彈性變形。在多數情況下，機

14、器零件的彈性變形不能太大，一般要限制過量的彈性變形，要求零件有足夠的剛度。如果零件的彈性變形超過了設計所允許的范圍，將影響零件的使用，以致失效。例如，鏜床的鏜桿發(fā)生過量的彈性變形，將影響加工的精度。此外，零件有過量的彈性變形，還可能與其他零件相碰，或引起震動，對于薄壁零件甚至使整個結構喪失穩(wěn)定。實際生產中，制造彈簧等零件則要選用彈性材料，并要求材料的彈性模量小，彈性極限高，使之能產生較大的彈性變形。材料彈性模量與比重的比值稱為比模量。是近代工程材料的一個重要參數。例如鋁的彈性模量小于鋼，但它的比模量大于鋼，因此被大量用作航空材料。過量塑性變形零件卸載后不能恢復的變形都是塑性變形。塑性變形產生后

15、，零件在不受力的狀態(tài)下，也會偏離設計的形狀，這對一般機器來說是不允許的。因此，過量塑性變形是機器零件失效的一種形式。例如，齒輪發(fā)生塑性變形后，會嚙合不好，甚至卡死、斷齒。塑性變形與材料本身的組織結構和外部各種因素都十分敏感。不但材料的成分、組織結構不同，會有不同的塑性變形能力，而且溫度、加載速度、表面狀態(tài)和應力狀況等外界條件也會對塑性變形能力產生很大的影響。例如：室溫下的塑性材料，在低溫則可能呈脆性；靜載下呈塑性的材料，在沖擊負荷下，由于塑性變形速度滯后于加載速度而呈脆性；材料在單向拉伸時呈塑性，而在三向拉伸時則可能呈脆性。這些特點在防止過量塑性變形時必須予以注意。1.3.2斷裂機器零件發(fā)生斷

16、裂，是一種最嚴重的失效形式。特別在沒有明顯塑性變形的情況下，突然發(fā)生的脆性斷裂，往往會造成不應有的經濟損失和傷亡事故。為防止脆性斷裂，其傳統(tǒng)方法是：正確分析零件所承受的應力，再考慮應力集中的情況，即可選擇強度能夠滿足要求，又有一定塑性和韌性的材料制造。近代研究表明：斷裂是一個物理過程，由裂紋的萌生和擴展兩個基本階段所組成，斷裂力學就是研究材料裂紋的萌生、擴展直到斷裂的規(guī)律，并提出的新的斷裂判斷理論。用斷裂韌性Kic表征材料抵抗裂紋擴展能力。這個認識對斷裂分析是個重大的進展，具有極大的實用價值。1.3.3 過量磨損 任何一臺運轉的機器設備，在接觸狀態(tài)下有相對運動的零件，都會產生摩擦，引起磨損。磨

17、損超過一定的數量，機器運行情況就會惡化，使效率和精度降低，甚至報廢。磨損不僅消耗材料，損壞機器，而且耗費大量的能源。根據磨損的破壞機理，磨損可以分以下四種。1.3.4 磨粒磨損 磨粒磨損也稱為磨料磨損，一般是指硬的磨?；蛲钩鑫镌趯α慵砻娴哪Σ吝^程中，使材料表面發(fā)生損耗的現象。其實質是微量切削與疲勞破壞的綜合。這種磨?；蛲钩鑫镆话闶欠墙饘倌チ?，如石英、礦巖、砂土等，但也包括硬金屬與軟金屬表面的磨損。所以磨粒磨損在礦山、土建、國防、農業(yè)等部門應用的機器上大量存在。研究表明，當材料表面硬度大于或等于磨粒硬度的0.91.4倍時，就能有效地減少磨損。1.3.5 疲勞磨損 零件接觸表面在接觸壓應力的長期

18、反復作用后，使表面或次表面形成裂紋，裂紋再沿著與表面平行或垂直的方向擴展，導致表層材料成細片狀剝落，這種損壞現象稱為疲勞磨損，表層材料剝落將使機器工作時的噪音加大，振動增加，溫度上升，磨損加劇，以至失效而不能工作。例如，在齒輪和滾動軸承中產生的疲勞磨損是典型的例子。生產上提高抗疲勞磨損的方法有：選擇具有較高疲勞強度和表面硬度的材料；通過熱處理使零件具有合適的組織結構；降低零件表面加工的粗糙度；提高機器的裝配精度；改善機器的潤滑條件等。1.3.6 粘著磨損 粘著磨損又稱為咬合磨損，它是兩個互相接觸的零件在相對運動時，接觸表面局部發(fā)生粘著，在粘著處分開時，材料從一個表面轉移到另一個表面造成磨損。這

19、種磨損也可能轉變成磨粒磨損。例如，在蝸輪與蝸桿的嚙合中，內燃機的活塞在缸套內的運行中，均可看到粘者磨損的現象，粘者磨損可能使機器產生咬死，焊合、擦傷、膠合等故障，致使相對運動突然停止，造成事故；或者造成漏氣、漏油，使機器功率下降，油耗增加。實踐證明，摩擦偶件材料的互溶性、硬度、組織結構、表面加工的粗糙度、接觸壓力、滑動速度、表面溫度以及潤滑狀態(tài)，對粘著磨損都有較大的影響。1.3.7 腐蝕磨損腐蝕磨損是機械磨損和化學腐蝕同時起作用的一種磨損。摩擦表面在流體或氣體的環(huán)境中，或在潤滑劑中發(fā)生化學或電化學反應，使零件表面形成腐蝕產物，這些產物往往粘附不牢，在摩擦過程中被剝離下來，而后新的表面又繼續(xù)與介

20、質發(fā)生反應，這種腐蝕與磨損重復的過程，稱為腐蝕磨損。腐蝕磨損是極為復雜的，工作的環(huán)境、溫度、滑動速度、載荷、或潤滑條件稍有變化，都會使腐蝕磨損發(fā)生很大的變化。1.3.8腐蝕金屬材料在周圍環(huán)境介質的作用下，所產生的化學、電化學反應，或物理溶解而逐漸產生的損壞或變質稱為腐蝕。金屬材料的腐蝕是一個十分復雜的過程。因為零件工作環(huán)境介質的組成、濃度、壓力、溫度、PH值千差萬別；材料本身的化學成分、組織結構、表面狀態(tài)各種各樣；零件的受力狀態(tài)各不相同，因此存在各種不同的腐蝕。金屬材料的腐蝕問題，遍及國民經濟各個領域，并給人們帶來巨大的經濟損失。據統(tǒng)計，每年有1020%的金屬被腐蝕掉；設備因腐蝕使用壽命大為縮

21、短；石油、化工、農藥等工業(yè)部門中，因腐蝕造成設備的跑、冒、滴、漏，使有害物質泄漏，污染環(huán)境、危害人們的健康；更為嚴重的因腐蝕釀成的災難性事故，也是屢見不鮮。為此，在設計、制造和使用設備時，應根據環(huán)境的腐蝕特性，采取相適應的防腐技術。2.鋼的熱處理在機械制造中，所有工具及重要零件都必須進行熱處理。例如45鋼制主軸，其制造工藝過程為：鍛造正火粗機加工調質半精機加工表面淬火及低溫回火（軸頸處）磨削，其中都屬于熱處理工序。對鋼件進行熱處理的基本目的是使其組織結構與性能達到使用要求，這一目的通常由排在粗機加工之后的熱處理工序（一般稱為最終熱處理）達到，例如上述主軸經調質處理可使鋼的綜合機械性能明顯提高，

22、軸頸經表面淬火及低溫回火后顯著提高了耐磨性，這樣就使主軸具有了良好的使用性能。由此可見，熱處理是充分發(fā)揮金屬材料內在潛力、提高機械產品質量、延長使用壽命的重要措施；進行熱處理的另一目的是改善鋼的切削加工性能，并為最終熱處理作組織上的準備，這類熱處理通常安排在粗機加工前進行，如上例中的正火（一般稱為預備熱處理）。熱處理是將金屬或合金采用適當的方式進行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結構與性能的工藝。通常用工藝曲線來表達其熱處理規(guī)范。熱處理所以能使鋼的性能發(fā)生變化，是因為鋼的組織發(fā)生了變化的結果。在熱處理過程中，鋼的組織變化有嚴格的規(guī)律性，在加熱及冷卻過程中組織的變化規(guī)律是熱處理原理的基本內容

23、，根據熱處理原理制訂的加熱溫度及冷卻速度等具體參數，則是熱處理工藝的基本內容。根據熱處理規(guī)范及組織性能變化的特點，通常將熱處理分為：普通熱處理包括退火、正火、淬火和回火。表面熱處理包括表面淬火和化學熱處理（滲碳、氮化、碳氮共滲等）其它方法熱處理如形變熱處理等。2.1鋼的退火與正火 在制造機器零件的工藝過程中，退火、正火通常安排在粗加工工序前進行，某些零件還多次安排退火工序。退火或正火的基本目的，是消除前道工序所造成的某些缺陷，改善切削加工性，并為后續(xù)熱處理（例如淬火）作好組織上的準備。對于性能要求不高的零件，也可作為最終熱處理。2.1.1 退火 將鋼加熱到適當的溫度，保溫后經緩慢冷卻（一般為隨

24、爐冷卻）的熱處理工藝稱為退火。退火態(tài)組織基本上接近于平衡組織。 鋼的退火方法有完全退火、擴散退火、球化退火、再結晶退火及低溫退火等多種，它們的加熱溫度范圍及工藝范圍如圖所示。2.1.1.1 完全退火 1規(guī)范 將鋼件加熱到Ac3以上3050，保溫（一般以工件每毫米厚保溫1.52分鐘計）后隨爐緩冷到500左右出爐。其“完全”是指加熱達到完全奧氏體化。（2）應用主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛件及重要焊接件。鑄鋼件進行完全退火的目的，是消除其粗大晶粒及對機械性能有害的魏氏組織，以提高其機械性能。例如某含碳量為0.20%的碳鋼鑄件，鑄態(tài)抗拉強度僅為383N/mm2，完全退火后提高到437N/mm2，韌性也顯

25、著改善。2.1.1.2球化退火規(guī)范將鋼件加熱到Ac1以上1020，保溫后隨爐以很緩慢的速度（2060/h）冷卻到500出爐。應用適用于共析鋼、過共析鋼的鍛軋件，以及結構鋼的冷擠壓件等，使鋼中碳化物球化，球化退火也因此得名。其目的在于降低硬度、改善切削加工性、改善組織、提高塑性，并為后續(xù)的淬火處理作好組織上的準備。2.1.1.3擴散退火規(guī)范將鋼件加熱到很高的溫度（熔點以下200左右）并經815小時的長時間保溫后緩慢冷卻下來。應用用于高合金鋼鑄錠及大型鑄件。目的是使成分均勻。2.1.1.4低溫退火規(guī)范將鋼件加熱到Ac1以下某一溫度保溫后緩冷。應用消除鑄件和焊接件的內應力，通常加熱到500650；在

26、某些零件加工過程中，為消除前道工序造成的內應力，也穿插進行低溫退火，退火溫度視情況而定。低溫退火又稱為消除內應力退火。2.2.1正火2.2.1.1規(guī)范將鋼件加熱到Ac3或ACcm以上5070，保溫后在空氣中冷卻。2.2.1.2應用作為最終熱處理對機械性能要求不很高的零件，在選用碳素結構鋼制造時，通常選用正火作為其最終熱處理。通過正火可在一定程度上提高其使用性能，因為正火的冷卻速度比退火快，所得到的晶粒較細，強度有所提高。2.2.1.3退火與正火的選用鋼件是選用正火還是退火，應根據其化學成分確定，一般為：含碳量C0.3%用正火?？杉毣Я?，改善切削加工性能。含碳量C0.3%0.5%的碳鋼用正火。

27、可使加工表面光潔、生產率高，因而降低成本。但復雜零件尚須進行消除內應力的退火。含碳量C0.5%0.75%的碳鋼應采用完全退火以降低硬度，便于切削。含碳量C0.75%1%的碳鋼應采用球化退火，改善加工性能。含碳量C1%1.3%的碳鋼應先正火消除網狀滲碳體，再球化退火改善加工性能。高合金鋼應采用退火，而不用正火，因正火后硬度高，有時甚至變?yōu)轳R氏體，不易加工。2.3鋼的淬火與回火如前所述，淬火是將鋼加熱到相變溫度上，保溫后以大于V臨的速度冷卻下來，得到以馬氏體（M）為主要組織的熱處理工藝。淬火是使鋼強化的最重要的方法。由于淬火態(tài)馬氏體是一種不穩(wěn)定的組織，淬火應力一般比較大，同時在許多情況下，對強度與

28、韌性的匹配還要作進一步的調整。因此，要對淬火鋼重新加熱到Ac1以下某一溫度并保溫，使馬氏體轉變?yōu)橄鄬^穩(wěn)定的組織，然后再冷卻下來，以消除或降低內應力，并獲得所需的性能，對淬火鋼進行的這種處理稱為回火。回火是淬火處理后必須進行的后續(xù)處理。2.3.1 鋼淬火及回火的目的 對鋼件進行淬火及回火處理的目的，總得來說是使其性能達到使用要求，至于各類鋼件的具體目的，大致有如下幾種情況：2.3.1.1提高鋼件的硬度及耐磨性 對于要求硬度及耐磨性的鋼件（例如刀具、滾動軸承），通常采用工具鋼，滾動軸承鋼等制造，并采用淬火加低溫回火處理。2.3.1.1 提高鋼件的綜和機械性能 要求綜合機械性能良好的鋼件（例如齒輪

29、、軸），通常采用中碳鋼或中碳合金結構鋼制造，并經淬火加高溫回火處理（既調質處理）；在某些情況下，也可采用低碳鋼或低碳和金結構鋼制造，并經淬火加低溫回火處理。2.3.1.2 提高鋼件的彈性極限與疲勞極限 要求有較高彈性極限、疲勞極限并有一定韌性匹配的鋼件（例如彈簧），常采用含碳較高的亞共析碳鋼或合金結構鋼制造，并經淬火加中溫回火處理。2.3.1.3 鋼的淬透性鋼的淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性，即鋼在規(guī)定條件下，經受淬火形成馬氏體的能力。淬透性的好壞是評定鋼材質量的基本依據之一，在選用鋼材及確定其熱處理工藝上有重要意義. 2.3.2 鋼的回火回火是鋼經淬火處理后必須的后

30、續(xù)處理，其目的是消除或降低淬火應力；穩(wěn)定工件的組織和尺寸；以及把鋼的機械性能調整到符合使用性能的要求。鋼淬火后得到的組織是不穩(wěn)定的，有自發(fā)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定組織的傾向。淬火鋼在不同的回火溫度下將轉變成不同的回火組織，即回火溫度與回火組織之間存在著一定的關系。2.3.2.1回火的種類及應用（1）低溫回火（150250）主要應用于各種高碳鋼工模具、滾動軸承以及滲碳零件和表面淬火零件，其目的是在保持淬火所得到的高硬度和高耐磨性的前提下，降低淬火應力和提高韌性。（2）中溫回火（350500）由于中溫回火組織是回火托氏體，具有高的和，同時還具有一定的韌性。因此，主要用于處理用彈簧鋼制造的彈簧等零件。（3）高溫

31、回火（500）如前所述，淬火后再高溫回火稱為調質處理。鋼經調質處理后的機械性能比正火狀態(tài)高，因此齒輪、軸等重要零件一般都采用調質處理，也常作為氮化零件和重要表面淬火零件的預備熱處理。表2.4.2.245鋼（20-40mm）調質和正火狀態(tài)下機械性能比較工藝機 械 性 能金相組織b(N/mm2)(%)k(N.m/cm2)HBS正火700-80010-2050-80163-220S+F調質750-85020-2580-120210-250S回2.4鋼的表面淬火在各種機器中，齒輪、軸和銷子等許多零件都在動載荷和摩擦條件下工作。它們在性能上不僅要求齒部和軸頸等處表面硬而耐磨，還要求心部有足夠的強度和韌性

32、，以傳遞很大的扭矩和承受相當大的沖擊負荷，即要求“表硬心韌”。采用前述幾種熱處理工藝難以兼顧這兩方面的要求，為此生產中廣泛采用表面熱處理的方法來滿足這些工件的性能。所謂表面熱處理，是指只對工件表層進行熱處理以改變其組織（化學熱處理還改變成分）和性能的工藝。所謂表面淬火是僅對工件表層進行淬火的工藝，通過快速加熱的方法來實施，把工件表面快速加熱到淬火溫度后迅速冷卻下來。鋼件表面淬火后，表層為馬氏體組織，心部則保持表面淬火前的調質或正火組織。此法在工業(yè)生產上，特別是成批大量生產中得到廣泛的應用。2.5鋼的化學熱處理 化學熱處理是將鋼件置于一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變

33、其化學成分、組織和性能的熱處理工藝。根據滲入元素的不同，化學熱處理有滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鉻、滲鋁等多種。它們分別應用于不同的工件，可以達到提高鋼件的耐磨性、疲勞強度、或耐蝕性等目的。因此，在工業(yè)生產中有重要意義。例如，某些工件要求有較高的耐蝕性，需采用價格昂貴的高合金鋼制造，若改用一般鋼材制造，再經過滲氮或滲鉻等處理，既能滿足使用要求，又能降低成本。2.6 鋼的滲碳2.6.1滲碳的目的及應用滲碳是將含碳量為0.1%0.25%的低碳鋼或低碳合金鋼工件置于滲碳介質中加熱和保溫，使碳原子滲入表層，以得到含碳量為1.0%左右，并使?jié)B碳層具有一定深度的熱處理工藝。一般規(guī)定，由表面向內至過渡層的

34、一半處的垂直距離稱為滲碳層深度，更便捷的測定方法是在滲碳淬火后由表及里測定試棒的維氏硬度（載荷1公斤），以硬度等于550 HV1處的垂直距離為有效滲碳硬化層深度。低碳鋼件經滲碳處理后再經淬火及低溫回火，就能使工件變得“表硬心韌”，表層硬度可達HRC5862，超過中碳鋼表面淬火件的表層硬度，心部韌性通常也比表面淬火件好。因此，凡是要求“表硬心韌”的工件，如高速齒輪、凸輪軸、活塞銷等都可采用滲碳處理。2.7 鋼的滲氮（氮化）2.7.1 氮化的特點及應用氮化是在一定溫度下（一般在Ac1溫度以下）使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝。經氮化處理后的鋼件在性能上有如下特點：（1）表面硬度高38CrM

35、oAl鋼氮化后表面硬度達10001100HV（相當于HRC6572），耐磨性比滲碳件更好。試驗指出，在同樣的工作條件（壓力為200Pa、轉動線速度為5m/s、潤滑良好）下，20Cr鋼滲碳件每60小時磨損0.037mm，而38CrMoAl鋼氮化件僅磨損0.008mm。氮化層不僅硬度高，且熱硬性好，即高硬度可維持到相當高的溫度（500左右）不明顯下降，這一特性對在較高溫度下工作的耐磨零件有重要意義。（2）疲勞強度高由于氮化層的體積增大，使鋼件表層形成壓應力，可使鋼件的疲勞強度比氮化前提高15%35%(滲碳也有此作用，但較小)（3）耐蝕性良好這是由于氮化件表面形成了一層薄的致密的化學穩(wěn)定性高的氮化物

36、的緣故。氮化件在水中、過熱蒸汽中和堿性溶液中均具有高的耐蝕性。（4）抗“咬卡”性良好由于氮化層的常溫及高溫硬度高，可避免相對運動的兩表面間由于短時間缺乏潤滑和過熱而產生卡死、擦傷或焊合現象。此外，由于氮化溫度低（600），鋼件經氮化處理后變形很小，且心部能保持預先熱處理（調質）所得到的良好綜合機械性能。鑒于以上特點，氮化廣泛應用于各種葉輪口環(huán)、軸套、活塞桿、曲軸、螺桿，及高速鋼刃具等工件。3. 工業(yè)用鋼3.1 鋼的分類鋼是經濟建設中極為重要的材料，用途非常廣泛。為了滿足各種使用要求，鋼的種類繁多。隨著科學技術的發(fā)展，新的鋼種還不斷涌現，要能合理地選用鋼材，應了解鋼的分類方法。鋼的分類方法很多，

37、主要有以下幾種：3.1.1 按化學成分分類按化學成分鋼分為碳素鋼和合金鋼兩大類。（1） 碳素鋼鋼中除鐵、碳外，只含有硅、錳、磷、硫，而且硅的含量少于0.4%、錳的含量少于0.8%，這類鋼稱為碳素鋼。鋼中的含碳量少于0.25%的稱為低碳鋼，大于0.6%的稱為高碳鋼，介于兩者之間的稱為中碳鋼。（2）合金鋼在碳鋼的基礎上，還加入了鉻、鎳、鎢、鉬、釩、鈦、硅（0.4%）、錳（0.8%）等元素的鋼稱為合金鋼。當合金元素總量少于5%時稱為低合金鋼，超過10%的稱為高合金鋼，介于兩者之間的稱為中合金鋼。合金鋼通常還以所含主要合金元素的名稱命名，如錳鋼、鉻鋼、硅錳鋼、鉻鎳鋼等。3.1.2 按質量等級分類鋼中的

38、磷、硫是有害元素，它們的含量都不允許超過0.05%。按磷、硫的實際含量，把鋼分為普通鋼（磷、硫均0.05%）、優(yōu)質鋼（磷、硫均0.04%）及高級優(yōu)質鋼（磷0.035%、硫0.03%）。3.1.3 按金相組織分類3.1.3.1 按退火組織分類分為亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼及萊氏體鋼。某些高合金鋼在鑄造狀態(tài)的全相組織中有萊氏體存在，故稱為萊氏體鋼。3.1.3.2 按空冷組織分類分為珠光體類、貝氏體類、馬氏體類及奧氏體類鋼。此外，還有些高合金鋼，在固態(tài)下只有鐵素體組織，稱為鐵素體鋼。3.1.4 按用途分類分為結構鋼、工具鋼與特殊性能鋼三大類。（1）結構鋼是用于制造各種機器零件及工程結構的鋼材。結構鋼

39、又可分為普通碳素結構鋼、普通低合金鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼等多種。（2）工具鋼是用于制造各種刃具、模具及量具的鋼材。因此又可分為刃具鋼、模具鋼及量具鋼。按成分可分為碳素工具鋼與合金工具鋼等多種。（3）特殊性能鋼是指具有某種特殊物理性能或化學性能的鋼，例如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。它們通常都是高合金鋼。此外，根據煉鋼爐的不同，分為轉爐鋼、平爐鋼及電爐鋼；根據煉鋼末期脫氧程度的不同，分為沸騰鋼及鎮(zhèn)靜鋼；根據鋼成形方法的不同，分為鑄鋼、鍛鋼及軋材等多種。3.1.5結構鋼結構鋼是品種最多、用途最廣、使用量最大的一類鋼。按照化學成分，這類鋼可分為碳素結構鋼和合金結構鋼。其中碳素結構鋼按照鋼的質量和

40、成形方法，又可分為普通碳素結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼和碳素鑄鋼三個類別；合金結構鋼按照用途和熱處理特點，又可分為普通低合金鋼、滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼、軸承鋼、易切鋼六個類別。3.1.6 碳素結構鋼3.1.6.1 普通碳素結構鋼普通碳素結構鋼是磷、硫含量較高（P0.045%，S0.055%）的碳鋼。其產量約占鋼總產量的70%，大部分用于工程結構，少部分用于機械零件。普通碳素結構鋼按照供貨條件不同分為三類：甲類鋼、乙類鋼、特類鋼。甲類鋼是保證機械性能符合國家有關標準的鋼；乙類鋼是保證化學成分的鋼；特類鋼是保證機械性能和化學成分。普通碳素結構鋼的鋼號一般由四個符號構成。首位符號是漢語拼音字母，表示鋼的類

41、別，甲、乙、特類鋼分別用A、B、C表示；第二位符號也是漢語拼音字母，表示鋼的冶煉方法（平爐鋼無此位符號）；第三位符號是數字，表示鋼的序號，數字越大，鋼的含碳量就越高，其強度和硬度也越高，塑性和韌性則越低；第四位符號是漢語拼音字母，表示鋼的脫氧制度，F表示沸騰鋼，b表示半鎮(zhèn)靜鋼，無此位符號的鋼是鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼冶煉時沒有進行脫氧或者只進行了部分脫氧，澆注后鋼液會產生沸騰，造成鋼的化學成分不均勻。普通碳素結構鋼中，甲類鋼的用量最大，應用范圍也最廣。A1、A2強度低，但塑性高、可焊性好，通常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管或拉制成低碳鋼絲（俗稱鐵絲），用于制作釘子、鉚釘、鋼絲網、地腳螺栓、墊圈、爐體部件及其

42、它輕載荷的沖壓件及焊接件等；A3、A4有一定的強度和塑性，可焊性好，常軋制成型鋼、鋼筋、鋼管、鋼板，用于制作一般金屬構件和不重要的機械零件，如橋梁、門窗、支架、壓力容器、螺栓、螺母、拉桿、鉤、銷軸等；A5、A6強度較高，塑性和焊接性能較差，可用于不重要的轉軸、心軸、鏈輪、齒輪、鍵等；A7強度高，塑性低，可焊性差，可用于制造農機具軸類零件。特類鋼一般用于比較重要的零件，但應用較少，多為優(yōu)質碳素結構鋼所替代。3.1.6.2優(yōu)質碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼是磷、硫含量較低（P0.04%，S0.04%）的碳素結構鋼。這類鋼必須同時保證化學成分和機械性能，冶煉上控制較嚴。鋼的純潔度、均勻性及表面質量較好，塑

43、性和韌性較高。雖然生產成本高于普通碳素結構鋼，但與合金鋼相比價格還是低廉的。其產量僅次于普通碳素結構鋼。凡是淬透性、強韌性要求不高的較重要的機械零件，一般都可以用這類鋼制造。優(yōu)質碳素結構鋼有普通含錳量和較高含錳量之分。普通含錳量的優(yōu)質碳素結構鋼，含碳量小于0.24%的，含錳量為0.35%0.65%；含碳量大于0.22%的，含錳量為0.5%0.8%。其鋼號一般由兩位數字構成，表示鋼的平均含碳量，以0.01%為單位。例如45，平均含碳量為0.45%的普通含錳量的優(yōu)質碳素結構鋼。個別鋼號后面標有漢語拼音字母F時，表示該鋼是沸騰鋼，例如08F、20F。較高含錳量的優(yōu)質碳素結構鋼，含碳量為0.12%0.

44、65%時，含錳量為0.7%1.0%；含碳量大于0.62%時，含錳量為0.9%1.2%。其鋼號的表示是在兩位數字之后再標上化學元素符號“Mn”，例如15 Mn、45 Mn、70 Mn。較高含錳量的優(yōu)質碳素結構鋼的用途與普通含錳量的優(yōu)質碳素結構鋼基本相同，前者的淬透性和強度高于后者，可制作尺寸稍大或強度要求略高的零件。3.1.6.3 碳素鑄鋼 碳鋼鑄鋼是冶煉后直接鑄造成毛坯或零件的碳鋼。為了防止鑄件在內應力作用下因塑性較差而產生裂紋，這類鋼的含碳量不超過0.60%。碳素鑄鋼的牌號由兩個漢語拼音字母和兩組數字構成，例如ZG310570?！癦G”系鑄鋼二字漢語拼音的第一個字母，后面的數字第一組表示鋼的

45、屈服強度，第二組表示鋼的抗拉強度。3.2 合金結構鋼合金結構鋼是在碳素結構鋼的基礎上加入一種或數種合金元素獲得的。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、B等。合金結構鋼的價格比較高，因此，其用量遠比碳素結構鋼少。但是，合金結構鋼在機械上所起的作用很大，淬透性、強韌性要求高的零件都需要用這類鋼制造。合金結構鋼的種類較多，相互之間性能差異很大，應用范圍也各不相同。要想比較靈活的應用它們，需掌握其化學成分的特點、所含合金元素的主要作用、性能特點和熱處理特點。合金結構鋼的鋼號由數字和化學元素符號構成。前面兩位數字表示鋼的平均含碳量，以萬分之一為單位，隨后的化學元素符號表示鋼中所含

46、合金元素?；瘜W元素后面的數字表示該元素的含量，以百分之一為單位，含量低于1.5%時不標數字。軸承鋼為特殊，鋼號冠有字母“G”，含碳量不標，鉻含量以千分之一為單位。例如：40Cr,60Si2Mn,GCr15等。3.2.1 普通低合金鋼普通低合金鋼是具有較高強度，主要用于工程結構的低合金鋼。簡稱普低鋼。普通低合金鋼的含碳量一般不大于0.2%。低碳使這類鋼有良好的塑性和可焊性，能夠經受冷拉、冷彎、冷卷等變形加工，并能滿足大型構件的焊接要求。大多數普通低合金鋼都含有0.8%1.8%的Mn。Mn是這類鋼的主加元素。加入Mn的目的是提高強度。Mn在鋼中溶入鐵素體，起固溶強化作用。此外，Mn降低鋼的A1溫度

47、，使共析轉變在較低的溫度下進行，鋼中的珠光體得到細化，鋼的強度則相應提高。普通低合金鋼的輔加元素有V、Ti、Nb、Al、Cu、P、Xt等。加入量一般小于0.5%。V、Ti、Nb、Al的主要作用是細化晶粒，進一步提高鋼的強度或保持低溫韌性。Cu、P 主要是提高鋼的抗大氣腐蝕能力。Xt可以改善鋼的韌性。3.2.2.2滲碳鋼許多零件在工作中既承受強烈的摩擦，又承受較大的沖擊載荷。例如汽車的變速齒輪、柴油機的凸輪軸、自行車的鏈條等。這類零件表層應具有高硬度和高耐磨性，從而減輕零件表面的磨損，延長零件的使用壽命；心部則應有良好的韌性和塑性，以免零件受沖擊時發(fā)生脆性斷裂。如果載荷較大，心部還應有較高的強度

48、。為滿足上述“表硬里韌“的性能要求，這類零件須進行滲碳處理，通常統(tǒng)稱為滲碳件。主要用來制造滲碳件的鋼稱為滲碳鋼。（1）滲碳鋼的化學成分滲碳鋼的含碳量在0.1%0.25%之間。含碳量低是為了保證零件心部具有良好的韌性和塑性。即使零件完全淬透，心部得到的是低碳馬氏體，仍具有良好的韌性和塑性。零件表層通過滲碳淬火后，得到的是高碳馬氏體，則具有高的硬度和耐磨性。滲碳鋼中常加入Si、Mn、Cr、Ni等元素。加入這些合金元素，主要是為了提高鋼的淬透性，從而提高零件心部的強韌性。有些薄件或形狀復雜的滲碳件，使用淬透性較好的鋼，可降低淬火冷卻速度，減小淬火應力，避免產生淬火裂紋。有些滲碳鋼還加入V、Ti、Mo

49、、W等元素，主要目的是在高溫長時間的滲碳過程中，抑制鋼的晶粒長大，以便滲碳后直接淬火。 （2）常用滲碳鋼 按淬透性和強度高低，滲碳鋼可分為四類： （a）低淬透性碳鋼 主要有15、20、20 Mn、25 Mn等。其水淬臨界直徑15mm，抗拉強度約為500-800N/mm2,只適于制造小截面、輕載荷、形狀簡單的滲碳件。其中使用較多的是20鋼，（b）中淬透性滲碳鋼 主要有20 Cr 、20Mn2B、15CrMn、20CrV等。水淬臨界直徑約為1540mm，油淬臨界直徑為1025mm，抗拉強度約為8001000 N/mm2，廣泛用于截面尺寸較小，心部強度要求不高的一般中、小型滲碳件。 這類鋼應用較多的

50、是20Cr。20Cr與20鋼相比較。加入了0.7.%-1.00%的鉻，淬透性和強度都明顯提高，油淬臨界直徑為920mm，可達850 N/mm2 （c）較高淬透性滲碳鋼 這類鋼有20CrMnTi、20CrMnMo、20CrNiMo、20MnVB等。它們的合金元素總量較高，而且?guī)追N合金元素起復合作用，因此有較高的淬透性和強度，水淬臨界直徑約為3070mm，油淬臨界直徑約為 1550mm，。 （d）高淬透性滲碳鋼 這類鋼有12Cr2Ni4A 、18Cr2Ni4WA 、20Cr2Ni4A等。它們的合金元素含量高，故有很好的淬透性，小尺寸零件在空氣中冷卻就可淬硬，油淬臨界直徑為45200 mm，b可達1

51、1001200N/mm2。主要用于承受重載荷的重要大型零件，曲軸、連桿及缸頭精密螺栓等。3.2.2.3調質鋼各種機械設備上，幾乎都有承受動載荷、要求綜合機械性能良好的零件。例如車床的主軸，工作時承受較大的扭矩和彎矩，開車、停車及運轉過程中的載荷變化和振動，又使其受到沖擊，要求既有較高的強度又有較好的韌性。這類零件一般在調質狀態(tài)下使用，常稱為調質件。主要用來制造調質件的鋼稱為調質鋼。調質鋼的化學成分調質鋼的含碳量一般在0.3%0.5%之間。碳量過低，鋼的強度不夠；碳量過高，又會使鋼的韌性不足。調質鋼中常加入Si、Mn、Cr、Ni等元素。它們在調質鋼中所起的主要作用，是提高淬透性。同（2）常用調質

52、鋼（a）低淬透性調質鋼主要有35、45、45Mn、50 Mn等。相對來說，這類鋼淬透性差、強度低。水淬臨界直徑約為1030mm，油淬臨界直徑約為520mm，調質后的約為s300600N/mm2，b約為500800N/mm2。k值約為40100J/cm2，只適用于小尺寸、輕載荷的調質零件。這類鋼最常用的是45鋼，其水淬臨界直徑約為1317mm，油淬臨界直徑約為5.59mm，調質后s為450550N/mm2，k為4048J/ cm2。可用來制造車床主軸、減速器高速軸、汽車凸輪軸以及機床上的許多齒輪、絲桿和蝸桿等。（b）中淬透性調質鋼主要有40Cr、40Mn2、40SiMn、40MnVB等。其水淬臨

53、界直徑約為2560mm，油淬臨界直徑約為1540mm，調質后為s 600800N/mm2，k約為70100J/ cm2。適用于中等截面、承受中等載荷的調質件，如內燃機的連桿、齒輪、中軸，機床上較重要的軸、齒輪、套筒，汽車的半軸、轉向節(jié)等。這類鋼最常用的是40Cr。它的水淬臨界直徑約為3742mm，油淬臨界直徑約為1938mm，強度和韌性均比45鋼高，主要用于較為重要的中小型調質件。（c）較高淬透性調質鋼主要有35CrMo.40CrMn.40CrNi.30CrMnSi等。其油淬臨界直徑約為2560mm，調質后s約為700900 N/mm2，k約為70100 J/cm2 ，適用于制造截面較大，載荷

54、較重的調質件和較為重要的中型調質件。例如汽輪機的轉子、葉輪、連桿，重型汽車的曲軸、半軸、連桿等。 (d)高淬透性調質鋼主要有40CrMnMo.40CrNiMoA.25Cr2Ni4WA等。它們的油淬臨界直徑約為60100mm，有的可達150200mm。s約為9001000 N/mm2，k約為80120 J/cm2。適宜于制作重載、大截面的重要調質件，如卷板機軸、軋機齒輪軸、挖掘機傳動軸等。（e）氮化鋼最常用的是38CrMoAlA。該鋼經氮化處理后有很高的表面硬度（10001200HV），無回火脆性，綜合機械性能良好。但鋼的淬透性不高，油淬只能淬透30mm。主要用于制造尺寸精確、表面耐磨性要求很高

55、的中小型調質件，如精密磨床主軸、精密鏜床絲桿、滾齒機分度蝸桿等。3.2.2.5滾動軸承鋼主要用來制造滾動軸承的鋼稱為滾動軸承鋼。除滾動軸承外，這類鋼還可以制造冷沖模、冷軋輥、精密量具、精密偶件、機床絲杠、球磨機磨球等。常用的滾動軸承鋼有GCr6、GCr9、GCr15、GCr15SiMn等。它們的含碳量為0.95%-1.15%，含鉻量為0.40%-1.65%。高的含碳量，是為了保證高耐磨性和高硬度。3.3 工具鋼 工具鋼是用來制造切削刃具、模具和量具的鋼種。工業(yè)生產中，各類工具的質量直接影響產品質量及勞動生產率，正確選擇制作工具材料及加工工藝，是提高工具質量的關鍵。 工具鋼按化學成分可分為碳素工

56、具鋼、低合金工具鋼及高合金工具鋼三類；按用途分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼三類。刃具鋼用于制造鉆頭、銑刀、滾刀等各種切削工具；模具鋼用于制造鍛模、壓鑄模、擠壓模、冷沖模等各種冷、熱模具；量具鋼用于制造量規(guī)、塊規(guī)、樣板等各種量具。實際上，由于刃具、冷作模具及量具基本上都要求硬度高、耐磨性好。因此，除熱作模具鋼之外，各類工具鋼之間的通用性很大。例如，碳素工具鋼和低合金刃具鋼，既可做刃具，也可做冷作模具和量具，高速鋼除是典型的刃具鋼外，也可用于制造冷作模具。工具鋼鋼號的表示方法如下：碳素工具鋼的鋼號是在“碳”的漢語拼音字母頭“T”后面附加數字表示，數字表示鋼的平均含碳量，以0.1%為單位，高級優(yōu)質鋼則在鋼號末端再附加“A”，例如T8、T10A等。合金工具鋼的鋼號表示方法基本上與合金結構鋼相同，不同之處是鋼的平均含碳量以千分之幾表示，當鋼中平均含碳量1.0%時，含碳量不予標出；合金元素的表示方法與合金結構鋼相同；高速鋼中的含碳量，不論多少，一般都不標出；例如9SiCr、CrWMn、W18Cr4V等。3.4特殊性能鋼3.4.1不