碳鋼合金鋼、鑄鐵解析課件

1、 常用金屬材料 金屬材料主要包括三大類： 工業(yè) 用鋼 鑄鐵 有色 金屬一、鋼（含碳量小于2.11%的鐵碳合金）鋼的分類：1）以含碳量分 （按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wC%）低碳鋼 ( wc0.25%)中碳鋼(0.25% wc 0.6%)高碳鋼(0.6% wc 2.11%)2）以化學(xué)成份分 （按合金成份）碳素鋼（以Fe、C成份為主）合金鋼（除Fe、C外，還有其它合金元素）3）以鋼的品質(zhì)分 （按有害雜質(zhì)S、P含量）普通鋼（ws0.05% ;wp0.045%）優(yōu)質(zhì)鋼 （ws0.04% ;wp0.04%）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（ws0.03%;wp0.035%）4）以鋼的用途分 （按行業(yè)使用）結(jié)構(gòu)鋼（建筑、機(jī)械制造用）工具鋼

2、（工具、刀具、模具等用）特殊性能鋼（防腐蝕、高溫、導(dǎo)磁等場(chǎng)合用） 5）按冶煉時(shí)脫氧 程度分 沸騰鋼（不脫氧F）鎮(zhèn)靜鋼（脫氧完全Z）半鎮(zhèn)靜鋼（脫氧不完全b）介紹鋼的成份、使用特點(diǎn)及應(yīng)用、牌號(hào)：（一）結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼字母Q + 屈服點(diǎn)數(shù)值(Mpa) + 質(zhì)量等級(jí)。表示普碳結(jié)構(gòu)鋼共分195、215、235、255、275五種。共有A,B,C,D四個(gè)級(jí)別，A級(jí)最差。如：Q235A；Q215B；成份：wc=0.060.38%，S、P含量較高，不需熱處理。特點(diǎn)與應(yīng)用：Q195、Q215鋼：塑性和韌度好，制造薄板、沖壓件和焊接件；Q235鋼：強(qiáng)度較高，制造鋼板、鋼筋、農(nóng)業(yè)機(jī)械用鋼和不重要的機(jī)械

3、零件，拉桿、連桿和轉(zhuǎn)軸。Q255、Q275鋼：強(qiáng)度高，質(zhì)量好制作建筑、橋梁工程上質(zhì)量要求較高的焊接件。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：由兩位數(shù)字組成表示碳的平均萬(wàn)分含量（常用：0885）如45（表示wC0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）當(dāng)wMn=0.71.2%時(shí)，在數(shù)字后加Mn如65 Mn（表示wc=0.65% ,wMn=0.71.2%的優(yōu)質(zhì)碳鋼）。成份：wc=0.080.85%, S、P含量較低，通常經(jīng)熱處理后使用，以發(fā)揮其性能潛力。特點(diǎn)與應(yīng)用：1025鋼：有較好的塑性、韌度、焊接性和冷成型性，主要用于各種沖壓件和焊接件。3055鋼：強(qiáng)度較高，有一定的塑性和韌度，經(jīng)熱處理后，用于齒輪、軸、螺栓等重要零件。

4、6585鋼：有較高的強(qiáng)度、硬度和彈性，塑性和韌性較低，常用于彈簧和耐磨零件。2、合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：數(shù)字 + 元素符號(hào) + 數(shù)字表示碳的平均萬(wàn)分含量元素平均百分含量：1.5%不標(biāo)記， 表示所含合金元素的名稱如：20Cr（表示wc=0.2% ,wCr1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼)如：38CrMnAl（表示wc=0.38% ,wCr、 wMn wAl的含量均 1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼)如：60Si2Mn（表示wc=0.6% ,wSi=1.52.49%，wMn1%不標(biāo)記表示所含合金的名稱元素平均百分含量：1.5%不標(biāo)記， 成份：wC=0.31.7%, 加入了Cr、Mn、Si、Mn、W、V等合金元素，熱處理后使用。如

5、：9CrSi（表示含碳量為wC0.9% ，wCr1.5%的wSi1% ，wW1.5%的wMn1.5%合金工具鋼）；如：3Cr2W8V （表示含碳量為wC0.3% ，wCr2%的wW8%，wV1.5%合金工具鋼）；特點(diǎn)與應(yīng)用：9CrSi、9Cr2：量具刃具鋼（絲錐、鉆頭、銑刀、手術(shù)刀、量規(guī)、冷沖模等）；Cr12MoV、CrWMn：冷模具鋼；5CrNiMo、4Cr5W2VSi：熱模具鋼;W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2：高熱硬性，用于刀具等。*高速工具鋼（鋒鋼）是合金工具鋼中的一類專門用鋼。（表達(dá)特殊） wC1.0% ww=18% wCr=4% wV1.5% （三）特殊性能鋼1、不銹鋼（主要合

6、金元素為Cr和Ni）牌號(hào)：數(shù)字 + 元素符號(hào) + 數(shù)字表示碳的平均千分含量，0.08%時(shí)用0表示表示所含合金的名稱元素平均百分含量 如：1Cr13（表示wc0.1% ,wCr13%的不銹鋼)；如：1Cr18Ni9（表示wc0.1% ,wCr18%，wNi9%的不銹鋼)；如：2Cr13（表示wc0.2% ,wCr13%的不銹鋼)；成份：wC0.45%, 有較高含量的Cr和Ni。特點(diǎn)與應(yīng)用：鉻不銹鋼（如1Cr13 、 3Cr13 ）：隨含碳量增加，強(qiáng)度、硬度上升，韌度、耐腐蝕性下降。用于水、蒸汽、硝酸等弱腐蝕性場(chǎng)合，如汽輪機(jī)、水壓機(jī)的零件，醫(yī)療器械，食品設(shè)備。鉻鎳不銹鋼（如1Cr18Ni9 ）：耐

7、腐蝕性、塑性、韌性、焊接性優(yōu)良。用于腐蝕性較大的酸堿、有機(jī)酸等化工設(shè)備、管道以及醫(yī)療器械。2、耐熱鋼牌號(hào)：數(shù)字 + 元素符號(hào) + 數(shù)字表示碳的平均千分含量，0.08%時(shí)用0表示表示所含合金的名稱元素平均百分含量 1.5%不標(biāo)記， 如：4Cr10Si2Mo（表示wc0.4% ,wCr10%， wSi2% ， wMo1.5%的耐熱鋼)；如：5Cr2Mn9Ni4N（表示wc0.5% ,wCr2%， wMn9% ， wNi 4, wN1.5 %的耐熱鋼)；如：0Cr13Al（表示wc0.08% ,wCr13%， wAl 1.5%的耐熱鋼)；特點(diǎn)與應(yīng)用：抗氧化鋼（如3Cr18Mn12Si2N）： Cr、

8、Si、Al等合金元素，容易在鋼表面形成穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜。主要用于8001000的鍋爐加熱、內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備零件。熱強(qiáng)鋼（如4Cr10Si2Mo）： Ti、Nb、V、W、Mo、Ni等合金元素，可提高鋼的高溫強(qiáng)度。主要用于高溫高載荷的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、氣輪機(jī)等機(jī)器中的零件。wC0.45%, 加入Cr、Si、Al或 Ti、Nb、V、W、Mo、Ni等合金元素。成份：牌號(hào)：字母 + 數(shù)字 數(shù)字表示鋼片的軋制方法表示鋼片“鐵熱損值”10后的值表示鋼片的磁化頻率比如：JDR5405050Hz的磁化頻率鐵損值為5.4熱軋DQ13330冷軋有取向DW13330冷軋無(wú)取向3、軟磁鋼（硅鋼片）成份：鋼中wSi=14.5%,

9、含雜質(zhì)較少。 特點(diǎn)與應(yīng)用：有較高的磁通性能，主要用于變壓器中的硅鋼片。（四）鑄鋼牌號(hào)：字母ZG + 數(shù)字 數(shù)字表示鑄鋼表示抗拉強(qiáng)度b （Mpa）表示屈服點(diǎn)s（Mpa）成份： 可分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼、鑄造高合金鋼。一般wC=0.20.6%, 鑄造合金鋼中加入了Cr、Mo、Si、V等合金元素.如ZG230450（表示含碳量屈服點(diǎn)為s=230MPa,抗拉強(qiáng)度為的b=450Mpa的碳素鑄鋼）；特點(diǎn)與應(yīng)用： 由于鑄造特性，一般用于制造形狀復(fù)雜，難以切削加工、尺寸大，難以鍛造加工的重要零件，如：大型齒輪、缸體、變速箱機(jī)架等。二、鑄鐵（含碳量大于2.11%的鐵碳合金）1、白口鑄鐵:牌號(hào)：無(wú)牌號(hào)標(biāo)記成份

10、：wC=2.116.69%,碳以Fe3C（化合物）的形式存在，并含有Si、Mn、P、S等雜質(zhì)特點(diǎn)與應(yīng)用： 斷面呈白色，性能硬而脆，不能切削加工，一般不用來(lái)制造機(jī)械零件，主要用作煉鋼的原料。2、灰口鑄鐵牌號(hào)：字母HT + 數(shù)字表示灰口鑄鐵表示最低抗拉強(qiáng)度b （Mpa）如：HT150(表示最低抗拉強(qiáng)度為b= 150MPa的灰口鑄鐵）；成份：wC=2.84.0%, 有一定含量的Si、Mn及雜質(zhì)。在鋼的基體上分布著片層狀石墨（碳）組織，斷面呈灰色。特點(diǎn)與應(yīng)用： 強(qiáng)度、塑性、韌性不如鋼，軟而脆；片層狀石墨上的微裂紋尖端會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，故抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低。有良好的耐磨性、減震性和切削性；石墨有自潤(rùn)滑

11、作用。常用于床身、機(jī)架、底座、箱體、殼體、導(dǎo)軌、缸體、活塞環(huán)、帶輪等零件。3、可鍛鑄鐵牌號(hào)：字母KTH(KTZ) + 數(shù)字 數(shù)字KTH表示“黑心”可鍛鑄鐵KTZ表示“珠光體”可鍛鑄鐵表示最低抗拉強(qiáng)度b （Mpa）表示最低伸長(zhǎng)率（%）如：KTH30006(表示最低抗拉強(qiáng)度為b=300MPa， =6%的黑心可鍛鑄鐵）；如：KTZ45004(表示最低抗拉強(qiáng)度為b=450MPa， =4%的珠光體可鍛鑄鐵）；成分：wC=3.84.0%, 有一定含量的Si、Mn及雜質(zhì)。在白口鑄鐵基礎(chǔ)上經(jīng)“可鍛化處理”（長(zhǎng)時(shí)高溫退火），在鋼的基體上分布著團(tuán)絮狀石墨（碳）組織。特點(diǎn)與應(yīng)用： 黑心可鐵：塑性、韌性高、強(qiáng)度低。珠

12、光體可鐵：強(qiáng)度、硬度和耐磨性較高；團(tuán)絮狀石墨對(duì)基體割裂作用小，宜制造形狀復(fù)雜，要求一定塑性、韌性，承受沖擊和震動(dòng)的薄壁鑄件。如汽車、拖拉機(jī)零件、管道、閥門等。4、球墨鑄鐵牌號(hào)：字母QT+ 數(shù)字 數(shù)字表示球墨鑄鐵表示最低抗拉強(qiáng)度b （Mpa）表示最低伸長(zhǎng)率 （%）如：QT400-18(表示最低抗拉強(qiáng)度為b=400MPa， =18%的球墨鑄鐵）；wC=3.84.0%, 有一定含量的Si、Mn、Mg及雜質(zhì)。在澆注前加入球化劑，在鋼的基體上產(chǎn)生球狀石墨（碳）組織。 球狀石墨對(duì)基體的割裂作用小，綜合力學(xué)性能較高，并具有良好的減震性和耐磨性，有些性能指標(biāo)接近于鋼。可代替部分鋼和合金鋼制造一些受力復(fù)雜、強(qiáng)度

13、韌性和耐磨性較高的零件，如曲軸、凸輪軸、齒輪、蝸桿、伐門、機(jī)座、汽車后橋等。成分：特點(diǎn)與應(yīng)用：小 結(jié)含碳量小于2.11%的鐵碳合金1）以含碳量 wC%0.6%（高）2）以化學(xué)成份 碳素鋼，合金鋼3）以鋼的品質(zhì) 普通鋼，優(yōu)質(zhì)鋼 ，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼4）以鋼的用途 結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，特殊性能鋼*常用鋼種的牌號(hào)及識(shí)別：鋼結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼： Q235A；Q215B；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 45；65 Mn；合金結(jié)構(gòu)鋼：20Cr;38CrMnAl;60Si2Mn;(GCr9)工具鋼碳素工具鋼： T7； T10；合金工具鋼：9CrSi；3 CrWMn；5CrNiMo；（ W18Cr4V ）特殊性能鋼不銹鋼： 1Cr13； 2Cr13； 1Cr18Ni9耐熱鋼： 4Cr10Si2Mo; 0Cr13Al軟磁鋼（硅鋼片）: JDR540-50; DQ133-30鑄鋼鑄