汽車中常用的金屬材料課件

汽車機(jī)械基礎(chǔ)——第一章汽車常用工程材料1汽車機(jī)械基礎(chǔ)1一、金屬材料的主要性能二、汽車常用金屬材料三、汽車材料的熱處理四、汽車非金屬材料本章內(nèi)容2一、金屬材料的主要性能二、汽車常用金屬材料三、汽車材料的熱處第二講汽車常用材料碳素鋼合金鋼鑄鐵有色金屬及合金非金屬材料復(fù)合材料3第二講汽車常用材料碳素鋼3

鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11％、小于6.67％的鐵碳合金為鑄鐵。鋼鐵材料以鐵、碳為基礎(chǔ)的鐵碳合金。

碳素鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含碳量)小于2.11％的鐵碳合金稱為碳素鋼。一、碳鋼4鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11％、小于6.67％的

(1)按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分低碳鋼W(C)≤0.25%中碳鋼

0.25%＜W(C)≤0.6%高碳鋼W(C)＞0.6%(2)按鋼的質(zhì)量分（S、P含量）

普通碳素鋼Ws≤0.055%，Wp≤0.045%

優(yōu)質(zhì)碳素鋼Ws、Wp≤0.040%

高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼Ws≤0.030%，Wp≤0.035%1.碳鋼的分類5(1)按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分1.碳鋼的分類5

(3)按鋼的用途分碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種機(jī)械零件、工程構(gòu)件。一般為低、中碳鋼。碳素工具鋼：用于制造各種工具。一般為高碳鋼。(4)按冶煉方法分鎮(zhèn)靜鋼：是鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵、鋁進(jìn)行充分脫氧，注入模子后，鋼液不發(fā)生碳—氧反應(yīng)而處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)，故稱鎮(zhèn)靜鋼（Z）。沸騰鋼：是在冶煉后期將鋼液用少量錳鐵輕度脫氧，鋼液氧含量較高，注入錠模后發(fā)生碳—氧反應(yīng)，析出大量的CO氣體，引起鋼液沸騰，故稱為沸騰鋼（F）。1.碳鋼的分類6(3)按鋼的用途分1.碳鋼的分類61.碳鋼的分類雜質(zhì)元素對(duì)鋼性能的影響

有益元素

Si—有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,能脫氧。

Mn—脫氧、去硫,提高鋼的強(qiáng)度和硬度。有害元素:P—有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,低溫韌性差(冷脆)。

S—能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開裂(熱裂)。71.碳鋼的分類雜質(zhì)元素對(duì)鋼性能的影響72.碳鋼的牌號(hào)及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼82.碳鋼的牌號(hào)及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼8（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較多，同等情況下塑性、韌性較低；但冶煉容易、工藝性好且價(jià)格便宜，能滿足一般工程構(gòu)件和普通零件的性能要求，因此應(yīng)用廣泛。一般用于受力不大、制造要求不高的機(jī)械零件（如螺釘、螺母）和廠房、橋梁、船舶等建造結(jié)構(gòu)件。

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的漢語拼音第一個(gè)字母“Q”、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)四個(gè)部分按順序組成。如：Q235－AF表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。

9（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼9用途

鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。多邊型角鋼螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼建筑構(gòu)件鋼橋梁10用途鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。多邊型角鋼（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較少，品質(zhì)較高，塑性、韌性比（普通）碳素鋼好。主要用于制造較重要的機(jī)械零件。

優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。如45鋼表示平均含碳量為0.45％的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。若含錳量較高，數(shù)字后面應(yīng)加“Mn”，以示區(qū)別。如：60Mn。11（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼11用途

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。12用途較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。熱處理：

上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)50號(hào)中碳素鋼鍛制而成，先正火后半精加工，最后經(jīng)中頻淬火后再精加工汽車曲軸13上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)50號(hào)中碳素鋼鍛制而成，先正常用鋼號(hào)及其應(yīng)用08、10鋼:強(qiáng)度低,塑性好,具有良好的沖壓、拉深及焊接性能,用于制造冷沖壓件,如汽車和拖拉機(jī)油箱、儀表板、汽缸蓋襯墊、連桿軸瓦的鋼背、曲軸止推片等.15、20鋼:滲碳,表硬內(nèi)韌,作凸輪、小齒輪、摩擦片、活塞銷、搖臂等30~55鋼:調(diào)質(zhì),綜合機(jī)械性能好,制齒輪、連桿、軸類等60~70鋼,淬火,中回,制造彈性元件,如汽車氣門彈簧.14常用鋼號(hào)及其應(yīng)用08、10鋼:強(qiáng)度低,塑性好,具有良好的（3）碳素工具鋼的牌號(hào)、性能及用途

碳素工具鋼的牌號(hào)由漢字“碳”的漢語拼音第一個(gè)字母“T”加上阿拉伯?dāng)?shù)字組成，其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分?jǐn)?shù)。如：T8鋼表示平均含碳量為0.8％的碳素工具鋼。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則應(yīng)在牌號(hào)后面標(biāo)以字母A，如T12A鋼表示平均含碳量為1.2％的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。碳素工具鋼的含碳量在0.70％以上，硬度高，耐磨性好，碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼主要用于制造刀具、模具和量具。15（3）碳素工具鋼的牌號(hào)、性能及用途15用途

沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。螺紋量規(guī)熱處理：淬火+低溫回火

16用途沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。螺紋量規(guī)熱處理：淬

合金鋼

在碳鋼的基礎(chǔ)上加入有益的其他元素形成的鋼，稱為合金鋼。

常用的合金元素有：鉻(Cr)、鎳(Ni)、硅(si）、鋁(Al)、硼(B)、鎢(w)、鉬(Mo)、鈦(Ti)及稀土元素Re等。二、合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼

類型：碳鋼：價(jià)格低，但是，力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力差，耐熱、耐低溫、耐蝕等特殊性能差。17合金鋼在碳鋼的基礎(chǔ)上加入有益的其他元素形成的鋼，稱為合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由兩位數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）＋數(shù)字三個(gè)部分組成。前兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)；元素符號(hào)（或漢字）表示鋼中含有的主要合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于1.5％時(shí)不標(biāo)。如：40Cr鋼表示平均含碳量為0.40％，主要合金元素為Cr，其含量在1.5％以下的合金結(jié)構(gòu)鋼；60Si2Mn鋼表示平均含碳量為0.60％，主要合金元素為Si、Mn，其平均含量分別為2％、＜1.5％的合金結(jié)構(gòu)鋼。

18合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由兩位數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）1．低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)舊鋼號(hào)主要化學(xué)成分，%機(jī)械性能CMnSi，s

，MPab

，MPa5，%Q29509MnNb

12Mn0.160.80

~1.500.5529557023Q34516Mn

16MnRe0.18

~0.201.00

~1.600.5534563021~22Q39016MnNb

15MnTi0.201.00

~1.600.5539065019~20Q42014MnVTiRe

15MnVN0.201.00

~1.700.5542068018~19Q46014MnMoV

18MnMoNb0.201.00

~1.700.5546072017常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、性能（厚度(直徑)16mm，AKV≥34J）成分

——

w(C)＜0.2%，主加元素Mn，附加V、Ti、Nb。性能

——強(qiáng)度、韌性高，焊接、冷成形性能好。(摘自GB/T1591-1994)191．低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)舊鋼號(hào)主要化學(xué)成分，%機(jī)械性能高壓容器橋梁船舶車輛應(yīng)用20高壓容器橋梁船舶車輛應(yīng)用202．合金調(diào)質(zhì)鋼成分

——

w(C)=0.25～0.50%，合金元素消除回火脆性。Mn、Cr、Ni、B、Si用來提高淬透性，Mo、W可抑制第二類回火脆性，Ti、V細(xì)化晶粒。性能

——綜合機(jī)械性能高212．合金調(diào)質(zhì)鋼成分——w(C)=0.25～0.50%，合調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077－1999）淬透性鋼號(hào)主

要

成

分,%淬火

℃回火

℃CMnSi

Cr低450.42~

0.500.50~

0.800.17~

0.37830~

840水580~

640空40Cr0.37~

0.450.50~

0.80Cr0.8

~1.10850油500

水，油中高35CrMo0.32~

0.400.40~

0.70Cr0.8

~1.10850油550

水，油38CrMoAlA0.35~

0.42Al0.7

~1.1Cr1.35

~1.65940

水，油640

水，油40CrMnMo0.37~

0.450.90~

1.20Cr0.9

~1.20850油600

水，油機(jī)械性能

bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.37~

0.441.10~

1.400.20~

0.40850油500

水，油980785479807854798083563980835719807856322調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077－1999）淬鋼號(hào)主要熱處理應(yīng)用:軸類、連桿、齒輪 40Cr，一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。 35CrMo，較大截面零件，如曲軸、連桿。 40CrNiMo，大截面重載零件，如汽輪機(jī)主軸和葉輪。

調(diào)質(zhì)，可附加表面淬火或化學(xué)熱處理。23熱處理應(yīng)用:軸類、連桿、齒輪調(diào)質(zhì)，可附加表面淬應(yīng)用:汽車曲軸圓錐齒輪24應(yīng)用:汽車曲軸圓錐齒輪243．合金滲碳鋼成分

——

w(C)=0.1～0.25%,韌性好。合金元素提高淬透性、耐磨性,細(xì)化晶粒。Cr、Ni、Mo、W、Mn、Si和B提高淬透性，Ti細(xì)化晶粒性能

——滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞；心部韌性高、強(qiáng)度大。253．合金滲碳鋼成分——w(C)=0.1～0.25%,韌3．合金滲碳鋼滲C鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077-1999）（滲C:930℃，回火：200℃）主要化學(xué)成分,%預(yù)備處理／淬火,℃CMnCr，Ni0.17~0.24

0.17~0.240.50~0.80

1.30~1.600.70~1.00

880／800水,油880水,油0.17~0.230.17~0.23

0.90~1.200.80~1.10

0.90~1.201.00~1.30

850油880／870油鋼號(hào)20Cr

20MnV20CrMn20CrMnTi

淬透性低中高18Cr2Ni4WA

20Cr2Ni4A0.13~0.19

0.17~0.23W0.8~1.2

0.30~0.601.35~1.65

4.0~4.51.25~1.65

3.25~3.75950／850空

880／780

油機(jī)械性能

bMPasMPa835

785540

5909301080

735835

1180

1180835

1080aKU2J47

554755

78

63263．合金滲碳鋼滲C鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077-1999）熱處理應(yīng)用

——耐磨件 20Cr，小軸、活塞銷、小齒輪。 20CrMnTi，汽車齒輪。 18Cr2Ni4WA，如曲軸、連桿。

滲碳→淬火→低溫回火27熱處理應(yīng)用——耐磨件滲碳→淬火→低溫4．合金彈簧鋼成分——w(C)=0.45～0.70%，Si,Mn為主要元素，提高屈強(qiáng)比。性能——屈強(qiáng)比和疲勞抗力高，塑性大，耐震動(dòng)、沖擊。284．合金彈簧鋼成分——w(C)=0.45～0.70%，4．合金彈簧鋼鋼號(hào)主

要

成

分,%淬火

油

℃回火

℃機(jī)械性能

CMnSi,CrbMPasMPa10

%akkJ/m2650.62~

0.700.50~

0.800.17~

0.37840

油50010008009450850.82~

0.900.50~

0.800.17~

0.37820

油48011501000660065Mn0.62~

0.700.90~

1.200.17~

0.37830

油5401000800880060Si2Mn0.56~

0.640.60~

0.901.50~

2.00870

油48013001200580050CrVA0.46~

0.540.50~

0.80Cr0.8

~1.10850

油5001300115059800（摘自GB/T1222－1985）294．合金彈簧鋼鋼號(hào)主要成分,%淬火

油℃回火

汽車板簧火車螺旋彈簧應(yīng)用

65Mn、60Si2Mn：汽車，拖拉機(jī)，機(jī)車的板簧和螺旋彈簧。30汽車板簧火車螺旋彈簧應(yīng)用30汽車板簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧彈簧絲31汽車板簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧彈簧絲31合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素制成的。

合金工具鋼具有更高硬度、耐磨性，更好的淬透性、熱硬性和回火穩(wěn)定性等。因而可以制造刃具、模具、量具和其它工具。合金工具鋼①合金刃具鋼：主要用來制造金屬切削刀具。②合金模具鋼：主要用來制造各種金屬成形用的模具。③合金量具鋼：量具用來測量工件尺寸的工具（如游標(biāo)卡尺、量規(guī)。32合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素制成的。

合金量具刃具模具33量具刃具模具33合金工具鋼的牌號(hào)由數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）＋數(shù)字三個(gè)部分組成。前面的數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的千分?jǐn)?shù)（當(dāng)含碳量≥1％時(shí)，則不予標(biāo)出）；元素符號(hào)（或漢字）表示鋼中含有的主要合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于1.5％時(shí)不標(biāo)。如：9SiCr鋼表示平均含碳量為0.9％，主要合金元素為Si、Cr，其含量均在1.5％以下的合金工具鋼；Cr12MoV鋼表示平均含碳量≥1％，主要合金元素為Cr，其平均含量分別為12％合金元素Mo、V，其平均含量均＜1.5％的合金工具鋼。34合金工具鋼的牌號(hào)由數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）＋數(shù)字三個(gè)部分組成1．不銹鋼2．耐熱鋼3．耐磨鋼三特殊性能鋼351．不銹鋼三特殊性能鋼35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36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)葉片汽車閥門耐磨鋼用途用途：履帶、鐵道岔道、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、坦克的履帶板等

代表牌號(hào)Mn1337耐磨鋼用途用途：履帶、鐵道岔道、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、坦克的履帶板

含碳量大于2.11%、并含有較多硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素的鐵碳合金稱為鑄鐵。

根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)不同，鑄鐵可分為：灰鑄鐵中的石墨呈片狀；可鍛鑄鐵中的石墨呈團(tuán)絮狀；球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，蠕墨鑄鐵中的石墨呈蠕蟲狀。四鑄鐵38含碳量大于2.11%、并含有較多硅、錳、硫、有色金屬是指鋼鐵以外的其他金屬。有色金屬種類很多，又具有某些獨(dú)特的性能，是工業(yè)上不可缺少的金屬材料，有色金屬應(yīng)用較廣的是鋁、銅及其合金和軸承合金。

1．鋁及鋁合金

2．銅及銅合金

3．軸承合金鋼鐵材料也稱為黑色金屬。四、有色金屬及其合金39有色金屬是指鋼鐵以外的其他金屬。有色金屬種類很多，又具有鋁及鋁合金顯著特點(diǎn)是：密度小、塑性高但強(qiáng)度、硬度低.可以經(jīng)冷變形或通過合金化使其強(qiáng)化；可以進(jìn)行冷、熱壓力加工。鋁導(dǎo)電、導(dǎo)熱性良好，僅次于銀和銅。常用鋁代替銅制作導(dǎo)線和零件，也可以制作電子、電氣設(shè)備散熱片。工業(yè)純鋁的牌號(hào)有1070A、1060、1050A、1035等。1．工業(yè)純鋁40鋁及鋁合金顯著特點(diǎn)是：密度小、塑性高但強(qiáng)度、硬度低.可以經(jīng)冷2．鋁合金在純鋁中加入Si、Cu、Mg、Zn、Mn等金屬元素形成鋁合金?？娠@著提高力學(xué)性能，且仍保持密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好的優(yōu)點(diǎn)，可以用來制作機(jī)器零件。根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，可將其分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。412．鋁合金在純鋁中加入Si、Cu、Mg、Zn、Mn等金屬元素

鋁合金

(1）變形鋁合金防銹鋁合金硬鋁合金超硬鋁合金鍛鋁合金（2）鑄造鋁合金Al-Si系合金Al-Cu系合金Al-Mg系合金Al-Zn系合金42鋁合金(1）變形鋁合金42

鋁合金應(yīng)用

汽缸頭活塞(裙部為鋁硅合金)大部分轎車還是部分零部件采用鋁合金，如車圈、發(fā)動(dòng)機(jī)上蓋等。43鋁合金應(yīng)用汽缸頭活塞(裙部為鋁硅合金)大部分轎車還是部分銅及銅合金的性能特點(diǎn)優(yōu)異的物理、化學(xué)性能導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、抗蝕、抗磁能力高良好的加工性能塑性好；鑄造性好某些特殊機(jī)械性能優(yōu)良的減摩性和耐磨性，高的彈性極限和疲勞極限44銅及銅合金的性能特點(diǎn)優(yōu)異的物理、化學(xué)性能44純銅強(qiáng)度低，雖然冷加工變形可提高其強(qiáng)度，但塑性顯著降低，不能制作受力的結(jié)構(gòu)件。為了滿足制作結(jié)構(gòu)件的要求，在銅中加入合金元素，通過固溶強(qiáng)化，時(shí)效強(qiáng)化及過剩相強(qiáng)化等途徑提高合金的強(qiáng)度，獲得高強(qiáng)度的銅合金。常用的合金元素：Zn、Al、Sn、Mn、Ni、Be、Ti、Cr、Zr等。銅合金按其化學(xué)成分可分為黃銅、青銅、白銅三大類。45純銅強(qiáng)度低，雖然冷加工變形可提高其強(qiáng)度，但塑性顯著降低，不能軸承合金滑動(dòng)軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的材料

工作條件——沖擊、交變載荷，軸頸壓力、摩擦。性能要求:強(qiáng)硬度、塑韌性好，與軸的磨合能力、減摩性好。導(dǎo)熱、抗蝕性好。軸瓦常用的軸承合金有錫基、鉛基、銅基和鋁基軸承合金等。46軸承合金滑動(dòng)軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的材料

軸瓦常用的軸承合金有錫汽車機(jī)械基礎(chǔ)——第一章汽車常用工程材料47汽車機(jī)械基礎(chǔ)1一、金屬材料的主要性能二、汽車常用金屬材料三、汽車材料的熱處理四、汽車非金屬材料本章內(nèi)容48一、金屬材料的主要性能二、汽車常用金屬材料三、汽車材料的熱處第二講汽車常用材料碳素鋼合金鋼鑄鐵有色金屬及合金非金屬材料復(fù)合材料49第二講汽車常用材料碳素鋼3

鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11％、小于6.67％的鐵碳合金為鑄鐵。鋼鐵材料以鐵、碳為基礎(chǔ)的鐵碳合金。

碳素鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含碳量)小于2.11％的鐵碳合金稱為碳素鋼。一、碳鋼50鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11％、小于6.67％的

(1)按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分低碳鋼W(C)≤0.25%中碳鋼

0.25%＜W(C)≤0.6%高碳鋼W(C)＞0.6%(2)按鋼的質(zhì)量分（S、P含量）

普通碳素鋼Ws≤0.055%，Wp≤0.045%

優(yōu)質(zhì)碳素鋼Ws、Wp≤0.040%

高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼Ws≤0.030%，Wp≤0.035%1.碳鋼的分類51(1)按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分1.碳鋼的分類5

(3)按鋼的用途分碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種機(jī)械零件、工程構(gòu)件。一般為低、中碳鋼。碳素工具鋼：用于制造各種工具。一般為高碳鋼。(4)按冶煉方法分鎮(zhèn)靜鋼：是鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵、鋁進(jìn)行充分脫氧，注入模子后，鋼液不發(fā)生碳—氧反應(yīng)而處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)，故稱鎮(zhèn)靜鋼（Z）。沸騰鋼：是在冶煉后期將鋼液用少量錳鐵輕度脫氧，鋼液氧含量較高，注入錠模后發(fā)生碳—氧反應(yīng)，析出大量的CO氣體，引起鋼液沸騰，故稱為沸騰鋼（F）。1.碳鋼的分類52(3)按鋼的用途分1.碳鋼的分類61.碳鋼的分類雜質(zhì)元素對(duì)鋼性能的影響

有益元素

Si—有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,能脫氧。

Mn—脫氧、去硫,提高鋼的強(qiáng)度和硬度。有害元素:P—有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,低溫韌性差(冷脆)。

S—能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開裂(熱裂)。531.碳鋼的分類雜質(zhì)元素對(duì)鋼性能的影響72.碳鋼的牌號(hào)及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼542.碳鋼的牌號(hào)及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼8（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較多，同等情況下塑性、韌性較低；但冶煉容易、工藝性好且價(jià)格便宜，能滿足一般工程構(gòu)件和普通零件的性能要求，因此應(yīng)用廣泛。一般用于受力不大、制造要求不高的機(jī)械零件（如螺釘、螺母）和廠房、橋梁、船舶等建造結(jié)構(gòu)件。

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的漢語拼音第一個(gè)字母“Q”、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)四個(gè)部分按順序組成。如：Q235－AF表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。

55（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼9用途

鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。多邊型角鋼螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼建筑構(gòu)件鋼橋梁56用途鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。多邊型角鋼（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較少，品質(zhì)較高，塑性、韌性比（普通）碳素鋼好。主要用于制造較重要的機(jī)械零件。

優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。如45鋼表示平均含碳量為0.45％的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。若含錳量較高，數(shù)字后面應(yīng)加“Mn”，以示區(qū)別。如：60Mn。57（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼11用途

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。58用途較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。熱處理：

上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)50號(hào)中碳素鋼鍛制而成，先正火后半精加工，最后經(jīng)中頻淬火后再精加工汽車曲軸59上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)50號(hào)中碳素鋼鍛制而成，先正常用鋼號(hào)及其應(yīng)用08、10鋼:強(qiáng)度低,塑性好,具有良好的沖壓、拉深及焊接性能,用于制造冷沖壓件,如汽車和拖拉機(jī)油箱、儀表板、汽缸蓋襯墊、連桿軸瓦的鋼背、曲軸止推片等.15、20鋼:滲碳,表硬內(nèi)韌,作凸輪、小齒輪、摩擦片、活塞銷、搖臂等30~55鋼:調(diào)質(zhì),綜合機(jī)械性能好,制齒輪、連桿、軸類等60~70鋼,淬火,中回,制造彈性元件,如汽車氣門彈簧.60常用鋼號(hào)及其應(yīng)用08、10鋼:強(qiáng)度低,塑性好,具有良好的（3）碳素工具鋼的牌號(hào)、性能及用途

碳素工具鋼的牌號(hào)由漢字“碳”的漢語拼音第一個(gè)字母“T”加上阿拉伯?dāng)?shù)字組成，其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分?jǐn)?shù)。如：T8鋼表示平均含碳量為0.8％的碳素工具鋼。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則應(yīng)在牌號(hào)后面標(biāo)以字母A，如T12A鋼表示平均含碳量為1.2％的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。碳素工具鋼的含碳量在0.70％以上，硬度高，耐磨性好，碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼主要用于制造刀具、模具和量具。61（3）碳素工具鋼的牌號(hào)、性能及用途15用途

沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。螺紋量規(guī)熱處理：淬火+低溫回火

62用途沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。螺紋量規(guī)熱處理：淬

合金鋼

在碳鋼的基礎(chǔ)上加入有益的其他元素形成的鋼，稱為合金鋼。

常用的合金元素有：鉻(Cr)、鎳(Ni)、硅(si）、鋁(Al)、硼(B)、鎢(w)、鉬(Mo)、鈦(Ti)及稀土元素Re等。二、合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼

類型：碳鋼：價(jià)格低，但是，力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力差，耐熱、耐低溫、耐蝕等特殊性能差。63合金鋼在碳鋼的基礎(chǔ)上加入有益的其他元素形成的鋼，稱為合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由兩位數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）＋數(shù)字三個(gè)部分組成。前兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)；元素符號(hào)（或漢字）表示鋼中含有的主要合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于1.5％時(shí)不標(biāo)。如：40Cr鋼表示平均含碳量為0.40％，主要合金元素為Cr，其含量在1.5％以下的合金結(jié)構(gòu)鋼；60Si2Mn鋼表示平均含碳量為0.60％，主要合金元素為Si、Mn，其平均含量分別為2％、＜1.5％的合金結(jié)構(gòu)鋼。

64合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由兩位數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）1．低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)舊鋼號(hào)主要化學(xué)成分，%機(jī)械性能CMnSi，s

，MPab

，MPa5，%Q29509MnNb

12Mn0.160.80

~1.500.5529557023Q34516Mn

16MnRe0.18

~0.201.00

~1.600.5534563021~22Q39016MnNb

15MnTi0.201.00

~1.600.5539065019~20Q42014MnVTiRe

15MnVN0.201.00

~1.700.5542068018~19Q46014MnMoV

18MnMoNb0.201.00

~1.700.5546072017常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、性能（厚度(直徑)16mm，AKV≥34J）成分

——

w(C)＜0.2%，主加元素Mn，附加V、Ti、Nb。性能

——強(qiáng)度、韌性高，焊接、冷成形性能好。(摘自GB/T1591-1994)651．低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)舊鋼號(hào)主要化學(xué)成分，%機(jī)械性能高壓容器橋梁船舶車輛應(yīng)用66高壓容器橋梁船舶車輛應(yīng)用202．合金調(diào)質(zhì)鋼成分

——

w(C)=0.25～0.50%，合金元素消除回火脆性。Mn、Cr、Ni、B、Si用來提高淬透性，Mo、W可抑制第二類回火脆性，Ti、V細(xì)化晶粒。性能

——綜合機(jī)械性能高672．合金調(diào)質(zhì)鋼成分——w(C)=0.25～0.50%，合調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077－1999）淬透性鋼號(hào)主

要

成

分,%淬火

℃回火

℃CMnSi

Cr低450.42~

0.500.50~

0.800.17~

0.37830~

840水580~

640空40Cr0.37~

0.450.50~

0.80Cr0.8

~1.10850油500

水，油中高35CrMo0.32~

0.400.40~

0.70Cr0.8

~1.10850油550

水，油38CrMoAlA0.35~

0.42Al0.7

~1.1Cr1.35

~1.65940

水，油640

水，油40CrMnMo0.37~

0.450.90~

1.20Cr0.9

~1.20850油600

水，油機(jī)械性能

bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.37~

0.441.10~

1.400.20~

0.40850油500

水，油980785479807854798083563980835719807856368調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077－1999）淬鋼號(hào)主要熱處理應(yīng)用:軸類、連桿、齒輪 40Cr，一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。 35CrMo，較大截面零件，如曲軸、連桿。 40CrNiMo，大截面重載零件，如汽輪機(jī)主軸和葉輪。

調(diào)質(zhì)，可附加表面淬火或化學(xué)熱處理。69熱處理應(yīng)用:軸類、連桿、齒輪調(diào)質(zhì)，可附加表面淬應(yīng)用:汽車曲軸圓錐齒輪70應(yīng)用:汽車曲軸圓錐齒輪243．合金滲碳鋼成分

——

w(C)=0.1～0.25%,韌性好。合金元素提高淬透性、耐磨性,細(xì)化晶粒。Cr、Ni、Mo、W、Mn、Si和B提高淬透性，Ti細(xì)化晶粒性能

——滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞；心部韌性高、強(qiáng)度大。713．合金滲碳鋼成分——w(C)=0.1～0.25%,韌3．合金滲碳鋼滲C鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077-1999）（滲C:930℃，回火：200℃）主要化學(xué)成分,%預(yù)備處理／淬火,℃CMnCr，Ni0.17~0.24

0.17~0.240.50~0.80

1.30~1.600.70~1.00

880／800水,油880水,油0.17~0.230.17~0.23

0.90~1.200.80~1.10

0.90~1.201.00~1.30

850油880／870油鋼號(hào)20Cr

20MnV20CrMn20CrMnTi

淬透性低中高18Cr2Ni4WA

20Cr2Ni4A0.13~0.19

0.17~0.23W0.8~1.2

0.30~0.601.35~1.65

4.0~4.51.25~1.65

3.25~3.75950／850空

880／780

油機(jī)械性能

bMPasMPa835

785540

5909301080

735835

1180

1180835

1080aKU2J47

554755

78

63723．合金滲碳鋼滲C鋼的牌號(hào)（摘自GB/T3077-1999）熱處理應(yīng)用

——耐磨件 20Cr，小軸、活塞銷、小齒輪。 20CrMnTi，汽車齒輪。 18Cr2Ni4WA，如曲軸、連桿。

滲碳→淬火→低溫回火73熱處理應(yīng)用——耐磨件滲碳→淬火→低溫4．合金彈簧鋼成分——w(C)=0.45～0.70%，Si,Mn為主要元素，提高屈強(qiáng)比。性能——屈強(qiáng)比和疲勞抗力高，塑性大，耐震動(dòng)、沖擊。744．合金彈簧鋼成分——w(C)=0.45～0.70%，4．合金彈簧鋼鋼號(hào)主

要

成

分,%淬火

油

℃回火

℃機(jī)械性能

CMnSi,CrbMPasMPa10

%akkJ/m2650.62~

0.700.50~

0.800.17~

0.37840

油50010008009450850.82~

0.900.50~

0.800.17~

0.37820

油48011501000660065Mn0.62~

0.700.90~

1.200.17~

0.37830

油5401000800880060Si2Mn0.56~

0.640.60~

0.901.50~

2.00870

油48013001200580050CrVA0.46~

0.540.50~

0.80Cr0.8

~1.10850

油5001300115059800（摘自GB/T1222－1985）754．合金彈簧鋼鋼號(hào)主要成分,%淬火

油℃回火

汽車板簧火車螺旋彈簧應(yīng)用

65Mn、60Si2Mn：汽車，拖拉機(jī)，機(jī)車的板簧和螺旋彈簧。76汽車板簧火車螺旋彈簧應(yīng)用30汽車板簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧彈簧絲77汽車板簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧彈簧絲31合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素制成的。

合金工具鋼具有更高硬度、耐磨性，更好的淬透性、熱硬性和回火穩(wěn)定性等。因而可以制造刃具、模具、量具和其它工具。合金工具鋼①合金刃具鋼：主要用來制造金屬切削刀具。②合金模具鋼：主要用來制造各種金屬成形用的模具。③合金量具鋼：量具用來測量工件尺寸的工具（如游標(biāo)卡尺、量規(guī)。78合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素制成的。

合金量具刃具模具79量具刃具模具33合金工具鋼的牌號(hào)由數(shù)字＋元素符號(hào)（或漢字）＋數(shù)字三個(gè)部分組成。前面的數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的千分?jǐn)?shù)（當(dāng)含碳量≥1％時(shí)，則不予標(biāo)出）；元素符號(hào)（或漢字）表示鋼中含有的主要合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于1.5％時(shí)不標(biāo)。如：9SiCr鋼表示平均含碳量為0.9％，主要合金元素為Si、Cr，其含量均在1.5％以下的合金工具鋼；Cr12MoV鋼表示平均含碳量≥1％，主要合金元素為Cr，其平均含量分別為12％合金元素