工程材料的性能和過(guò)程材料(簡(jiǎn))

過(guò)程設(shè)備材料選用工程材料的性能使用性能:材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，它包括力學(xué)性能、物理和化學(xué)性能。工藝性能:材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，即指其鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能。作為結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)具備的最主要性能是力學(xué)性能，即材料抵抗外力的能力。力學(xué)性能包括彈性、剛度、強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度等。金屬材料在加工及使用過(guò)程中所受的外力稱為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同，可以分為靜載荷和動(dòng)載荷。材料的力學(xué)性能靜載時(shí)材料的力學(xué)性能靜載：對(duì)試樣緩慢加載，常用靜拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)。布氏硬度計(jì)拉伸試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)距l(xiāng)

有兩種長(zhǎng)度：l=10dl=5d

Al實(shí)驗(yàn)方式：常溫靜載試驗(yàn)電子式萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)（1）強(qiáng)度強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。屈服強(qiáng)度s：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值?？估瓘?qiáng)度b(現(xiàn)用Rm表示)：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線塑性斷裂前材料產(chǎn)生永久變形的能力,用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)表示。伸長(zhǎng)率（δ）（現(xiàn)用A表示）：在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后,標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比稱為伸長(zhǎng)率。斷面收縮率（ψ）（現(xiàn)用Z表示）試樣拉斷后,縮頸處截面積的最大縮減量與原橫斷面積的百分比稱為斷面收縮率。

（2）塑性拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象說(shuō)明

直徑d0

相同時(shí)，L0，。只有當(dāng)L0/d0為常數(shù)時(shí)，塑性值才有可比性。當(dāng)L0=10d0

時(shí)，伸長(zhǎng)率用10(現(xiàn)用A11.3

)

表示；當(dāng)L0=5d0

時(shí)，伸長(zhǎng)率用5

(現(xiàn)用A)表示。顯然5

>10(3)硬度硬度：材料抵抗其他硬物壓入的能力，即受壓時(shí)抵抗局部塑性變形的能力。

布氏硬度原理洛氏硬度原理維氏硬度原理a.布氏硬度布氏硬度試驗(yàn)原理圖材料抵抗表面局部塑性變形的能力。布氏硬度

HB布氏硬度計(jì)a.布氏硬度壓頭為鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料。壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。符號(hào)HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值。如:250HBS布氏硬度壓痕b.洛氏硬度洛氏硬度用符號(hào)HR表示， HR=(k-h)/0.002根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。洛氏硬度計(jì)洛氏硬度測(cè)量原理圖符號(hào)HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。HRA，壓頭為120°金剛石圓錐，用于測(cè)量高硬度材料,如硬質(zhì)合金、表面淬火鋼。HRB，壓頭為1/16英寸淬火鋼球，用于測(cè)量低硬度材料,如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC，壓頭為120°金剛石圓錐，用于測(cè)量中、高硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。

如：30HRC，55HRA鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕b.洛氏硬度c.

維氏硬度維氏硬度計(jì)維氏硬度試驗(yàn)原理維氏硬度壓痕HV=F/A壓常用硬度的比較壓頭載荷kgf硬度范圍HBS鋼球≤3000≤450HBW硬質(zhì)合金球≤3000450～650HRA金剛石圓錐6020～88HRB鋼球10020～100HRC金剛石圓錐15020～70布氏硬度洛氏硬度HV金剛石棱錐5～120<1300維氏硬度應(yīng)用有色合金，退正火調(diào)質(zhì)鋼淬火、調(diào)質(zhì)鋼表面硬化件、硬質(zhì)合金有色合金，退正火鋼淬火、調(diào)質(zhì)鋼薄壁件、表面硬化層壓頭載荷kgf硬度范圍HBS鋼球≤3000≤450HBW硬質(zhì)合金球≤3000450～650HRA金剛石圓錐6020～88HRB鋼球10020～100HRC金剛石圓錐15020～70布氏硬度洛氏硬度HV金剛石棱錐5～120<1300維氏硬度應(yīng)用有色合金，退正火調(diào)質(zhì)鋼淬火、調(diào)質(zhì)鋼表面硬化件、硬質(zhì)合金有色合金，退正火鋼淬火、調(diào)質(zhì)鋼薄壁件、表面硬化層動(dòng)載時(shí)材料的力學(xué)性能

動(dòng)載的主要形式：載荷以較高速度施加到零構(gòu)件上，形成沖擊。抵抗沖擊載荷的能力稱為沖擊韌性aK載荷大小和方向做周期性變化，形成交變載荷。

材料能承受規(guī)定次循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力值稱為疲勞強(qiáng)度s-1t（4）沖擊韌性沖擊韌性：材料抵抗沖擊載荷作用的能力，常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。測(cè)得試樣沖擊吸收功,用符號(hào)Ak

表示。用沖擊吸收功除以試樣缺口處截面積S0,即得到材料的沖擊韌性

ak。

Ak

ak

=——

(J/cm2)

S0Ak

=mg（H1–H2）(J)沖擊試樣和沖擊試驗(yàn)示意圖沖擊韌性的測(cè)定（4）沖擊韌性沖擊吸收功的大小與試驗(yàn)溫度有關(guān)。材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度越低，說(shuō)明低溫沖擊性能越好。

（4）沖擊韌性脆性區(qū)韌性區(qū)建造中的Titanic號(hào)TITANIC的沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)TITANICTitanic近代船用鋼板Titanic號(hào)鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗(yàn)結(jié)果疲勞破壞疲勞破壞的四個(gè)特點(diǎn)：

1、破壞應(yīng)力低

2、脆性斷裂

3、損傷累計(jì)過(guò)程

4、破壞斷口含兩個(gè)區(qū)域疲勞破壞過(guò)程：疲勞裂紋萌生、逐漸擴(kuò)展和最后斷裂的過(guò)程。粗糙區(qū)光滑區(qū)疲勞源t粗糙區(qū)光滑區(qū)疲勞源交變載荷恒幅（穩(wěn)定）交變（循環(huán)）應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力比（循環(huán)特征）：r=min/max

tBAmaxmina應(yīng)力幅：a=(max-min)/2交變載荷平均應(yīng)力：m=(max+min)/2最大應(yīng)力：max最小應(yīng)力：min循環(huán)應(yīng)力的分類：

稱循環(huán)(r=-1)，

非對(duì)稱循環(huán)(r-1)，脈動(dòng)循環(huán)(r=0)tmaxmintmaxmin=0A交變載荷（5）疲勞強(qiáng)度疲勞：材料在交變應(yīng)力長(zhǎng)時(shí)間作用下，在小于屈服點(diǎn)的應(yīng)力下發(fā)生斷裂疲勞極限(強(qiáng)度)s-1

：材料能承受規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力 鋼鐵材料規(guī)定次為107疲勞曲線示意圖對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力圖對(duì)稱循環(huán)疲勞極限(強(qiáng)度)

σ-1，脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限（強(qiáng)度）σ0物理性能包括密度、熔點(diǎn)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量、泊松比等。材料的物理性能化學(xué)性能，即材料在所處介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性?；瘜W(xué)性能包括耐腐蝕性、抗氧化性。耐腐蝕性——金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)（大氣、水汽、各種電解液）侵蝕的抵抗能力?？寡趸浴饘俨牧显诟邷叵碌挚寡趸哪芰?。材料的化學(xué)性能加工工藝性能，即材料是否易于加工成形的性能。加工工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能、熱處理性能等。材料的加工工藝性能可鑄性——液體金屬材料是否易于鑄成優(yōu)質(zhì)鑄件的性能。可鍛性——金屬性材料承受壓力加工（鍛造、軋制、輾壓等）時(shí)，改變?cè)瓉?lái)形狀而不破壞的能力。焊接性——金屬材料是否易于焊接在一起，并獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。切削加工性——材料是否易于被刀具切削的性能。熱處理性能——包括淬透性、淬硬性、氧化和脫碳、變形及開裂等。材料的加工工藝性能過(guò)程設(shè)備常用材料工程材料的分類工程材料無(wú)機(jī)非金屬材料鋁合金銅合金等黑色金屬塑料橡膠涂料等復(fù)合材料高分子材料有色金屬金屬材料工業(yè)純鐵：含碳量

﹤0.02﹪鋼:含碳量

0.02～2.11﹪鑄鐵:含碳量

2.11～6.69﹪陶瓷(搪瓷)玻璃金屬基復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)鐵碳合金——碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。含碳量為0.02%~2.11%的稱鋼。含碳量為2.11%~6.69%的稱鑄鐵。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，合金太脆，已無(wú)實(shí)用價(jià)值。反應(yīng)釜鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)SiO2的結(jié)構(gòu)晶體：原子（原子團(tuán)或離子）按一定幾何形式周期重復(fù)排列的固體。常態(tài)下金屬主要以晶體形式存在。晶體具有各向異性。非晶體：原子呈無(wú)序排列的固體。在一定條件下晶體和非晶體可互相轉(zhuǎn)化。一、晶體概念—晶體與非晶體石墨及其晶格金剛石及其晶格組成成分相同，但晶體結(jié)構(gòu)不同的兩種晶體，其性能不同。二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)體心立方BCC(body-centercubic)面心立方

FCC(face-centeredcubic)密排六方HCP(hexagonalclose-packed)模型晶胞原子數(shù)密排面單晶體與多晶體鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)單晶體——原子（原子團(tuán)或離子）按相同方向排列多晶體——由許多結(jié)晶方位不同的小晶體集合而成金屬多晶組織三、鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)奧氏體(A或) C→

-Fe 間隙固溶體

鐵素體(F或

)

C→

-Fe 間隙固溶體

★★金屬化合物★固溶體滲碳體(Fe3C或Cm)

C+3Fe→Fe3C鐵碳合金中的相:鐵素體碳在-Fe中的固溶體稱鐵素體,用F或

表示。是體心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力很低，727℃時(shí)最大為0.0218%，室溫下僅為0.0008%。鐵素體的組織為多邊形晶粒， 性能與純鐵相似。（1）鐵素體F或

鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)碳在

-Fe中的固溶體稱奧氏體。用A或表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148℃時(shí)最大為2.11%。組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強(qiáng)度低、塑性好，鋼材熱加工都在區(qū)進(jìn)行.碳鋼室溫組織中無(wú)奧氏體。奧氏體(2)奧氏體A或

鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)即Fe3C，含碳6.69%，用Fe3C或Cm表示。其硬度高、強(qiáng)度低(b35MPa),脆性大，塑性幾乎為零。是一個(gè)亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),該反應(yīng)對(duì)鑄鐵有重要意義。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。(3)滲碳體Fe3C

鑄鐵中的石墨鋼中的滲碳體二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)珠光體是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。力學(xué)性能介于鐵素體與滲碳體之間。碳素鋼中珠光體的含碳量約為0.8﹪。珠光體(4)珠光體P

→

＋Fe3C727℃鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)萊氏體是珠光體與滲碳體的共晶混合物。具有高的硬度，脆性大。存在于白口鑄鐵中，含碳量約為4.3﹪。(5)萊氏體Le′L→

＋Fe3C→P＋Fe3C1148℃727℃二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)馬氏體是碳溶于-Fe中的過(guò)飽和固溶體。鋼從奧氏體狀態(tài)急冷（淬火）生成的非平衡組織。含碳量較高時(shí)，馬氏體硬度高、脆性大。不穩(wěn)定，加熱易轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織。(6)馬氏體M鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)低碳(<0.2%)馬氏體：板條狀

高的強(qiáng)韌性二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)高碳(>1.0%)馬氏體：片狀硬而脆鐵碳合金相圖PSK:共析線

,又稱A1線

?+Fe3C

GS線—

?轉(zhuǎn)變線,又稱A3線。

ES線—碳在

中的溶解度線。又稱Acm線。碳素鋼工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼是指含碳量低于2.11%的鐵碳合金。合金鋼是指為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素所制在的鋼。一、碳量對(duì)力學(xué)性能的影響亞共析鋼隨含碳量增加，P量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。含碳0.77%時(shí)，組織為100%P,鋼的性能即P的性能。含碳量＞0.9%時(shí)，F(xiàn)e3CⅡ?yàn)榫Ы邕B續(xù)網(wǎng)狀，強(qiáng)度下降,但硬度仍上升。含碳量＞2.11%時(shí)，組織中有以Fe3C為基的Le′,合金太脆。碳素鋼碳素鋼二、雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響1、Mn:

0.8%時(shí)為雜質(zhì),是有益元素。作用為：①?gòu)?qiáng)化鐵素體；②消除硫的有害作用。2、Si：0.5%時(shí)為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：①?gòu)?qiáng)化鐵素體；②增加鋼液流動(dòng)性。

鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、S、P。是由原料帶入或脫氧殘留的元素。碳素鋼3、S：是有害元素。常以FeS形式存在。易與Fe在晶界上形成低熔點(diǎn)共晶(985℃)，熱加工時(shí)(1150~1200℃)，由于其熔化而導(dǎo)致開裂，稱熱脆。鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下。Mn可消除硫的有害作用。

FeS+Mn→Fe+MnS，

MnS熔點(diǎn)高(1620℃)合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶鋼中的MnS夾雜碳素鋼4、P：也是有害元素。能溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱冷脆。P一般控制在0.045%以下。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)生斷裂墜入河中碳素鋼②O：有害元素。氧在鋼中以氧化物的形式存在，其與基體結(jié)合力弱，不易變形，易成為疲勞裂紋源。鋼中TiN夾雜鋼中氧化物夾雜5、氣體元素①

N：有害元素。室溫下N在鐵素體中溶解度很低，鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中以FeN、Fe4N形式析出使鋼變脆,稱時(shí)效脆化。

加Ti、V、Al等元素可使N固定，消除時(shí)效傾向。碳素鋼③H：有害元素。常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當(dāng)氫在鋼中以原子態(tài)溶解時(shí)，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，稱白點(diǎn)或發(fā)裂。鋼中白點(diǎn)鋼的氫脆斷口碳素鋼三、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%碳素鋼合金鋼碳素鋼三、鋼的分類鋼類碳素鋼合金鋼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(lái)劃分的。分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。碳素鋼三、鋼的分類工程用鋼

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擠壓模具3、按用途分碳素鋼四、碳鋼的編號(hào)和用途Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。螺紋鋼圓鋼1、普通碳素鋼碳素鋼脫氧方法符號(hào):

沸騰鋼—F；半鎮(zhèn)靜鋼—b；鎮(zhèn)靜鋼—Z；特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ。如:Q215-A.F、Q235-B(鎮(zhèn)靜鋼不標(biāo)脫氧方法)常以冷、熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。黃河小浪底樞紐工程冷軋鋼板熱軋鋼板碳素鋼齒輪加工方鋼牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾。如45鋼—平均含碳量為萬(wàn)分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素鋼鋼帶說(shuō)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40Mn。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。

碳素鋼T+數(shù)字;T表示“碳素工具鋼”;數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾;如T8－其平均含碳量為千分之八(0.8%);共有七個(gè)牌號(hào)：T7~T13;說(shuō)明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加“A”，如T8A。3、碳素工具鋼碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料碳素鋼由于耐熱性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。T7~T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。木工鑿手錘木工鉆碳素鋼T10~T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。T12~T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐銼刀手鋸條鉆頭合金鋼合金鋼：

為了提高鋼的性能，在碳鋼的基礎(chǔ)上有意加入一種或多種合金元素所制成的鋼。齒輪刀具

一、合金元素對(duì)鋼性能的影響合金鋼1、溶于鐵素體或形成碳化物，提高鋼的強(qiáng)度和硬度；2、Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性；3、除Co以外，合金元素可提高鋼的淬透性；4、當(dāng)Cr含量≥13﹪時(shí)，提高鋼的耐腐蝕性能；5、Ni可提高鋼的耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。合金鋼二、合金結(jié)構(gòu)鋼的編號(hào)牌號(hào)用兩位數(shù)字+(元素符號(hào)+數(shù)字)+(元素符號(hào)+數(shù)字)+…表示；數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾；元素符號(hào)后面的數(shù)字表示鋼中含該合金元素的百分之幾。合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸合金鋼三、普通低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（低合金鋼）成分：<0.2%C,P、S量及非金屬夾雜較多。合金元素的總量<3%，主要是Mn，還有少量V、Ti、Nb等。性能：可焊性、塑性好。熱處理：熱軋后退火或正火使用狀態(tài)下組織：F+P螺紋鋼圓鋼合金鋼用途:

常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用。用于船舶、壓力容器、鍋爐、建筑結(jié)構(gòu)等，適合焊接、鉚接、栓接。熱軋鋼板黃河小浪底樞紐工程合金鋼案例：Q345鋼(16Mn、12MnV等)，綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼（15MnV、16MnNb等)含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。南京長(zhǎng)江大橋合金鋼四、特殊行業(yè)專用鋼用于某些特殊用途的鋼，如：鍋爐鋼、壓力容器、焊接氣瓶、橋梁、低溫用鋼等編號(hào)方法：在鋼號(hào)后面分別加注g、R、HP、q、D鋼號(hào)舉例：20g、16MnR、15MnVHP、Q345q、15MnNiDR、16MnDR銅陵長(zhǎng)江公路大橋合金鋼五、滲碳鋼制造滲碳零件，具有表面硬而耐磨；較高韌性和強(qiáng)度的性能。低碳：含碳0.1~0.25%常用材料：

20Cr、20CrMnTi、

18Cr2Ni4WA等用途：制造齒輪、凸輪軸、活塞銷，曲軸等柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)合金鋼調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)后使用的鋼種，具有良好的綜合力學(xué)性能。中碳：含碳0.25~0.55%常用材料：

40Cr、42CrMoA、25Cr2MoV等用途：制造齒輪、螺栓、曲軸、連桿、軸等六、調(diào)質(zhì)鋼合金鋼制造彈簧或類似性能零件的鋼種。中高碳：含碳0.45~0.7%常用材料：

65Mn、60Si2Mn、50CrV

等熱處理：淬火+中溫回火

七、彈簧鋼合金鋼八、滾動(dòng)軸承鋼用于制造軸承套圈和滾動(dòng)體的專用鋼性能要求：

⑴高而均勻的硬度和耐磨性。⑵高的b和接觸疲勞強(qiáng)度。⑶足夠的韌性、淬透性和耐蝕性.高碳：0.95~1.10合金元素：以Cr為主、加入

Mn、Si熱處理：球化退火+淬火+低溫回火圓柱滾子軸承自動(dòng)調(diào)心球軸承合金鋼八、滾動(dòng)軸承鋼應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn；這類鋼還可用于制造模具、量具等。向心球軸承滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承合金鋼九、不銹鋼在自然環(huán)境或酸、堿、鹽等介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼編號(hào)方法：數(shù)字+(元素符號(hào)+數(shù)字)+…數(shù)字表示鋼平均含碳量的千分之幾元素符號(hào)后面的數(shù)字表示鋼中含該合金元素的百分之幾化工管道的腐蝕裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄合金鋼a.馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼鋼號(hào)為1Cr13~4Cr13隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降.不銹鋼棒合金鋼1Cr13、2Cr13熱處理：淬火+高溫回火具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等汽輪機(jī)葉片透平轉(zhuǎn)輪合金鋼3Cr13、4Cr13熱處理：淬火+低溫回火具有較高的強(qiáng)度、硬度用于要求耐磨的耐蝕件，如醫(yī)療器械、量具、刀具等醫(yī)療器械不銹鋼刀合金鋼1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器b.鐵素體不銹鋼典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等⑴成分：高鉻低碳⑵無(wú)

?

相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。⑶組織：?jiǎn)蜗噼F素體⑷性能特點(diǎn)：耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。⑸用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。合成氨廠硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不銹鋼制品b.鐵素體不銹鋼合金鋼c.

奧氏體不銹鋼主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。⑴性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕，冷熱加工性及可焊性，高的塑韌性,無(wú)磁性。

⑵熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷。組織為單相奧氏體。

不銹鋼帶合金鋼c.奧氏體不銹鋼⑶常用鋼種為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti廣泛用于化工設(shè)備及管道。反應(yīng)釜(316L)00Cr17Ni14Mo2大型化工儲(chǔ)罐(304)0Cr18Ni9熱交換器(316L)00Cr17Ni14Mo2合金鋼性能要求：高的抗氧化性高的熱強(qiáng)性

十、耐熱鋼氣輪機(jī)葉片合金鋼抗氧化鋼：如：CrAl4Si、Cr18Ni25Si2熱強(qiáng)性：如：15CrMo、1Cr13、

1Cr11MoV十、耐熱鋼合金鋼飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)煙管式鍋爐鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%并含有較多硅、錳、硫、磷等元素的多元鐵基合金。鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及生產(chǎn)簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而是應(yīng)用最廣泛的材料之一。

工業(yè)上使用的鑄鐵主要是灰口鑄鐵。組織特點(diǎn):鋼的基體+G（石墨）F+GF+P+GP+G鑄鐵力學(xué)性能:強(qiáng)度、塑性韌性比鋼低——石墨的強(qiáng)度、塑性、韌性極低。耐磨性好

——石墨有利于潤(rùn)滑、儲(chǔ)油。缺口敏感性低

——表面粗糙對(duì)疲勞極限的影響不明顯。消震性好（是鋼的十倍）——石墨組織松軟。鑄造性好

——接近共晶成分、熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、凝固收縮小。切削加工性好

——石墨使切屑易斷，還可潤(rùn)滑刀具。

其他性能:鑄鐵鑄鐵例如，機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等都可用鑄鐵制造.內(nèi)燃機(jī)汽缸鑄鐵曲軸鑄鐵一、灰鑄鐵石墨形態(tài)：片狀編號(hào)方法：HT+一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，單位MPa牌號(hào)實(shí)例：HT100、HT150、HT200灰鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水緩慢冷卻時(shí)通過(guò)石墨化過(guò)程形成的。灰鑄鐵齒輪箱灰鑄鐵的顯微組織

鐵素體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵鐵素體加珠光體灰鑄鐵石墨片的三維形貌鑄鐵用途：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(HT300)重型機(jī)床床身(HT250)變速箱體鑄鐵鑄鐵二、球墨鑄鐵石墨形態(tài)：球狀編號(hào)方法：QT數(shù)字1—數(shù)字2數(shù)字1表示最低抗拉強(qiáng)度值，單位MPa數(shù)字2表示最低延伸率，單位﹪牌號(hào)實(shí)例：QT400-15、QT600-3、QT700-2球墨鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水經(jīng)石墨化和球墨化處理得到。球化劑——稀土鎂鑄鐵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

鑄鐵球墨鑄鐵的性能：

強(qiáng)度是碳鋼的70~90%。強(qiáng)度、塑韌性明顯優(yōu)于灰鑄鐵。（球狀石墨對(duì)基體的割裂作用?。?/p>

用途：承受震動(dòng)、載荷大的零件，如曲軸、傳動(dòng)齒輪等。核燃料貯存運(yùn)輸容器(QT350-22)鑄鐵曲軸QT700-2有色金屬及合金在工業(yè)生產(chǎn)中，通常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，但由于其具有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強(qiáng)度(強(qiáng)度與密度之比)等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料。鈦及其合金鋅及其合金軸承合金鎂及其合金鋁及其合金銅及其合金有色金屬及其合金有色金屬及合金有色金屬及合金

一、銅及銅合金銅及銅合金的特點(diǎn)優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好、耐腐蝕等，是抗磁材料。加工性能好。容易冷熱成形，鑄造銅合金鑄造性能好。具有某些特殊力學(xué)性能。比如優(yōu)良的減摩性和耐磨性高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度。色澤美觀。純銅純銅為紫色，又稱紫銅。主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金。工業(yè)純銅分為4種：T1、T2、T3、T4。編號(hào)越大，純度越低。純銅的強(qiáng)度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料有色金屬及合金銅合金銅中加入合金元素后，可提高合金的強(qiáng)度，并保持良好的加工性能。黃銅以Zn為主要合金元素。良好的加工性能，優(yōu)良的鑄造性能，耐腐蝕性能也好。有色金屬及合金青銅除黃銅、白銅外，其余的銅合金統(tǒng)稱為青銅。用于鑄造形狀復(fù)雜的零件。抗腐蝕性比黃銅還好。白銅以Ni為主要合金元素。具有較好的強(qiáng)度和塑性，能進(jìn)行冷加工變形，抗腐蝕性能也好。銅合金的種類實(shí)例