常用金屬材料及其應(yīng)用 (2)課件

金屬材料是現(xiàn)代機械制造應(yīng)用的最主要材料，種類很多，應(yīng)用廣泛，分為鋼鐵材料（如碳素鋼、合金鋼、鑄鐵）及有色金屬及其合金等。第三節(jié)常用金屬材料及其應(yīng)用汽車應(yīng)用材料第二章一.

碳鋼二.

合金鋼三.

鑄鐵四.

有色金屬及其合金五.金屬材料在工程上的應(yīng)用第三節(jié)常用金屬材料及其應(yīng)用汽車應(yīng)用材料第二章金屬材料的分類金屬鋼鐵鑄鐵——鋼白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵非合金鋼——（碳鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、易切削鋼、鑄鋼合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滾動軸承鋼、彈簧鋼、超高強度鋼合金工具鋼量具刃具鋼合金模具鋼高速鋼冷作模具鋼熱作模具鋼特殊性能鋼——不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼非鐵金屬——銅、鋁、鈦、鋅、…，軸承合金，硬質(zhì)合金汽車應(yīng)用材料第二章(一)碳鋼的成分和分類１.成分——w(C)≤2.11%Mn→脫氧,固溶強化,提高強度和硬度w(Mn)=0.25%~0.8%

Si→脫氧,固溶強化,提高強度和硬度

鎮(zhèn)靜鋼w(Si)=0.1%~0.4%

沸騰鋼w(Si)=0.03%~0.07%S→熱脆(有害)P→冷脆(有害)O、N、H→強度、塑性、韌性↓汽車應(yīng)用材料第二章鋼中元素的作用基本元素：Fe、C合金元素：為改善鋼的性能而有意加入雜質(zhì)元素：無法去除的有害元素殘留元素：為去除雜質(zhì)元素而加入的元素非合金鋼中的常存元素

冷脆性——有害礦石中P

熱脆性——有害礦石中S

溶入F→

固溶強化——有益煉鋼時殘留Mn

溶入F→

固溶強化——有益煉鋼時殘留Si作用來源汽車應(yīng)用材料第二章

1）按C含量分低C鋼w(C)≤0.25%中C鋼0.25%＜w(C)≤0.6%高C鋼w(C)＞0.6%

2）按質(zhì)量分（S、P含量）——普通碳素鋼；優(yōu)質(zhì)碳素鋼；高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼。3）按用途分——碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。２.分類

汽車應(yīng)用材料第二章1．碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號——如Q215B，表示s

≥215MPa（厚度≤16mm），B級質(zhì)量。

表2-14碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號和化學(xué)成分(GB/T700-1988)牌號等級化學(xué)成分脫氧方法w(C)%w(Mn)%w(Si)%w(S)%w(P)%不大于Q195－0.06-0.120.25-0.500.300.0500.045F,b,ZQ215A/B0.09-0.150.25-0.550.300.050/0.0450.045F,b,Z

Q235

A0.14-0.220.30-0.650.300.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.30-0.700.300.0450.045F,b,ZC0.180.35-0.800.300.0400.040ZD0.170.35-0.800.300.0350.035TZQ255A/B0.18-0.280.40-0.700.300.050/0.0450.045ZQ275－0.28-0.380.50-0.800.350.0500.045ZGB/T700-1988標準

GB700-79標準化學(xué)成分和力學(xué)性能均須保證A類鋼——保證力學(xué)性能，B類鋼——保證化學(xué)成分，C類鋼——保證化學(xué)成分及力學(xué)性能。Q195A1；B1Q215A2；C2Q235A3；C3Q255A4；C4Q275C5碳素結(jié)構(gòu)鋼新、老標準鋼號對照表2-15碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能(GB/T700-1988)牌號等級拉伸試驗沖擊試驗屈服點s

，MPa抗拉

強度b/MPa伸長率

s

,

%溫度℃V型沖擊功(縱向)J鋼材厚度(直徑)，mm鋼材厚度(直徑),

mm16>40~60>100~150>15016>40~60>100~150>150不小于不小于不小于Q195－195－－－315-39033－－－－－Q215A/B215195175165335-41031292726－/20－/27Q235A/BC/D235215195185375-46026242221－/200/-20－/27Q255A/B255235215205410-51024222019－/20－/27Q275－275255235225490-61020181615－－最新牌號GB/T221--2000汽車應(yīng)用材料第二章用途

鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。熱處理：熱軋空冷組織：S＋F多邊型角鋼螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼建筑構(gòu)件鋼橋梁汽車應(yīng)用材料第二章2．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號——如45鋼，含C量為45/10000=0.45%。表2-15優(yōu)質(zhì)碳素鋼的化學(xué)成分和性能鋼號化學(xué)成分，%s

，MPa≥CMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.37-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.650.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.37<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035<0.035175205245315335355375400420(摘自GB/T699-1999)汽車應(yīng)用材料第二章上海桑塔納發(fā)動機曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)50號中碳素鋼鍛制而成，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汽車應(yīng)用材料第二章常用鋼號及其應(yīng)用08、10鋼:強度低,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.汽車應(yīng)用材料第二章3．碳素工具鋼

牌號——如T12A鋼，含C量為12/1000=1.2%，

A表示高級優(yōu)質(zhì)，w(S)0.020%，w(P)0.030%。鋼號C,%Mn,%Si,%S,%P,%退火后HBS,水冷淬火溫度，℃T7T8T8MnT9T10MnT10T12T130.65-0.740.75-0.840.80-0.900.85-0.940.95-1.040.95-1.041.15-1.241.25-1.350.400.400.40-0.600.400.40-0.600.400.400.400.350.350.350.350.350.350.350.350.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.03518718718719219207207217800-820780-800780-800760-780760-780760-780760-780760-780表2-16碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能（淬火后HRC≥62)(摘自GB/T1298-1986)汽車應(yīng)用材料第二章4.鑄鋼W(c)=0.15~0.6%應(yīng)用:結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件,如曲軸、箱體軸承座.牌號:如ZG340-640汽車應(yīng)用材料第二章(一)

概論

(二)

合金結(jié)構(gòu)鋼

(三)

合金工具鋼

(四)

特殊性能鋼二.合金鋼汽車應(yīng)用材料第二章二.合金鋼碳鋼：價格低，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。合金鋼：在碳鋼中加入某些合金元素,改善組織與性能.(硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、硼、鋁、鋯)汽車應(yīng)用材料第二章（一）合金元素在鋼中的作用1．合金元素可以提高鋼的力學(xué)性能2.合金元素對鋼的熱處理產(chǎn)生影響3．合金元素對鋼的工藝性能產(chǎn)生影響汽車應(yīng)用材料第二章合金鋼的強化機制：

合金F的固溶強化M位錯強化細晶強化（F、M晶粒度，P片間距↓）第二相（沉淀）強化1．合金元素可以提高鋼的力學(xué)性能汽車應(yīng)用材料第二章2.合金元素對鋼的熱處理產(chǎn)生影響

合金元素對淬火、回火狀態(tài)下鋼的強化作用最顯著。合金元素除CO外都能使C曲線右移，提高奧氏體的穩(wěn)定，降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性，降低淬火應(yīng)力，減少了工件的變形和開裂。

汽車應(yīng)用材料第二章１.合金鋼的分類（按用途分類）

合金結(jié)構(gòu)鋼——低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲C鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。合金工具鋼——刃具、模具、量具鋼。特殊性能鋼——不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。（二）合金鋼的分類及編號汽車應(yīng)用材料第二章２.合金鋼的編號結(jié)構(gòu)鋼——如60Si2Mn，w(C)=0.6%，w(Si)=2%，w(Mn)＜1.5%工具鋼、特殊性能鋼——如9SiCr，w(C)=0.9%，w(Si)、w(Cr)均＜1.5%

,而CrWMn中，w(C)＞1.0%

專用鋼——如，滾動軸承鋼GCr15，w(C)=1.0%，w(Cr)=1.5%高級優(yōu)質(zhì)鋼——如，20Cr2Ni4A（二）合金鋼的分類及編號汽車應(yīng)用材料第二章(三)合金結(jié)構(gòu)鋼1．低合金結(jié)構(gòu)鋼2．滲碳鋼3．調(diào)質(zhì)鋼4．彈簧鋼5．滾動軸承鋼汽車應(yīng)用材料第二章普通低合金結(jié)構(gòu)鋼牌號

Q

345C

質(zhì)量等級345MPa屈服強度汽車應(yīng)用材料第二章常用低合金鋼1.低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼2.易切削結(jié)構(gòu)鋼.(S,P,Mn)3.低合金高耐候性鋼汽車應(yīng)用材料第二章熱處理、組織——熱軋空冷，S＋F高壓容器橋梁船舶車輛應(yīng)用汽車應(yīng)用材料第二章典型普低合金鋼應(yīng)用Q460鋼含Mo、B，正火組織為B，強度高，用于石化中溫高壓容器。

Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。

Q390鋼含V、Ti、Nb，強度高，用于中等壓力的容器。汽車應(yīng)用材料第二章2．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,細化晶粒。Cr、Ni、Mo、W、Mn、Si和B提高淬透性，Ti細化晶粒性能

——滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞；心部韌性高、強度大。汽車應(yīng)用材料第二章2．滲碳鋼滲C鋼的牌號（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

油機械性能

bMPasMPa835

785540

5909301080

735835

1180

1180835

1080aKU2J47

554755

78

63汽車應(yīng)用材料第二章熱處理組織——表層：回火M+碳化物+

A′；心部：低C的回火M（+T+F）

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→低溫回火汽車應(yīng)用材料第二章合金滲碳鋼的牌號20

Mn2

Ti

A等級:高級優(yōu)質(zhì)含鈦量WTi≤1.5%含錳量WMn

2%含碳量WC20%00汽車應(yīng)用材料第二章典型合金滲碳鋼應(yīng)用

低淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量＜3%15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在4%左右。20CrMn、20CrMnTi、

20Mn2TiB。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。柴油機凸輪軸活塞銷(20Cr)汽車應(yīng)用材料第二章

20CrMnTi鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線汽車應(yīng)用材料第二章典型合金滲碳鋼應(yīng)用高淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在

4%～6%。18Cr2NiWA、

20Cr2Ni4A等。用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。柴油機曲軸汽車應(yīng)用材料第二章

現(xiàn)有φ35x20mm的兩根軸。一根為20鋼，經(jīng)920℃滲碳后直接淬火(水冷)及180℃回火，表層硬度為58～62HRC；另一根為20CrMnTi鋼，經(jīng)920℃滲碳后直接淬火(油冷)，-80℃冷處理及180℃回火后表層硬度為60～64HRC。問這兩根軸的表層和心部的組織(包括晶粒粗細)與性能有何區(qū)別?為什么?汽車應(yīng)用材料第二章鋼種表面組織心部組織晶粒大小性能20鋼回火馬氏體＋滲碳體F+P較細小外硬內(nèi)韌20CrMnTi回火馬氏體＋合金碳化物F+P（細）＋低碳回火馬氏體更細小表面強度、硬度更高，心部不僅強、硬度較高，同時韌性好。汽車應(yīng)用材料第二章3．調(diào)質(zhì)鋼成分——w(C)=0.25～0.50%，合金元素消除回火脆性,提高回火抗力,強化F。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細化晶粒性能——綜合機械性能高汽車應(yīng)用材料第二章3．調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼的牌號（摘自GB/T3077－1999）淬透性鋼號主

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，油機械性能

bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.37~

0.441.10~

1.400.20~

0.40850油500

水，油9807854798078547980835639808357198078563汽車應(yīng)用材料第二章熱處理組織——表層：回火S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，如汽輪機主軸和葉輪。

調(diào)質(zhì)，可附加表面淬火或氮化(38CrMoAl)。汽車應(yīng)用材料第二章應(yīng)用:汽車曲軸圓錐齒輪汽車應(yīng)用材料第二章4．彈簧鋼成分——w(C)=0.45～0.70%，Si,Mn為主要元素，提高屈強比。性能——σe

、σs、屈強比和疲勞抗力高，塑性大，耐震動、沖擊。汽車應(yīng)用材料第二章4．彈簧鋼鋼號主

要

成

分,%淬火

油

℃回火

℃機械性能

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）汽車應(yīng)用材料第二章

汽車板簧火車螺旋彈簧應(yīng)用

65Mn、60Si2Mn：汽車，拖拉機，機車的板簧和螺旋彈簧。熱處理

熱軋彈簧：熱成型→淬火+中溫回火→噴丸冷軋彈簧：淬火+中溫回火→冷成型→去應(yīng)力→噴丸組織——回火T汽車應(yīng)用材料第二章汽車板簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧彈簧絲汽車應(yīng)用材料第二章5．滾動軸承鋼

滾動軸承在交變應(yīng)力作用下工作，各部分之間有強烈摩擦，還受到潤滑劑的化學(xué)浸蝕。因此，滾動軸承鋼必須具有高的硬度和耐磨性，高的彈性極限和接觸疲勞強度，足夠的韌性和抗蝕性。汽車應(yīng)用材料第二章5．滾動軸承鋼成分——w(C)=0.95～1.10%，主加元素是Cr，形成細小的碳化物。性能——高接觸疲勞強度、高硬度和耐磨性，韌性、淬透性好。鋼號主要化學(xué)成分，w/%熱處理規(guī)范及性能CCrSiMn淬火℃回火℃回火后HRCGCr40.95~1.050.35~0.00.15~0.300.15~0.30800~820150~17062~66GCr150.95~1.051.40~1.650.15~0.350.25~0.45820~840150~16062~66GCr15SiMn0.95~1.051.40~1.650.45~0.750.95~1.25820~840170~200>62GMnMoVRE0.95~1.050.15~0.401.10~1.40770~810170562GSiMoMnV0.95~1.100.45~0.650.75~1.05780~820175~20062（摘自GB/T18254－2002）汽車應(yīng)用材料第二章滾動軸承鋼的牌號G

Cr9

SiMn

含Mn量WMn≤1.5%含Si量WSi≤1.5%

含Cr量WCr≈0.9%

滾動軸承鋼汽車應(yīng)用材料第二章應(yīng)用

GCr15：中小型軸承，冷沖模，量具，絲錐。熱處理

球化退火+淬火+低溫回火冷處理，時效（120～140℃,10～20h）：穩(wěn)定尺寸，去應(yīng)力。組織——回火M＋細碳化物＋少量A'汽車應(yīng)用材料第二章鉻軸承鋼制造軸承的工藝路線鍛造球化退火機加工淬火+冷處理(–60～–80℃;1h)

低溫回火磨削加工穩(wěn)定化處理(120～130℃；5～10h)汽車應(yīng)用材料第二章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。(四)合金工具鋼汽車應(yīng)用材料第二章量具刃具模具汽車應(yīng)用材料第二章1．合金刃具鋼2．合金模具鋼3．量具用鋼(四)合金工具鋼汽車應(yīng)用材料第二章1．合金刃具鋼（１）性能要求高硬度——機加工刀具HRC＞60高耐磨性——刀具壽命和生產(chǎn)率↑ 組織要求——硬而細小的碳化物，均勻分布在強而韌的鋼基體中。高的熱硬性（紅硬性）——高溫下保持高硬度的能力，與回火穩(wěn)定性有關(guān)。足夠的韌性——以承受沖擊載荷汽車應(yīng)用材料第二章（２）低合金刃具鋼成分——w(C)=0.9~1.5%，合金元素＜5%。性能——HRC＞60，使用溫度200~300℃。鋼號主要化學(xué)成分，w/%熱處理及性能CMnSiCr淬火℃回火℃回火后HRC9SiCr0.85~0.950.30~0.601.20~1.600.95~1.25860~880油180~20060~62CrWMn0.90~1.050.80~1.10W1.2~1.600.90~1.20820~840油140~16062~65（摘自GB/T1299－2000）汽車應(yīng)用材料第二章熱處理——球化退火（+機加工）+淬火+低溫回火最終組織——回火M+合金碳化物+少量A'應(yīng)用——如9SiCr，做板牙、絲錐等。板牙絲錐汽車應(yīng)用材料第二章（３）高速鋼

成分——w(C)=0.7~1.2%，合金元素＞10%。性能 高硬度、耐磨性——VC等彌散硬化 高熱硬性——600℃時HRC≈62，W2C等提高熱硬性。 高淬透性——尺寸不大時可空冷淬火，Cr等元素提高淬透性。鋼號主要化學(xué)成分，w，%熱處理及性能CWVCrMo淬火℃回火℃回火后HRCW18Cr4V0.70~0.8017.5~19.01.00~1.403.80~4.401270~1285油550~570

三次≥63W6Mo5Cr4V20.80~0.905.50~6.751.75~2.203.80~4.404.75~5.501210~1230油540~560

三次≥63汽車應(yīng)用材料第二章熱處理

（鍛造+）球化退火（+機加工）→淬火+回火鍛造目的——成型；使鑄態(tài)粗大碳化物破碎、細化、分布均勻。汽車應(yīng)用材料第二章淬火，1280℃——增加A、M中合金含量，提高熱硬性。淬火組織（左圖）：M+碳化物+A'最終組織（右圖）：回火M+粒狀碳化物+少量A'回火，560℃，三次——W2C、VC彌散硬化，二次淬火基本消除A'。應(yīng)用——高速車刀、鉆頭、銑刀等。汽車應(yīng)用材料第二章2．合金模具鋼（１）冷模具鋼——冷沖、冷鐓、冷擠壓模等。性能——高硬度、耐磨性，足夠的韌性和疲勞抗力。應(yīng)用小型模具——9Mn2V、9SiCr、CrWMn等。大型模具——Cr12、Cr12MoV等，熱處理變形小。最終熱處理——淬火+低溫回火最終組織——回火M+碳化物+少量A'汽車應(yīng)用材料第二章（２）熱模具鋼——熱鍛、熱擠壓、壓鑄模等。性能——耐熱性、熱疲勞抗力高。應(yīng)用中小型模具——5CrMnMo等。大型模具——3Cr2W8V等，淬透性好。最終熱處理——淬火+高溫回火最終組織——回火T或回火S汽車應(yīng)用材料第二章3．量具用鋼——卡尺、千分尺、塞規(guī)等性能——高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。應(yīng)用:簡單量具——T10A、T12A等。高精度量具——GCr15、CrWMn等。最終熱處理——淬火+（-70～-80℃）冷處理+低溫回火+時效處理時效處理：120～130℃，保溫幾～幾十小時，使M、A'穩(wěn)定，消除內(nèi)應(yīng)力。最終組織——回火M+碳化物+少量A'汽車應(yīng)用材料第二章汽車應(yīng)用材料第二章1．不銹鋼2．耐熱鋼3．耐磨鋼(五)特殊性能鋼汽車應(yīng)用材料第二章1.不銹鋼鋼的抗腐蝕措施形成單相組織。加入Cr，降低兩相的電極電位差。加入Cr、Al等，生成致密的表面氧化膜。常用不銹鋼F型——如1Cr17，化工設(shè)備、食品工業(yè)。M型——如1Cr13用于汽輪機葉片；3Cr13做手術(shù)器具及刀具。A型——如1Cr18Ni9Ti用于化工、食品、醫(yī)療行業(yè)。汽車應(yīng)用材料第二章不銹鋼的成分、熱處理、性能鋼號主

要

化

學(xué)

成

分,%淬火

℃回火

℃CCrNiTi類別機械性能bMPasMPa5

%HRC

HB1Cr13

0.1512~

14950~

1000水,油700~

7504Cr130.36~

0.4512~

141050~

1100油200~

300M型540345680400254159501Cr17

0.1216~

18780~

850正火0Cr18Ni9

0.0717~

198~

121010~

1150水F型A型A-F型45020552020522401831871Cr18Ni9Ti

0.1217~

199~

120.5

~0.8920~

1150水520205401871Cr21Ni5Ti0.09~

0.1420~

224.8~

5.80.35

~0.8950~

1100水,空60035020汽車應(yīng)用材料第二章２.耐熱鋼抗氧化性：金屬在高溫下的抗氧化能力熱強性：熱強性是指鋼在高溫下的強度用途：鍋爐、燃氣輪機等,燃燒室\排氣系.類別鋼號主

要

化

學(xué)

成

分,%淬火

℃回火

℃CCrNiTiM型1Cr13

0.1512~

14950~

1000油700~

7501Cr11MoV0.11~

0.1810~

11.5Mo0.5

~0.71050~

1100空720~

740A型1Cr18Ni9Ti

0.1217~

198~

110.5

~0.8920~

1150水機械性能bMPasMPa5403454906855202055

%2040HB159159187汽車應(yīng)用材料第二章耐熱鋼的用途發(fā)動機葉片航空發(fā)動機汽輪機葉片汽車閥門汽車應(yīng)用材料第二章３.耐磨鋼ZGMn13熱處理：1000℃～1100℃，保溫，水冷→A，硬度低，韌性高。性能：工件在工作中受到?jīng)_擊變形時，表層產(chǎn)生加工硬化，及M轉(zhuǎn)變，硬度顯著提高，心部保持高韌性。用途：履帶、鐵道岔道、挖掘機、拖拉機、坦克的履帶板等

代表牌號Mn13汽車應(yīng)用材料第二章耐磨鋼的用途球磨機挖掘機顎式破碎機汽車應(yīng)用材料第二章三、鑄鐵1.鑄鐵的性能特點2.常用鑄鐵汽車應(yīng)用材料第二章成分——w(C)=2.5~4.0%，w(Si)=1.0~3.0%.(一)鑄鐵的性能特點（１）鑄鐵的石墨化C

的同素異構(gòu)體：石墨G（簡單六方晶格）組織——鋼基體+石墨（C）

石墨的形態(tài)(形狀\數(shù)目\大小\及分布)決定鑄鐵組織與性能汽車應(yīng)用材料第二章石墨化過程——按Fe-G相圖結(jié)晶、轉(zhuǎn)變G結(jié)晶：過共晶成分L→L+GI共晶轉(zhuǎn)變L4.26→A2.08+G（共晶）(1154℃)G析出：

A→A+GII(1154～738℃)共析轉(zhuǎn)變A0.68→F+G（共析）(738℃)影響石墨化的因素:化學(xué)成分

C、Si促進石墨化冷卻速度

冷速慢有利石墨化汽車應(yīng)用材料第二章汽車應(yīng)用材料第二章（２）鑄鐵的組織和分類名稱石墨化程度顯微組織灰口鑄鐵按Fe-G相圖結(jié)晶、轉(zhuǎn)變F+G較高F+P+G中等P+G麻口鑄鐵較低Le'+P+G白口鑄鐵按Fe-Fe3C相圖結(jié)晶、轉(zhuǎn)變Le'+P+Fe3C汽車應(yīng)用材料第二章（２）鑄鐵的組織和分類灰口鑄鐵的組織——鋼基體+G汽車應(yīng)用材料第二章力學(xué)性能強度、塑韌性比鋼低。 G的強度、韌性極低，減小鋼基體的有效截面，并引起應(yīng)力集中。（３）鑄鐵的性能

耐磨性好——石墨有利于潤滑、儲油。三種石墨形態(tài)汽車應(yīng)用材料第二章

缺口敏感性低——表面粗糙對疲勞極限的影響不明顯消震性好（是鋼的十倍）——G組織松軟鑄造性好——接近共晶成分、熔點低、流動性好、凝固收縮小。切削加工性好——G使切屑易斷，還可潤滑刀具。其它性能汽車應(yīng)用材料第二章應(yīng)用

——如，機床床身、發(fā)動機缸體、齒輪、曲軸。汽車應(yīng)用材料第二章(二)常用鑄鐵灰鑄鐵

球墨鑄鐵

蠕墨鑄鐵

可鍛鑄鐵

合金鑄鐵汽車應(yīng)用材料第二章1.灰鑄鐵牌號——如HT100，表示b≥100MPa（直徑＝30mm）。組織

——鋼基體（F、F+P、P）+片狀G性能

——與其它鑄鐵相比，力學(xué)性能差，其它性能好。分類牌號顯微組織基體粗片普通灰鑄鐵HT100F+少量P粗片HT150F+P較粗片HT200P中等片孕育鑄鐵HT250細P較細片HT300S或T細片HT350HT400F+P基體+片狀G×500F基體+片狀GP基體+片狀G孕育鑄鐵

——澆注前在鐵水中加Si-Fe，Si-Ca等孕育劑,

使P細化、G細而均勻，強度、塑韌性明顯提高。汽車應(yīng)用材料第二章熱處理:

去應(yīng)力退火——500~550℃，防止機加工、使用時變形或開裂。水泵葉輪

發(fā)動機飛輪

高溫退火

——850~900℃,表面、薄壁等白口處Cm→G,硬度↓,切削加工性↑

表面淬火——提高導(dǎo)軌表面、汽缸體內(nèi)壁等的耐磨性。應(yīng)用——如，機床床身、導(dǎo)軌，汽缸體。汽車應(yīng)用材料第二章如：HT200適用于汽車的氣缸體、氣缸蓋、剎車輪等。

HT300、HT350等適用于大型發(fā)動機的氣缸體、氣缸蓋、氣缸套、油缸、泵體、閥體等。汽車應(yīng)用材料第二章氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋罩襯墊安裝火花塞（２）球墨鑄鐵——在鐵水澆注前加球化劑（稀土Mg）使G球化牌號——如QT700-2，表示b≥700，≥2％。組織——鋼基體（F、F+P、P、

回火S、下B

)+球狀G性能——強度、塑韌性明顯優(yōu)于灰鑄鐵。（球狀G

對基體的割裂作用?。〧+P基體

×500F基體

×100汽車應(yīng)用材料第二章（２）球墨鑄鐵

牌號基體機械性能bMPa0.2MPa5%akkJ/m2HB

QT400-17F40025017600179

QT420-10F42027010300207QT500-5F+P5003505－147-241QT600-2P6004202－229-302QT700-2P7004902－229-302QT800-2P8005602－241-321

QT1200-1下B1200840130038HRC汽車應(yīng)用材料第二章汽車應(yīng)用材料第二章熱處理

退火——去應(yīng)力退火，500～600℃。

低溫退火，720~760℃，P→G+F，塑韌性、切削加工性↑

高溫退火，900~950℃，P,Cm→G+F，塑韌性、切削加工性↑正火——

P%↑，細化組織，強度、耐磨性↑

低溫正火，840~860℃，→P+F+G，塑韌性較好。

高溫正火，880~920℃，→P+G+

少量F，強度較高。不完全A化正火完全