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1、第四章第四章常用金属材料常用金属材料金属材料分为两大类：铁合金（钢、铸铁和铁合金）非铁合金除铁合金外的所有金属及合金。金属材料中 95为钢铁，是应用最多的工程材料。碳素钢（碳钢）碳素钢（碳钢）碳素钢的合金元素含量低，GB/1330491规定，Cr0.30、Mn1.0、Mo0.05、Si0.50、Ti0.05、W0.10、V0.04。碳素钢中的碳质量分数 2.11，钢中还含有C、Si、Mn、S、P等合金元素。碳素钢的分类碳素钢的分类 按碳质量分数分类按质量分类按用途分类碳素钢中各元素对钢性能的影响碳素钢中各元素对钢性能的影响C的影响：的影响：碳质量分数小于0.9时，随碳质量分数的增加，钢的强度、
2、硬度呈直线上升，而塑性、韧性下降。当碳质量分数大于0.9时，硬度继续上升，而强度开始下降，塑性、韧性继续下降。Mn和和Si：有益元素。通常Mn含量在0.250.80，最高达0.701.2。Mn与S、O可形成MnO、MnS，起到脱氧去硫的作用，从而可降低钢的热脆从而可降低钢的热脆性性；Mn和Si可溶于铁素体中形成固溶体，从而提高钢的强度和硬度。S和和P：有害元素。S与Fe形成的FeS与Fe在钢中形成低熔点的共晶体（熔点983），分布在晶界上，在10001200对钢进行加热锻造时，共晶体将熔化，使钢产生热脆开裂现象。P与Fe形成的Fe3P极脆。含P量高时，在室温或较低温度进行加热时易变脆开裂，称为
3、冷脆。一碳素结构钢（一碳素结构钢（GB70088）约占钢总产量的7080，大部分作工程结构件。牌号：牌号：Q+S+质量等级质量等级+脱氧方法脱氧方法质量等级为A、B、C、D四个等级。脱氧方法：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）；Z、TZ在牌号中不标出。如：Q215-AF表示S215MPa，质量为A级的沸腾钢；Q235-Bb表示S235MPa，质量为B级的半镇静钢。用途：Q195、Q215、Q235A、Q235B等钢塑性较好，通常轧制成型材，如钢板、钢管等，用于桥梁、建筑、车辆行业；Q235C、Q235D可用于重要的焊接件。这类钢一般在热轧状态使用，不再进行热处理。二
4、优质碳素结构钢二优质碳素结构钢u用平炉或电炉冶炼。其中S0.035、P0.035，化学成分加以严格控制，塑性、韧性较高，多用于制造重要的零件。这类钢HBS、S、b高，经热处理后力学性能较好。u钢的牌号用钢的牌号用 2 2位数字表示，位数字表示，数字表示钢的平均含碳量的万分数万分数。45钢表示平均含碳量为0.45的优质碳素结构钢。数字后加F的为沸腾钢，如08F；数字后加Mn的为含锰量较高的钢,如45Mn。u牌号自08，1080，中间为5进制。u08、10钢，含碳量很低，塑性很好，可用来作冲压件。u1525钢，低碳钢，b不高，而塑性韧性较好，具有良好的冲压性和可焊冲压性和可焊性性，可用来制作冲压件
5、、螺钉、螺帽等。经渗碳淬火后可获得表面硬度高而心部韧性好的零部件，常用作渗碳用钢，亦称碳素渗碳钢。u3050钢，中碳钢，经调质处理后使用，可获得既有一定强度和硬度，又有一定塑性和韧性良好配合的综合力学性能良好配合的综合力学性能，亦称碳素调质钢，可制作锻件、热冲压件、冷镦件、齿轮、轴类等零件。u5580钢，含碳量较高，强度高而塑性低，具有一定的耐磨性，经热处理后有很高的弹性极限，常用于制造各种弹性零件，亦称碳素弹簧钢。也可用作耐磨零件和机车车轮等。三三.碳素工具钢（碳素工具钢（GB129886）碳素工具钢含碳量较高（0.651.35）。碳素工具钢按S、P含量分为2组：第一组是高级优质钢：S0.0
6、20,P0.030；第二组是优质钢：S0.030，P0.035。碳素工具钢的牌号是用“碳或T+数字”表示，数字表示钢的平均碳质量分数的千分数千分数。如碳12或T12表示钢的平均碳质量分数为1.2的碳素工具钢。若是高级优质碳素工具钢，则在钢号数字后加一个“高”或“A”，如T8A或碳8高。如有T8Mn或T8MnA，则表示碳质量分数为0.8,含Mn量较高的碳素工具钢或高级碳素工具钢。碳素工具钢一般经淬火+低温回火后使用，硬度大于64HRC。随着碳质量分数的增加，热处理后钢的耐磨性提高，而塑性、韧性降低。由于碳素工具钢的淬透性不高，故适用于小尺寸的模具、刀具和量具等。T7、T8硬度高，韧性较高，可制作
7、冲头、凿子、锤子等工具；T12、T13等硬度高，韧性较低，可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。工作温度一般不超过180，否则硬度急剧下降。四四.铸造碳钢铸造碳钢用于铸造的碳素钢称为铸造铸钢，简称铸钢。对于形状复杂，而性能要求较高的零件，用锻件及铸件的材料达不到要求时，可选用铸钢件来制造。铸钢一般是亚共析钢，碳质量分数在0.150.60之间.铸钢的牌号是“ZG”加2组数字组成，第一组数字表示屈服强第一组数字表示屈服强度，第二组数字表示抗拉强度度，第二组数字表示抗拉强度。如ZG230450表示S为230MPa和b为450MPa。常用牌号有：ZG200400、ZG230450、ZG270500
8、、ZG310570、ZG340640。五五.低淬透性含钛优质碳素结构钢低淬透性含钛优质碳素结构钢这类钢淬透性很低，含钛量较高，Ti=0.030.12,不含其他合金元素。广泛用于制造汽车、拖拉机的小模数齿轮和轴等零件。牌号以2位数字加D、Ti表示。数字表示平均碳质量平均碳质量分数为万分数分数为万分数，D表示低淬透性，表示低淬透性，Ti表示含钛量表示含钛量。如55DTi表示平均碳质量分数为0.55的低淬透性含钛优质碳素结构钢。低合金钢与合金钢低合金钢与合金钢低合金钢与合金钢是以合金元素含量多少区分的；70%;低合金钢与合金钢的分类低合金钢与合金钢的分类合金钢的编号合金钢的编号编号方法原则采用“数字
9、+化学元素符号+数字”的方法。（1）合金结构钢编号）合金结构钢编号 前面数字表示钢的平均碳质量分数的万分数万分数，元素符号表示钢中所含的合金元素，用化学符号表示，后面的数字表示合金元素平均含量的百分数百分数。合金元素的平均含量四舍五入。如0.370.45C，0.801.10Cr的铬钢，以40Cr表示；含0.570.65C，1.52.0Si、0.801.10Mn的硅锰钢，以60Si2Mn表示。如含S、P量低的高级优质钢，则在钢号的末尾加以符号“A”或“高”字，如20Cr2Ni4A，表示平均碳质量分数为0.20、Cr=2.0、Ni=4.0的高级优质合金钢。（2）滚动轴承钢与易切钢）滚动轴承钢与易切
10、钢 滚动承钢牌号为“G+平均平均铬质量分数的质量分数的千分数”组成，碳质量分数不标出碳质量分数不标出。如GCr15（滚铬15）表示平均含铬量为1.5的滚动轴承钢。易切钢为“Y”+碳质量分数的万分数。如Y12、Y20分别表示平均碳质量分数为0.12、0.20的易切钢。（3）合金工具钢）合金工具钢 合金工具钢的编号方法与合金结构钢相似，区别的是平均碳质量分数1.0时不标出，1.0时以千分数表示。如9SiCr表示平均碳质量数为0.9，Si、Cr的平均含量1.5；CrMn表示平均碳质量分数1.0，Cr、Mn平均含量1.5。对于高速钢不论碳质量分数多少，均不标出。如W18Cr4V表示平均碳质量分数为0.
11、70.8、含钨量为18、含铬量为4、含钒量1.5。（4）特殊性能钢）特殊性能钢牌号前面的数字表示平均碳质量分数的千分数。如9Cr18表示碳质量分数为0.9，含铬量为18。当平均碳质量分数0.03及0.08时，在钢号前分别标以“00”及“0”。如00Cr18Ni10表示平均碳质量分数0.03、含铬量为18、含镍量为10；又如0Cr19Ni9表示平均碳质量分数0.08、平均含铬量为19、平均含镍量为9。3合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用常用的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ti、Ni、V、Mo、W、RE等。3合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用（1）合金元素对钢的基本相的影响）合金元素对
12、钢的基本相的影响（2）合金元素对）合金元素对Fe-C状态图的影响状态图的影响（3）合金元素对热处理的影响）合金元素对热处理的影响 （3）合金元素对热处理的影响）合金元素对热处理的影响1）金元素对钢加热时奥氏体化的影响2）合金元素对过冷奥氏体转变的影响3）合金元素对马氏体转变的影响4）合金元素对淬火钢回火转变及性能的影响合金钢回火转变特点提高合金钢的回火稳定性：较高温度回火时仍能保持较高强度和硬度。合金钢有2次淬火和2次硬化现象：合金元素含量较高，残余奥氏体稳定，加热到500600温度范围回火时也不分解，而在冷却时有部分残余奥氏体转变为马氏体，使钢的硬度提高，这种现象称为2次淬火。含W、Mn、V
13、、Cr、Ti等合金元素量高时，在500600回火，会直接从马氏体中析出弥散分布、颗粒细小的特殊碳化物、使钢的硬度不但不会下降，反而有所升高，这种现象称为2次硬化。合金钢回火转变特点回火脆性：淬火后，在某一温度范围回火后出现脆化现象，称为回火脆性。在250350回火产生的脆性，称为低温回火脆性或第一类回火脆性；在500650回火产生的脆性，称为高温回火脆性或第二类回火脆性。第一类回火脆性与回火后的冷却速度无关，无法消除。应避开此温度范围。第二类回火脆性与冷却速度有关，快速通过500650，抑制脆化出现。防止第二类回火脆性的主要措施有：第一，冶炼时提高钢的纯度，减少杂质元素的含量；第二，采用回火时
14、快速冷却，抑制元素偏聚；第三，在钢中加入适量的Mo、W，也可阻止杂质元素偏聚；第四，采用二次淬火改善杂质元素的分布情况。二二.合金结构钢合金结构钢1工程结构钢工程结构钢（1）低合金结构钢）低合金结构钢低碳、低合金，C0.2，合金元素总量3.0，可分为F-P钢，低碳B钢和低碳M钢。合金有Mn、Ti、V、Nb、Cu、P。Mn是基本强化元素，1.8时，除固溶强化外，还可细化F晶粒，提高强度、改善塑性。Ti、Nb、V等生成微细碳化物起到细化晶粒和弥散强化作用，提高钢的强度和韧性。少量Cu、P可提高钢对大气的抗蚀能力。一般不进行热处理，在热轧正火状态使用。（2）船钢和锅炉钢）船钢和锅炉钢专用于造船和锅炉
15、制造的低合金结构钢，有专用牌号。船钢含P量不能太低，以保证一定的抗蚀性，碳质量分数不能太高，以提供良好的焊接工艺。锅炉钢Si含量不能太低，以保证Si氧化膜覆盖于钢的表面，提高钢的强度、韧性和抗氧化性，碳质量分数不能太高，便于焊接。机器结构用钢之机器结构用钢之（1）合金调质钢）合金调质钢是指淬火+高温回火（调质处理）后使用的结构钢。组织为S回。C为0.300.50。含有较多的Mn、Cr、Si、Ni、B等，可固溶强化F，增加淬透性；另外含有少量的Mo、W、V等元素，形成特殊碳化物，细化晶粒，提高回火稳定性，防止第二类回火脆性。按淬透性大小可分三类：1）低淬透性合金调质钢主要40Cr、40MnB等。
16、合金元素总量2.5，淬透性低，综合力学性能及工艺性能好，可用于制造中小截面零件。如汽车、拖拉机轴、连杆、齿轮。2）中淬透性合金调质钢主要牌号35CrMo、40CrNi。合金元素总量不大于3.5，可用于制作大截面、重载齿轮、曲轴和连杆等。3）高淬透性合金调质钢主要牌号40CrNiMoA、40CrMnMo等。合金元素总量达4.0以上，淬透性高，可用于制作汽轮机的主轴、叶轮等。机器结构用钢之机器结构用钢之 （2）合金渗碳钢）合金渗碳钢渗碳+直接淬火+低温回火，表层为高碳M回+Ar+合金渗碳体，硬度HRC6066。心部为F+T+少量低碳M，硬度HRC2540；具有表硬，心强韧的特点。C：0.100.2
17、5。合金Cr2.0、Ni4.5、Mn2.0、B0.005。合金元素具有固溶强化、提高淬透性作用；此外加入V、Mo、W、Ti等强碳化物形成元素，细化晶粒、抑制渗碳时A的长大，改善渗碳能力。可分三类:1）低淬透性合金渗碳钢：如15Cr、20CrMn等。经渗碳后淬火与低温回火后心部强度较低，强度与韧性配合较差，主要用于制造受力不大，强度、耐磨性要求不高的零件。2）中淬透性合金渗碳钢：如20CrMnTi、20Mn2TiB等。合金元素含量4.0，淬透性较好，热处理后表面硬度高，而心部强韧性好，用作承受冲击载荷的齿轮、轴和凸轮盘等。3）高淬透性合金渗碳钢：如20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等。合金
18、元素总量4.06.0，淬透性大，经渗碳+淬火+低温回火后心部强度很高，强度与韧性配合很好，可制造重载、大截面、强韧性和耐磨性要求高的重要零件，如内燃机车、飞机、坦克用的齿轮、轴、曲轴、连杆等。机器结构用钢之机器结构用钢之 （3）合金弹簧钢）合金弹簧钢是一种用于制造各种弹簧或类似零件的专用结构钢。C：0.50.7，以保证钢具有高强度、高硬度和韧性。常用的有65Mn、60Si2Mn、55SiMnMoV。有热轧态和冷轧态两种。1）热轧态：用于制造250的弹簧，绕制或热压成型后，再淬火和中温回火（450550），组织为S回，4348HRC。2）冷拉态：用于制造截面2的弹簧，采用冷拉钢丝冷卷成型。成型后
19、在200250油槽中进行消除应力退火后即可使用。机器结构用钢之机器结构用钢之 （4）滚动轴承钢）滚动轴承钢用来制造轴承的滚珠、滚针、内外套圈和一些工、量、模具等。C：0.91.1，Cr：0.51.65，高碳获得高硬度和耐磨性；铬可提高淬透性，细化碳化物，提高耐磨性和韧性。热处理工艺：球化退火、淬火和低温退火。轴承钢锻造后的组织为：S+Fe3C（少量）。精密轴承，淬火后要进行一次冷处理（-60-80），减少Ar含量，然后再低温回火，消除冷处理内应力。机器结构用钢之机器结构用钢之 （5）易切钢）易切钢在钢中加入一定量的S、Pb、Ca、Se、P等合金元素，从而提高钢的可切削性能，这类钢称为易切钢。易
20、切钢的主要合金元素是S，与Mn可形成MnS，切削加工时能自动断屑，切削抗力小，MnS还具有润滑作用，可作为刀具和切屑的润滑剂，延长刀具寿命，降低工件表面粗糙度。三三.合金工具钢合金工具钢用于制造刃、模、量具等工具。要求高硬度和耐磨性，并有一定韧性和较小的变形。分为刃具钢、模具钢和量具钢3类。1合金刃具钢合金刃具钢 用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。分为低速和高速刃具钢。低速刃具钢有碳素工具钢和低合金刃具钢高速刃具钢都是高合金钢。高速钢在高速切削过程中，刀具刃部工作温度可达600，必须选用合金元素含量高的高速钢，使之在600左右工作时硬度仍在HRC60以上，保持良好切削性能，又称“
21、锋钢”。高速钢按其所含的主要合金元素可分为W系（如W18Cr4V）和Mo系（如W6Mo5Cr4V2）。共同特点是碳质量分数较高并含有较高的碳化物形成元素W、Mo、Cr、V等。高速钢的热处理以以W18Cr4V为例为例工艺流程为：下料锻造退火切削加工淬火后三次高温回火喷丸磨削成品。退火：等温退火。加热：860880，保温34h，随炉缓冷至500550出炉空冷。退火组织：退火组织：S+细粒状细粒状合金碳化物合金碳化物，硬度为，硬度为207225HBS。淬火：合金元素总含量高，导热性很差，采用分级预热。常用的是在盐浴炉中加热以防氧化和脱碳。淬火加热温度：12701280，目的：使合金元素尽可能多地溶入
22、A，从而在淬火后可获得合金元素含量高的合金马氏体，提高其红硬性和回火稳定性。尺寸小，形状简单工件油淬；形状复杂、变形量小工件分级淬火或等温淬火。组织：组织：M淬+细粒状合金碳化物细粒状合金碳化物+较多较多Ar，硬度为，硬度为6364HRC。回火：淬火后必须立即回火，以消除淬火内应力、稳定组织、减少Ar量。常用550570回火三次，每次保温1h。使碳化物（W2C、VC等）呈细小弥散状从马氏体中析出，形成第二相弥散强化（即二次硬化）。回火组织：回火组织：M回回+细粒状合金碳化物细粒状合金碳化物+少量少量Ar（12），硬度），硬度6366HRC2合金模具钢合金模具钢 专用于制造模具的钢。可分为：冷作
23、模具钢热作模具钢塑料模具钢等。3合金量具钢合金量具钢 用于制造各种测量工具如量规、千分尺等。要求高硬度（大于62HRC）与耐磨性，热处理变形小，存放和使用过程中，尺寸稳定，始终保持高精度，并有足够韧性和良好加工性。简单量具选用碳素工具钢；高精量具采用低合金工具钢。量具钢的热处理工艺为淬火+低温回火。组织：M回+Ar。对于精度高的量具，通常在淬火后立即进行冷处理（-80），使Ar转变，然后再低温回火，另外在精加工前进行一次去应力退火（时效处理），以进一步稳定组织，消除量具的残余内应力。四四.特殊性能钢特殊性能钢指对某些特殊的物理、化学性能和力学性能具有较高指标的钢，主要有：高强钢、耐磨钢、耐热钢
24、、耐蚀钢（不锈钢）等。1高强度钢：高强度钢：b1500Mpa，并具有一定强度和韧性。用于航空、火箭导弹等。2耐磨钢：耐磨钢：主要指在冲击载荷下发生冲击硬化的高锰钢。主要成分为：1.01.3C、11.014Mn（Mn/C=1012），常用牌号ZGMn13。可用作制造防弹板、保险箱钢板、挖掘机的铲齿、轧辊、拖拉机、坦克履带、破碎机锷板等。3.耐热钢：耐热钢：金属材料的耐热性包括高温抗氧化性和热强性2个方面，具有良好耐热性能的钢称为耐热钢。（3）常用耐热钢）常用耐热钢1）奥氏体耐热钢：1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo等。可在600750使用。广泛用于汽轮机、航空、舰艇、火箭、石油等部
25、门的高温装置的重要构件。一般要进行固溶处理和时效处理后使用。2）铁素体耐热钢：可在低于650工作。与奥氏体不锈钢相比，合金元素含量较低，工艺性好，价格低廉，故被广泛使用，如15CrMo、1Cr17等可长期在580650使用。3）马氏体耐热钢：一般含Cr量高，有较高的抗氧化性和热强性，淬透性好。一般用于600650以下受力较大的零件，如各种汽轮机叶片等。大多调质处理后在回火索氏体下使用。4）珠光体耐热钢：合金元素总量35，常用Cr12MoV、15CrMo等。在500以下工作，广泛用于动力、石油等部门作为锅炉及管道材料、汽轮机叶片等。4耐蚀钢（不锈钢）耐蚀钢（不锈钢）将具有抵抗空气、水、酸碱或其他
26、介质腐蚀的钢称为不锈钢1）奥氏体不锈钢（铬镍不锈钢，18-8型）常用1Cr18Ni9和1Cr18Ni9Ti等，碳为0.080.15,Cr为1719，Ni为810。是单相奥氏体组织，塑性和耐蚀性均较好。2）铁素体不锈钢：典型的是1Cr17钢，C：0.12，含Cr：1618。含铬量高使钢形成单相铁素体，提高抵抗电化学腐蚀的能力，塑性好，强度低，并具有抗高温氧化性，但不能通过热处理强化，应进行去应力退火，消除冷变形或焊接后的内应力。3)马氏体不锈钢：常用1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、7Cr17、8Cr17等。其中1Cr13、2Cr13碳质量分数低，耐蚀性和韧性较好，适用于制造高温下
27、在酸、碱、盐中承受冲击的零件。3Cr13、4Cr13碳质量分数增加，则硬度较高，适用于制造在一定腐蚀介质要求高强度的零件。7Cr17、8Cr17碳质量分数和含铬量都增加，硬度、耐磨性提高，适用于制造耐蚀性的工、刃、量具等。第三节 铸铁1铸铁的成分铸铁的成分 铸铁是碳质量分数较高的铁碳合金，常含有C、Si、Mn、S、P五大元素。常用铸铁成分大致为：2.54.0C、1.03.0Si、0.51.4Mn、0.020.2S、0.010.5P。此外，还含有一定量的合金元素如Cr、Mo、V、Cu、Al等，含有合金元素的铸铁，称合金铸铁。2铸铁的特性铸铁的特性 强度、塑性、韧性比钢差，不能进行锻造。但具有优良
28、铸造性和切削加工性，良好的减摩性、耐磨性、消震性以及缺口敏感性低，并且生产工艺及设备简单，价格低廉，因此，铸铁被广泛地应用于机械制造、冶金、石油化工、交通等工业部门。3铸铁的分类铸铁的分类三三.灰铸铁灰铸铁（1）灰铸铁的组织）灰铸铁的组织灰铸铁的组织可看作钢的基体上加片状石墨，基体分为3种，即P、P+F、F基体。灰铸铁的性能特点灰铸铁的性能特点灰铸铁的抗拉强度只有碳素结构钢的1/3。灰铸铁在凝固冷却过程中析出比体积较大的石墨，使铸铁的收缩率减少；石墨片分割了金属基体，从而使切屑容易脆断，使得灰铸铁的切削加工性良好，但抗拉强度、塑性和韧性极低；由于石墨能起润滑作用以及石墨脱落后的孔洞能起储油作用
29、，故使灰铸铁有优良的减摩性，并具有良好的减震性及低的缺口敏感性。化学成分化学成分C：2.54.0。Si：1.03.0。硅有1/3碳当量作用，一般根据力学性能要求确定。Mn：0.51.2，锰低则强度和硬度低；锰过高则不利于石墨化。硫使铸铁产生热脆，磷使铸铁产生冷脆。一般控制S0.15；P1400，孕育后尽快浇注，以防孕育衰退。3、化学成分要求、化学成分要求C与Si：一般C：3.63.9，Si：2.02.8。Mn：阻碍石墨化，一般为0.60.8。铁素体球铁0.30.6。S与P：S强烈阻碍石墨化，且与Mg合成MgS，降低球化效果，易产生夹渣和引起铸件脆性，其含量应0.07。P0.1。4、牌号与应用、
30、牌号与应用以“QT”后接2组数字表示。第一组为抗拉强度，第二组为最低延伸率。如QT400-15表示球铁抗拉强度不低于400MPa，延伸率不低于15。GB134888规定球铁有8个牌号。前3个为铁素体基体，塑性较高强度较低，后3个分别为珠光体、回火索氏体、下贝氏体，强度较高而塑性较低。优点：优良力学性能，生产工艺简单成本低，可代替锻钢制造重要零件。如曲轴、凸轮轴、活塞等。缺点：收缩率大，铸件内应力和白口倾向大。5、热处理、热处理球墨铸铁热处理仅改变基体组织而不改变石墨形状。（1）退火1）消除内应力退火：）消除内应力退火：用于只保持铸态组织的铸件。工艺：将铸件加热到500600，保温28h，然后随
31、炉冷却。2）高温退火：）高温退火：用于铸态存在自由渗碳体而要获得铁素体基体球铁的处理。3）低温退火：）低温退火：用于铸态为F+P基体而获得铁素体基体球铁的处理。5、热处理、热处理（2）正火：增加基体珠光体的含量，提高强度和耐磨性。1）高温正火：）高温正火：用于获得珠光体基体球铁珠光体基体球铁。2）低温正火：）低温正火：可获得F+P基体球铁基体球铁，组织比较细密，强度稍低，但塑性韧性较高。正火后一般还要进行去应力退火。5、热处理、热处理（3）调质处理：对于截面大、受力复杂、综合力学性能要求高的铸件，要进行调质处理。最终组织为S回+G球状。（4）等温淬火：对于一些要求综合力学性能较高，且外形复杂，
32、热处理易变形、开裂的零件，采用等温淬火，获得B下球铁。（5）表面淬火：用于零件摩擦表面的强化，如曲轴轴颈、凸轮工作表面和齿轮齿面等。淬火后需低温回火，表层基体为M回。五五.可锻铸铁可锻铸铁组织组织石墨形状呈团絮状的铸铁称为可锻铸铁，生产上常用的有F、P基体2种。五五.可锻铸铁可锻铸铁性能性能由于可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的切割作用小，无明显应力集中现象，其力学性能高于灰铸铁。铁素体基具有较好的塑性，延伸率可达12；珠光体基具有较高的强度，抗拉强度可达700MPa。：可锻铸铁并不可锻，仍属铸造合金。五五.可锻铸铁可锻铸铁牌号与应用牌号与应用以“KT”后接基体种类、最低抗拉强度和最低延伸率表示
33、。铁素体基用黑心“KTH”表示，有4个牌号；珠光体基用“KTZ”表示，有4个牌号；白心可锻铸铁“KTB”生产中应用较少。如KTH37012表示铁素体可锻铸铁b370MPa，12；KTZ450-06表示珠光体可锻铸铁b450MPa，6。可锻铸铁主要用于承受一定冲击载荷，大批量生产的形状复杂而薄壁的小型零件，如阀体、管接头、万向节壳体等。六六.其他铸铁其他铸铁1冷硬铸铁冷硬铸铁实质上是高碳低硅，再加入少量B、Cr、Mo的低合金铸铁经表面激冷处理获得的，表面有一定深度的白口组织，心部均为灰口组织的铸铁。2耐磨铸铁耐磨铸铁耐磨铸铁按耐磨机理分为抗磨铸铁和减摩铸铁2种。六六.其他铸铁其他铸铁3 3蠕墨铸
34、铁蠕墨铸铁组织：组织：石墨形状呈蠕虫状的铸铁。石墨形状呈蠕虫状的铸铁。基体：基体：常用的有常用的有F F、F F+P P、P P三种基体。三种基体。牌号：牌号：以以“RuT”RuT”表示，后面数字表示最低抗拉强度。目前仅表示，后面数字表示最低抗拉强度。目前仅有有RuT200RuT200、RuT300RuT300、RuT340RuT340、RuT380RuT380、RuT420RuT420。用途用途：目前主要用于制造强度要求高，组织致密，承受热疲劳：目前主要用于制造强度要求高，组织致密，承受热疲劳载荷，形状复杂的零件，如制动盘、排气管、活塞环、钢锭模载荷，形状复杂的零件，如制动盘、排气管、活塞环
35、、钢锭模等。等。蠕墨铸铁蠕墨铸铁第四节第四节 非铁金属及合金非铁金属及合金是除钢铁外，所有其他金属的统称（即有色金属）。如铜、铝、锡、铅、镁等。非铁合金是以一种非铁金属为基础，加入一种或几种其他元素熔炼而成的一种新的组成物。生产上常用的有铜合金、铝合金、轴承合金及钛合金等。一一.铜及铜合金铜及铜合金纯铜：纯铜：又称紫铜，:8.94g/cm3，面心立方，熔点1083。:纯铜具有良好的导电、导热及抗蚀性，塑性很好，可进行各种冷、热加工。:纯铜无同素异构转变，不能用热处理方法强化，因而常用合金化方法强化。:纯铜易产生冷、热脆性，因此，要严格控制杂质的含量:纯铜代号以“T”表示，后面数字为序号，数字越
36、大纯度越低。铜合金铜合金以铜为主要元素，加入少量其他元素形成的合金。以铜为主要元素，加入少量其他元素形成的合金。强度比纯铜高，并具有许多优良的物理化学性能，强度比纯铜高，并具有许多优良的物理化学性能，常用作工程结构材料。常用作工程结构材料。在铜合金中，除在铜合金中，除Cu-NiCu-Ni合金形成无限固溶体外，其合金形成无限固溶体外，其余常用铜合金都形成有限固溶体，第二相（强化相）余常用铜合金都形成有限固溶体，第二相（强化相）多为电子化合物。多为电子化合物。铜合金的分类及编号铜合金的分类及编号铜合金的牌号普通黄铜以普通黄铜以“H+数字数字”表示，数字表示平均含铜百分数表示，数字表示平均含铜百分数
37、。如H80，表示Cu=80的普通黄铜。特殊黄铜以特殊黄铜以“H+主加元素主加元素+铜百分数铜百分数+主加元素百分数主加元素百分数”表示。表示。如HSn62-1，表示Cu=62%，Sn=1%，其余为Zn的锡黄铜。青铜以代号青铜以代号“Q+主加元素主加元素+主加元素、辅加元素含量百分数主加元素、辅加元素含量百分数”表示。如QSn7-0.2，表示Sn=7%，P=0.2%的锡青铜。铸造铜合金以铸造铜合金以“ZCu+主要合金元素及其含量百分数主要合金元素及其含量百分数”表示。表示。如ZCuZn38，表示Zn=38%，其余为铜的铸造黄铜；如ZCuZn16Si4，表示Zn=16%，Si=4%，其余为铜的铸造
38、黄铜。黄铜黄铜（Cu-Zn合金，GB523285）Cu-Zn二元合金为普通黄铜。Cu-Zn+其他合金元素的黄铜，为特殊黄铜。普通黄铜 普通黄铜普通黄铜ZnZn45%45%。当当ZnZn36%36%时，室温组织为时，室温组织为 固溶体单相组织。如固溶体单相组织。如H96H96、H80H80、H68H68等。有一定强度，色泽美观，塑性很好，可进行等。有一定强度，色泽美观，塑性很好，可进行冷热加工，适于制作各种冲压零件，如弹壳、套筒等。冷热加工，适于制作各种冲压零件，如弹壳、套筒等。当当Zn=36Zn=3641%41%时，室温组织为时，室温组织为+的双相组织，塑性差、的双相组织，塑性差、硬而脆。当加
39、热至硬而脆。当加热至456456时转变为无序固溶体时转变为无序固溶体，具有良好，具有良好的塑性，可进行热加工变形，强度高，适用于加工承受一的塑性，可进行热加工变形，强度高，适用于加工承受一定载荷的零件，如阀杆、螺钉等。定载荷的零件，如阀杆、螺钉等。特殊黄铜 在黄铜中加入Al、Sn、Mn、Pb元素，形成锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铅黄铜等特殊黄铜。合金元素溶入Cu中形成固溶体，细化晶粒，提高合金的强度、耐磨性和改善耐蚀性及切削加工性。Sn：提高黄铜在海水中的耐蚀性，提高强度、硬度，用于制造海轮零件；Al：在合金表面形成钝化氧化膜，提高黄铜在海水中的耐蚀性，并显著提高合金的强度和硬度，用于制造高强度、
40、耐蚀管材和海轮零件；Mn：固溶强化，广泛用于造船业；Pb：提高切削加工及耐蚀性，价格低廉，制造各类标准件。青铜（青铜（GB523385）Cu-Sn合金，但由于铜合金的发展，现已把除Cu-Zn（黄铜）（黄铜）、Cu-Ni（白铜）（白铜）以外的铜合金统称为青铜。包括：锡青铜、铝青铜、铍青铜（硅青铜、铅青铜）等。铝及铝合金铝及铝合金纯铝A物理性能：物理性能：银白色，2.7g/cm3，面心立方晶格，熔点660.24。A机械性能：机械性能：强度低，导电、导热性好，仅次于银和铜。A工艺性能：工艺性能：纯铝的铸造性能、可锻性及切削加工性能优良。A用途：用途：制造电线、电缆。A强化方式：强化方式：一般用固溶强
41、化或冷变形强化提高其强度。A分类：分类：按纯度高低，可分为高纯度铝和工业纯铝。A含铝量高于99.93%的为高纯铝，以“LG+数字”表示，如LG1、LG2、LG3等表示,数字愈大则纯度愈高。A工业纯铝以“L+序号”表示，如L1、L2、L3等,序号愈大纯度愈低。铝合金铝合金 铝合金中，常用元素有Si、Cu、Mg、Zn、Mn等，这些元素与铝形成有限固溶体，铝合金二元共晶状态图，如图所示。铝合金铝合金根据成分及生产工艺特点，分为形变铝合金和铸造铝合金2类。成分位于C左边的合金，在加热时能形成单相固溶体，塑性较高，适于压力加工，故称为形变铝合金。成分位于C右边的合金，都形成两相共晶组织，塑性差，熔点低、
42、流动性好，适于铸造生产，故称为铸造铝合金。铸造铝合金铸造铝合金形变铝合金形变铝合金铝合金的牌号铸铝合金牌号以“ZL+3ZL+3位数位数”表示，第1位数表示合金系列：1铝硅合金，2铝铜合金，3铝镁合金，4铝锌合金；后2位数为序号，如ZL101、ZL201、ZL301、ZL401等。形变铝合金牌号以“L”+“F”、“Y”、“C”、“D”表示，分别为防锈铝合金（LF）、硬铝合金（LY）、超硬铝合金（LC）和锻铝合金（LD），后面数字为序号。如LF5、LF21；LY1、LY11；LC4、LC6；LD5、LD7。作业P157第1题P158第20题请认真完成谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH