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第2章金属材料及钢的热处理-东莞理工学院机械设计制造及其自动化
东莞理工学院工程训练中心
第 2 章 金属材料及钢的热处理
2.1金属材料简介
碳钢和铸铁是工业中应用范围最广的金属材料,它们都是以铁和碳为基本组元的合金,
通常称之为铁碳合金。铁是铁碳合金的基本成分,碳是主要影响铁碳合金性能的成分。一般
含碳量 0.0218%~2.11%的称为钢,含碳量大于 2.11%称为铸铁。
2.1.1 钢
钢根据其成分的不同常分为碳素钢和合金钢两大类。
1.碳素钢
碳素钢是以铁和碳为主要组成元素的铁碳合金。通常将含碳量小于 0.25%的钢称为低碳
钢;含碳量 0.25%~0.60%的钢称为中碳钢;含碳量大于 0.60%的钢称为高碳钢。
工业中按用途将碳素钢分为碳素结构钢、碳素工具钢等。
(1)碳素结构钢。按含磷、硫量的不同分为碳素结构钢和优质碳素结构钢,如表 2-1
所示。
表2-1 碳素结构钢分类及用途
名 称 常 用 钢 种 牌 号 意 义 应 用 举 例
数字表示最小屈服点;
Q195,Q235,Q235A, 螺栓、连杆、法兰盘、
碳素结构钢 数字越大,含碳量越高;
Q255,Q255B 键、轴等
A、B表示质量等级
数字表示含碳量万分之
08F,08,15,20,35, 冲压件、焊接件、轴类
几;F表示为沸腾钢;当
优质碳素结构钢 40,45,50,45Mn,60, 件、齿轮类、蜗杆、弹
含锰量在 0.8%~1.2%
60Mn 簧等
时加 Mn表示
(2)碳素工具钢。碳素工具钢牌号有 T8、T10、 T10A、T12、T13 等,牌号后面的数
字表示含碳量千分之几,A 表示高级优质钢。碳素工具钢主要用于制造硬度高、耐磨的工具、
量具和模具,如锯条、手锤、刮刀、锉刀、丝锥、量规、冷切边模等。
2.合金钢
合金钢是在碳素钢中加入一种或数种合金元素的钢。常用的合金元素有 Mn、Si、Cr、
Ni、Mo、W、V、Ti 等。合金钢种类繁多,工业上常按合金钢的用途将其分为合金结构钢、
合金工具钢、特殊性能钢等。
(1)合金结构钢。合金结构钢用来制造各种机械结构零件,如 40Cr、40CrNiMoA、45CrNi
等可用来制造齿轮、曲轴、连杆、车床主轴等。
(2)合金工具钢。合金工具钢用于制造各种刀具、模具、量具,如 Cr12、Cr4W2MoV
等可用来制造冷作模具;9SiCr、CrWMn 可用来制造量具;W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V
等可用来制造刀具。
(3)特殊性能钢。特殊性能钢是指具有特殊的化学和物理性能的钢。如不锈钢 1Cr17Mo
可用来制造酸输送管道;耐热钢 1Cr13Mo 可用来制造散热器;耐磨钢 ZGMn13-1 等可用来制
造挖掘机履带。
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2.1.2 铸铁
铸铁中硅、锰、硫、磷等杂质较钢多,抗拉强度、塑性和韧性不如钢好,但容易铸造,
减震性好,易切削加工,且价格便宜,所以铸铁在工业中仍
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