1、 常用金属材料常用金属材料 金属材料主要包括三大类：工业工业 用钢用钢 铸铁铸铁 有色有色 金属金属一、钢一、钢（含碳量小于（含碳量小于2.11%的铁碳合金）的铁碳合金）钢的分类：钢的分类：1 1）以含碳量分）以含碳量分 （按碳的质量分数（按碳的质量分数wC C%）低碳钢(wc0.25%)中碳钢(0.25%wc 0.6%)高碳钢(0.6%wc 2.11%)2 2）以化学成份分）以化学成份分 （按合金成份（按合金成份）碳素钢（以Fe、C成份为主）合金钢（除Fe、C外，还有其它合金元素）3 3）以钢的品质分）以钢的品质分 （按有害杂质（按有害杂质S S、P P含量含量）普通钢（ws0.05%;wp
2、0.045%）优质钢（ws0.04%;wp0.04%）高级优质钢（ws0.03%;wp0.035%）4 4）以钢的用途分）以钢的用途分 （按行业使用）（按行业使用）结构钢（建筑、机械制造用）工具钢（工具、刀具、模具等用）特殊性能钢（防腐蚀、高温、导磁等场合用）5 5）按冶炼时脱氧）按冶炼时脱氧 程度分程度分 沸腾钢（不脱氧F）镇静钢（脱氧完全Z）半镇静钢（脱氧不完全b）介绍钢的成份、使用特点及应用、牌号：介绍钢的成份、使用特点及应用、牌号：（一）结构钢（一）结构钢牌号牌号：1 1、普通碳素结构钢、普通碳素结构钢字字母Q +屈服点数值(Mpa)+质量等级。表示普碳结构钢共分195、215、235
3、、255、275五种。共有A,B,C,D四个级别，A级最差。如：如：Q235A；Q215B；成份：成份：wc=0.06 0.38%，S、P含量较高，不需热处理。特点与应用：特点与应用：Q195、Q215钢：塑性和韧度好，制造薄板、冲压件和焊接件；Q235钢：强度较高，制造钢板、钢筋、农业机械用钢和不重要的机械零件，拉杆、连杆和转轴。Q255、Q275钢：钢：强度高，质量好制作建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接件。2 2、优质碳素结构钢、优质碳素结构钢牌号牌号：由两位数字组成由两位数字组成表示碳的平均万分含量（常用：08 85）如45（表示wC0.45%的优质碳素结构钢）当wMn=0.7 1.2
4、%时，在数字后加Mn如65 Mn（表示wc=0.65%,wMn=0.7 1.2%的优质碳钢）。成份：成份：wc=0.08 0.85%,S、P含量较低，通常经热处理后使用，以发挥其性能潜力。特点与应用：特点与应用：1025钢：有较好的塑性、韧度、焊接性和冷成型性，主要用于各种冲压件和焊接件。3055钢：强度较高，有一定的塑性和韧度，经热处理后，用于齿轮、轴、螺栓等重要零件。6585钢：有较高的强度、硬度和弹性，塑性和韧性较低，常用于弹簧和耐磨零件。2 2、合金结构钢、合金结构钢牌号牌号：数字数字+元素符号元素符号+数字数字表示碳的平均万分含量元素平均百分含量：1.5%不标记，表示所含合金元素的名
5、称如：20Cr（表示wc=0.2%,wCr1.5%的合金结构钢)如：38CrMnAl（表示wc=0.38%,wCr、wMn wAl的含量均 1.5%的合金结构钢)如：60Si2Mn（表示wc=0.6%,wSi=1.5 2.49%，wMn1%不标记表示所含合金的名称元素平均百分含量：1.5%不标记，成份：成份：wC=0.3 1.7%,加入了Cr、Mn、Si、Mn、W、V等合金元素，热处理后使用。如：9CrSi（表示含碳量为wC0.9%，wCr1.5%的wSi1%，wW1.5%的wMn1.5%合金工具钢）；如：3Cr2W8V（表示含碳量为wC0.3%，wCr2%的wW8%，wV1.5%合金工具钢）
6、；特点与应用：特点与应用：9CrSi、9Cr2：量具刃具钢（丝锥、钻头、铣刀、手术刀、量规、冷冲模等）；Cr12MoV、CrWMn：冷模具钢；5CrNiMo、4Cr5W2VSi：热模具钢;W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2：高热硬性，用于刀具等。*高速工具钢（锋钢）高速工具钢（锋钢）是合金工具钢中的一类专是合金工具钢中的一类专门用钢。门用钢。（表达特殊）wC1.0%ww=18%wCr=4%wV1.5%（三）特殊性能钢（三）特殊性能钢1、不锈钢（主要合金元素为、不锈钢（主要合金元素为Cr和和Ni）牌号牌号：数字数字+元素符号元素符号+数字数字表示碳的平均千分含量，0.08%时用0表示表示所含合
7、金的名称元素平均百分含量 如：1Cr13（表示wc0.1%,wCr13%的不锈钢)；如：1Cr18Ni9（表示wc0.1%,wCr18%，wNi9%的不锈钢)；如：2Cr13（表示wc0.2%,wCr13%的不锈钢)；成份：成份：wC0.45%,有较高含量的Cr和Ni。特点与应用：特点与应用：铬不锈钢（如铬不锈钢（如1Cr13、3Cr13）：）：随含碳量增加，强度、硬度上升，韧度、耐腐蚀性下降。用于水、蒸汽、硝酸等弱腐蚀性场合，如汽轮机、水压机的零件，医疗器械，食品设备。铬镍不锈钢（如铬镍不锈钢（如1Cr18Ni9）：）：耐腐蚀性、塑性、韧性、焊接性优良。用于腐蚀性较大的酸碱、有机酸等化工设备
8、、管道以及医疗器械。2、耐热钢、耐热钢牌号牌号：数字数字+元素符号元素符号+数字数字表示碳的平均千分含量，0.08%时用0表示表示所含合金的名称元素平均百分含量 1.5%不标记，如：4Cr10Si2Mo（表示wc0.4%,wCr10%，wSi2%，wMo1.5%的耐热钢)；如：5Cr2Mn9Ni4N（表示wc0.5%,wCr2%，wMn9%，wNi 4,wN1.5%的耐热钢)；如：0Cr13Al（表示wc0.08%,wCr13%，wAl 1.5%的耐热钢)；特点与应用：特点与应用：抗氧化钢（如抗氧化钢（如3Cr18Mn12Si2N）：）：Cr、Si、Al等合金元素，容易在钢表面形成稳定的氧化物
9、保护膜。主要用于800 1000的锅炉加热、内燃机等设备零件。热强钢（如热强钢（如4Cr10Si2Mo）：）：Ti、Nb、V、W、Mo、Ni等合金元素，可提高钢的高温强度。主要用于高温高载荷的汽车发动机、气轮机等机器中的零件。wC0.45%,加入Cr、Si、Al或 Ti、Nb、V、W、Mo、Ni等合金元素。成份：成份：牌号牌号：字母字母+数字数字 数字数字表示钢片的轧制方法表示钢片“铁热损值”10后的值表示钢片的磁化频率比如：JDR5405050Hz的磁化频率铁损值为5.4热轧DQ13330冷轧有取向DW13330冷轧无取向3、软磁钢（硅钢片）、软磁钢（硅钢片）成份：成份：钢中wSi=1 4.
10、5%,含杂质较少。特点与应用：特点与应用：有较高的磁通性能，主要用于变压器中的硅钢片。（四）铸钢牌号牌号：字母字母ZG+数字数字 数字数字表示铸钢表示抗拉强度b（Mpa）表示屈服点s（Mpa）成份：成份：可分为铸造碳钢、铸造低合金钢、铸造高合金钢。一般wC=0.2 0.6%,铸造合金钢中加入了Cr、Mo、Si、V等合金元素.如ZG230450（表示含碳量屈服点为s=230MPa,抗拉强度为的b=450Mpa的碳素铸钢）；特点与应用：特点与应用：由于铸造特性，一般用于制造形状复杂，难以切削加工、尺寸大，难以锻造加工的重要零件，如：大型齿轮、缸体、变速箱机架等。二、铸铁二、铸铁（含碳量大于2.11
11、%的铁碳合金）1、白口铸铁、白口铸铁:牌号牌号：无牌号标记无牌号标记成份：成份：wC=2.11 6.69%,碳以Fe3C（化合物）的形式存在，并含有Si、Mn、P、S等杂质特点与应用：特点与应用：断面呈白色，性能硬而脆，不能切削加工，一般不用来制造机械零件，主要用作炼钢的原料。2、灰口铸铁、灰口铸铁牌号牌号：字母字母HT+数字数字表示灰口铸铁表示最低抗拉强度b（Mpa）如：HT150(表示最低抗拉强度为b=150MPa的灰口铸铁）；成份：成份：wC=2.8 4.0%,有一定含量的Si、Mn及杂质。在钢的基体上分布着片层状石墨（碳）组织，断面呈灰色。特点与应用：特点与应用：强度、塑性、韧性不如钢
12、，软而脆；片层状石墨上的微裂纹尖端会产生应力集中，故抗压强度高，抗拉强度低。有良好的耐磨性、减震性和切削性；石墨有自润滑作用。常用于床身、机架、底座、箱体、壳体、导轨、缸体、活塞环、带轮等零件。3、可锻铸铁、可锻铸铁牌号牌号：字母字母KTH(KTZ)+数字数字 数字数字KTH表示“黑心”可锻铸铁KTZ表示“珠光体”可锻铸铁表示最低抗拉强度b（Mpa）表示最低伸长率（%）如：KTH30006(表示最低抗拉强度为b=300MPa，=6%的黑心可锻铸铁）；如：KTZ45004(表示最低抗拉强度为b=450MPa，=4%的珠光体可锻铸铁）；成分：成分：wC=3.8 4.0%,有一定含量的Si、Mn及杂
13、质。在白口铸铁基础上经“可锻化处理”（长时高温退火），在钢的基体上分布着团絮状石墨（碳）组织。特点与应用：特点与应用：黑心可铁：塑性、韧性高、强度低。珠光体可铁：强度、硬度和耐磨性较高；团絮状石墨对基体割裂作用小，宜制造形状复杂，要求一定塑性、韧性，承受冲击和震动的薄壁铸件。如汽车、拖拉机零件、管道、阀门等。4、球墨铸铁、球墨铸铁牌号牌号：字母字母QT+数字数字 数字数字表示球墨铸铁表示最低抗拉强度b（Mpa）表示最低伸长率（%）如：QT400-18(表示最低抗拉强度为b=400MPa，=18%的球墨铸铁）；wC=3.8 4.0%,有一定含量的Si、Mn、Mg及杂质。在浇注前加入球化剂，在钢的
14、基体上产生球状石墨（碳）组织。球状石墨对基体的割裂作用小，综合力学性能较高，并具有良好的减震性和耐磨性，有些性能指标接近于钢。可代替部分钢和合金钢制造一些受力复杂、强度韧性和耐磨性较高的零件，如曲轴、凸轮轴、齿轮、蜗杆、伐门、机座、汽车后桥等。成分：成分：特点与应用：特点与应用：小小 结结含碳量小于含碳量小于2.11%的铁碳合金的铁碳合金1）以含碳量 wC%0.6%（高）2）以化学成份 碳素钢，合金钢3）以钢的品质 普通钢，优质钢，高级优质钢4）以钢的用途 结构钢，工具钢，特殊性能钢*常用钢种的牌号及识别：常用钢种的牌号及识别：钢钢结结构构钢钢普通碳素结构钢：普通碳素结构钢：Q235A；Q21
15、5B；优质碳素结构钢：优质碳素结构钢：45；65 Mn；合金结构钢：合金结构钢：20Cr;38CrMnAl;60Si2Mn;(GCr9)工工具具钢钢碳素工具钢：碳素工具钢：T7；T10；合金工具钢：合金工具钢：9CrSi；3 CrWMn；5CrNiMo；（；（W18Cr4V）特特殊殊性性能能钢钢不锈钢：不锈钢：1 1Cr13Cr13；2Cr13 2Cr13；1 1Cr18Ni9Cr18Ni9耐热钢：耐热钢：4 4Cr10Si2Mo;0Cr13AlCr10Si2Mo;0Cr13Al软磁钢（硅钢片）软磁钢（硅钢片）:JDR540-50;DQ133-30JDR540-50;DQ133-30铸铸钢钢铸
16、造碳钢：铸造碳钢：ZG230-450ZG230-450；ZG270-500 ZG270-500；含碳量大于含碳量大于2.11%的铁碳合金的铁碳合金白口铸铁白口铸铁无牌号标记无牌号标记灰口铸铁灰口铸铁HT150HT150；HT200 HT200；可锻铸铁可锻铸铁KTH300-06KTH300-06；KTZ450-04 KTZ450-04；球墨铸铁球墨铸铁QT400-18QT400-18；QT600-3QT600-3铸铁铸铁第一章第一章 机械工程材料机械工程材料 第二章碳钢CARBON STEEL 纯金属的组织和性能 铁碳合金中的相和组织组成物 Fe-Fe3C相图 钢中常存杂质元素对钢性能的影响 钢锭的组织和缺陷 碳钢的分类、牌号及用途 压力加工对钢组织和性能的影响
