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1、第四章第四章 合金钢及铸铁合金钢及铸铁碳素钢的主要缺点：1. 综合机械性能差；2. 热稳定性差；3. 耐腐蚀性差；4. 淬透性差；5. 不能满足某些特殊性能。 一、合金元素在钢中的作用合金钢为改善钢的组织、性能，在冶炼时特意加入合金元素的钢。第一节合金钢概述有Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、Ti、B、Al、Nb（铌）、Zr（锆）等。1.强化固溶强化细化晶粒2.稳定组织，细化晶粒3.提高淬透性4.提高抗氧化和耐蚀能力 低合金结构钢合金结构钢 合金渗碳钢 合金结构钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢 低合金刃具钢 合金刃具钢 高速钢 冷变形模具钢合金工具钢 合金模具钢 热变形模具钢 合金量具钢
2、 不锈钢特殊性能钢 耐热钢二、合金钢的分类 1. 结构钢的含碳量用两位数字表示。碳质量分数以结构钢的含碳量用两位数字表示。碳质量分数以万分之一为单位的数字。如万分之一为单位的数字。如60Si2Mn;20CrMnTi。 2. 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳质量分数，用一位数字表示，（一位数）来表示碳质量分数，用一位数字表示，含碳量大于含碳量大于1%时不标出。时不标出。 如如5CrMnMo;Cr12注：注：碳质量分数数字之后，为钢中主要合金元素，碳质量分数数字之后，为钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明，平均质量分数少于质
3、量分数由其后面的数字标明，平均质量分数少于1.5%时不标数，平均质量分数为时不标数，平均质量分数为1.5%2.49%、2.5%3.49%时，相应地标以时，相应地标以2、3。三、合金钢的编号数字数字+化学元素化学元素+数字数字的方法表示。的方法表示。合金结构钢合金结构钢用于制造各种机器零件和各类用于制造各种机器零件和各类工程结构的钢。工程结构的钢。主要包括：1.合金渗碳钢2.合金调质钢3.合金弹簧钢4.滚动轴承钢。第二节合金结构钢 容器容器船舶船舶 车辆桥梁车辆桥梁储气罐储气罐拨叉拨叉变速齿轮变速齿轮1.合金渗碳钢合金渗碳钢a.用途用途在工作中主要经受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特
4、别是冲击载荷。如汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。b.性能要求性能要求表面渗碳层硬度高，以保证耐磨性和接触疲劳抗力。心部具有高的韧性和一定高的强度。有良好的热处理工艺性能在高的渗碳温度（900950）下，奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。c.成分特点低碳：Wc:0.10%0.25%。加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：主要加入少量合金元素Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。e.热处理方法热处理工艺：一般是渗碳后直接淬火低温回火。热处理后：渗碳层硬度为60HRC62HRC。心部硬度为25HRC48HRC；心
5、部冲击韧性一般都高于70kJ/cm2。d.典型钢种及牌号20Cr、20Mn2、20CrMnTi、18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4A。齿轮齿轮曲轴曲轴汽车万向节汽车万向节连杆连杆2.合金调质钢合金调质钢.用途用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。.性能要求大多承受多种工作载荷，受力复杂，要求高的综合机械性能，还要求有很好的淬透性。.成分特点中碳：Wc:0.25%0.50%之间，以0.4%居多；加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：除了提高淬透性外，还能提高钢的强度。提高回火稳定性的元素：Mo、W、V、Al等。d.d.钢种及牌号钢种及牌号4
6、0Cr、35CrMo、40CrNiMo等。e.e.热处理方法热处理方法预先热处理:退火或正火。最终热处理:淬火+高温回火。弹簧弹簧拉力弹簧拉力弹簧离合器弹簧离合器弹簧蝶形弹簧蝶形弹簧3.合金弹簧钢合金弹簧钢.用途合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。.性能要求高的弹性极限e，尤其是高的屈强比s/b以保证弹簧有足够高的弹性变形能力和较大的承载能力。高的疲劳强度r，以防止在震动和交变应力作用下产生疲劳断裂。足够的塑性和韧性，以免受冲击时脆断。此外，弹簧钢还要求有较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成形等。.成分特点中、高碳Wc:0.50%0.70%。主加元素Si、Mn、Cr
7、提高淬透性的，回火稳定性和屈强比。辅加元素W、Mo、V减小脱碳和过热敏感性，进一步提高弹性极限和屈强比。此外，弹簧的冶金质量对疲劳强度有很大的影响，所以弹簧钢均为优质钢或高级优质钢。.钢种和牌号以Si、Mn为主要合金元素的弹簧钢：65Mn和60Si2Mn。价格便宜，淬透性明显优于碳素弹簧钢。主要用于汽车、拖拉机上的板簧和螺旋弹簧。在Si、Mn基础上，加Cr、V、W等元素的弹簧钢：50CrVA。大大提高钢的淬透性，而且还有较高的高温强度、韧性和热处理工艺性能。可制作在350400温度下承受重载的较大弹簧。如高速汽油机的气门弹簧。.加工、热处理与性能弹簧按加工和热处理可分为两类：热成形弹簧用热轧钢
8、丝或钢板制成，具有高的屈服强度和弹性极限，并有一定的塑性和韧性，一般用来制作为较大型的弹簧。冷成形弹簧小尺寸弹簧一般用冷拉钢丝冷卷成形。4.滚动轴承钢.用途主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等。从化学成分上看它属于工具钢，所以也用于制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件。滚珠滚珠轴承.性能要求高的接触疲劳强度：轴承元件如滚珠与套圈，运动时为点或线接触，接触处的压应力高达1500MPa5000MPa；应力交变易造成接触疲劳破坏，产生麻点或剥落，所以轴承钢疲劳强度应很高。高的硬度和耐磨性：硬度一般为62HRC64HRC。足够的韧性和淬透性。此外，还要求在大气和润滑介质中有一
9、定的耐蚀能力和良好的尺寸稳定性。.成分特点高碳Wc:0.95%1.10%。铬为主加元素。提高淬透性和耐磨性，特别是疲劳强度。适宜Wcr:0.40%1.65%。加入硅、锰、钒等。Si、Mn进一步提高淬透性。V提高钢的耐磨性并防止过热。纯度要求极高。Ws0.02%；Wp0.027%。因此，轴承钢一般采用电炉冶炼和真空去气处理。.钢种和牌号铬轴承钢最常用的是GCr15。使用量占轴承钢的绝大部分。添加Mn、Si、Mo、V的轴承钢如GCr15SiMn、GCr15SiMnMoV等。.热处理方法热处理：球化退火、淬火和低温回火。工具钢按用途分为1.刃具钢2.模具钢3.量具钢第三节合金工具钢铣刀英制模板刀1.
10、合金刃具钢主要用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。a.性能要求基本性能要求：高硬度高硬度金属切削刀具的硬度一般都在60HRC以上高耐磨性高耐磨性高热硬性高热硬性热硬性是指钢在高温下保持高硬度的能力（亦称红硬性）足够的塑性和韧性足够的塑性和韧性以防刃具受冲击震动时折断和崩刃。c.成分特点（1）低合金刃具钢最高工作温度不超过300。高碳：Wc:0.9%1.1%。加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素：Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬透性，Si还能提高钢的回火稳定性；W、V能提高硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持细小的晶粒。（2）高速钢具有很高的热硬性。高碳：Wc:0.70%1.6%。
11、加入Cr、W、Mo、V等合金元素：Cr提高淬透性。W、Mo保证高的热硬性。V提高耐磨性，细化晶粒。d.钢种及牌号（1）低合金刃具钢典型钢种：9SiCr。加工过程：球化退火机加工淬火低温回火。（2）高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢齿轮滚刀（W18Cr4V钢）工艺路线：锻造球化退火粗加工淬火回火精加工表面处理。1.碳素工具钢：热硬性差，随使用温度提高迅速软化。2.高速钢：W18Cr4V在600还保持60HRC的高硬度。3.低合金刃具钢：9SiCr要保持同样的硬度，工作温度不能超过350。 模具模具2.合金模具钢按用途分：冷作模具钢和热作模具钢两大类。（1）冷作模具钢A.用途冷模具用于制
12、造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等，工作温度不超过200300。B.性能要求冷模具工作时承受很大的压力、弯曲力、冲击载荷和摩擦。应具有以下基本性能：高硬度，一般为58HRC62HRC；高耐磨性；足够的韧性和疲劳抗力；热处理变形小。C.成分特点高碳Wc:1.0%2.2%。高铬为主加合金元素，含量高达12%。提高钢的耐磨性和淬透性。辅加Mo、W、V等合金元素改善钢的淬透性。D.钢种和牌号9Mn2V、9SiCr、CrWMn要求不高的冷模具用低合金刃具钢制造。Cr12大型冷模具用钢，热处理变形很小，制造重载和形状复杂的模具。E.热处理方法球化退火淬火、回火。(2)热作模具钢A.用途用于制造各种热
13、锻模、热压模、热挤压模和压铸模等，工作时型腔表面温度可达600以上。B.性能要求性能要求：高的热硬性和高温耐磨性；高的抗氧化性能；高的热强性和足够的韧性，尤其是受冲击较大的热锻模钢；高的热疲劳抗力，以防止龟裂破坏；由于热模具一般较大，所以还要求热模具钢有高的淬透性和导热性。C.成分特点中碳Wc:0.3%0.6%。主加Cr、Ni、Mn、Si等提高淬透性和耐热疲劳性能，并增加钢的韧性。辅加元素Mo、W、V等提高高温强度和回火稳定性。D.钢种和牌号5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V等。E.热处理方法预先热处理：锻造后球化退火最终热处理：淬火高温回火，3.量具用钢A.用途用于制造各种量测工
14、具，如卡尺、千分尺、螺旋测微仪、块规、塞规等。螺纹规游标卡尺千分尺B.性能要求主要性能要求:(1)高硬度（大于56HRC）和高耐磨性；(2)高尺寸稳定性热处理变形要小。C.成分特点(1)高碳Wc:0.9%1.5%；(2)加入元素Cr、W、Mn等。D.量具用钢（1）尺寸小、形状简单、精度较低的量具，选用高碳钢制造；（2）复杂的精密量具一般选用低合金刃具钢；（3）精度要求高的量具选用CrMn、CrWMn、GCr15等制造。E.热处理方法锻造后球化退火机加工淬火、回火。特殊性能钢是指具有特殊物理化学性能并可在特殊性能钢是指具有特殊物理化学性能并可在特殊环境下工作的钢，如不锈钢，特殊环境下工作的钢，如
15、不锈钢，耐热钢，耐磨耐热钢，耐磨钢等。钢等。第四节特殊性能钢1.不锈钢不锈钢与耐酸钢的总称。不锈钢与耐酸钢的总称。（1）用途及性能要求在石油、化工、原子能、宇航、海洋开发、国防工业和一些尖端科学技术及日常生活中都得到广泛应用，例如化工装置中的各种管道、阀门和泵，热裂设备零件，医疗手术器械，防锈刃具和量具等。性能要求：（1）耐蚀性；（2）高硬度、高强度、高耐磨性；（3）较好的加工性能。（2）成分特点碳含量耐蚀性要求愈高，碳含量应愈低。大多数Wc:0.1%0.2%。主加合金元素铬、镍。铬含量:Wcr:12%30%。提高钢的耐蚀性。镍含量可达8%11%，可提高钢的强度。加入钼、铜、钛、铌、锰等。提高
16、钢的耐蚀性。（3）常用不锈钢马氏体不锈钢1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。有较高的硬度、耐磨性，但耐蚀性很低。铁素体型不锈钢1Cr17、1Cr17Ti等耐蚀性比Cr13型钢更好，但强度较低。主要用作耐蚀性要求很高而强度要求不高的构件，例如化工设备、容器和管道等。奥氏体型不锈钢Cr18Ni9型这类钢碳含量很低（约0.1%），强度、硬度低，无磁性，塑性、韧性和耐蚀性均较Cr13型不锈钢更好。1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti不锈钢表带不锈钢表带不锈钢容器不锈钢容器不锈钢船用螺旋桨不锈钢船用螺旋桨不锈钢剪刀不锈钢剪刀燃气轮机燃气轮机2.耐热钢是指在高温下具有高的热化学稳定性和热
17、强性的特殊钢。（1）用途及性能要求用于制造加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零部件。要求在高温下具有良好的抗蠕变和抗断裂的能力，良好的抗氧化能力、必要的韧性以及优良的加工性能。具有较好的抗高温氧化性能和高温强度（热强性）。（2）成分特点耐热钢中不可缺少的合金元素是Cr、Si或Al，特别是Cr。它们的加入，提高钢的抗氧化性，Cr还有利于热强性。Mo、W、V、Ti等元素加入钢中，能提高室温和高温强度及抗氧化性。（3）常用钢种常用钢种有0Cr13Al、1Cr17；1Cr18Ni9Ti、2Cr21Ni12N、2Cr23Ni13、4Cr14Ni14W2Mo、4Cr9Si2、1Cr11MoV等。3.耐磨
18、钢（1）用途及性能要求主要用于运转过程中承受严重磨损和强烈冲击的零件，如车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机颚板和铁轨分道叉等。对耐磨钢的主要要求是有很高的耐磨性和韧性。高锰钢是目前最主要的耐磨钢。破碎机颚板破碎机颚板挖掘机斗齿挖掘机斗齿铁轨分道叉铁轨分道叉履带履带（2）成分特点高碳Wc:1.0%1.3%。高锰锰是扩大奥氏体区的元素，它和WMn:1114%。一定量的硅硅可改善钢水的流动性，并起固溶强化的作用。WSi:0.3%0.8%。（3）典型钢种ZGMn13高锰钢由于机械加工困难，故基本上是铸态下使用。箱箱箱箱 体体体体可用于制造各种机器零件，如机床的床身、床头箱；发动机的汽缸体、缸套、活塞环、曲轴
19、、凸轮轴；轧机的轧辊及机器的底座等。铸铁Wc2.11%、并常含有较多的Si、Mn、S、P等元素的铁碳合金。第五节第五节铸铸铁铁铸铁的石墨化铸铁的石墨化铸铁中石墨的形成过程。第一阶段第一阶段：共晶石墨共晶石墨 第二阶段：第二阶段：二次石墨二次石墨 第三阶段：第三阶段：共析石墨共析石墨 一、铸铁概述一、铸铁概述（一）铸铁的石墨化过程（一）铸铁的石墨化过程（一）铸铁的石墨化过程（一）铸铁的石墨化过程1白口铸铁白口铸铁2麻口铸铁3灰口铸铁（1）灰铸铁）灰铸铁碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；（2）可锻铸铁）可锻铸铁碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁；碳主要以团絮状石墨形式出
20、现的铸铁；（3）球墨铸铁）球墨铸铁碳主要以球状石墨形式出现的铸铁；碳主要以球状石墨形式出现的铸铁；（4）蠕墨铸铁）蠕墨铸铁碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。（二）铸铁的分类（二）铸铁的分类1.性能性能良好的铸造性能良好的减震性较低的缺口敏感性良好的切削加工性良好的减摩性良好的抗压性能灰铸铁是价格便宜、应用最广泛的铸铁材料。二、二、灰铸铁灰铸铁(a)F+G片(b)F+P+G片(c)P+G片铁素体铁素体(F)+(F)+片状石墨片状石墨(G)(G)；铁素体铁素体(F)+(F)+珠光体珠光体(P)+(P)+片状石墨片状石墨(G)(G)；珠光体珠光体(P)+(P)+片状
21、石墨片状石墨(G)(G)。灰铸铁的组织示意图灰铸铁的组织示意图灰铸铁的组织示意图灰铸铁的组织示意图2.灰铸铁的三种组织类型灰铸铁的三种组织类型3.灰铸铁的牌号灰铸铁的牌号 “ “HT”HT”表示表示“ “灰铁灰铁” ”，后面数字表示最低抗拉，后面数字表示最低抗拉强度。强度。类类类类 别别别别牌号牌号牌号牌号用用用用 途途途途 举举举举 例例例例铁铁铁铁素体素体素体素体灰灰灰灰铸铁铸铁铸铁铸铁HTl00HTl00HTl00HTl00低低低低载载载载荷和不重要零件，如盖、外罩、手荷和不重要零件，如盖、外罩、手荷和不重要零件，如盖、外罩、手荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮轮轮轮、支架等支架等支架等支
22、架等铁铁铁铁索体索体索体索体珠光体珠光体珠光体珠光体灰灰灰灰铸铁铸铁铸铁铸铁HT150HT150HT150HT150承受中等承受中等承受中等承受中等应应应应力的零件，如底座、床身、工作力的零件，如底座、床身、工作力的零件，如底座、床身、工作力的零件，如底座、床身、工作台、台、台、台、阀阀阀阀体、管路附件及一般工作条件要求的体、管路附件及一般工作条件要求的体、管路附件及一般工作条件要求的体、管路附件及一般工作条件要求的零件零件零件零件珠光体珠光体珠光体珠光体灰灰灰灰铸铁铸铁铸铁铸铁HT200HT200HT200HT200 承受承受承受承受较较较较大大大大应应应应力和力和力和力和较较较较重要的零件
23、，如汽缸体、重要的零件，如汽缸体、重要的零件，如汽缸体、重要的零件，如汽缸体、齿轮齿轮齿轮齿轮、机座、床身、活塞、机座、床身、活塞、机座、床身、活塞、机座、床身、活塞、齿轮齿轮齿轮齿轮箱、油缸等箱、油缸等箱、油缸等箱、油缸等HT250HT250HT250HT250孕育孕育孕育孕育铸铁铸铁铸铁铸铁HT300HT300HT300HT300床身床身床身床身导轨导轨导轨导轨，车车车车床、冲床等受力床、冲床等受力床、冲床等受力床、冲床等受力较较较较大的床身、大的床身、大的床身、大的床身、机座、主机座、主机座、主机座、主轴轴轴轴箱、卡箱、卡箱、卡箱、卡盘盘盘盘、齿轮齿轮齿轮齿轮等，高等，高等，高等，高压压
24、压压油缸、油缸、油缸、油缸、泵泵泵泵体、体、体、体、阀阀阀阀体、体、体、体、衬衬衬衬套、凸套、凸套、凸套、凸轮轮轮轮，大型，大型，大型，大型发动发动发动发动机的曲机的曲机的曲机的曲轴轴轴轴、汽缸体、汽缸盖等、汽缸体、汽缸盖等、汽缸体、汽缸盖等、汽缸体、汽缸盖等HT350HT350液压件液压件阀门阀门叶轮叶轮发动机飞轮发动机飞轮较高的强度、塑性和冲击韧性，可部分代替碳钢。比灰铸铁性能优越；适用于薄壁、形状复杂的零件。但生产周期长、工艺复杂，成本较高，已逐步被球墨铸铁所代替。1.性能特点由白口铸铁通过退火处理得到的一种高强铸铁。三、三、可锻铸铁可锻铸铁2.可锻铸铁的组织示意图可锻铸铁的组织有二种类
25、型：可锻铸铁的组织有二种类型：可锻铸铁的组织有二种类型：可锻铸铁的组织有二种类型：（1 1）铁素体）铁素体）铁素体）铁素体(F)+(F)+团絮状状石墨团絮状状石墨团絮状状石墨团絮状状石墨(G)(G)；（2 2）珠光体）珠光体）珠光体）珠光体(P)+(P)+团絮状石墨团絮状石墨团絮状石墨团絮状石墨(G)(G)。类类类类别别别别牌号牌号牌号牌号应用举例应用举例应用举例应用举例黑心可黑心可黑心可黑心可锻铸铁锻铸铁锻铸铁锻铸铁KTH300-06KTH300-06KTH330-08KTH330-08KTH35010KTH35010KTH37012KTH37012汽车、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹汽车、
26、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹汽车、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹汽车、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹簧钢板支座等，机床上用的扳手，低压阀簧钢板支座等，机床上用的扳手，低压阀簧钢板支座等，机床上用的扳手，低压阀簧钢板支座等，机床上用的扳手，低压阀门，管接头，铁道扣板和农具等门，管接头，铁道扣板和农具等门，管接头，铁道扣板和农具等门，管接头，铁道扣板和农具等珠光体珠光体珠光体珠光体可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁KTZ550-04KTZ550-04KTZ700-02KTZ700-02曲轴，连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，活塞曲轴，连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，活塞曲轴，连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，活塞曲轴，
27、连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，活塞环等环等环等环等3.可锻铸铁的牌号（1 1）铁素体可锻铸铁以）铁素体可锻铸铁以“ “KT”KT”表示，表示，KT350-10KT350-10（2 2）珠光体可锻铸铁以）珠光体可锻铸铁以“ “KTZ”KTZ”表示，表示， KTZ600-3KTZ600-3其后两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。其后两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。四、四、球墨铸铁球墨铸铁它是向出炉的铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的。1.性能球墨铸铁与灰铸铁相比，有高的强度和良好的塑性与韧性。其综合机械性能接近于钢，因其铸造性能好，成本低廉，生产方便，在工业中得到了广泛的应用。2.球墨铸铁的成分和球化处
28、理（1）成分要求严格，一般范围是：WC:3.6%3.9%,WSi2.2%2.8%,WS0.07%,WP0.1%。(2)球化处理:球化剂:稀土镁合金；孕育剂：硅铁和硅钙合金等。3.球墨铸铁的组织可分为四种类型：铁素体铁素体铁素体铁素体(F)+(F)+球状石墨球状石墨球状石墨球状石墨(G)(G)，铁索体铁索体铁索体铁索体(F)-(F)-珠光体珠光体珠光体珠光体(P)+(P)+球状石墨球状石墨球状石墨球状石墨(G)(G)，珠光体珠光体珠光体珠光体(P)+(P)+球状石墨球状石墨球状石墨球状石墨(G)(G)，下贝氏体下贝氏体下贝氏体下贝氏体(B(B下下下下)+)+球状石墨球状石墨球状石墨球状石墨(G)
29、(G)。基体基体基体基体类类类类型型型型牌号牌号牌号牌号用途用途用途用途举举举举例例例例铁铁铁铁素体素体素体素体QT400-15QT400-15QT400-15QT400-15QT400-10QT400-10QT400-10QT400-10阀阀阀阀体，汽体，汽体，汽体，汽车车车车、内燃机、内燃机、内燃机、内燃机车车车车零件，机零件，机零件，机零件，机床零件，减床零件，减床零件，减床零件，减谴谴谴谴器壳器壳器壳器壳铁铁铁铁素体素体素体素体+ + + +珠光体珠光体珠光体珠光体QT500-7QT500-7QT500-7QT500-7机油机油机油机油泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮，机，机，机，机车车车车、
30、车辆轴车辆轴车辆轴车辆轴瓦瓦瓦瓦珠光体珠光体珠光体珠光体QT700-2QT700-2QT700-2QT700-2QT800-2QT800-2QT800-2QT800-2柴油机曲柴油机曲柴油机曲柴油机曲轴轴轴轴、凸、凸、凸、凸轮轴轮轴轮轴轮轴汽缸体、汽缸体、汽缸体、汽缸体、缸套，活塞缸套，活塞缸套，活塞缸套，活塞环环环环，部分磨床、，部分磨床、，部分磨床、，部分磨床、铣铣铣铣床、床、床、床、车车车车床的主床的主床的主床的主轴轴轴轴等等等等下下下下贝贝贝贝氏体氏体氏体氏体QT900-2QT900-2QT900-2QT900-2汽汽汽汽车车车车的螺旋的螺旋的螺旋的螺旋锥齿轮锥齿轮锥齿轮锥齿轮，拖拉机
31、减速，拖拉机减速，拖拉机减速，拖拉机减速齿轮齿轮齿轮齿轮柴油机凸柴油机凸柴油机凸柴油机凸轮轴轮轴轮轴轮轴4.球墨铸铁的牌号球墨铸铁牌号用球墨铸铁牌号用“ “QT”QT”标明，其后两组数值表示最标明，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和延伸率。低抗拉强度极限和延伸率。QT420-10QT420-10、QT600-2QT600-2、QT800-2QT800-2球墨铸铁管道接口球墨铸铁管道接口 五、五、蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。蠕墨铸铁以“RuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度。RuT300、RuT420蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的组织示意图示意图示意图
32、示意图衬板衬板衬板衬板铧式犁铧式犁铧式犁铧式犁六、特殊性能铸铁六、特殊性能铸铁（合金铸铁）（合金铸铁）在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合金铸铁。（1）耐磨铸铁是指不易磨损的铸铁。扇形扩散器扇形扩散器扇形扩散器扇形扩散器 排气管排气管排气管排气管（2）耐热铸铁耐热铸铁是指可以在高温下使用，其抗氧化或抗生长性能符合使用要求的铸铁。（3）耐蚀铸铁耐蚀铸铁是指能耐化学、电化学腐蚀的铸铁。主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。铝合金、铜合金、轴承合金、硬质合金以及钛合金、镁合金等。此外还有耐蚀合金、高温合金、形状记忆合金、超塑性合金、超导材料、非晶态合金等大多也属于非铁金属材料
33、。除了钢铁（黑色）以外其他金属的统称。第六节第六节有色金属有色金属一、一、铜及铜合金铜及铜合金性能：1.优异的物理、化学性能2.良好的加工性能3.具有某些特殊机械性能4.色泽美观（一）工业纯铜纯铜呈紫红色，常称紫铜，工业纯铜分为四种：T1、T2、T3、T4。编号越大，纯度越低。纯铜主要用于制作电导体及配制合金。纯铜的强度低,不宜作结构材料。纯铜管纯铜管（二）铜合金1.黄铜：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。 （1 1） 普通黄铜：普通黄铜是铜锌二元合金。普通黄铜：普通黄铜是铜锌二元合金。 （2 2） 特殊黄铜特殊黄铜 铅黄铜铅黄铜 HPb63-3HPb63-3 锡黄铜锡黄铜 HSn62-1H
34、Sn62-1 铝黄铜铝黄铜 HAl60-1-1HAl60-1-1 硅黄铜硅黄铜 HSi65-1.5-3HSi65-1.5-32.2.青铜：青铜： 3.3.白铜白铜 黄铜制品黄铜制品黄铜制品黄铜制品法兰阀法兰阀闸阀闸阀冷凝器管冷凝器管二、二、铝及铝合金铝及铝合金 特点：1.密度小、比强度高2.优良的物理、化学性能3.加工性能良好（一）纯铝的分类1.高纯铝纯度99.9399.99%，牌号L01、L02、L03、L04，编号越大，纯度越高。用于科学研究及制作电容器等。2.工业高纯铝纯度98.8599.9%，牌号L0、L00。用于作铝箔、包铝、冶炼铝合金的原料。3.工业纯铝纯度98.099.0%，牌号
35、L1、L2、L3、L4、L5，编号越大，号越大，纯度越低。用于制作电线、电缆、器皿及配制合金。（二）铝合金铝中加入合金元素后，可获得铝合金。铝合金具有较高的强度，良好的加工性能。铝合金可用于制造承受较大载荷的机器零件和构件。根据成分及工艺特点，铝合金分变形铝合金和铸造铝合金两类。（1）变形铝合金（2）铸造铝合金1.变形铝合金变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金等。（1）防锈铝合金防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁。（2 2） 硬铝合金硬铝合金 硬铝合金为硬铝合金为Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系合金系合金, ,另含有少量锰。另含有少量锰。 铝合金散热器铝合金散热器铝合金装饰
36、条铝合金装饰条铝合金汽车车身铝合金汽车车身铝合金型材铝合金型材（3）超硬铝合金超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金，含有少量的铬和锰。飞机前起落架飞机前起落架飞机用座椅轨道及航空零件飞机用座椅轨道及航空零件（4 4） 锻铝合金锻铝合金锻铝合金为锻铝合金为Al-Mg-Al-Mg-SiSi-Cu-Cu或或Al-Cu-Mg-Ni-FeAl-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。系合金。压气机叶片压气机叶片2.铸造铝合金（1）Al-Si铸造铝合金(硅铝明)（2）Al-Cu铸造铝合金（3）Al-Mg铸造铝合金（4）Al-Zn铸造铝合金铸造铝合金的应用铸造铝合金的应用铸造铝合金的应用铸造铝合金的应用铝合金发动
37、机缸体和缸盖铝合金发动机缸体和缸盖铝合金发动机缸体和缸盖铝合金发动机缸体和缸盖1.铸造铝铸造铝 硅合金硅合金 ( ZL101ZL111 ) :活塞活塞( (裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金) )2.铸造铝铸造铝 铜合金铜合金 ( ZL201ZL203 ) :汽缸头汽缸头3.铸造铝铸造铝 镁合金镁合金 ( ZL301、ZL302 ) :鼓风机用密封件鼓风机用密封件(ZL102)(ZL102)及及抗空架件抗空架件(ZL301)(ZL301)4.铸造铝铸造铝 锌合金锌合金 ( ZL401、ZL402 ) : 大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL401)(ZL401)三、轴承合金三、轴承合金1. 定义定义
38、:工件体工件体轴轴轴瓦轴瓦2. 性能要求性能要求 :（1） 在工作温度下在工作温度下,应具有足应具有足 够的够的抗压强度抗压强度、疲劳强度疲劳强度 和和高的耐磨性高的耐磨性。（2）具有足够的）具有足够的塑性与韧性塑性与韧性。（3） 具有具有较小的摩擦系数较小的摩擦系数。（4）具有良好的）具有良好的磨合性磨合性。（5）具有良好的）具有良好的抗蚀性抗蚀性。（6）具有良好的）具有良好的导热性导热性。（7）具有较）具有较小的膨胀系数小的膨胀系数。（8）具有良好的）具有良好的抗咬合性抗咬合性。各类型轴瓦各类型轴瓦巴氏合金轴瓦巴氏合金轴瓦内燃机轴瓦内燃机轴瓦（一）锡基轴承合金(锡基巴氏合金)锡基轴承合金是
39、一种软基体硬质点类型的轴承合金。常用的牌号是ZChSnSb11-6（含11%Sb和6%Cu，余Sn）。（二）铅基轴承合金铅基轴承合金（铅基巴氏合金）也是一种软基体硬质点类型的轴承合金。铅锑系的铅基轴承合金应用很广，典型牌号有ZChPbSb16-16-2，成分为16%Sb、16%Sn、2%Cu、其余为Pb。（三）铜基轴承合金（四）铝基轴承合金用于汽车、拖拉机、内燃机车等高速重载轴承。一、粉末冶金及其特点1.粉末冶金的基本工艺用金属粉末（或金属与非金属粉末）作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。（1）金属粉末制取；（2）压制成形；（3）烧结；（4）后处理。四、粉末冶金材料2.粉末
40、冶金的特点（1）适应性强；（2）可以生产特殊性能产品；（3）工艺过程和生产设备简单；（4）金属利用率高。二、常用粉末冶金材料（一）硬质合金以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的金属钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。1.硬质合金的特点（1）硬度、耐磨性和红硬性高；（2）强度、弹性模量高；（3）耐蚀性、抗氧化性好；（4）线膨胀系数小；（5）成型制品不再加工、重磨。2.常用硬质合金（1）钨钴类硬质合金主要化学成分是碳化钨及钴。牌号：由“YG”（“硬”、“钴”二字的汉语拼音字首）及平均含钴量的百分数组成。（2）钨钛钴类硬质合金主要化学成分是碳化钨、碳化钛及钴。牌号：由“YT”（“硬”、“钛”二字的汉语拼音字首）和碳化钛平均含量的百分数组成。（3）钨钛钽（铌）类硬质合金主要化学成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。牌号：由“YW”（“硬”、“万”二字的汉语拼音字首）加顺序号组成。刀具参考文献机械工程材料武建军主编国防工业出版社机械工程材料梁耀能主编华南理工大学出版社机械制造基础京玉海主编清华大学出版社机械工程材料与热加工工艺梁戈编机工出版社机械制造工艺基础骆莉主编华中科技大学出版社
