第1章 机械常用金属材料及热处理
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%82%BC%E9%92%
目录
1．1金属材料的力学性能及工艺性能
金属材料的力学性能
金属材料的工艺性能
1．2钢的热处理
．退火
．正火
．淬火
．回火
．钢的表面热处理
1．3常用的金属材料
碳素钢
合金钢
铸铁
引子——
材料：金属材料和非金属材料（塑料、橡胶、
陶瓷、复合材料），金属材料应用最广泛。
材料的使用性能与成分、组织及加工工艺密
切相关，尤其是金属材料，可通过不同热处
理方法来改变金属的表面成分和内部组织结
构，以获得不同的性能，改善工艺性能和延
长使用寿命。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%AB%98%E7%A2%B3%E9%92%A2%E6%8B%89%E4%BC%B8%E5%AE%9E%E9%AA%
引子——
金属材料主要性能：力学性能、物理性能、化学性
能和工艺性能等。
金属材料：纯金属(应用较少：价贵、强度低)和合
金（常用）。
力学性能：金属材料在外力作用下所表现的抵抗能
力——性能指标：弹性、塑性、强度、硬度、韧性，
且是机械设计、材料选择、工艺评定、材料检验的
主要依据。
工艺性能：指金属材料具有的能够适应各种加工工
艺要求的能力，是力学、物理和化学性能的综合表
现，包括铸造性能、锻造性能、热处理性能和切削
加工性能。
金属材料的力学性能
强度
1．屈服点
2．抗拉强度
塑性
1）断后伸长率
2）断面收缩率
硬度
1．布氏硬度
2．洛氏硬度
冲击韧度
疲劳强度
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E4%BD%8E%E7%A2%B3%E9%92%A2%E6%8B%89%E4%BC%B8%E5%AE%9E%E9%AA%
强度
强度： 指机金属材料在外力作用下抵抗塑性
变形和断裂的能力。
强度大小可按国家标准的规定通过拉伸试验
来测定。
1．屈服点
2．抗拉强度
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%AB%98%E7%A2%B3%E9%92%A2%E6%8B%89%E4%BC%B8%E5%AE%9E%E9%AA%
1．屈服点
屈服：当负荷不再增加时，而试样的塑性变
形量明显增加的现象。
屈服点：产生屈服现象时的应力。
除低碳钢、中碳钢及少数合金钢有屈服现象外，
大多数金属材料没有明显的屈服现象。
因此，规定产生%残余伸长时的应力作为屈服
强度。
2．抗拉强度
试样在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉
强度。
显然，试样不能在承受此载荷的条件下工作，
这样将导致构件破坏。
塑性
金属在外力作用下产生塑性变形，其表示：
1）断后伸长率
2）断面收缩率
1）断后伸长率
断后伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原
始长度的百分比。
一般规定短试样：L=5d，长试样：L=10d
2）断面收缩率
断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积
的最大减缩量与原横截面积的百分比。
以上两个数值越大，说明金属材料的塑性越好，
良好的塑性是金属进行塑性加工的必要条件，一
般断后伸长率达5％、断面收缩率达10％可满足
要求。
硬度
硬度：
1）指金属材料表面抵抗硬物压入的能力；
2）金属表面对局部塑性变形的抗力。
硬度是检验毛坯或成品件、热处理件的重要
性能指标。
硬度指标：
1．布氏硬度
2．洛氏硬度
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%86%E5%90%8E%E7%A1%AC%E5%BA%A6%E6%B5%8B%E8%AF%
1．布氏硬度
测量方法：将一定直径
（10，5，，2，
1mm）的淬火球加以
一定的载荷，压入被测
金属材料的表面，根据
所用载荷的大小和所得
压痕面积来计算压痕球
面上的平均压力。
HBS（淬火钢球）
HBW（硬质合金球）
布氏硬度
测量特点：
数据较准
确，但不
宜于测太
薄、太硬
的材料
2．洛氏硬度
测量方法：在特点的压头上加上压力压入被
测资料，根据压痕的深度来度量材料的硬度
值。压痕越深，材料愈软，硬度值愈低。
按压头种类和所加载荷不同，洛氏硬度指标
符号有：HRA、HRB、HRC。工程上常使用
HRC硬度指标。
洛氏硬度测量特点：操作简便迅速，可直接
从表盘上读出硬度值，没有单位。由于压痕
小，可用于成品及薄件检验，但不如布氏硬
度试验准确。
冲击韧度
由于许多机械经常受到冲击载荷——必须具
有抵抗冲击载荷而不破坏的能力。
冲击韧度：金属材料抵抗冲击载荷的能力。
冲击由于是瞬时的，其载荷比静载荷要大的
多。
冲击试验
工程上常用一次摆锤
冲击测定冲击韧度。
冲击韧度不直接用于
设计计算——材料往
往不是一次冲击破坏
的。
疲劳强度
疲劳：在交变载荷下工作的零件虽然工作应
力远低于抗拉强度，甚至低于屈服点，但在
长时间工作后会突然断裂。
特点：疲劳断裂时不发生明显的塑性变形，
断裂是突然的，具有很大的危险性，常造成
严重的事故。
疲劳强度
据统计，损坏的零件中，80％由于金属疲劳
而造成的。
疲劳强度：在一定的循环次数下不发生断裂
的最大应力。循环次数：钢铁107，非鉄金属
108，当循环应力对称时，疲劳强度用表示。
疲劳破坏通常发生在金属材料最薄弱的部位
——材料内部缺陷、加工造成的磨痕、刀痕、
局部应力集中产生的裂纹。
1．1金属材料的工艺性能
1．铸造性能
2．锻造性能
3．焊接性能
4．切削加工性能
1．铸造性能
铸造：将熔融金属浇铸、压射或吸入铸造型腔中，
待其凝固后得到一定形状和性能的铸件的方法。
铸造性能：浇铸时液态金属的流动性、凝固时的收
缩性和偏析倾向。
流动性好：金属具有良好的充满型腔的能力，能铸
出大而薄的铸件。
收缩：液态金属凝固时体积收缩和凝固后的线收缩，
收缩小可提高液态金属的利用率，减少变形和裂纹
的可能性。
偏析：铸件凝固后各化学成分的不均匀，若偏析严
重，将使铸件的力学性能变差。
灰铸铁和青铜具有良好的铸造性能。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E6%95%B4%E6%A8%A1%E9%80%A0%E5%9E%
2．锻造性能
锻造性能：材料在压力加工时，能改变形状
而不产生裂纹的性能，是材料塑性好坏的表
现。
锻造性：低碳钢——良好；碳钢比合金钢好；
铸铁无。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%94%BB%E9%80%A0%20(2).flv
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%94%BB%E9%80%A0%20(1).flv
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E5%94%90%E5%88%80%E9%94%BB%E9%80%A0%E5%85%A8%E8%BF%87%E7%A8%
3．焊接性能
焊接性能：材料在通常
焊接方法和焊接工艺条
件下，能否获得质量良
好焊缝的性能。
焊接性能好——焊缝中
不易产生气孔、夹渣或
裂纹。
焊接性能比较：低碳钢
好，高碳钢和铸铁较差。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%84%8A%E6%8E%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%84%8A%E6%8E%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%84%8A%E6%8E%A5%E4%BD%8D%E7%BD%
4．切削加工性能
切削加工性能：对工件材料进行切削加工的
难易程度。
与材料本身化学成分、金相组织、刀具几何
形状有关。
硬度过高或过低、韧性过大——切削性能较
差。
灰铸铁具有良好的切削加工性能。
1．2钢的热处理
．退火
．正火
．淬火
．回火
．钢的表面热处理
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E4%B8%BB%E8%BD%B4%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%92%A2%E7%9A%84%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%86%E6%A6%82%E8%BF%
引子——
热处理：将钢在固
态下通过加热、保
温和不同的冷却方
式，改变金属内部
结构，从而获得所
需性能的操作工艺，
工艺曲线如图1－
4。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%86%E7%9A%84%E5%BA%94%E7%94%
引子——
特点：不改变工件的形状和尺寸，只改变工件的性
能（强度、硬度、耐磨性、塑性、韧性、加工性能）
。
作用：材料给人们提供的性能是有限的，经过热处
理的零件，可以使材料的各种性能得到很大的改善
和提高，充分发挥材料的潜力，延长寿命和节约材
料。
机床、汽车、拖拉机制造中，80％的材料要热处理。
刀具、量具、模具和滚动轴承要全部进行热处理。
引子——
热处理分类：
引子——
零件制造一般过程：选原料——锻造——预选
热处理——机械加工——最终热处理。
预选热处理：退火和正火——消除组织缺陷和
内应力。
含碳量——钢：%；铁：>%
；45号钢бb＝600MPa。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%80%80%E7%81%AB%E4%B8%8E%E6%AD%A3%E7%81%
热处理工艺曲线示意图
相图
晶界的原子排列
相图
相图
以相组成物表示的鉄碳合金相图
以组织组成物表示的鉄碳合金相图
奥氏体形成过程
金相组织
铁素体F：室温下碳溶量%，727℃溶
%——强度和硬度（HB=50－80）低，而塑
性和韧性好的相；——δ＝30－50％，ψ＝70－80
％，бb＝180－280MPa
奥氏体A：最高溶碳%（1148℃）——HB＝
170－220；δ＝40－50％塑性很高。
渗碳体Fe3C：含碳量%。——熔点1227℃，硬
度很高（HB=800）而脆，塑性几乎为零。
渗碳体在钢和铸铁中，一般呈片状、网状或球状存
在。它的形状和分布对钢的性能影响很大，是铁碳
合金的重要强化相。
金相组织
加热
冷却
临界
温度
金相组织
上贝氏体
550℃ ：脆
性较大、硬
度较低。
下贝氏体
350℃ ：较
高强度和硬
度，良好的
塑性和韧性。
马氏体
230℃：高
硬度
上贝氏体（400×） 下贝氏体（ 400×
）
板条马氏体（400×） 针状马氏体（400×
）
．退火
退火：将钢加热到高于或低于临界温度，保
温一段时间后缓慢冷却（随炉冷却或埋入导
热性能较差的介质中），从而获得接近平衡
组织的一种热处理工艺。
退火可以获得接近平衡状态的组织，与其它热处
理工艺相比，退火钢的硬度最低，内应力可全部
消除，可提高刚才冷变形后的塑性。又由于退火
过程中发生重结晶，故可细化晶粒，改善组织，
所以退火可以达到各个不同的目的。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E6%9D%BF%E5%B8%A6%E7%94%9F%E4%BA%A7%E5%B7%A5%E8%89%BA-%E7%BD%A9%E9%80%80%E7%81%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E8%BD%B4%E6%89%BF%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%
退火
正火
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%80%80%E7%81%AB%E4%B8%8E%E6%AD%A3%E7%81%
．正火
正火: 将钢加热到Ac3（亚共析钢）或
Accm（过共析钢）以上30－50℃，保温后
从炉中取出在空气中冷却的一种操作方法。
正火的冷却速度较退火快，所得到的组织较细，
强度和硬度较高。
此外，正火是在炉外冷却，不占用加热设备，生
产周期比退火短，生产效率高，能量消耗少，工
艺简单经济，所以低碳钢多采用正火来代替退火。
．淬火
淬火：将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1
（过共析钢）以上30－50℃ ，保温后在水中
或油中快速冷却的一种操作工艺。
淬火目的: 为了获得马氏体组织，然后再配合
适当的回火，获得多种多样的使用性能。
如：刀具和量具——高的硬度和耐磨性；轴和齿
轮——较好的韧性。——淬火＋回火。
回火通常作为最终热处理。
45钢的正常淬火
组织（400×）
35钢的760℃淬火
组织（400×）
T12钢的正常淬火
组织（400×）
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%8C%BE%E5%AD%90%E7%9A%84%E5%88%83%E7%A3%A8%E4%B8%8E%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E7%83%AD%E5%A4%84%E7%90%86%E7%82%
．淬火
淬透性：钢获得淬硬层深度的能力，淬硬层越深，
表明钢的淬透性越好。
钢的淬透性好坏对力学性能的影响很大，当工件整
个截面都淬透时，回火后表面和心部得到完全一致
的力学性能；若不能全部淬透，表面和心部的组织
不同，经回火后的性能就不一致。
淬硬性：指淬火后获得的最高硬度，主要取决于马
氏体中的含碳量。
淬透性好的钢，它的淬硬性不一定高，如：高碳工
具钢与低碳合金钢，前者淬硬性较高，后者淬透性
较高。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E6%89%8B%E6%8B%BF%E7%9D%80%E6%B7%AC%E7%81%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E9%93%BE%E8%BD%AE%E5%8F%8C%E9%A2%91%E5%8A%A0%E7%83%AD%E4%BB%BF%E5%BD%A2%E6%84%9F%E5%BA%94%E6%B7%AC%E7%81%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E6%B7%AC%E7%81%AB%20%E6%B7%AC%E7%81%AB%E4%B8%93%E7%94%A8%E8%AE%BE%E5%A4%87%20%E5%9B%BD%E9%9F%B5%E7%94%B5%E5%AD%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E6%9C%BA%E5%BA%8A%E5%AF%BC%E8%BD%A8%E6%B7%AC%E7%81%
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91/%E5%B7%A5%E4%BB%B6%E5%86%85%E5%AD%94%E6%B7%AC%E7%81%AB%E4%B8%93%E7%94%A8%E8%AE%BE%E5%A4%
碳钢的
淬火温
度范围
钢的热处
理与硬度
（影线部
分为合适
的切削加
工硬度范
围）
．回火
淬火后应及时回火，以保证达到所需要的性
能——调质。
淬火：硬而脆，存在内应力。
回火：将淬火的钢重新加热到Ac1以下某一
温度，保温一段时间，然后置于空气或水中
冷却。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91%5C%E5%9B%9E%E7%81%
．回火
目的：
1）降低淬火钢的脆性和内应力，防止变形或开裂。
2）调整和稳定淬火钢的结晶组织，以保证工件不再发生形
状和尺寸的改变。
3）获得不同需要的力学性能，通过适当的回火来获得所要
求的强度、硬度和韧性，以满足各种工件的不同使用要
求。淬火经回火后，硬度随回火温度的升高而降低，回
火一般也是热处理的最后一道工序。
根据工件的不同性能要求，将回火分类如下：
1）低温回火（150－250℃）
2）中温回火（350－500℃）
3）高温回火（500－600℃）
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91%5C%E5%9B%9E%E7%81%
．回火
1）低温回火（150－250℃）——回火马氏体：降低
淬火钢的应力和脆性，提高韧性，保持高硬度和耐
磨性。——高碳钢刀具、冷作模具、量具、滚动轴
承和渗碳、表面淬火件。
2）中温回火（350－500℃）——回火托氏体：显著
减少工件的淬火应力和脆性，具有较高的弹性极限
和屈服点，并具有一定的韧性——弹簧、弹性夹头
和锻模的热处理。
3）高温回火（500－600℃）——回火索氏体：使工
件获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学
性能。淬火后高温回火——调质处理、调质——用
于受力情况复杂的重要零件（轴、齿轮、连杆）
250－350℃——容易发生回火脆性，故避开。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91%5C%E4%BD%8E%E6%B8%A9%E5%9B%9E%E7%81%
．调质
：淬火+高温回火
——改善材料的综合力学性能：
（1） 表面硬——耐磨；
（2）芯部韧性好——抗冲击。
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91%5C%E4%B8%AD%E9%A2%91%E8%B0%83%E8%B4%A8%E7%94%9F%E4%BA%A7%E7%BA%BF%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E7%8E%B0%E5%9C%BA%20(1).flv
．钢的表面热处理
表面层强化的提出——①要求材料具有耐磨的高硬
度 ②要求材料具有抗冲击的高韧性：表层承受着比
内部高的应力——对零件的表面层提出了强化（表
面的高的强度、硬度、耐磨性、疲劳极限，内部保
持足够的塑性和韧性）的要求。
表面热处理：
1．表面淬火：快速加热、喷水冷却。加热：感应、
火焰、电接触、电解液。前两者应用最多。
2．化学热处理：放入特定介质中加热和保温，使一
种或几种元素渗入工件表面。
1）渗碳 渗入碳原子（气体、固体、液体）
2）氮化 渗入氮原子
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91%5C%E5%8F%8C%E5%B7%A5%E4%BD%8D%E6%B7%AC%E7%81%AB%E6%9C%BA%E5%BA%8A%20(1).flv
1．3常用的金属材料
金属材料包括：钢铁材料、非铁金属。
钢铁材料包括：钢、铸铁。钢应用最广泛。
非铁金属包括：钢以外的金属及其合金。
碳素钢
合金钢
铸铁
%E6%9C%BA%E6%9E%84%E8%A7%86%E9%A2%91%5C%E7%82%BC%E9%93%81%E7%82%BC%E9%92%A2%E5%8F%8A%E6%9D%90%E6%96%
碳素钢
含碳<%，实际<%，其中含有少
量Si、Mn、P、S等
1. 碳素钢的分类
2．碳钢的牌号和用途
1. 碳素钢的分类
1）按含碳量分类
①低碳钢。w(C)≤%
②中碳钢。w(C)= %%
③高碳钢。w(C)≥%
2）按钢的质量分类（杂质）
①普通钢。 w(S)≤%，w(P)≤%
②优质钢。 w(S)、w(P)≤%
③高级优质钢。w(S)、w(P)≤%
3）按用途分类
①碳素结构钢。 用于制造工程结构（如桥梁、船舶和
建筑）和机械零件（如齿轮、轴和连杆）——低、中碳
钢。
②碳素工具钢。 用于制造各种工具（如刀具、模具、
量具）——高碳钢。
2．碳钢的牌号和用途
与合金钢相比，碳钢优点：工业应用最广泛，
冶炼方便、价格低廉、产量大、优良的可锻
性、焊接性、切削加工性能。
为了管理——命名和编号：
（1）碳素结构钢
（2）优质碳素结构钢
（3）碳素工具钢
（4）铸钢
（1）碳素结构钢
工程中应用最多的钢种，约占钢总量的70％－80％
它的碳素结构钢牌号由以下四部分组成：
1）屈服点字母——Q
2）屈服点数值——MPa
3）质量等级——A/B/C/D依次提高
4）脱氧方法——
F——沸腾钢
b——半镇静钢
Z——镇静钢（可省略）
TZ——特素镇静钢（可省略）
Q235AF——表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢—
—用于建筑、车辆、船舶等
（2）优质碳素结构钢
用于制造重要零件，前两位数字表示平均含
碳量（质量分数）的万分数：45钢——含碳
量为%的优质碳素结构钢。
用途：
15、20钢——一般的表面渗碳钢：制造导套、挡
块和摩擦片——耐磨零件；
40、45、50钢——调制钢：用于制造齿轮、丝杠、
连杆和各种轴类零件；
65－85钢——碳素弹簧钢。
（3）碳素工具钢
用途：制造刀具、量具和模具
性能：高的硬度和耐磨性，平均含碳量-
%——高碳钢
牌号：T＋含碳量的千分数：T12－平均含碳
量＝％的碳素工具钢。
若为高级优质碳素工具钢，牌号后加A——T12A
；
所有碳素工具钢都要经过热处理后，才能进一步
提高硬度和耐磨性。
（4）铸钢
铸造碳钢
用途：用于受冲击负荷作用的形状复杂件—
—轧钢机机架、重载大型齿轮和飞轮。
牌号：ZG＋铸件屈服强度＋抗拉强度。
ZG200-400：б≥200MPa,бb≥400MPa
合金钢
合金钢：碳钢＋合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、Mo、
W、V、Ti、Nb、Zr、Xt）
1．分类
（1）按用途
1）合金结构钢 2）合金工具钢 3）特殊性能钢
（2）按合金元素总含量
1）低合金钢<5% 2）中合金钢=5%-10%
3）高合金钢<10%
（3）按冶金质量不同
1）优质钢 2）高级优质钢（钢号后加“A”）
3）特级优质钢（钢号后加“E”）
2. 合金牌号表示方法
1）合金结构钢：
①合金渗碳钢——用于制造受冲击载荷和强烈的摩擦、磨损
的条件下工作的零件。
含碳量：%，经渗碳、淬火和低温回火后，表面具
有高硬度、高耐磨性而心部具有足够的塑性和韧性。
渗碳钢按淬透性分类：
低淬透性钢（15、20、20Cr）
中淬透性钢（20CrMnTi、20CrMnMo）
高淬透性钢（18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A）
②合金调质钢
含碳量： －%，常加入Mn、Si、Cr、Ni——提高钢
的淬透性。用于各种负荷较大、受冲击的重要机器零件：轴
类件、连杆、高强度螺拴。
40Cr——常用，良好的塑性、高的淬透性。
2）合金工具钢
比碳素工具钢：更高硬度、耐磨性，更好的淬透性、
热硬性和回火稳定性。——刃具、模具、量具：制
造截面大、形状复杂、性能高。
分类：
①低合金工具钢——碳素工具钢＋少量合金元素（Mn、
Si、Cr、W、V——提高淬透性和回火稳定性）——更高
的强度、耐磨性、热硬性（260℃保持60HRC）。——常
用CrWMn
②高速钢。——锋钢——高速切削：良好的热硬性
（600℃）
含W、V、Mo、Cr等——高的硬度和耐磨性、较高的热硬性、足
够的强度和韧性。
常用的：W18Cr4V、W9Cr4V2、W6Mo5Cr4V2、
3）特殊性能钢
有一些特殊的物理或化学性能。
①不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13
②耐热钢。 包括抗氧化钢、热强钢。——用
于高压锅炉、汽轮机、内燃机和热处理炉。
③耐磨钢。 冲击载荷下发生冲击硬化的高锰
钢。——制造破碎机齿板、大型磨球机衬板、
挖掘机铲齿、履带、铁轨道岔——防弹装甲
车板和保险箱。
2. 合金牌号表示方法：合金元素符号＋数字
1）最前的数字——含碳量：
低合金钢、合金结构钢、合金弹簧钢2位，≤％用00表示：
万分之；
不锈钢、耐热钢1位：千分之，<1/1000用0表示；
合金工具钢1位：千分之，w(C)≥1%——不标含碳量；
高速钢<1%也不标出。
2）合金元素后的数字：含合金量——<%不标；大于
%、%、%、……相应用2、3、4表示
高碳铬轴承钢：千分之——牌号头加G：GCr9表示含铬
%的轴承钢。
3）高级优质合金钢钢号后加“A”
4）牌号头部或尾部加上表专门用途的符号——
G（滚动轴承）：GCr1 K（矿用）：20MnK。
铸铁
不能锻造，但：优良的铸造性、减摩性、切
削加工性；生产设备和工艺简单、价格低。
曲轴、连杆、齿轮——趋势：球墨铸铁——
以铁代钢，以铸代锻。
铸铁分类：
1．白口铸铁
2．灰铸铁
3．可锻铸铁
4．球墨铸铁
1．白口铸铁
白口铁：银白色，含大量Fe3C——硬度高、
脆性大，难切削加工：很少用来直接制造零
件，用于炼钢原料、制造可锻铸铁的毛坯。
2．灰铸铁
碳主要结晶成游离状态的石墨。其中碳大部
分或全部以片状石墨形状存在，断口为暗灰
色：灰铸铁——常见的铸铁
性能：良好的铸造性能、耐磨性、减振性和
切削性
用途：制造各种承压和消振性好的床身、机
架、箱体、壳体和经受摩擦的导轨、缸体、
活塞环等。
牌号：HT＋最低抗拉强度数字（MPa）：
HT200
3．可锻铸铁
获得：白口铸铁——石墨化退火
特点：碳大部分或全部以团状石墨形式存在，
塑性和韧性较上者高的多，习惯上称可锻铸
铁，实际上不能锻造。
用途：常用来制造一些重要的小件——管接
头、阀门、汽车上的小零件。
缺点：生产周期长、工艺复杂、成本高——
逐渐被球墨铸铁替代
牌号：KT+最低抗拉强度数字（MPa）+最低
伸长率：KT350-10
4．球墨铸铁
获得：铁液在浇铸前球化处理（碳以球状石
墨形式存在）
优点：力学性能高、生产工艺比上者简单，
可代替部分钢作重要的零件——以铁代钢，
以铸代锻——具有较大经济效益。
用途：制造曲轴、连杆、凸轮轴、机床主轴、
水压机气缸、缸套、活塞
牌号：QT＋最低抗拉强度数字（MPa）+最
低伸长率：QT500-07
本章完
谢谢观赏^_^
高职高专规划教材
主 编：朱运利
电子制作：赵小英
机械工业出版社印制机械工业出版社印制
回目录
