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泽程读研pdf

现代制造技术更多的突破是在材料和工艺方面。尤其是粉末冶金、热处理、表面处理这些方向。而这些东西对外行人来讲，是很难轻易讲明白的。

第一节常用金属材料

一、钢

钢是以铁为主要元素，所含碳的质量分数一般在2%以下，并含有其他元素的材料。

钢的种类繁多，常用的分类方法有:按化学成分将其分为非合金钢和合金钢;按用途将

其分为结构钢、工具钢、特殊性能钢;按性能将其分为普通钢、优质钢、高级优质钢;按脱

氧程度将其分为镇静钢、半镇静钢、沸腾钢。

(一)非合金钢

非合金钢简称碳钢，其所含碳的质量分数低于1.5%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂

质元素。

含碳量的高低对碳钢力学性能的影

响极大，如图1-2-1所示。当碳的质量

t

t60-

分数低于0.9%时，碳钢的强度与硬度随

-2

HBW

含碳量的增加而提高，塑性和韧性则随

-5(

t

含碳量的增加而降低;当碳的质量分数

高于0.9%时，碳钢的硬度仍随含碳量的

重

Rm

宜

增加而提高，但其强度、塑性和韧性均量

30、-0

随含碳量的增加而降低。硅、锰能使钢

强化(强度、硬度提高)，锰还能降低

+2(

H

硫的有害影响，它们是钢中的有益元素;

硫使钢热脆(在~C进行热加工

50

H10

t

时，易引起破断)，磷导致钢冷脆(在

oL

0.20.40.60..4

低温时变脆)，它们是钢中的有害元素。

1.碳钢的分类.

图1-2-1碳钢的力学性能与

碳钢的主要分类方法如下:

含碳量的关系(正火状态)

(1)按质量分数分类根据钢中碳

的质量分数的多少，碳钢可分为三类:

低碳钢:wc≤0.25%;中碳钢:we为0.25%~0.60%;高碳钢:wc≥0.60%。

(2)按性能分类根据有害杂质P、S含量的多少，碳钢可分为三类:

普通碳索钢:wp≤0.%，1ws≤0.%;优质碳素钢:wp≤0.%，ws≤0.%。

高级优质碳素钢:tep≤0.%，1s≤0.%。

(3)按用途分类根据用途不同，碳钢可分为两大类:

碳素结构钢:主要用于制造各种工程构件(如桥梁等)和机器零件(如轴、螺钉等)。

这类钢一般为低碳钢和中碳钢。

碳素工具钢:主要用于制造各种模具、量具、刀具。这类钢一般为高碳钢。

2.碳钢的编号与应用

碳钢的编号方法与应用举例见表1-2-1。

(二)合金钢

为了改善碳钢的性能，有目的地往碳钢中加入一定量的其他合金元素所获得的钢，称为

合金钢。硅、锰含量超过一般碳钢正常含量(即r_0.5%，wm.1.0%)的钢，也属于合金钢。

在合金钢中，常见的合金元素有Mn.Si.Cr.Ni.Mo.w.V.Ti.Nb.B.Co.Al.

RE(稀土元素)等。它们在合金钢中所起的具体作用各有不同。部分合金元素对钢性能的

影响见表1-2-2。

1.合金钢的分类

合金钢常用的分类方法如下:

(1)按合金元素的含量分类按合金元素的含量多少，合金钢可分为三类:

低合金钢:合金元素总的质量分数5%。

中合金钢:合金元素总的质量分数为5%-10%。

高合金钢:合金元素总的质量分数10%。

(2)按用途分类按照合金钢的用途不同，可将其分为低合金结构钢、合金结构钢.

合金弹簧钢、滚动轴承钢、合金工具钢、特殊性能钢等几大类。

2.合金钢的编号与应用

合金钢的编号方法与应用举例见表1-2-3。

表1-2-1碳钢的编号方法与应用举例

编号方法

主要性能

用

示例

说明

特点

常用牌号

用途举例

“Q”为“屈”的议语提音

Q，A.

薄板。焊接铜管、铁丝。钉。

字西:*"为属服强度值。含碳量较低，

结构面板。烟陶等

薄板、中板、钢筋、条钢、钢

(MPa);A.B.6.D为质量含5、P等杂

(0A.01.

管，焊接件。锦钉、小轴、螺

QAF等级，由A到D依次提高。F.质较多，硬度

0C.0D

栓。连杆。控杆，外壳，法兰等

z.TZ分别表示沸腾别。镇静较低。塑性校

“TZ”常省略

拉杆、连杆、键、轴、销钉、

钢。特殊镇静钢。“2”与好。价格便宜

A。B

强度要求较高的结构件

属于低碱钢。塑性、韧性好，

08F.08.10F.

即接性好，用作冲压板、却接

10.I5F。15。

件，渗碳件，一般螺钉、柳钉、

正常含锰量时。以平均含碳

20,23

轴、垫陶等

量的万分数表示:较高含锰量含P.s等

属于中碳钢，综合力学性能好，

(u.50.6%时。“ya为0.7嘴一有害杂质较少。

机械加工性较好，用作各种受力

.0%:we0.6时，wu.为化学成分控制30.35.40.45.

较大的零件(如连杆。齿轮等)。

65Mn0.9%-1.2%)时，以平均含较严，力学性50.s5

也用于制造具有-定耐磨性的零

蛋量的万分数(不足千分之一

谐较好，价格

件(如50,ss用作凸轮等)

时，数前加零)后附“Mn"

较低

属于高碳钢，强度、硬度较

表示

60.65.70.75.

高，弹性较好，用作各种弹性

80。85

元件，如弹资垫圈和耐磨零件

(如凸轮，轧辊等)

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