工程材料复习要点

布氏硬度:淬火钢球HBS硬质合金球HBW主要用于测较软的原材料洛氏硬度：用金刚石圆锥或淬火钢球作压头HRAHRBHRC主要测硬材料维氏硬度：HV主要测表面硬化层材料的冲击韧度主要取决于塑性，并与温度密切相关。疲劳强度交变载荷晶向[]坐标值化最简晶面（）截距值倒数化最简体心立方晶格：一晶胞2原子铬Cr、钼Mo、钒V、钨W、α-铁0.68面心立方晶格：一晶胞4原子金Au、银Ag、铜Cu、铝Al、镍Ni、γ-铁0.74不会发生冷脆密排六方晶格：一晶胞6原子镁Mg、锌Zn、铍Be、镉Cd0.74点缺陷：间隙原子、置换原子、晶格空位线缺陷：位错面缺陷：晶界、亚晶界912℃1394℃1538℃-Fe———-Fe——-Fe——液态铁重结晶重结晶结晶低碳钢0.25中碳钢0.6高碳钢（普通）碳素结构钢Q235-AF(s=235MPa)碳素结构钢主要用于一般的工程结构（钢窗、钢筋等）和不太重要的机械零件及焊接件。优质碳素结构钢优质碳素结构钢主要用于制造重要的机械零件。如08、08F、10、10F的冷轧薄板可制造仪表仪器的外壳和汽车、拖拉机的冲压件；15、20、25常制造尺寸小、负荷轻、表面耐磨、心部软韧的零件;而40、45主要制造重要的受力和传递运动的零件;55、60、65用于制作负荷不大、尺寸较小的弹簧。（优质、高级优质）碳素工具钢碳素工具钢的红硬性差，只能用于制造手工用的低速运动的刀具、量具、模具等。如T7、T8（T7A、T8A）用于制造受震动和冲击、要求高韧性的工具（凿子、锤子、冲头）；T10、T12（T10A、T12A）用于制造不受震动但要求极高硬度的工具（锉刀、锯条、丝锥）。铸造碳钢（铸钢）用于制造形状特别复杂且受力较大，须铸造成形的钢质零件。低碳铸钢具有良好的导磁性，常用于铸造电磁吸盘和电机壳体等；中碳铸钢的综合机械性能好，广泛用于铸造重要的复杂机器零件，如轧钢机机架、机车机架、重型齿轮、减速机壳体等；高碳铸钢因韧性较差，很少应用。要求特别高的零件或工具可采用合金铸钢，如ZGMn13等。灰口铸铁→在钢的基体（F、F+P、P）上分布有片状石墨，断口呈暗灰色。力学性能比较低（经孕育处理可提高），但铸造性能极佳（流动性好，收缩小），并具有较好的减震性、吸音性。用于制造机床床身、底座、减速器箱体、泵体、阀体、气缸体等。（铸后去应力退火）HT150b不低于150MPa下同可锻铸铁→在钢的基体（F、F+P、P）上分布有团絮状石墨。是由白口铸铁经长时间的高温石墨化退火而形成的，力学性能较好，特别是韧性较高，并具有一定的耐腐蚀性。常用于制造棘轮、链条、制动器等承受冲击振动的薄壁小零件及弯头、三通等管道件和阀门等。不可锻KTZ550-04Z代表珠光体基04代表=4%下同球墨铸铁→在钢的基体（F、F+P、P）上分布有球状石墨。是在浇注前向铁水中加入孕育剂和球化剂而形成的，强度高，是以铁代钢的重要材料。用于制造载荷大、受力复杂的曲轴、汽车齿轮等。（铸后退火、正火、调质等）QT600-3蠕墨铸铁→在钢的基体（F、F+P、P）上分布有蠕虫状石墨。比灰口铸铁强度高，比球墨铸铁铸造性、耐热性、抗疲劳性好。（铸后正火、退火）RuT380低合金钢5%中合金钢10%高合金钢（合金量）低合金高强度结构钢Q295A~B、Q345A~E、Q390A~E、Q420A~E、Q460C~E等。此类钢主要用于工程建筑、车辆、船舶、油罐、输油管等。直接在供应状态下使用(不再热处理)合金渗碳钢15、20、20Cr、20CrMn、20CrMnTi、20CrNi、20MnB、20Mn2B、20Mn2BTi、18Cr2Ni4WA等。渗碳钢主要用于制造汽车或拖拉机的变速齿轮、凸轮、活塞销等零件（要求表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有高韧性、高强度）。渗碳+淬火+低温回火合金调质钢40、45、40Cr、40CrMnMo、40CrNiMoA、38CrMoAl（此钢也是氮化钢）等。调质钢主要用于制造传动轴、曲轴、连杆螺栓、机床传动齿轮等承受弯曲、扭转、拉压、冲击等复杂应力的重要零件。淬火+高温回火合金弹簧钢60、65、65Mn、60Si2Mn、60Si2CrVA、65Si2MnWA等。弹簧钢主要用于制造机器仪表中的弹簧、汽车板簧等各种弹性零件。按弹簧的加工工艺特点，分为冷成型弹簧和热成型弹簧两种。淬火+中温回火滚动轴承钢GCr6、GCr9、GCr15、GCr9SiMn、GCr15SiMn。(牌号中的铬量为千分之几)滚动轴承钢是指制造各类滚动轴承套圈及滚动体的专用钢。球化退火+淬火+低温回火低合金刃具钢（低合金工具钢）9SiCr、9Mn2V、CrWMn等。主要用于制造丝锥、板牙、铰刀以及其它形状复杂、要求变形小的刀具。淬火+低温回火高速工具钢（高速钢）W18Cr4V(1280℃淬火)、W6Mo5Cr4V2主要用于制造车刀、铣刀等高速切削的刀具。分级淬火+三次560℃回火模具钢冷作模具钢尺寸小、形状简单、工作负荷不大的冷作模具常选用T8A、T10A、T12A、9SiCr、CrWMn等碳素工具钢和低合金工具钢；尺寸大、负荷大、形状复杂的冷作模具常选用高碳高铬的模具钢，主要是Cr12、Cr12MoV等“Cr12型钢”淬火+低温回火热作模具钢5CrMnMo(中小型模具)、5CrNiMo（大型模具）、3Cr2W8V（压铸模）。淬火+高温回火量具钢量具钢是用来制造量规、块规、千分尺等各种测量工具的钢。要求低的量具多选用T10A、T12A等碳素工具钢。块规、螺纹塞规、环规、样柱等形状较为复杂、精度要求高的量具多选用低合金工具钢(9SiCr、9CrWMn、CrWMn)或滚动轴承钢(GCr15)。淬火+低温回火不锈钢不锈钢牌号前的数字表示碳量的千分之几，合金元素的表示方法不变。当ωC≤0.03%或0.08％时，在牌号前面分别冠以“00”与“0”。铁素体不锈钢的典型牌号为1Cr17、1Cr17Ti等。材料塑性好、强度低，不能热处理强化。主要用于化工设备的容器、管道等。马氏体不锈钢的典型牌号为：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等，统称为“Cr13型”不锈钢。1Cr13、2Cr13具有抗大气等介质腐蚀的能力，常作为结构钢使用，采用淬火+高温回火（600～700℃），用于制造汽轮机叶片、锅炉管附件、螺母、螺栓等。3Cr13、4Cr13的耐腐蚀性能略差些，但通过淬火+低温回火(200～300℃)可获得较高的硬度和耐磨性，常作为工具钢使用，制造耐蚀耐磨的工具、医疗工具、量具以及滚动轴承等。奥氏体不锈钢的典型牌号为：1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr18Ni9等，统称为“18-8型”不锈钢。耐热钢珠光体耐热钢的典型牌号有：15CrMo、12CrMoV等，工作温度为350～550℃，常用于制造锅炉。马氏体耐热钢的典型牌号有：1Cr13、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等，工作温度在700℃以下，用于制造汽轮机叶片、汽车气阀等。奥氏体耐热钢的典型牌号有：1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo等。此类钢的冷塑性变形性能和焊接性能很好，工作温度在600～700℃，广泛用于航空、舰艇、石油化工等工业部门。耐磨钢典型牌号是ZGMn13，常用来制造坦克和拖拉机履带、碎石机颚板、铁路道岔、挖掘机铲斗、防弹钢板等。调制典型实例:1.建筑用钢(钢窗、钢门、钢筋)→Q235;不热处理2.机械零件不重要的零件（小销、轴、螺钉）→Q235,20,25等;不热处理或正火重要的受力或传动零件（轴、齿轮）→45、40Cr等;淬火+高温回火弹性元件（弹簧、弹性垫圈）→60、65、60Si2Mn等;淬火+中温回火心韧面硬的零件（导柱、导套）→20、25、20CrMnTi；表面渗碳+淬火+低温回火耐腐蚀容器、管道等→1Cr18Ni9Ti不热处理螺栓、叶片、齿轮等→2Cr13调制3.工具手锤、扳手等韧性工具→T7、T8等,淬火+中温回火锯条等手工低速刀具→T10、T12等,淬火+低温回火手术刀、西餐刀等医用和食品加工刀具→4Cr13，淬火+低温回火4.机床底座、床身等箱体壳体件→HT200、HT350等(重型机床用高牌号);铸后去应力退火5.弯头、三通、阀门等薄壁耐蚀件→KTH300-06等,铸后石墨化退火6.曲轴等形状复杂的重载件→QT600-3、ZG200-400等,正火或淬火+高温回火关于元素碳钢中易引起材料脆性的有害杂质：P、S、H能显著提高淬透性的元素：Mn、Ni、Co、VP增加，钢的热脆性增加固溶强化：P、Si、Mn、Ni、Mo阻碍A长大（细M）：除Mn、B外提高淬透性（C曲线右移）：除Co外Ms、Mf下降（残余A增多）：除Co、Al外消除第二类回火脆性（450~650℃）：W、Mo完全退火中高碳的亚共析钢和共析钢球化退火过共析钢正火的目的对于低碳钢、低碳低合金钢，细化晶粒，提高硬度，改善切削加工性；对于过共析钢，消除二次网状渗碳体，有利于球化退火的进行