课题3钢铁材料

1、l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 【主要内容【主要内容】 1.钢的分类及编号钢的分类及编号; 2.结构钢；结构钢； 3. 工具；工具； 4 .特殊性能钢；特殊性能钢； 5.新型钢材；新型钢材； 6.铸钢；铸钢； 7.铸铁铸铁 【重点掌握【重点掌握】 1.钢铁的分类及牌号；钢钢铁的分类及牌号；钢 铁的铁的 性能特点和应用性能特点和应用 2.铸钢、铸铁的牌号、性铸钢、铸铁的牌号、性 能特能特 点与选用点与选用 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 铸铁铸铁 碳的质量分数碳的质量分数wC2.11的的 铁碳合金铁碳合金 称为铸铁称为铸

2、铁 碳钢（简称钢）碳钢（简称钢） 当碳的质量分数（用当碳的质量分数（用wC表示）表示） 2.11的铁碳合金的铁碳合金 称为钢称为钢 钢铁材料钢铁材料 （是以铁和碳为主要成分的合金是以铁和碳为主要成分的合金 ） l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l1. 钢的分类与与牌号钢的分类与与牌号 钢钢 的的 分分 类类 按用途分类按用途分类按用途分为结构钢、工具钢和按用途分为结构钢、工具钢和 特殊性能钢。特殊性能钢。 按化学成分分类按化学成分分类 碳钢碳钢和和合金钢合金钢两大类两大类。 低碳钢：低碳钢：wC0.25； 中碳钢：中碳钢：wC为为0.250.60 高碳钢：高

3、碳钢：wC0.60。 低合金钢：低合金钢：wMe5； 中合金钢：中合金钢：wMe为为510 高合金钢：高合金钢：wMe10。 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l2.结构钢的牌号及应用结构钢的牌号及应用 l（1）碳素结构钢的牌号及应用）碳素结构钢的牌号及应用 l 牌号牌号:Q+数字数字+质量等级质量等级+脱氧方法脱氧方法 如如Q235-AF 常用牌号：常用牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 应用：应用： 铆钉、垫圈、铆钉、垫圈、 地脚螺栓、冲地脚螺栓、冲 压件及焊接件压件及焊接件 应用：应用： 钢板、钢筋、钢板、钢筋、 型钢、螺钉等型钢、

4、螺钉等 结构件结构件 应用：应用： 齿轮、销轴、链齿轮、销轴、链 轮、螺栓、机架轮、螺栓、机架 等中等强度件等中等强度件 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 钢筋钢筋 盘条盘条 型材型材 螺纹钢螺纹钢 普普 通通 结结 构构 钢钢 的的 应应 用用 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 应用：应用：低碳钢（低碳钢（25钢钢）、中碳钢（中碳钢（45）、高碳钢高碳钢（65） （2）优质碳素结构钢的牌号及应用）优质碳素结构钢的牌号及应用 钢号：用两位数字万分之几表示钢号：用两位数字万分之几表示 ，常用的牌号，常用的牌号0885钢钢 制

5、作易于冲压、制作易于冲压、 焊接和受力不大焊接和受力不大 件件 ，如外壳、罩，如外壳、罩 、螺母、螺栓、螺母、螺栓、 垫片及渗碳件垫片及渗碳件 综合性能和切削加综合性能和切削加 工性均较好，制作工性均较好，制作 受力较大件，受力较大件， 如机如机 床主轴、齿轮、拉床主轴、齿轮、拉 杆、连杆、蜗杆等杆、连杆、蜗杆等 制作较高弹性和制作较高弹性和 耐磨件，如各类耐磨件，如各类 板簧、弹簧等。板簧、弹簧等。 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 暖气片暖气片 齿轮齿轮 弹簧弹簧 (高碳钢高碳钢)(中碳钢中碳钢) (低碳钢低碳钢) l机械基础机械基础 主编主编 康一康一

6、 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l（3 ）低合金高强度结构钢的牌号及应用）低合金高强度结构钢的牌号及应用 l牌号牌号:Q+数字数字+质量等级质量等级 ，如，如Q345、420、Q460等等 南京南京 长江长江 大桥大桥 Q345 建造建造 国 家 体国 家 体 育 馆育 馆 “ 鸟巢鸟巢 ”Q460 E建造建造 应用：适于焊接的低碳低合金工程结构用钢应用：适于焊接的低碳低合金工程结构用钢 ，如建，如建 筑、桥梁、船舶、车辆、压力容器等结构件筑、桥梁、船舶、车辆、压力容器等结构件 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 （4 ） 合金结构钢的牌号及应用合金结构钢的牌

7、号及应用 合金结构钢合金结构钢：是指用于制造各种结构件的是指用于制造各种结构件的 钢钢，常用的有合金渗碳钢、合金调质钢常用的有合金渗碳钢、合金调质钢 牌号：两位数字牌号：两位数字+元素符号元素符号+数字数字 如如20Cr等等 1）合金渗碳钢：）合金渗碳钢：用于要求表面承受摩擦、磨损和冲击载荷件。用于要求表面承受摩擦、磨损和冲击载荷件。 20Cr 制作制作 活 塞活 塞 销销 渗渗 碳碳 凸凸 轮轮 轴轴 渗渗 碳碳 变变 速速 齿齿 轮轮 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l2）合金调质钢）合金调质钢 合金调质钢通常是用来制造对综合力学性能要求合金调质钢通常

8、是用来制造对综合力学性能要求 高的重要零件，如高的重要零件，如40Cr、40MnB 等。等。 应用：制作齿轮、主轴、连杆应用：制作齿轮、主轴、连杆 、机床主轴、齿轮轴等。、机床主轴、齿轮轴等。 柴油机连柴油机连 杆杆 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 （5 ） 专用结构钢专用结构钢 1）弹簧钢）弹簧钢 是指用于制造各种弹簧和弹性元件的钢种，是一种专用结构钢。是指用于制造各种弹簧和弹性元件的钢种，是一种专用结构钢。 常用的弹簧材料是优质碳素结构钢（常用的弹簧材料是优质碳素结构钢（65、65Mn、70、75和和85钢）钢） 或合金结构钢（或合金结构钢（55SiM

9、nVB、60Si2Mn 、60Si2CrVA 等）。等）。 弹簧弹簧 板簧板簧 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 2）轴承钢）轴承钢 轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、 滚针）、内外套圈等的专用结构钢。滚针）、内外套圈等的专用结构钢。 牌号：牌号：G+元素符号元素符号+数字数字 如如GCr15、 GCr15SiMn 轴承钢轴承钢 轴承轴承 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l3.工具钢的牌号及应用工具钢的牌号及应用 工具钢是指制造各种刃具、模具、量具的钢。工具钢

10、是指制造各种刃具、模具、量具的钢。 （1） 碳素工具钢碳素工具钢 应用：一般用于制作尺寸不大、形状简单、手用工具和应用：一般用于制作尺寸不大、形状简单、手用工具和 低速、低速、 小进给量的低速切削刃具小进给量的低速切削刃具 牌号：牌号：T+数字数字 常用的牌号为常用的牌号为T7T13（或（或T7AT13A） T11A 钻头钻头 T8A制锤子制锤子T12制锉刀制锉刀 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 2）合金工具钢）合金工具钢 主要用于制造重要量具、刃具和模具的钢主要用于制造重要量具、刃具和模具的钢 。 应用：应用：车刀、铣刀、铰刀、千分尺车刀、铣刀、铰刀、千

11、分尺 、热作及冷作模具等、热作及冷作模具等 牌号：牌号：当当wC1时，用一位数字表示平均碳的质量分数的千分；时，用一位数字表示平均碳的质量分数的千分； 当当wC1时，碳的质量分数则不予标出。时，碳的质量分数则不予标出。 热镦模热镦模 千千 分分 尺尺 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 冷作模具钢冷作模具钢 焊丝模具焊丝模具 钨钢铣刀钨钢铣刀 圆板牙圆板牙 锯片铣刀锯片铣刀 外卡规外卡规 合金工具钢的应用合金工具钢的应用 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 （3 ） 高速工具钢高速工具钢 主要用于制造中、高速切削刃具的高碳高合

12、金钢主要用于制造中、高速切削刃具的高碳高合金钢 牌号：牌号：碳的含量不表示。如碳的含量不表示。如W6Mo5Cr4V2Al 等等 中心钻中心钻 铣刀铣刀 钻头钻头 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 不锈钢钻头双头麻花钻头 4.特殊性能钢特殊性能钢 凡具有特殊的物理、化学性能的钢，称为特殊性能凡具有特殊的物理、化学性能的钢，称为特殊性能 钢。常用的有不锈钢、耐热钢和耐磨钢。钢。常用的有不锈钢、耐热钢和耐磨钢。 履带坦克履带坦克 （耐磨钢）（耐磨钢） 双头麻花钻头双头麻花钻头 （不锈钢）（不锈钢） 汽轮机叶片汽轮机叶片 （耐热钢）（耐热钢） l机械基础机械基础 主

13、编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 5.新型钢材新型钢材 1）无间隙原子钢）无间隙原子钢 2）沉淀强化钢）沉淀强化钢 3）增磷钢和增氮钢）增磷钢和增氮钢 4）双相钢）双相钢 5）新型不锈钢）新型不锈钢 6）新型耐热钢）新型耐热钢 7）新型耐磨钢）新型耐磨钢 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l6. 铸钢：铸钢： l用于浇铸成铸件的钢。其用于浇铸成铸件的钢。其 强度高于各类铸铁，同时强度高于各类铸铁，同时 具有良好的塑性和韧性，具有良好的塑性和韧性， 适于制造形状复杂，强度适于制造形状复杂，强度 和韧性要求高的零件，如和韧性要求高的零件，如 重型机

14、械、矿山机械等重型机械、矿山机械等 l牌号如牌号如ZG230-450，碳的，碳的 质量分数一般为质量分数一般为0.150.60 铸钢轴承座铸钢轴承座 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 矿山机械矿山机械 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 线路连接铸钢件线路连接铸钢件 精密铸钢件精密铸钢件 矿山用矿山用 旋回破碎机旋回破碎机 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l7. 铸铁：铸铁： 是指以铁、碳、硅等组成的合金的总称是指以铁、碳、硅等组成的合金的总称 铸铁性能：铸铁性能：具有优良的铸造性能；良

15、好的切削加工具有优良的铸造性能；良好的切削加工 性能；较好耐磨性和减振性；较好的缺性能；较好耐磨性和减振性；较好的缺 口敏感性；价格低廉；但抗拉强度较低口敏感性；价格低廉；但抗拉强度较低 分类：分类：铸铁分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和铸铁分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和 蠕墨铸铁四类。蠕墨铸铁四类。 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 1）灰铸铁）灰铸铁 牌号：牌号：HT+三位数字表示，如三位数字表示，如HT100、HT150等等 是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。 应用：应用：制造承受压力和震动件，如床身、箱体、壳体制造承受压力和

16、震动件，如床身、箱体、壳体 等等 大型大型 船用船用 柴油柴油 机汽机汽 缸体缸体 (HT- 300) 重型重型 机床机床 床身床身 (HT- 250) 消防自救栓消防自救栓 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 2）球墨铸铁）球墨铸铁 石墨呈球状的铸铁石墨呈球状的铸铁 牌号：牌号：QT+两组数字组成两组数字组成 ，如，如QT700-2 等等 应用：应用： 轧辊与辊环轧辊与辊环 球墨铸铁绿化井盖球墨铸铁绿化井盖 球墨铸铁排气管球墨铸铁排气管铸铁曲轴铸铁曲轴 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 3）蠕墨铸铁）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫

17、状形态存在的铸铁碳主要以蠕虫状形态存在的铸铁。 牌号：牌号：RuT+一组数字表示，如一组数字表示，如RuT300、 RuT400等等。 应用：应用： 阀芯阀芯 制动盘制动盘 自动络筒机槽筒自动络筒机槽筒 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 l4）可锻铸铁）可锻铸铁 具有团絮状石墨的铸铁。具有团絮状石墨的铸铁。 牌号：牌号：KT+两组数字表示，如两组数字表示，如KTH275-05，制作弯管等，制作弯管等 应用：应用： 管道三通管道三通 弯管弯管 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 钢铁材料常用牌号及其应用钢铁材料常用牌号及其应用

18、 类别类别常用牌号常用牌号用用 途途 结结 构构 钢钢 碳素结构钢碳素结构钢Q235一般工程结构或普通机械零件。一般工程结构或普通机械零件。钢板、钢筋、型钢等钢板、钢筋、型钢等 低合金钢低合金钢Q345各种重要工程结构件各种重要工程结构件船舶、铁路车辆、桥梁、锅炉等船舶、铁路车辆、桥梁、锅炉等 优质碳素钢优质碳素钢45要求综合性能高的件，如主轴、曲轴、连杆等。要求综合性能高的件，如主轴、曲轴、连杆等。 渗碳钢渗碳钢20CrMnTi主要用在强烈冲击摩擦件主要用在强烈冲击摩擦件变速箱齿轮、轴等变速箱齿轮、轴等 调质钢调质钢40Cr重要调质件，如汽车转向节、后半轴及齿轮等重要调质件，如汽车转向节、后

19、半轴及齿轮等 弹簧钢弹簧钢60Si2Mn主用大尺寸重要弹簧，汽车弹簧、板簧等主用大尺寸重要弹簧，汽车弹簧、板簧等 滚动轴承钢滚动轴承钢GCr15高硬度高耐磨性，主要用在滚动元件及工模具件高硬度高耐磨性，主要用在滚动元件及工模具件 工工 具具 钢钢 碳素工具钢碳素工具钢T10低速、手动工具低速、手动工具,如刨刀、车刀、钻头、冷冲模等如刨刀、车刀、钻头、冷冲模等 合金工具钢合金工具钢Cr12高硬度、高耐磨，主要用在冷作模具高硬度、高耐磨，主要用在冷作模具 高速工具钢高速工具钢W6Mo5Cr4V2高硬度、高热硬性，主要用在高速刃具及模具件。高硬度、高热硬性，主要用在高速刃具及模具件。 特殊性能钢特殊

20、性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢 铸铸 钢钢 铸铸 铁铁 铸钢铸钢ZG200400受力不大，要求韧性好的件，如机座、变速箱壳等受力不大，要求韧性好的件，如机座、变速箱壳等 灰铸铁灰铸铁HT200形状复杂、中低载荷件，如机座、床身、缸套等形状复杂、中低载荷件，如机座、床身、缸套等 球墨铸铁球墨铸铁QT600-3形状复杂、性能要求高的件，如传动轴、机架等形状复杂、性能要求高的件，如传动轴、机架等 可锻铸铁可锻铸铁KTZ450-06载荷较高耐磨件，如曲轴、凸轮轴、齿轮等载荷较高耐磨件，如曲轴、凸轮轴、齿轮等 蠕墨铸铁蠕墨铸铁RuT300复杂中等载荷件，如排气管、变速箱体、气缸盖等复

21、杂中等载荷件，如排气管、变速箱体、气缸盖等 合金铸铁、新型铸铁、新型材料合金铸铁、新型铸铁、新型材料 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 1.什么叫合金钢？常加入的合金元素有哪些？钢中主要合金元什么叫合金钢？常加入的合金元素有哪些？钢中主要合金元 素有什么作用素有什么作用? 答：钢铁材料是以铁和碳为主要成分的合金，当碳的质量分数答：钢铁材料是以铁和碳为主要成分的合金，当碳的质量分数 （用（用wC表示）表示）2.11的铁碳合金称为碳钢。加入合金元素冶炼出的铁碳合金称为碳钢。加入合金元素冶炼出 来的钢称为合金钢。来的钢称为合金钢。 2.工程构件钢主要应用于哪些方面

22、工程构件钢主要应用于哪些方面?常用机械零件用钢有哪些常用机械零件用钢有哪些? 答：工程构件钢主要有碳素结构钢及低合金高强度结构钢等，答：工程构件钢主要有碳素结构钢及低合金高强度结构钢等， 碳素结构钢广泛应用于船舶、桥梁、车辆、建筑工程、石油、化工碳素结构钢广泛应用于船舶、桥梁、车辆、建筑工程、石油、化工 、冶金、矿山、压力容器、军工等领域，如用于制造船体、桥梁、冶金、矿山、压力容器、军工等领域，如用于制造船体、桥梁、 建筑用钢结构件、矿井架、压力容器、输送管道等。低合金高强度建筑用钢结构件、矿井架、压力容器、输送管道等。低合金高强度 结构钢主要用于建筑、桥梁、船舶、车辆、铁道、高压容器、锅炉结

23、构钢主要用于建筑、桥梁、船舶、车辆、铁道、高压容器、锅炉 、汽车、拖拉机、大型钢结构及大型军事工程等方面的结构件。常、汽车、拖拉机、大型钢结构及大型军事工程等方面的结构件。常 用用 【习题与思考题习题与思考题】 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 机械零件用钢有渗碳钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。机械零件用钢有渗碳钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。 3.简述渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的性能要求，每种钢简述渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的性能要求，每种钢 各写出一个牌号。各写出一个牌号。 答：渗碳钢表层硬度达答：渗碳钢表层硬度达5864HRC。而心部的硬度

24、约在。而心部的硬度约在 2540HRC之间，用于要求表面承受强烈摩擦、磨损和冲击载荷之间，用于要求表面承受强烈摩擦、磨损和冲击载荷 的零件，如汽车后桥齿轮采用的零件，如汽车后桥齿轮采用20CrMnTi。 调质钢硬度一般在调质钢硬度一般在230330HBW。钢材退火或高温回火供应状态。钢材退火或高温回火供应状态 布氏硬度一般不大于布氏硬度一般不大于269HBW。如。如40Cr。 弹簧钢：经淬火和中温回火后，硬度一般为弹簧钢：经淬火和中温回火后，硬度一般为3550HRC，具有，具有 较高的弹性和足够的强韧度，用于重要的弹性零件，较高的弹性和足够的强韧度，用于重要的弹性零件，60Si2Mn如如 汽车

25、、拖拉机、坦克、机车车辆上的减震板簧和大型螺旋弹簧，汽车、拖拉机、坦克、机车车辆上的减震板簧和大型螺旋弹簧， 大炮的缓冲弹簧等。大炮的缓冲弹簧等。 l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 轴承钢：硬度轴承钢：硬度6165HRC，高而均匀的硬度和耐磨性，高的，高而均匀的硬度和耐磨性，高的 抗压强度和接触疲劳强度，足够的韧性和对大气、润滑油的耐蚀能抗压强度和接触疲劳强度，足够的韧性和对大气、润滑油的耐蚀能 力。制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等的力。制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等的 专用结构钢。如专用结构钢。如GCr15。 4.

26、简述模具钢的分类及其应用。简述模具钢的分类及其应用。 答：模具钢一般分为冷作模具钢和热作模具钢。冷作模具钢答：模具钢一般分为冷作模具钢和热作模具钢。冷作模具钢 可以制作冷冲模、冷挤压模、冷拔模等冷变形模具钢。热作模具钢可以制作冷冲模、冷挤压模、冷拔模等冷变形模具钢。热作模具钢 制作热锻模、压铸模、热挤压模、精锻模等。制作热锻模、压铸模、热挤压模、精锻模等。 5.说明下列牌号的类型、数字的含义、用途。说明下列牌号的类型、数字的含义、用途。 Q345：Q345表示其屈服强度数值为表示其屈服强度数值为345MPa的低合金高强度的低合金高强度 结构钢。结构钢。 40Cr：表示平均碳的质量分数：表示平均

27、碳的质量分数wC为为0.40，平均铬的质量分，平均铬的质量分 数数wCr1.5的合金结构钢（或称合金调质钢）的合金结构钢（或称合金调质钢） l机械基础机械基础 主编主编 康一康一 课题课题3 钢铁材料钢铁材料 20CrMnTi：表示平均碳的质量分数：表示平均碳的质量分数wC为为0.20，平均铬的质，平均铬的质 量分数量分数wCr、Ti1.5的合金结构钢（或称合金渗碳钢）。的合金结构钢（或称合金渗碳钢）。 60Si2Mn：表示平均碳的质量分数：表示平均碳的质量分数wC为为0.60，平均铬的质量，平均铬的质量 分数分数wSi为为2、平均铬的质量分数、平均铬的质量分数wMn1.5的合金结构钢（或称的

28、合金结构钢（或称 合金弹簧钢）。合金弹簧钢）。 GCrl5：平均铬的质量分数：平均铬的质量分数wCr为为1.5的滚动轴承钢。的滚动轴承钢。 ZGMnl3-1：ZG是是“铸钢两字汉语拼音自首铸钢两字汉语拼音自首”， 平均锰的质平均锰的质 量分数量分数wMn为为13，最后的数字序号为，最后的数字序号为1的耐磨钢。的耐磨钢。 9SiCr：平均碳的质量分数：平均碳的质量分数wC为为0.90，硅、铬的质量分数分，硅、铬的质量分数分 别别wSi、 、Cr 1.5的合金工具钢。的合金工具钢。 CrWMn：碳的质量分数：碳的质量分数1.0，铬、钨、锰的质量分数分别，铬、钨、锰的质量分数分别 wCr、 、W、Mn 1.5的合金工具钢。的合金工具钢。 W6M05Cr4V2：钨的平均质量分数：钨的平均质