常见工程材料简介

1、工程材料介绍工程材料介绍金属材料简介金属材料简介钢钢铁铁碳素钢碳素钢合金钢合金钢金属材料金属材料黑色金属材料黑色金属材料有色金属材料有色金属材料灰口铸铁灰口铸铁球墨铸铁球墨铸铁白口铸铁白口铸铁Al、Cu、Ti、Mg合金合金金属材料金属材料碳素钢碳素钢成分成分(GB/T 13304-91):合金元素合金元素CrMnMoNiSiTiWV最大含量最大含量wt.0.301.000.050.300.500.050.100.04分类：分类：按成分按成分低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢普通质量钢普通质量钢优质钢优质钢高级优质钢高级优质钢wc 0.25%wc0.25-0.60%wc0.60%wS 0.05

2、0%wP 0.045%wS 0.035%wP 0.035%wS 0.020%wP 0.030%按用途按用途碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢铸造碳钢碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢铸造碳钢碳素结构钢碳素结构钢牌号：牌号：-b脱氧方法：脱氧方法：沸腾钢；沸腾钢；镇静钢；镇静钢；b半镇静钢半镇静钢质量等级：、质量等级：、屈屈 s主要牌号及应用主要牌号及应用牌号牌号Q195Q215Q235Q255Q275主要主要应用应用举例举例受载荷较小的受载荷较小的钢丝、开口销、钢丝、开口销、钉子、拉杆、钉子、拉杆、焊接件焊接件铆钉、短轴、铆钉、短轴、拉杆、垫圈、拉杆、垫圈、渗碳件、焊渗碳件、焊接件接件连杆、螺

3、栓、螺母、轴连杆、螺栓、螺母、轴类支架、角钢、槽钢、类支架、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、重要的工字钢、圆钢、重要的焊接件焊接件轴类、吊轴类、吊钩、型钢钩、型钢轴、齿轮轴、齿轮wc0.06-0.38%常用热处理：常用热处理：一般不热处理，直接使用。一般不热处理，直接使用。优质碳素结构钢优质碳素结构钢牌号：牌号：45平均含碳量的万分数。数字后加平均含碳量的万分数。数字后加F表示沸腾钢，加表示沸腾钢，加Mn表示含表示含Mn量较高量较高。主要牌号、性能特点及应用主要牌号、性能特点及应用牌号牌号08F、1015、20 、25（碳素渗碳钢）（碳素渗碳钢）30、35 、40 、45 、50（碳素（碳素调质钢）

4、调质钢）55、60 、65 、65Mn（碳素弹簧钢）（碳素弹簧钢）性能性能特点特点强度低、塑强度低、塑性好性好强度较低、塑性韧强度较低、塑性韧性较好，渗碳后可性较好，渗碳后可获得表面硬度高而获得表面硬度高而心部韧性好的零件心部韧性好的零件强度、塑性、韧性配合强度、塑性、韧性配合较好，经调质后可获得较好，经调质后可获得优良的综合力学性能优良的综合力学性能强度高、塑性低，淬强度高、塑性低，淬火中温回火处理后有火中温回火处理后有较好的弹性较好的弹性应用应用举例举例冷冲压件、冷冲压件、焊接件焊接件负载不大的轴、销、负载不大的轴、销、齿轮、垫片及渗碳齿轮、垫片及渗碳件件轴类、齿轮、紧固件、轴类、齿轮、紧

5、固件、要求不高的表面淬火件要求不高的表面淬火件简单的耐磨件、简单简单的耐磨件、简单的弹簧、钢丝绳等的弹簧、钢丝绳等wc0.05-0.75%常用热处理：常用热处理：正火、调质、淬火、回火、渗碳正火、调质、淬火、回火、渗碳碳素工具钢碳素工具钢牌号：牌号：T10A碳碳平均含碳量的千分数。数字后加平均含碳量的千分数。数字后加A A表示高级优质碳素工具钢表示高级优质碳素工具钢wc0.65-1.35%常用热处理：常用热处理：球化退火、淬火、低温回火球化退火、淬火、低温回火主要牌号：主要牌号：T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13性能特点：热处理后硬度、耐性能特点：热处理后硬度、耐磨性

6、高、塑性、韧性低，淬透磨性高、塑性、韧性低，淬透性差性差主要应用：小截面刃具、模具主要应用：小截面刃具、模具铸造碳钢铸造碳钢牌号：牌号：ZG200-400铸钢铸钢 s s b bwc0.15-0.60%主要牌号：主要牌号：ZG200-400, ZG230-450, ZG270-500, ZG310-570, ZG340-640主要应用：形状复杂，力学性能要求高，选用铸铁难以满足要求的零件主要应用：形状复杂，力学性能要求高，选用铸铁难以满足要求的零件大型泵壳大型泵壳重量：重量：38,000kg重型汽车后桥铸钢件重型汽车后桥铸钢件合金钢合金钢调质钢调质钢机器结构钢机器结构钢工程结构钢工程结构钢渗碳

7、钢渗碳钢合金钢合金钢合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢低合金结构钢低合金结构钢锅炉用钢锅炉用钢造船用钢造船用钢刃具钢刃具钢弹簧钢弹簧钢轴承钢轴承钢易切削钢易切削钢耐候钢耐候钢模具钢模具钢量具钢量具钢高强度钢高强度钢耐蚀钢耐蚀钢耐热钢耐热钢特殊性能钢特殊性能钢耐磨钢耐磨钢主要合金元素主要合金元素: :Al, Co, Si, Cu, Mo, Ni, Cr, Mn合金元素的主要作用：合金元素的主要作用： 细化晶粒细化晶粒 强化（固溶强化、形成合强化（固溶强化、形成合金渗碳体或特殊碳化物）金渗碳体或特殊碳化物） 提高淬透性提高淬透性 提高回火稳定性提高回火稳定性 获得室温奥氏体（奥氏体获得室温奥

8、氏体（奥氏体不锈钢）不锈钢）工程结构钢工程结构钢成分特点：成分特点： 低含碳量（低含碳量（wc0.2%）；）； 根据不同要求添加不同合金根据不同要求添加不同合金元素，总量少于元素，总量少于3%。用途：用途：建筑、船舶、桥梁、建筑、船舶、桥梁、运输工具、高压容器、运输工具、高压容器、军工军工性能要求：性能要求： 一定的综合力学性能和屈强比；一定的综合力学性能和屈强比； 良好的压力加工和焊接性能；良好的压力加工和焊接性能； 耐侯性和耐冷脆性。耐侯性和耐冷脆性。级级别别300MPa350MPa400MPa450MPa500MPa650MPa牌牌号号12Mn09MnNb16Mn12MnPRe16MnN

9、b10MnNbRe14MnVTiRe15MnVN14MnMoVBRe18MnMoNb14CrMnMoVB用用途途船舶、船舶、低压锅低压锅炉、容炉、容器、油器、油罐罐桥桥梁、梁、车车辆辆船舶、桥梁、船舶、桥梁、车辆、大型车辆、大型容器、大型容器、大型钢结构、起钢结构、起重机械重机械建筑结建筑结构、船构、船舶、化舶、化工容器工容器桥梁、桥梁、起重机起重机港口工程港口工程结构、造结构、造船、石油船、石油井架井架桥梁、高桥梁、高压容器、压容器、电站设备、电站设备、大型船舶大型船舶大型焊大型焊接结构、接结构、大桥、大桥、造船、造船、车辆车辆中温高中温高压容器压容器（500 C）锅炉、锅炉、化工、化工、石

10、油的石油的高压厚高压厚壁容器壁容器（ 1.0%时不标注。高速钢不标注含碳量。时不标注。高速钢不标注含碳量。 钢中加入合金元素后，合金元素与基本相作用生成合金相，主要有合金铁钢中加入合金元素后，合金元素与基本相作用生成合金相，主要有合金铁素体、合金渗碳体、合金奥氏体。素体、合金渗碳体、合金奥氏体。1）合金元素能溶于）合金元素能溶于-Fe和和-Fe形成铁基固溶体。形成铁基固溶体。 2）根据合金元素与碳的亲和力大小，分为：）根据合金元素与碳的亲和力大小，分为：a) 非碳化物元素，如非碳化物元素，如Ni、Si、Al、Cu、Co、N、B等，这类元素主要形成铁基固等，这类元素主要形成铁基固溶体，不形成碳化

11、物；溶体，不形成碳化物；b) 碳化物形成元素，如碳化物形成元素，如Ti、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Zr、Fe等，其中：等，其中：Cr、Mn属弱碳化物形成元素，含量小时，可形成铁基固溶体，含量多时一部分溶入属弱碳化物形成元素，含量小时，可形成铁基固溶体，含量多时一部分溶入渗碳体形成合金渗碳体，如渗碳体形成合金渗碳体，如(Fe、Mn)3C、(Fe、Cr)3C，当含量较多时形成特殊，当含量较多时形成特殊碳化物，如（碳化物，如（Fe7Cr)7C3、Cr23C6等；等；Ti、Mo、W、V、Nb为强碳化物形成元素，为强碳化物形成元素，含量少时形成合金渗碳体，含量多时大部分形成特殊碳化物，如含量少时形

12、成合金渗碳体，含量多时大部分形成特殊碳化物，如TiC、WC、VC、Nb等，其特点是高熔点、高硬度，稳定性好，加热时不易聚集长大，并能阻止等，其特点是高熔点、高硬度，稳定性好，加热时不易聚集长大，并能阻止奥氏体晶粒长大奥氏体晶粒长大 。 合金元素对钢的基本相的影响合金元素对钢的基本相的影响合金元素对合金元素对Fe-C状态图的影响状态图的影响 合金元素的加入影响铁碳合金状态图的相区、相合金元素的加入影响铁碳合金状态图的相区、相变温度、共析成分等。变温度、共析成分等。 影响奥氏体区域，可将合金元素分为影响奥氏体区域，可将合金元素分为2大类：大类： 凡能扩大凡能扩大A区的合金元素可使区的合金元素可使N

13、点上升，点上升，E、S点点向左移，向左移，G点、点、A1线下降。主要有线下降。主要有Mn、Ni、Co、C、N、Cu等元素。等元素。 凡能缩小并封闭凡能缩小并封闭A区的合金元素可使区的合金元素可使N点降低，点降低，E、S点向右移，点向右移，G点、点、A1线升高。主要有线升高。主要有Cr、Si、V、Mo、W、Ti、Al等元素。等元素。 由于合金元素的作用，使铁碳合金状态图的由于合金元素的作用，使铁碳合金状态图的S、E点的碳质量分数降低（即向左移），这类合金钢的点的碳质量分数降低（即向左移），这类合金钢的碳质量分数不再是碳钢珠光体的碳质量分数碳质量分数不再是碳钢珠光体的碳质量分数0.77，而是少于而

14、是少于0.77；出现莱氏体组织最低碳质量分数；出现莱氏体组织最低碳质量分数不再是不再是2.11而是少于而是少于2.11；出现共晶莱氏体的碳；出现共晶莱氏体的碳质量分数不再是质量分数不再是4.3，而是少于，而是少于4.3。 合金元素对热处理的影响合金元素对热处理的影响 1）金元素对钢加热时奥氏体化的影响）金元素对钢加热时奥氏体化的影响合金元素的加入改变了碳在钢中的扩散速度合金元素的加入改变了碳在钢中的扩散速度除除Mn和和P外，大多数合金元素都阻碍奥氏体晶粒长大。特外，大多数合金元素都阻碍奥氏体晶粒长大。特别是别是Ti、V、Nb等强碳化物形成元素形成特殊碳化物存在于等强碳化物形成元素形成特殊碳化物

15、存在于奥氏体晶界上可强烈阻碍奥氏体晶粒的长大。奥氏体晶界上可强烈阻碍奥氏体晶粒的长大。 2）合金元素对过冷奥氏体转变的影响）合金元素对过冷奥氏体转变的影响 除除Co外，大多数溶于奥氏体的合金元素都使过冷奥氏体外，大多数溶于奥氏体的合金元素都使过冷奥氏体的稳定性增大，使的稳定性增大，使C曲线向右移，增大合金钢的淬透性。曲线向右移，增大合金钢的淬透性。 3）合金元素对马氏体转变的影响）合金元素对马氏体转变的影响 除除Co、Al外，大多数合金元素在不同程度上使马氏体转外，大多数合金元素在不同程度上使马氏体转变变Ms和和Mf线降低并增加了残余奥氏体的含量线降低并增加了残余奥氏体的含量4）合金元素对淬火

16、钢回火转变及性能的影响）合金元素对淬火钢回火转变及性能的影响提高合金钢的提高合金钢的回火回火稳定性稳定性合金钢合金钢有有二次二次淬火淬火和二次硬化和二次硬化现象现象回火脆性回火脆性 螺钉头型精冲模类螺钉头型精冲模类 立铣刀立铣刀 量具量具工模具举例工模具举例工具钢金相工具钢金相T7经球化退火经球化退火高速钢高速钢 铸态铸态高速钢 高速钢是一种含多量碳高速钢是一种含多量碳(C)(C)、钨、钨(W)(W)、钼、钼(Mo)(Mo)、铬、铬(Cr)(Cr)、钒、钒(V)(V)等元素的高合等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600600以上时，

17、硬度仍无明显下降，以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟用其制造的刀具切削速度可达每分钟6060米以上，而得名。俗称锋钢或风钢，用高米以上，而得名。俗称锋钢或风钢，用高速钢制造的刀具硬度能达到速钢制造的刀具硬度能达到62-65HRC62-65HRC。W18Cr4V钢的化学成分（钢的化学成分（%） C W Cr Mo V Mn Si S P0.7-0.817.5-193.8-4.40.31.0-1.40.40.40.30.3W18Cr4V钢刀具的基本性能钢刀具的基本性能硬硬 度度抗弯强度抗弯强度 冲击韧度冲击韧度耐热性耐热性HRCkg/mm2KJ/m20C62-69350-4

18、5098-490540-650W18Cr4V钢中合金元素的作用 p W W是保证高速钢热硬性的主要元素，是强碳化物形成元素。以是保证高速钢热硬性的主要元素，是强碳化物形成元素。以(Fe(Fe，W)W)3 3C C为为主，同时有部分主，同时有部分WW溶入固溶体中。在淬火的溶入固溶体中。在淬火的W18Cr4VW18Cr4V钢中约有钢中约有7%7%的的WW溶入固溶溶入固溶体中，约有体中，约有11%11%的的WW存在于未溶的碳化物中。钢在淬火加热时，存在于未溶的碳化物中。钢在淬火加热时， (Fe(Fe，W)W)3 3C C等碳等碳化物很难溶解，对晶粒的长大起阻碍作用。将钢加热到化物很难溶解，对晶粒的长

19、大起阻碍作用。将钢加热到12801280时，仍保持细小时，仍保持细小晶粒。未溶的碳化物具有极高的硬度，增加了钢的耐磨性。晶粒。未溶的碳化物具有极高的硬度，增加了钢的耐磨性。WW还强烈降低钢的还强烈降低钢的导热系数，因此高速钢加热和冷却必须缓慢进行。导热系数，因此高速钢加热和冷却必须缓慢进行。p V V是造成高速钢热硬性主要元素之一。是造成高速钢热硬性主要元素之一。V V是强碳化物形成元素，形成稳定的是强碳化物形成元素，形成稳定的VCVC，回火过程中，回火过程中VCVC的细小质点弥散析出造成钢的二次硬化。的细小质点弥散析出造成钢的二次硬化。p CrCr是碳化物形成元素，钢中加入是碳化物形成元素，

20、钢中加入CrCr的重要作用是提高淬透性与韧性，能增的重要作用是提高淬透性与韧性，能增加钢的二次硬化效率和热硬性。加钢的二次硬化效率和热硬性。CrCr还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。 刀具热处理举例 钻头的生产工艺过程：原材料钻头的生产工艺过程：原材料锻造锻造热处理（球化退火）热处理（球化退火）机机械加工械加工热处理热处理 （淬火三（淬火三次回火）次回火）精加工（磨削）。精加工（磨削）。 锻造目的不仅仅是改变钢材的形状和尺寸，更重要的是通过反复的镦锻造目的不仅仅是改变钢材的形状和尺寸，更重要的是通过反复的镦粗拔长，打碎莱氏体碳化物。改善碳化物不均匀性，使钢

21、的化学成分更加粗拔长，打碎莱氏体碳化物。改善碳化物不均匀性，使钢的化学成分更加均匀。均匀。 球化退火的目的是降低硬度，便于切削加工，消除锻造的应力（内、球化退火的目的是降低硬度，便于切削加工，消除锻造的应力（内、外应力）并为随后的机械加工、淬火做好组织准备。外应力）并为随后的机械加工、淬火做好组织准备。 球化退火工艺曲线：球化退火工艺曲线：24小时小时500860870温度温度时间时间淬火回火20min油冷油冷400温度温度时间时间20min80010min1280温度温度时间时间1小时小时560油冷油冷1小时小时560油冷油冷1小时小时560油冷油冷1小时小时200空冷空冷要点：要点：预热预

22、热3次回火次回火塑料模具钢塑料模具按照成型固化不同可以分为热固性成型塑料模和热塑性成型塑料模：塑料模具按照成型固化不同可以分为热固性成型塑料模和热塑性成型塑料模：p 热固性成型塑料模，如压塑模，工作时塑料呈固态粉末料或预制坯料，加入型热固性成型塑料模，如压塑模，工作时塑料呈固态粉末料或预制坯料，加入型腔并在一定温度下经热压成型。腔并在一定温度下经热压成型。p 热塑性成型塑料模，如注射模、挤压模，工作时塑料在粘流状态下通过注射、热塑性成型塑料模，如注射模、挤压模，工作时塑料在粘流状态下通过注射、挤压等方法进入型腔并加工成型。挤压等方法进入型腔并加工成型。 塑料模具性能要求（1 1）塑料模具材料的

23、使用性能要求）塑料模具材料的使用性能要求 较高的硬度和耐磨性；一定的耐热和耐蚀性；良好较高的硬度和耐磨性；一定的耐热和耐蚀性；良好的尺寸稳定性；良好的热导性。的尺寸稳定性；良好的热导性。（2 2）塑料模具材料的工艺性能要求）塑料模具材料的工艺性能要求 良好的切削加工性（表面加工性、抛光性）；良好的良好的切削加工性（表面加工性、抛光性）；良好的冷压成型性；热处理工艺性；焊接性能冷压成型性；热处理工艺性；焊接性能 。（3 3）塑料模具钢的热处理工艺技术要求具有如下特点：）塑料模具钢的热处理工艺技术要求具有如下特点： 保证适中的硬度和良好的韧性。保证适中的硬度和良好的韧性。 保证淬火变形小。保证淬火

24、变形小。 模具在热处理时，应特别注意对型腔表面的保护，防止模具在热处理时，应特别注意对型腔表面的保护，防止其产生各种热处理缺陷。其产生各种热处理缺陷。 热固性塑料模具长期在受热，受压条件下工作，热处理热固性塑料模具长期在受热，受压条件下工作，热处理应具有较高的抗塌陷能力。应具有较高的抗塌陷能力。 塑料模具钢种类（1）渗碳型塑料模具钢）渗碳型塑料模具钢 10、20、20Cr、12CrNi3A、20Cr2Ni4、2CrNi3MoAlS等等（2）预硬型塑料模具钢）预硬型塑料模具钢 钢厂供货时已预先对模具钢进行了热处理，使之达到了模具使用时的硬度。根钢厂供货时已预先对模具钢进行了热处理，使之达到了模具

25、使用时的硬度。根据模具的工作条件，这个硬度范围变化较大，较低硬度为据模具的工作条件，这个硬度范围变化较大，较低硬度为2535HRC，较高硬度，较高硬度为为4050HRC。这样模具切削加工成形后不再进行热处理而直接进行使用，从而。这样模具切削加工成形后不再进行热处理而直接进行使用，从而避免了由于热处理而引起的模具变形和裂纹问题。如，避免了由于热处理而引起的模具变形和裂纹问题。如，10、20、3CrMo 、 3Cr2Mo（P20）、瑞典）、瑞典718钢、钢、PMS钢、钢、3Cr2NiMo（P4410）、）、42CrMo、4Cr5MoSiV、5CrNiMnMoSCa、8Cr2MnWMoVS（8Cr2

26、S）、）、40CrMnVBSCa、Y55CrNiMnMoV（SM1）等）等（3）时效硬化型塑料模具钢）时效硬化型塑料模具钢 25CrNi3MoAl钢、钢、10Ni3MnMoCuAl（PMS）钢、）钢、0Cr16Ni14Cu13Nb（PCR）钢、钢、20CrNi3AlMnMo（SM2）钢等）钢等（4）耐蚀型塑料模具钢）耐蚀型塑料模具钢 高碳高铬型耐蚀钢，如高碳高铬型耐蚀钢，如9Cr18、9Cr18Mo、Cr18MoV、Cr14Mo4V、4Cr13；马；马氏体不锈耐酸钢，如氏体不锈耐酸钢，如1Cr17Ni2；析出硬化不锈钢，如；析出硬化不锈钢，如0Cr16Ni4Cu3Nb等。等。 特殊性能钢特殊性

27、能钢超高强度钢超高强度钢耐磨钢耐磨钢易削钢易削钢耐热钢耐热钢耐蚀钢耐蚀钢性性能能要要求求 高强度；高强度； 合适的塑性；合适的塑性； 高疲劳强度；高疲劳强度； 一定的冲击韧性和断一定的冲击韧性和断裂韧性。裂韧性。 承受严承受严重冲击和重冲击和摩擦。摩擦。 良好切削性。良好切削性。 热强性；热强性； 抗氧化性。抗氧化性。 耐腐蚀。耐腐蚀。主要主要种类种类或成或成分特分特点点低合金中碳马氏体型；低合金中碳马氏体型；中合金中碳二次硬化型；中合金中碳二次硬化型；中合金低碳马氏体型；中合金低碳马氏体型；高合金超低碳马氏体时高合金超低碳马氏体时效钢效钢高锰铸钢高锰铸钢（水韧处（水韧处理，受冲理，受冲击载荷

28、后击载荷后表面产生表面产生严重加工严重加工硬化）硬化）提高提高S、P含量；含量；加加S、Se、Te等等改变非金属夹改变非金属夹杂物的组成、杂物的组成、性能；性能；加加Pb形成金属形成金属夹杂。夹杂。奥氏体耐热钢；奥氏体耐热钢；铁素体耐热钢；铁素体耐热钢；马氏体耐热钢；马氏体耐热钢；珠光体耐热钢。珠光体耐热钢。奥氏体不锈钢；奥氏体不锈钢；铁素体不锈钢；铁素体不锈钢；马氏体不锈钢马氏体不锈钢；双相不锈钢双相不锈钢主要主要钢种钢种举例举例30CrMnSiNi2A40Cr5MoSiV1(H13)25Si2Mn2CrNiMoVANi25Ti2AlNbZGMn8ZGMn13Y12, Y20, Y40Mn,

29、 YP40, Y35S, Y40CrS, YP12CrNi, YP30CrMo1Cr18Ni9Ti1Cr171Cr131Cr11MoV1Cr18Ni9Ti1Cr171Cr13, 2Cr133Cr13, 4Cr13水韧处理 水韧处理，是将钢加热到水韧处理，是将钢加热到10001200 10001200 C C保温，使碳化物保温，使碳化物完全溶解入奥氏体中，而后水冷，获得单一奥氏体组织。此完全溶解入奥氏体中，而后水冷，获得单一奥氏体组织。此时钢的硬度低，韧性高。使用时，工件受强大冲击或强大载时钢的硬度低，韧性高。使用时，工件受强大冲击或强大载荷，表面发生加工硬化并发生马氏体相变，获得高硬度，而荷，

30、表面发生加工硬化并发生马氏体相变，获得高硬度，而心部能保持原来的高韧性状态。心部能保持原来的高韧性状态。 合金元素提高金属抗蚀性的作用提高金属的耐腐蚀性能的方法有：提高金属的耐腐蚀性能的方法有：p 提高金属的电极电位，如加提高金属的电极电位，如加CrCr；p 形成表面钝化膜，如加形成表面钝化膜，如加AlAl、CrCr、AlAl形成致密氧化膜；形成致密氧化膜；p 改变金属组织，获得单相组织。改变金属组织，获得单相组织。 牌号牌号化学成分化学成分( (质量分数质量分数) )，%C( (碳碳) )Si( (硅硅) )Mn( (锰锰) )P( (磷磷) )S( (硫硫) )Ni( (镍镍) )Cr(

31、(铬铬) )Mo( (钼钼) )其他其他1Cr17Mn6Ni5N0. .151. .005. .507. .500. .0600. .0303. .505. .5016. .0018. .00N：0. .251Cr18Mn8Ni5N0. .151. .007. .5010. .000. .0600. .0304. .006. .0017. .0019. .00N：0. .251Cr18Mn10Ni5Mo3N0. .101. .008. .5012. .000. .0600. .0304. .006. .0017. .0019. .002. .83. .5N：0. .200. .301Cr17N

32、i70. .151. .002. .000. .0350. .0306. .008. .0016. .0018. .00 1Cr18Ni90. .151. .002. .000. .0350. .0308. .0010. .0017. .0019. .00 Y1Cr18Ni90. .151. .002. .000. .0200. .158. .0010. .0017. .0019. .00 Y1Cr18Ni9Se0. .151. .002. .000. .0200. .0608. .0010. .0017. .0019. .00Se：0. .150Cr18Ni90. .071. .002. .

33、000. .0350. .0308. .0011. .0017. .0019. .00 00Cr19Ni100. .031. .002. .000. .0350. .0308. .0012. .0018. .0020. .00 0Cr19Ni9N0. .081. .002. .000. .0350. .0307. .0010. .5018. .0020. .00N：0. .100. .250Cr19Ni10NbN0. .081. .002. .000. .0350. .0307. .0010. .5018. .0020. .00Nb：0. .15N：0. .150. .3000Cr18Ni10

34、N0. .031. .002. .000. .0350. .0308. .5011. .5017. .0019. .00N：0. .120. .221Cr18Ni9Ti0.121.002.000.0350.0308.0011.0017.0019.00 Yi：5(C%-0.02)0.80奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢牌号牌号化学成分化学成分( (质量分数质量分数) )，%C( (碳碳) )Si( (硅硅) )Mn( (锰锰) )P( (磷磷) )S( (硫硫) )Ni( (镍镍) )Cr( (铬铬) )Mo( (钼钼) )其他其他0Cr13A10. .081. .001. .000. .0350. .

35、030 11. .5014. .50A1：0. .100. .3000Cr120. .031. .001. .000. .0350. .030 11. .0013. .001Cr170. .120. .751. .000. .0350. .030 16. .0018. .00Y1Cr170. .121. .001. .250. .0600. .15 16. .0018. .00 1Cr17Mo0. .121. .001. .000. .0350. .030 16. .0018. .000. .751. .2500Cr30Mo20. .010. .400. .400. .0300. .02028

36、. .5032. .001. .502. .50N：0. .01500Cr27Mo0. .010. .400. .400. .0300. .02025. .0027. .500. .751. .50N：0. .015 铁素体不锈钢铁素体不锈钢牌号牌号化学成分化学成分( (质量分数质量分数) )，%C( (碳碳) )Si( (硅硅) )Mn( (锰锰) )P( (磷磷) )S( (硫硫) )Ni( (镍镍) )Cr( (铬铬) )Mo( (钼钼) )V( (钒钒) )1Cr120. .150. .501. .000. .0350. .030 11. .5013. .0901Cr130. .151

37、. .001. .000. .0350. .030 11. .5013. .50 0Cr130. .081. .001. .000. .0350. .030 11. .5013. .500. .300. .60Y1Cr130. .151. .001. .250. .0600. .15 12. .0014. .001Cr13Mo0. .0800. .180. .601. .000. .0350. .030 11. .5014. .002Cr130. .160. .251. .001. .000. .0350. .030 12. .0014. .003Cr130. .260. .351. .001

38、. .000. .0350. .030 12. .0014. .00Y3Cr130. .260. .401. .001. .250. .0600. .15 12. .0014. .00 3Cr13Mo0. .280. .350. .801. .000. .0350. .030 12. .0014. .000. .501. .004Cr130. .360. .450. .600. .800. .0350. .030 12. .0014. .001Cr17Ni20. .110. .170. .800. .800. .0350. .0301. .502. .5016. .0018. .007Cr17

39、0. .600. .751. .001. .000. .0350. .030 16. .0018. .00 马氏体不锈钢马氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti 奥氏体型奥氏体型 使用最广泛，适用于食品、化工、医药、原子能工业使用最广泛，适用于食品、化工、医药、原子能工业 0Cr25Ni20 奥氏体型奥氏体型 炉用材料，汽车排气净化装置用材料炉用材料，汽车排气净化装置用材料 1Cr18Ni9 奥氏体型奥氏体型 经冷加工有高的强度，建筑用装饰部件经冷加工有高的强度，建筑用装饰部件 0Cr18Ni9 奥氏体型奥氏体型 作为不锈耐热钢使用最广泛、食品用设备，一般化工设备，原子能工业用作为不锈耐热钢使用最广泛

40、、食品用设备，一般化工设备，原子能工业用 00Cr19Ni10 奥氏体型奥氏体型 用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器、建材、用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件耐热零件及热处理有困难的零件 0Cr17Ni12Mo2 奥氏体型奥氏体型 适用于在海水和其它介质中，主要作耐点蚀材料，照相、食品工业、沿适用于在海水和其它介质中，主要作耐点蚀材料，照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母杆、螺栓、螺母 00Cr17Ni14Mo2 奥氏体型奥氏体型 为为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢，用于

41、对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品的超低碳钢，用于对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品 1Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性1Cr17 铁素体型铁素体型 耐蚀性良好的通用钢种，建筑内装饰用，重油燃烧部件，用于家庭用具，家用电耐蚀性良好的通用钢种，建筑内装饰用，重油燃烧部件，用于家庭用具，家用电器部件器部件 0Cr13 铁素体型铁素体型 作较高韧性及受冲击负荷的零件，如汽轮叶片，结构架，螺栓，螺帽等作较高韧性及受冲击负荷的零件，如汽轮叶片，结构架，螺栓，螺帽等 1Cr13 马氏体型马

42、氏体型 具有良好的耐蚀性，机械加工性，用作一般用途、刀刃机械零件、石油精炼装置、具有良好的耐蚀性，机械加工性，用作一般用途、刀刃机械零件、石油精炼装置、螺栓、螺母、泵杆、餐具等螺栓、螺母、泵杆、餐具等 2Cr13 马氏体型马氏体型 淬火状态下硬度高，耐蚀性良好，作汽轮机叶片，餐具（刀）淬火状态下硬度高，耐蚀性良好，作汽轮机叶片，餐具（刀） 常用不锈钢用途常用不锈钢用途不锈钢件不锈钢件不锈钢金相不锈钢金相奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢马氏体不锈钢马氏体不锈钢双相不锈钢双相不锈钢香港昂船洲大桥，桥塔上部118m为20mm厚双相不锈钢板内浇混凝土。双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，

43、简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%28%，Ni含量在3%10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。Fe-FeFe-Fe3 3C C、Fe-GFe-G（石墨）双重相图（石墨）双重相图 铸铁 铸铁是含碳量铸铁是含碳量2.116.67wt. %的的Fe-C合金，

44、含较合金，含较多的多的Si、Mn、S、P元素。元素。 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。铸铁的石墨化过程可分为两个阶段：化。铸铁的石墨化过程可分为两个阶段： 阶段阶段I：在在PSK线以上发生的石墨化，包括结线以上发生的石墨化，包括结晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨的析出和加热时晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、二次渗碳体及共晶渗碳体的分解一次渗碳体、二次渗碳体及共晶渗碳体的分解 ，这，这个阶段决定了铸铁中是否存在莱氏体或二次渗碳体；个阶段决定了铸铁中是否存在莱氏体或二次渗碳体； 阶段阶段II：在：在PSK线以下发生的石墨

45、化称为第二线以下发生的石墨化称为第二阶段石墨化，包括冷却时共析石墨的析出和加热时共阶段石墨化，包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解，这个阶段决定了铸铁基体的类型。析渗碳体的分解，这个阶段决定了铸铁基体的类型。不同铸铁的石墨化过程不同铸铁的石墨化过程石墨化显微组织铸铁种类IIILd+P+Fe3CII白口OLd+P+Fe3CII +GP+Fe3CII+G麻口OP+G灰口OF+P+GOF+G 不进行不进行 O 部分进行部分进行 O 充分进行充分进行一次、二次、三次渗碳体Fe3CIIFe3CIIIFe3CI影响石墨化的因素（1）化学成分）化学成分 a）碳含量：碳含量越高，石墨化过程越容易进

46、行。）碳含量：碳含量越高，石墨化过程越容易进行。 b）合金元素：按照对石墨化的作用，合金元素分为促进石墨化元素和阻碍石墨）合金元素：按照对石墨化的作用，合金元素分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素，它们的作用强弱如图。其中化元素，它们的作用强弱如图。其中Si强烈促进石墨化过程，生产中可以通过调整强烈促进石墨化过程，生产中可以通过调整C、Si含量控制铸铁的组织和性能。可以按照合金元素促进石墨化的作用折算成相含量控制铸铁的组织和性能。可以按照合金元素促进石墨化的作用折算成相当的碳含量，称为碳当量当的碳含量，称为碳当量CE，可以用式，可以用式CE=C+1/3Si简单估算。简单估算。 0Al C Si

47、Ti Ni Cu P Co Zn Nb W Mn Mo S Cr V Mg Ce B石墨化反石墨化（2）冷却速度）冷却速度 冷却速度取决于浇注温度、铸型温冷却速度取决于浇注温度、铸型温度、铸型导热率、铸件厚度等，低冷度、铸型导热率、铸件厚度等，低冷速有助于石墨化的进行。速有助于石墨化的进行。 孕育剂和球化剂 孕育处理，就是在铸铁熔体中加入孕育剂，在铁水内提孕育处理，就是在铸铁熔体中加入孕育剂，在铁水内提供大量非均匀形核的核心，以获得细小均匀的石墨，并细供大量非均匀形核的核心，以获得细小均匀的石墨，并细化基体组织，提高铸铁强度。常用的孕育剂有硅铁合金化基体组织，提高铸铁强度。常用的孕育剂有硅铁合

48、金（含硅（含硅6065 wt. %）、硅钙合金（含钙）、硅钙合金（含钙2535 wt. %）和）和石墨粉等。石墨粉等。 为了获得球状石墨，必须在铁水中添加球化剂。常用的为了获得球状石墨，必须在铁水中添加球化剂。常用的球化剂有金属镁和稀土镁。镁是强烈阻碍石墨化元素，因球化剂有金属镁和稀土镁。镁是强烈阻碍石墨化元素，因此，为了防止石墨化，必须同时加入孕育剂。此，为了防止石墨化，必须同时加入孕育剂。 铸铁的性能特点铸铁的性能特点 力学性能低：由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，力学性能低：由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，减少有效承载截面，且易导致应破坏了基体的连续性，减少有效

49、承载截面，且易导致应力集中，因而其强度、塑性及韧性低于碳钢。力集中，因而其强度、塑性及韧性低于碳钢。 耐磨性好：石墨本身有润滑作用。此外，石墨脱落后耐磨性好：石墨本身有润滑作用。此外，石墨脱落后留下的空洞还可以贮油。留下的空洞还可以贮油。 消振性能好：石墨可以吸收振动能量。消振性能好：石墨可以吸收振动能量。 铸造性能好：铸铁硅含量高且成分接近于共晶成分，铸造性能好：铸铁硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流动性、填充性好。因而流动性、填充性好。 切削性能好：石墨的存在使切屑容易脆断，不粘刀。切削性能好：石墨的存在使切屑容易脆断，不粘刀。铸铁分类、特点及应用铸铁分类、特点及应用分类分类成分成分 /

50、wt.%组组 织织性性 能能应应 用用牌牌 号号灰口灰口铸铁铸铁C: 2.5-4.0Si: 1.0-3.0Mn: 0.5-1.2S: 0.15P: 0.12 抗拉强度低、压缩强抗拉强度低、压缩强度高；度高； 塑性、韧性低；塑性、韧性低； 减摩性好；减摩性好； 减震性好；减震性好； 缺口敏感性好。缺口敏感性好。机床床身，机床床身，发动机缸发动机缸体，箱体，体，箱体，阀体，泵阀体，泵体等体等HT100HT150HT200HT250HT300HT350球墨球墨铸铁铸铁C: 3.6-3.9Si: 2.0-2.8Mn:0.3-0.6S: 0.07P: 0.10 具有灰铁基本性能；具有灰铁基本性能； 抗拉强度、屈服强度抗拉强度、屈服强度高；高； 有一定塑性、韧性；有一定塑性、韧性； 疲劳强度较高。疲劳强度较高。曲轴，连曲轴，连杆，凸轮