机械制造基础-第1章工程材料导论第5讲
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T12 硬度最高耐磨性好，但脆性大，适于制造不受冲击的耐 磨工具，如，钢锉，刮刀等。
1.4
合金钢
合金钢——是在碳素钢中添加一些合金元素而炼制的
一类钢，以改善碳素钢的性能。
合金元素加入钢后，通常使钢的强度，硬度增加，合金元 素超过一定量时，可能使韧性下降。
为什么要发展合金钢？
因为碳钢不能满足要求。
一、碳素钢的缺陷
*结构钢的牌号：Q + 三位数字 + 字母
A—质量等级，分为A、B、C、D，其中A级质量最 低，D级质量最高（硫磷含量较低）
F—沸腾钢，Z是镇静钢，Z可不标
碳素结构钢的硫、磷含量较多，但由于冶炼容易，工艺性好， 价格便宜，在力学性能上一般能满足普通机械零件及工程结 构件的要求，因此用量很大。一般以热轧空冷状态供应。
（2）热作模具钢
热处理：同碳素渗碳钢一样，渗碳后需热处理。“淬火+低温回火”，获得“外
硬内韧”组织。 用途：主要用来制造工作中承受较强烈的冲击作用和磨损条件下的渗碳零 件。制作承受动载荷和重载荷的汽车变速箱齿轮、汽车后桥齿轮和内燃机的凸 轮轴、活塞销等。 常用牌号：
• • •
20Cr、20Mn2，这类钢淬透性低，只适于制造承受载荷不大的小型耐磨零件， 如活塞销、凸轮轴、滑块等。 20CrMnTi、20SiMnVB等，这类钢淬透性好，力学性能较高，可用来制造承受 中等载荷的受磨零件，如汽车变速齿轮、花键轴套、气门座等。 20Cr2Ni4、18Cr2Ni4WA等，这类钢淬透性高，主要用来制造承受重载荷及强 烈磨损的重要大型零件，如内燃机车的主要索引齿轮，柴油机的曲轴和连杆 等。
在碳素结构钢中添加Cr 、Ni 、Mn 、Si 、Mo 、 W 、V 、Ti等合金元素，使其具有较高的强度、韧 性、淬透性。
合金结构钢分为：低合金结构钢、合金渗碳钢、
合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢。
1、低合金高强度结构钢
（1）性能特点： 强度显著高于相同含碳量的碳素钢，且具有良好的塑性、韧性、 焊接性能，比碳钢更低的冷脆转变温度。 （2）用途： 主要用于桥梁、锅炉压力容器、车辆、船舶、大型钢结构等。
（4）合金工具钢
•当Wc＜1％时，用一位数字表示碳质量的千分数 •当碳的质量分数≥1%时，则不予标出
合金元素的标注与合金结构钢相同
•高速工具钢例外，其平均含碳量无论多少均不标出。
例如：Cr12MoV： Wc=1.45％～1.70%（不标出）；WCr=12％，
Mo和V<1.5%。
又如:9SiCr: Wc=0.9％，Si、Cr均＜1.5％。
•
•
08F、10F含碳低，塑性好，焊接性能好，主要用于制造冲压 件和焊接件。
15、20、25钢属于渗碳钢 ，经渗碳、淬火十低温回火后， 表面硬度可达60HRC以上，耐磨性好，而心部具有一定的强 度和韧性，可用来制作要求表面耐磨并能承受冲击载荷的零 件。
•
•
30、35、40、45、50、55钢属于调质钢，经淬火十高温回火 后，具有良好的综合力学性能，主要用于要求强度、塑性和 韧性都较高的机械零件，如轴类零件。
以降低原材料成本。
(2）优质碳素结构钢
*优质碳素结构钢的牌号：用二位数字表示
例：20表示含碳量为0.2％
数字20是钢中平均含碳量的万分数
10F表示含碳量为0.1％，沸腾钢
优质碳素结构钢S、P含量较低，非金属夹杂物也较少， 因此机械性能比碳素结构钢优良，被广泛用于制造机械产 品中较重要的结构钢零件。一般都是在热处理后使用。
60、65、70钢属于弹簧钢，经淬火十中温回火后可获得高的 屈强比 ，主要用于制造弹簧等弹性零件及耐磨零件。
(3）碳素工具钢
• 碳素工具钢的含碳量为0.7％～1.35％,淬火后有高的 硬度（＞60HRC）良好的耐磨性。工作温度＜250℃，否 则，硬度将迅速下降。
• 牌号： T + 一或二位数字（含碳量的千分数） 例T7A 其中： T——碳素工具钢 7——平均含碳量为0.7％ A——高级优质碳素工具钢
4、淬透性差
碳钢不能用于制作大截面尺寸的重要零件，淬火时，急冷
易变形、开裂；缓冷，又淬不上火或淬透层很浅。
5、不能满足某些特殊性能要求 如：耐低温、高磁性、无磁性等。
碳钢的冷脆转变温度较高，-20—-300C，故碳钢
的使用温度应≥ -200C。 因此发展合金钢成为必然，二十一世纪结构材料
的重要发展方向之一是利用新技术、新工艺改造传
3、合金调质钢
调质处理后的合金结构钢。调质钢属于中碳钢，含碳量
0.27—0.50%（含碳量过低强度不够，过高韧性不足）。
淬火+高温回火（调质）具有较高的强度、韧性配合 （良好的综合机械性能）。 热处理：毛坯料的预备热处理（退火或正火），粗加工件的调 质处理。
用途：用于制造一些重要零件，如机床的主轴、汽车底盘
碳素工具钢大多用于制造刃部受热程度较低的手用工具和低 速、小进给量的机用工具，亦可制作尺寸较小的模具和量具。
常用牌号：T8、T10、T10A、T12 T8 属共析钢，上述牌号中韧性最好，多用于制造受冲击的 工具，例如錾子，锻工工具等。 T10、T10A 硬度较高，且有一定的韧性，常用来制造锯条，
小冲模等。
Baidu Nhomakorabea
4、合金弹簧钢
合金弹簧钢的碳的质量分数一般为Wc＝0.5％～0.7％，碳的质量分数 过高时，塑性和韧性差，疲劳强度下降。常加入以硅、锰为主的提高 淬透性的元素。
•热处理：淬火+中温回火 •用途：主要用于制造各种弹性元件，如在汽车、拖拉机、坦克、
机车车辆上制作减震板簧和螺旋弹簧，大炮的缓冲弹簧，钟表的 发条等。
高达600℃，可以进行高速切削，故称之高速钢。高速钢具有高
的强度、硬度、耐磨性及淬透性。
•我国常用的高速工具钢有三类： •钨系高速工具钢，适用于制造一般的高速切削刃具，但不适合作
薄刃的刃具。如W18Cr4V。
•钨钼系高速工具钢，适合制造耐磨性与韧性需较好配合的刃具，
如齿轮铣刀、插齿刀等。如W6Mo5Cr4V2。
•常用牌号有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA。
5、滚动轴承钢
滚动轴承钢是制造各种滚动轴承的滚珠、滚柱、滚针的专用钢。也可
做其它用途，如形状复杂的工具、冷冲模具、精密量具以及要求硬度
高、耐磨性高的结构零件。
•一般的轴承用钢是高碳低铬钢，其碳的质量分数为Wc＝0.95
％～1.15％，属过共析钢。铬的含量为WCr＝0.4％～1.65％ 。
*常见的牌号有：
Q195A Q195B Q215A Q215B Q255A Q255B Q275 Q235A Q235B Q235C Q235D
•Q195钢含碳量很低，塑性好。常用作螺钉、螺母及各种薄板，也
可用来代替优质碳素结构钢08或10钢，制造冲压件、焊接结构件。
•Q275钢强度较高，可代替30钢、40钢用于制造较重要的某些零件，
统材料——微合金化高强钢、低合金超高强钢。
二、合金钢的分类
1、按用途分为： 合金结构钢（建筑、桥梁、船舶、锅炉、机械零件） 合金工具钢（刃具、量具、模具） 特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、耐磨钢）
2、按合金元素的总含量分为:
– 低合金钢(WMe＜5％) – 中合金钢(WMe＝5%～10%) – 高合金钢(WMe＞10％) 3、按钢的金相组织分为：
•热处理：预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火与低温回火)
常用滚动轴承钢牌号有GCr9G、Cr15、GCr15-SiMn。
1.4.3
合金工具钢
合金刃具钢
按用途分 合金模具钢
合金量具钢
1、合金刃具钢
包括低合金刃具钢和高速钢。
（1）低合金刃具钢
为了保证高硬度和耐磨性，低合金刃具钢的碳的质量分数为： Wc＝0.75％～1.45％，加入的合金元素主要有铬、硅、锰、钨等。
（5）不锈钢与耐热钢
钢牌号前面数字表示碳质量的千分数，其它元素标注与合金结构钢相同
例如：3Crl3， Wc＝0.3％，WCr＝13％。
•当碳的质量分数Wc≤0.03％及Wc≤0.08％时，则在牌号前面分
别冠以“00”及“0”表示。例如00Cr17Ni14Mo2，OCr19Ni9钢等。
四、合金结构钢
•高的硬度和耐磨性 •较高强度和足够韧性 •良好的工艺性
常用来制作冷作模具的合金工具钢中有一部分为低合金工具钢。如CrWMn、 9CrWMn、9Mn2V以及9SiCr、Cr2、9Cr2等。对于要求热处理变形小的大型 冷作模具采用高碳高铬模具钢(Crl2,Crl2MoV)。 制作形状复杂、受冲击 载荷较大或尺寸较大的冷作模具，可采用6Cr4W3Mo2VNb。
的半轴、柴油机连杆螺栓等。
常见牌号：
40Cr、40MnB、40MnVB，这类钢调质后强度比碳钢高，常用作中等 截面、要求力学性能比碳钢高的工件。
42CrMo、40CrMn、30CrMnSi、38CrMoAlA，这类钢调质后强度很高， 韧性也较好，可作截面积大、承受较重载荷的工件。如内燃机曲轴、 连杆变速箱主动的轴等。 40CrNiMoA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA，这类钢油调质后强度最高， 韧性也很好，可用作大截面、承受更大载荷的重要调质件。如汽轮 机主轴、叶轮等。
钢中平均含碳量的万分数
如果是高级优质钢，则在牌号的末尾加“A”。
例如：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni 20CrMnTi： 0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％
又如：38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。
（3）滚动轴承钢
牌号： G+铬+数字
数字表示铬质量的千分数，其碳的质量分数不标出。 例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数WCr＝1.5％的滚动轴承钢。
1、综合机械性能差
虽然碳钢的强度、硬度随着含碳量的增加而提高，但塑 性、韧性却随之下降，不能在同一成分中得到配合完善的综
合机械性能。
2、热稳定性差
碳钢在使用温度超过2000C后，软化变形，机械性能（强 度、韧性）急剧下降，不能用于高温场合。
3、耐腐蚀性差
碳钢在大多数介质中的耐腐蚀性很差，尤其对酸几乎没 有任何抵御能力。
②优质碳素钢：S≤0.035％、P≤0.035％。
③高级优质碳素钢：S≤0.03％、P≤0.03％。
（3）按用途分：
①碳素结构钢 ②碳素工具钢
2.钢的编号和用途
(1）碳素结构钢
含碳量小于0.38％，常小于0.25％，即以低 碳钢为主。 例：Q215—A· F
Q—屈服点的首字母、 215—屈服点的数值Mpa
铁素体钢、奥氏体钢、马氏体钢、珠光体钢、贝氏体钢。
三、合金钢的编号方法
（1）低合金高强度结构钢
由代表屈服点的字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号
•质量等级符号（A、B，C、D、E）
•例如Q390A，表示屈服强度σs＝390N/mm2、质量等级A的低合金高强度结构
钢
（2）合金结构钢
数字 + 元素符号+ 数字 合金元素的平均含量的百分数， 小于1.5％时，不标数字。
（3）热处理：
一般在热轧或正火状态下使用，不需要专门的热处理。 （4）常用钢号：
Q345用量最多、产量最大、应用最广泛。综合性能好，用于船舶、桥
梁、车辆等大型钢结构。 Q390强度高，用于中等压力容器。
Q460强度高，用于石化中温高压容器。
2、合金渗碳钢
渗碳钢属于低碳钢，含碳量0.1—0.25%，以保证心部有足够塑、韧性。为 了克服碳钢的缺陷，常采用低碳合金钢作为渗碳钢。
•超硬系高速工具钢，适用于制造有特殊要求的高速切削刃具。如
W18Cr4V2Co8、W6Mo5Cr4V2Al 。
2、合金模具钢
（1）冷作模具钢
冷作模具钢用于制造在室温下使金属变形的模具，如冷冲模、冷镦、 拉丝、冷挤压模等。 工作温度为200—3000C。 它们在工作时承受高的压力、摩擦与冲击，因此冷作模具要求具有：
1.4常用金属材料及其分类
一、碳素钢
1、碳素钢分类 碳素钢简称碳钢，Wc＜1.54％，并有硅、锰、磷、 硫等杂质。 （1）按含碳量分： 低碳钢(wc＜0.25%) 中碳钢(wc＝0.25％～0.60％) 高碳钢(wc＞0.60％)
（2）按冶金质量分：
①普通碳素钢：S≤0.05％、P≤0.045％。
•预先热处理为球化退火,最终热处理为淬火+低温回火。 •应用：主要用于制造截面尺寸较大、几何形状复杂、加工精度要求
较高、切削速度不太高的板牙、丝锥、绞刀、搓丝板等。
•常用牌号有：Cr06、Cr2、9SiCr、8MnSi、9Cr2、W。
（2）高速钢
高速钢是一个红硬性、耐磨性较高的高合金工具钢，它的红硬性
1.4
合金钢
合金钢——是在碳素钢中添加一些合金元素而炼制的
一类钢，以改善碳素钢的性能。
合金元素加入钢后，通常使钢的强度，硬度增加，合金元 素超过一定量时，可能使韧性下降。
为什么要发展合金钢？
因为碳钢不能满足要求。
一、碳素钢的缺陷
*结构钢的牌号：Q + 三位数字 + 字母
A—质量等级，分为A、B、C、D，其中A级质量最 低，D级质量最高（硫磷含量较低）
F—沸腾钢，Z是镇静钢，Z可不标
碳素结构钢的硫、磷含量较多，但由于冶炼容易，工艺性好， 价格便宜，在力学性能上一般能满足普通机械零件及工程结 构件的要求，因此用量很大。一般以热轧空冷状态供应。
（2）热作模具钢
热处理：同碳素渗碳钢一样，渗碳后需热处理。“淬火+低温回火”，获得“外
硬内韧”组织。 用途：主要用来制造工作中承受较强烈的冲击作用和磨损条件下的渗碳零 件。制作承受动载荷和重载荷的汽车变速箱齿轮、汽车后桥齿轮和内燃机的凸 轮轴、活塞销等。 常用牌号：
• • •
20Cr、20Mn2，这类钢淬透性低，只适于制造承受载荷不大的小型耐磨零件， 如活塞销、凸轮轴、滑块等。 20CrMnTi、20SiMnVB等，这类钢淬透性好，力学性能较高，可用来制造承受 中等载荷的受磨零件，如汽车变速齿轮、花键轴套、气门座等。 20Cr2Ni4、18Cr2Ni4WA等，这类钢淬透性高，主要用来制造承受重载荷及强 烈磨损的重要大型零件，如内燃机车的主要索引齿轮，柴油机的曲轴和连杆 等。
在碳素结构钢中添加Cr 、Ni 、Mn 、Si 、Mo 、 W 、V 、Ti等合金元素，使其具有较高的强度、韧 性、淬透性。
合金结构钢分为：低合金结构钢、合金渗碳钢、
合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢。
1、低合金高强度结构钢
（1）性能特点： 强度显著高于相同含碳量的碳素钢，且具有良好的塑性、韧性、 焊接性能，比碳钢更低的冷脆转变温度。 （2）用途： 主要用于桥梁、锅炉压力容器、车辆、船舶、大型钢结构等。
（4）合金工具钢
•当Wc＜1％时，用一位数字表示碳质量的千分数 •当碳的质量分数≥1%时，则不予标出
合金元素的标注与合金结构钢相同
•高速工具钢例外，其平均含碳量无论多少均不标出。
例如：Cr12MoV： Wc=1.45％～1.70%（不标出）；WCr=12％，
Mo和V<1.5%。
又如:9SiCr: Wc=0.9％，Si、Cr均＜1.5％。
•
•
08F、10F含碳低，塑性好，焊接性能好，主要用于制造冲压 件和焊接件。
15、20、25钢属于渗碳钢 ，经渗碳、淬火十低温回火后， 表面硬度可达60HRC以上，耐磨性好，而心部具有一定的强 度和韧性，可用来制作要求表面耐磨并能承受冲击载荷的零 件。
•
•
30、35、40、45、50、55钢属于调质钢，经淬火十高温回火 后，具有良好的综合力学性能，主要用于要求强度、塑性和 韧性都较高的机械零件，如轴类零件。
以降低原材料成本。
(2）优质碳素结构钢
*优质碳素结构钢的牌号：用二位数字表示
例：20表示含碳量为0.2％
数字20是钢中平均含碳量的万分数
10F表示含碳量为0.1％，沸腾钢
优质碳素结构钢S、P含量较低，非金属夹杂物也较少， 因此机械性能比碳素结构钢优良，被广泛用于制造机械产 品中较重要的结构钢零件。一般都是在热处理后使用。
60、65、70钢属于弹簧钢，经淬火十中温回火后可获得高的 屈强比 ，主要用于制造弹簧等弹性零件及耐磨零件。
(3）碳素工具钢
• 碳素工具钢的含碳量为0.7％～1.35％,淬火后有高的 硬度（＞60HRC）良好的耐磨性。工作温度＜250℃，否 则，硬度将迅速下降。
• 牌号： T + 一或二位数字（含碳量的千分数） 例T7A 其中： T——碳素工具钢 7——平均含碳量为0.7％ A——高级优质碳素工具钢
4、淬透性差
碳钢不能用于制作大截面尺寸的重要零件，淬火时，急冷
易变形、开裂；缓冷，又淬不上火或淬透层很浅。
5、不能满足某些特殊性能要求 如：耐低温、高磁性、无磁性等。
碳钢的冷脆转变温度较高，-20—-300C，故碳钢
的使用温度应≥ -200C。 因此发展合金钢成为必然，二十一世纪结构材料
的重要发展方向之一是利用新技术、新工艺改造传
3、合金调质钢
调质处理后的合金结构钢。调质钢属于中碳钢，含碳量
0.27—0.50%（含碳量过低强度不够，过高韧性不足）。
淬火+高温回火（调质）具有较高的强度、韧性配合 （良好的综合机械性能）。 热处理：毛坯料的预备热处理（退火或正火），粗加工件的调 质处理。
用途：用于制造一些重要零件，如机床的主轴、汽车底盘
碳素工具钢大多用于制造刃部受热程度较低的手用工具和低 速、小进给量的机用工具，亦可制作尺寸较小的模具和量具。
常用牌号：T8、T10、T10A、T12 T8 属共析钢，上述牌号中韧性最好，多用于制造受冲击的 工具，例如錾子，锻工工具等。 T10、T10A 硬度较高，且有一定的韧性，常用来制造锯条，
小冲模等。
Baidu Nhomakorabea
4、合金弹簧钢
合金弹簧钢的碳的质量分数一般为Wc＝0.5％～0.7％，碳的质量分数 过高时，塑性和韧性差，疲劳强度下降。常加入以硅、锰为主的提高 淬透性的元素。
•热处理：淬火+中温回火 •用途：主要用于制造各种弹性元件，如在汽车、拖拉机、坦克、
机车车辆上制作减震板簧和螺旋弹簧，大炮的缓冲弹簧，钟表的 发条等。
高达600℃，可以进行高速切削，故称之高速钢。高速钢具有高
的强度、硬度、耐磨性及淬透性。
•我国常用的高速工具钢有三类： •钨系高速工具钢，适用于制造一般的高速切削刃具，但不适合作
薄刃的刃具。如W18Cr4V。
•钨钼系高速工具钢，适合制造耐磨性与韧性需较好配合的刃具，
如齿轮铣刀、插齿刀等。如W6Mo5Cr4V2。
•常用牌号有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA。
5、滚动轴承钢
滚动轴承钢是制造各种滚动轴承的滚珠、滚柱、滚针的专用钢。也可
做其它用途，如形状复杂的工具、冷冲模具、精密量具以及要求硬度
高、耐磨性高的结构零件。
•一般的轴承用钢是高碳低铬钢，其碳的质量分数为Wc＝0.95
％～1.15％，属过共析钢。铬的含量为WCr＝0.4％～1.65％ 。
*常见的牌号有：
Q195A Q195B Q215A Q215B Q255A Q255B Q275 Q235A Q235B Q235C Q235D
•Q195钢含碳量很低，塑性好。常用作螺钉、螺母及各种薄板，也
可用来代替优质碳素结构钢08或10钢，制造冲压件、焊接结构件。
•Q275钢强度较高，可代替30钢、40钢用于制造较重要的某些零件，
统材料——微合金化高强钢、低合金超高强钢。
二、合金钢的分类
1、按用途分为： 合金结构钢（建筑、桥梁、船舶、锅炉、机械零件） 合金工具钢（刃具、量具、模具） 特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、耐磨钢）
2、按合金元素的总含量分为:
– 低合金钢(WMe＜5％) – 中合金钢(WMe＝5%～10%) – 高合金钢(WMe＞10％) 3、按钢的金相组织分为：
•热处理：预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火与低温回火)
常用滚动轴承钢牌号有GCr9G、Cr15、GCr15-SiMn。
1.4.3
合金工具钢
合金刃具钢
按用途分 合金模具钢
合金量具钢
1、合金刃具钢
包括低合金刃具钢和高速钢。
（1）低合金刃具钢
为了保证高硬度和耐磨性，低合金刃具钢的碳的质量分数为： Wc＝0.75％～1.45％，加入的合金元素主要有铬、硅、锰、钨等。
（5）不锈钢与耐热钢
钢牌号前面数字表示碳质量的千分数，其它元素标注与合金结构钢相同
例如：3Crl3， Wc＝0.3％，WCr＝13％。
•当碳的质量分数Wc≤0.03％及Wc≤0.08％时，则在牌号前面分
别冠以“00”及“0”表示。例如00Cr17Ni14Mo2，OCr19Ni9钢等。
四、合金结构钢
•高的硬度和耐磨性 •较高强度和足够韧性 •良好的工艺性
常用来制作冷作模具的合金工具钢中有一部分为低合金工具钢。如CrWMn、 9CrWMn、9Mn2V以及9SiCr、Cr2、9Cr2等。对于要求热处理变形小的大型 冷作模具采用高碳高铬模具钢(Crl2,Crl2MoV)。 制作形状复杂、受冲击 载荷较大或尺寸较大的冷作模具，可采用6Cr4W3Mo2VNb。
的半轴、柴油机连杆螺栓等。
常见牌号：
40Cr、40MnB、40MnVB，这类钢调质后强度比碳钢高，常用作中等 截面、要求力学性能比碳钢高的工件。
42CrMo、40CrMn、30CrMnSi、38CrMoAlA，这类钢调质后强度很高， 韧性也较好，可作截面积大、承受较重载荷的工件。如内燃机曲轴、 连杆变速箱主动的轴等。 40CrNiMoA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA，这类钢油调质后强度最高， 韧性也很好，可用作大截面、承受更大载荷的重要调质件。如汽轮 机主轴、叶轮等。
钢中平均含碳量的万分数
如果是高级优质钢，则在牌号的末尾加“A”。
例如：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni 20CrMnTi： 0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％
又如：38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。
（3）滚动轴承钢
牌号： G+铬+数字
数字表示铬质量的千分数，其碳的质量分数不标出。 例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数WCr＝1.5％的滚动轴承钢。
1、综合机械性能差
虽然碳钢的强度、硬度随着含碳量的增加而提高，但塑 性、韧性却随之下降，不能在同一成分中得到配合完善的综
合机械性能。
2、热稳定性差
碳钢在使用温度超过2000C后，软化变形，机械性能（强 度、韧性）急剧下降，不能用于高温场合。
3、耐腐蚀性差
碳钢在大多数介质中的耐腐蚀性很差，尤其对酸几乎没 有任何抵御能力。
②优质碳素钢：S≤0.035％、P≤0.035％。
③高级优质碳素钢：S≤0.03％、P≤0.03％。
（3）按用途分：
①碳素结构钢 ②碳素工具钢
2.钢的编号和用途
(1）碳素结构钢
含碳量小于0.38％，常小于0.25％，即以低 碳钢为主。 例：Q215—A· F
Q—屈服点的首字母、 215—屈服点的数值Mpa
铁素体钢、奥氏体钢、马氏体钢、珠光体钢、贝氏体钢。
三、合金钢的编号方法
（1）低合金高强度结构钢
由代表屈服点的字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号
•质量等级符号（A、B，C、D、E）
•例如Q390A，表示屈服强度σs＝390N/mm2、质量等级A的低合金高强度结构
钢
（2）合金结构钢
数字 + 元素符号+ 数字 合金元素的平均含量的百分数， 小于1.5％时，不标数字。
（3）热处理：
一般在热轧或正火状态下使用，不需要专门的热处理。 （4）常用钢号：
Q345用量最多、产量最大、应用最广泛。综合性能好，用于船舶、桥
梁、车辆等大型钢结构。 Q390强度高，用于中等压力容器。
Q460强度高，用于石化中温高压容器。
2、合金渗碳钢
渗碳钢属于低碳钢，含碳量0.1—0.25%，以保证心部有足够塑、韧性。为 了克服碳钢的缺陷，常采用低碳合金钢作为渗碳钢。
•超硬系高速工具钢，适用于制造有特殊要求的高速切削刃具。如
W18Cr4V2Co8、W6Mo5Cr4V2Al 。
2、合金模具钢
（1）冷作模具钢
冷作模具钢用于制造在室温下使金属变形的模具，如冷冲模、冷镦、 拉丝、冷挤压模等。 工作温度为200—3000C。 它们在工作时承受高的压力、摩擦与冲击，因此冷作模具要求具有：
1.4常用金属材料及其分类
一、碳素钢
1、碳素钢分类 碳素钢简称碳钢，Wc＜1.54％，并有硅、锰、磷、 硫等杂质。 （1）按含碳量分： 低碳钢(wc＜0.25%) 中碳钢(wc＝0.25％～0.60％) 高碳钢(wc＞0.60％)
（2）按冶金质量分：
①普通碳素钢：S≤0.05％、P≤0.045％。
•预先热处理为球化退火,最终热处理为淬火+低温回火。 •应用：主要用于制造截面尺寸较大、几何形状复杂、加工精度要求
较高、切削速度不太高的板牙、丝锥、绞刀、搓丝板等。
•常用牌号有：Cr06、Cr2、9SiCr、8MnSi、9Cr2、W。
（2）高速钢
高速钢是一个红硬性、耐磨性较高的高合金工具钢，它的红硬性