中职《金属加工与实训-基础常识与技能训练》--第2章-常用工程材料

第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 三、合金钢的分类、牌号及用途
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合金钢 种类较多，在工业上具有重要用途。它具有高强度、高硬度、高 耐磨性及特殊的物理、化学性能等；价格较高；用于制作重要的轴、齿轮、凸 轮弹簧、工具、刀具、模具等。合金钢制作的机械零件大多需要热处理后使用。
1. 合金钢的分类
（1）按钢的质量分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类） 优质钢 硫、磷的含量较低，如：20CrMnTi、40Cr等。 特殊质量钢 硫、磷的含量控制严格。如：38CrMoA、W18Cr4V等。
普通质量钢 有害杂质硫、磷的含量较多。 如：Q235。 优质钢 有害杂质硫、磷的含量较低。如：45、T7。 特殊质量钢 有害杂质硫、磷的含量控制严格。如：T7A、T12A。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 一、非合金钢的分类、牌号及用途
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1.非合金钢的分类
（3）按用途分类 结构钢 主要用于制造工程结构、桥梁、建筑结构和机器零件等，一
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第2章 常用工程材料
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工程材料 是指在生活、生产和科技领域中，用于制造结构件、机器、工 具和功能部件的各类材料的统称。
工程材料的类别 工程材料按其特性， 可分为金属材料和非金属材料。 工程材料按其组成特点， 可分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属 材料和复合材料四大类。 工程材料按其使用性能， 可分结构材料与功能材料两大类，其中结构材料 是作为承力结构的材料， 主要利用的是结构材料的学性能; 功能材料主要利用 的是其光、电、磁、热、声等特殊功能性能。 从工程材料应用领域分， 可分为信息材料、能源材料、建筑材料、机械工 程材料、生物材料、航空航天材料等。
用途：合金渗碳钢 20Cr、20CrMnTi ，活塞销、汽车变速箱齿轮等。 合金调质钢 40Cr、45Mn2，机床主轴、重要齿轮、连杆、曲轴等。 合金弹簧钢 60Si2Mn，大尺寸弹簧、板簧等。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 三、合金钢的分类、牌号及用途
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2. 合金钢牌号及用途
（2）滚动轴承钢 牌号：典型：GCr15、GCr15SiMn，G是滚动轴承钢的拼音字头，都是高 碳钢（碳的质量分数省略不标），Cr元素的质量分数为千分之1.5。都是高级优 质钢（省略）。 用途：制造各类滚动轴承的内、外圈和滚动体，也可以制造工、量具等。
耐热钢：如：2Cr21Nil2N，牌号与合金结构钢表示方法相同。主要用于高温 环境下工作的机件。如发动机排气门、锅炉燃烧部件等。
耐磨钢（高锰钢）：如：ZGMn13，因为耐磨钢一般铸造后就使用，所以用 “ZG”表示。主要用于强烈磨损的场合。如，履带、铲齿等。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 四、钢铁及合金牌号统一数字代号体系
全国中职机械类规划新教材（高教版）
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（第2版）
第2章 常用工程材料
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任务描述 本章主要介绍工程材料的分类、性能及应用范围等内
容。学习过程中的主要任务包括: 第一， 了解各类工程材料的定义和分类，为后续章节的学习奠定基础; 第二， 了解各类工程材料的性能特点; 第三， 了解常用工程材料的应用范围，尤其建立典型零件与典型工程材料
1. 低合金钢的分类 按低合金钢的质量等级分，可分为普通、优质和特殊质量；按用途低合金 高强度结构钢、低合金耐候钢、低合金专用钢。
2. 低合金钢的牌号及用途 （1）低合金高强度结构钢
牌号：与碳素结构钢的牌号基本一致，不同的是屈服强度值较高。 Q345－Q690 。
性能与用途：与碳素结构钢相比，有较高的强度、韧性、耐腐蚀性及焊接 性。价格稍高。大量用作较重要的建筑、桥梁、船舶、容器等等。
T7 、T7A、，，，，，，，T10、T10A、……T12、T12A…..
韧性较好
耐磨性好
用途：用作一般工具（刃具、量具），都要通过热处理提高硬度及耐磨性。 如：榔头、手锯条、锉刀、低档游标卡尺等等。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 二、低合金钢的分类、牌号及用途
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低合金钢 合金总量较低（成本低），焊接性较好，性能优于碳素钢；主 要用于重要的工程结构。主加元素为：Si、Mn、P、Cu等。
的对应关系， 初步建立选材的感性认识。这样的习可以做到触类旁通，快速将 书本知识转化为个人工作经验。
第2章 常用工程材料
本章知识结构
非合金钢、低合 金钢和合金钢
常
铸
铁
用
工
ห้องสมุดไป่ตู้
程
材 料
非 铁 金属
新型工程材料 简介
非合金钢的分类、牌号及用途 低合金钢的分类、牌号及用途 合金钢的分类、牌号及用途 钢铁及合金钢牌号统字代号体系
场合。 如：一般建筑钢筋、钢板、要求不高的小轴、螺钉垫圈等标准件。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 一、非合金钢的分类、牌号及用途
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2. 非合金钢（碳素钢）的牌号及用途
（2） 优质碳素结构钢的牌号及用途
牌号：用两位平均碳的质量分数的万分数表示。如：45号钢表示平均碳 的质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。质量全是优质钢。
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钢铁及合金牌号统一数字代号体系，简称“ISC”，它规定了钢铁及合金产 品统一数宇代号的编制原则、结构分类、管理及体系表等内容。
钢铁及合金产品应同时列入产品牌号和统一数字代号， 相互对照， 两种表 示方法均有效。
统一数字代号由固定的 6 位字母和数字组成，
第二节 铸铁
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铸铁 是碳的质量分数 为 2.11% ~ 6.69%， 硫、磷、硅、锰等杂质元素含 量较高的铁碳合金。 主要用于形状较复杂的箱体、机座、带轮等零件。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢
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钢：铁碳合金（碳的质量分数＜2.11%），还含有硫(S)、磷( P)、硅( Si)、锰(Mn) 等杂质元素。
非合金钢（碳素钢）
钢的类别
合金钢
低合金钢 合金钢
加入各种合金元素的目的是为了满足 各种特殊性能要求：如淬透性耐磨性 耐腐蚀性等等.
杂质元素对钢的影响：硅、锰是有益元素，能提高钢的强度、硬度；而硫、 磷是有害元素，造成钢的脆性，其中S造成钢的热脆， P造成钢的冷脆，其含量 决定钢的质量。
特殊性能钢 具有特殊物理化学性能的钢。 如：不 锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 三、合金钢的分类、牌号及用途
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2. 合金钢牌号及用途
（1）合金结构钢的牌号
牌号：如：20Cr、45Mn2、 38CrMoA等，是在优质碳素结构钢基础上加 上合金元素组成。
两位数字表示碳的质量分数为万分之几，合金元素符号后的数字表面该元 素的质量分数为几%（含量小于1.5%省略不标）；后面的A表示高级优质钢，无 A表示优质钢。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 三、合金钢的分类、牌号及用途
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1. 合金钢的分类
（1）按钢的质量分类 （2）按用途分类
结构钢 主要用于制造重要的机器零件等，一般为低、中碳钢。 如：轴、齿轮(40Cr)、弹簧（60Si2Mn）等。
工具钢 主要用于制造各种重要的刃具、模具和量具。一般为 高碳钢。如：高速钢(W18Cr4V)等。
铸铁的性能 优：具有良好的铸造性能、耐磨性、减摩性、减振性和切削加 工性， 而且加工成本低， 因此广泛应用于机械制造、石油化工和国防等领域。 缺：铸铁由于强度低， 塑性及韧性较差， 不能进行锻造、轧制、拉丝等成形加 工。
铸铁的分类：按铸铁中碳（石墨）的分布形式，可分为灰铸铁、球墨铸件 和可锻铸铁等。
2）其它专用钢： 主要有：易切削钢、锅炉用钢、焊接用钢等。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 一、非合金钢的分类、牌号及用途
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2. 非合金钢（碳素钢）的牌号及用途
（4） 碳素工具钢的牌号及用途
牌号：碳素工具钢的碳的质量分数在0.7%～1.4%。其牌号以“T”后面加数 字表示钢中平均碳的质量分数的千分数；有优质钢和高级优质钢两类，若是高级 优质碳素工具钢，则在数字后面加“A”，如T10A等。
08F 、10、15、20 、25、30、35、40、45、45Mn、50、55〡60、65Mn、70
低碳钢
中碳钢
高碳钢
用途：大量用作一般机器零件，一般要通过热处理强化零件（20、25渗 碳、中碳钢可调质）。
如：冲压件、轴、齿轮、受力的螺纹标准件等等。
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 一、非合金钢的分类、牌号及用途
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 一、非合金钢的分类、牌号及用途
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1. 非合金钢的分类 钢的类别主要按钢的化学成分、钢的品质、钢的用途来分类。 （1）非合金钢（碳素钢）按化学成分分类 铁+碳+杂质
低碳钢 碳的质量分数wc＜0.25％ 中碳钢 碳的质量分数wc＝0.25％～0.6％ 高碳钢 碳的质量分数wc＞0.6％ （2）按钢的品质分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类）
第一节 非合金钢低合金钢和合金钢 三、合金钢的分类、牌号及用途
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2. 合金钢牌号及用途 （4）特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢
不锈钢：如：1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、2Cr13，牌号与合金结构钢表示方法 相同，只是当碳的质量分数很低时，用0或00表示。 主要用于耐腐蚀要求的零件 及工具，也用于装饰材料。如医疗器械、化工机械、厨具等。
分之几（大于1%省略不标）；后面是合金元素及其含量（几%，含量≤1.5%省 略含量不标）；都是高级优质钢（省略）。
用途：低合金工具钢 9SiCr、CrWMn，低速、复杂的切削刀具，如丝锥、 板牙、机铰刀、量具、冷作模等。
高速钢 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2，红硬性600°C，各类中速切削 刀具，如车刀、铣刀、齿轮滚刀等。
第二节 铸铁 一、铸铁概述