常用金属材料(碳钢、铸铁)
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中碳钢（35、40、45、50） 性能：良好的综合机械性能 用途：重要机械零件，如轴、齿轮、螺栓
高碳钢（60、65、65Mn） 性能：高强度、高弹性 用途：弹簧、高强度零件
3、碳素工具钢carbon tool steels
含碳量为0.651.3%
编号：T 或T
平均含碳量的千分数
T8、T10、T10A
2）冷却速度：冷速越慢，越有利于石墨化
三、灰口铸铁
组织：F+G,P+G,F+P+G
性能：抗拉强度、疲劳强度、塑性、韧性低，硬 度、抗压强度取决于基体组织
牌号：HT
HT200
抗拉强度
用途：不受冲击、承压、减振零件，
如机身、机座、泵体、阀门
汽缸套
四、可锻铸铁
组织：F+G,P+G, G呈团絮状 性能：强度、塑性、韧性高于灰口铸铁
2）良好的减振性、减摩性、切削加工性 铸造性，低的缺口敏感性
一、铸铁的分类 1、白口铸铁（碳以Fe3C存在） 2、灰口铸铁gray cast iron （片状石墨） 3、可锻铸铁malleable cast iron（团絮状石墨） 4、球墨铸铁nodular graphite iron（球状石墨）
高级优质钢
性能：硬度高、耐磨性好 用途：各种量具、刃具、磨具
3、碳素铸钢carbon cast steels
铸钢：制造铸钢件的钢 含碳量为0.150.55%
铸钢件：将钢水直接铸成零件毛坯后，不再进
行锻压加工的钢件
编号： 铸造碳钢：ZG 平均含碳量的万分数 工程用铸钢：ZG ——
屈服强度 抗拉强度
铸铁的生长：铸铁在400C以上，特别是经反复 加热，体积逐渐增大的现象
耐热铸铁的编号：RT+元素符号+数字 RQT+元素符号+数字
RTCr16(900C) RQTAL22(1100 C) 用途：锅炉受热面吊架、喷嘴、烟道挡板
2、耐磨铸铁wear-resistant cast iron
1）冷硬铸铁：在砂型中部安装冷铁来加速铸件表 层的冷却，使表层得到白口组织， 心部得到灰口组织
ZG25（ ZG 230-450）
（Mpa）
性能:一定强度、良好塑、韧性、焊接性、铸造性
用途：400-450ºC以下铸件，如汽缸、隔板、蒸汽
室、喷嘴室、轴承盖
第五节：铸 铁cast iron
铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金 工业铸铁
成分：2.5-4%C,Si,S,P,Mn 组织：碳以Fe3C及C形式存在 性能：1）强度、塑性、韧性低
氢---有害元素（氢溶入钢中使钢的塑性、韧性降低， 引起“氢脆”及白点） 氮和氧---有害元素（氮使钢的强度、硬度提高，塑性、韧
性降低而脆性增大，因而含氮量过高对钢有害。氧使钢的强 度和塑性降低，特别是以氧化物夹杂的形式（如FeO、SiO2） 存在时，会大大降低钢的疲劳强度，增加钢的热脆性）
锰硅—有益元素 硫磷氢氧氮—有害元素
牌号：KTB— (白心可锻铸铁） KTH—（黑心铁素体可锻铸铁） KTZ —（黑心珠光体可锻铸铁）
b (%)
用途：形状复杂、受动载荷作用， 要求强度、塑韧性较高铸 件，如连杆、低中压阀门、 管接头
五、球墨铸铁
组织：F+G,P+G,F+P+G,B下+G 性能：强度高于其他铸铁，塑性、
韧性高于灰口铸铁，屈强比高
二、碳钢的分类
1、按含碳量分：低碳钢（C0.25%） 中碳钢（C=0.25%—0.55%） 高碳钢（C0.55%）
2、按用途分：碳素结构钢：机械零件及金属构件 碳素工具钢：各种工具
3、按质量分：碳素结构钢：S0.035%—0.05% P0.035%—0.045%
优质碳素结构钢:S 0.035% P 0.035%
硅---有益元素（溶入F使钢的强度、弹性提高。硅的含量一 般不超过0.4%，并不明显降低钢的塑性和韧性。）
磷---有害元素（少量的磷在钢中全部溶入F中，起强烈的固 溶强化作用，使强度、硬度显著提高，塑、韧性急剧降低， 特别在低温时，使钢的冲击韧性明显下降，这种现象称为 “冷脆”。含磷量较高时，使钢的焊接性能变坏
（FeS+Fe）)，分布在A晶界上。当钢加热到1200C 热加工时，这些共晶体已经熔化，于是导致加工件沿 晶界开裂而形成所谓的“热脆”现象;降低焊接性。
锰---有益的杂质元素（溶于铁素体起固溶强化 作用；溶入Fe3C中形成合金渗碳体；同硫生成 MnS，消除硫在钢中的有害影响。含量一般为 0.25%0.8%。
第三章：常用金属材料
Content 1、碳素钢 2、铸铁 3、合金钢 4、有色金属及其合金
Request 1、掌握各种材料的分类、编号、性能， 2、了解各种材料的用途
第一节：carbon steels
碳钢：含碳量为0.0218~2.11%的铁碳合金 一、杂质元素对钢性能的影响
硫---有害的杂质元素(低熔点（985C）共晶体
二、铸铁的石墨化
形式
1）Fe3CFe+C 2)在一定条件下，由液态和固态铸铁中 直接
析出石墨
A
温度
A
L
L+A E
D L+ Fe3C F C
G FBaidu NhomakorabeaA
A+ Fe3C
影响石墨化的因素
F
K
PS
Q
F+ Fe3C
Fe
C%
Fe3C
1）成分：C、Si、Al、Cu、Ni促进石墨化
S、Mn、Cr、Mo、W阻止石墨化
牌号：QT —
b (%)
用途：用于要求强度较高、受冲击、耐磨损的重 要零件，如后汽缸、后几级隔板、磨煤机 衬板
六、合金铸铁alloy cast iron
1、耐热铸铁heat-resistant cast iron---铬、硅、铝 铸铁的耐热性：在高温下抗氧化、抗生长并保持较
高的强度、硬度及抗蠕变的能力
用于低速球磨机衬板、磨球
2）合金白口铸铁（猛、硅、铬、钼、钨）
用于球磨机衬板、灰浆泵泵体、叶轮、护板 3）中锰球墨铸铁：在球墨铸铁中加入锰5—9.5%
含硅3.3——5%得到的球墨铸铁 用于球磨机的衬板、钢球、煤粉机锤头
高级优质碳素结构钢：S 0.02% P 0.03%
4、按脱氧程度分： 沸腾钢（F） 镇静钢（Z） 半镇静钢（b）
三、碳钢的编号、性质和用途
1、碳素结构钢carbon structural steels（5类20种） 编号：Q—质量等级•脱氧程度 Q 235—A • F
用途：金属构件、型钢、垫片、铆钉、普通 小零件
2、优质碳素结构钢 编号：——平均含碳量的万分数 20、45 60Mn 、65Mn 较高含锰量钢 较高含锰量: C0.6%时,0.7—1.0%Mn C>0.6%时,0.9— 1.2%Mn
低碳钢（10、15、20、25） 性能：强度、硬度较低，塑性、韧性好，焊接性好 用途：金属构件、型钢、钢板、钢管等 电厂中用于500ºC以下受热面管子,如水冷壁
高碳钢（60、65、65Mn） 性能：高强度、高弹性 用途：弹簧、高强度零件
3、碳素工具钢carbon tool steels
含碳量为0.651.3%
编号：T 或T
平均含碳量的千分数
T8、T10、T10A
2）冷却速度：冷速越慢，越有利于石墨化
三、灰口铸铁
组织：F+G,P+G,F+P+G
性能：抗拉强度、疲劳强度、塑性、韧性低，硬 度、抗压强度取决于基体组织
牌号：HT
HT200
抗拉强度
用途：不受冲击、承压、减振零件，
如机身、机座、泵体、阀门
汽缸套
四、可锻铸铁
组织：F+G,P+G, G呈团絮状 性能：强度、塑性、韧性高于灰口铸铁
2）良好的减振性、减摩性、切削加工性 铸造性，低的缺口敏感性
一、铸铁的分类 1、白口铸铁（碳以Fe3C存在） 2、灰口铸铁gray cast iron （片状石墨） 3、可锻铸铁malleable cast iron（团絮状石墨） 4、球墨铸铁nodular graphite iron（球状石墨）
高级优质钢
性能：硬度高、耐磨性好 用途：各种量具、刃具、磨具
3、碳素铸钢carbon cast steels
铸钢：制造铸钢件的钢 含碳量为0.150.55%
铸钢件：将钢水直接铸成零件毛坯后，不再进
行锻压加工的钢件
编号： 铸造碳钢：ZG 平均含碳量的万分数 工程用铸钢：ZG ——
屈服强度 抗拉强度
铸铁的生长：铸铁在400C以上，特别是经反复 加热，体积逐渐增大的现象
耐热铸铁的编号：RT+元素符号+数字 RQT+元素符号+数字
RTCr16(900C) RQTAL22(1100 C) 用途：锅炉受热面吊架、喷嘴、烟道挡板
2、耐磨铸铁wear-resistant cast iron
1）冷硬铸铁：在砂型中部安装冷铁来加速铸件表 层的冷却，使表层得到白口组织， 心部得到灰口组织
ZG25（ ZG 230-450）
（Mpa）
性能:一定强度、良好塑、韧性、焊接性、铸造性
用途：400-450ºC以下铸件，如汽缸、隔板、蒸汽
室、喷嘴室、轴承盖
第五节：铸 铁cast iron
铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金 工业铸铁
成分：2.5-4%C,Si,S,P,Mn 组织：碳以Fe3C及C形式存在 性能：1）强度、塑性、韧性低
氢---有害元素（氢溶入钢中使钢的塑性、韧性降低， 引起“氢脆”及白点） 氮和氧---有害元素（氮使钢的强度、硬度提高，塑性、韧
性降低而脆性增大，因而含氮量过高对钢有害。氧使钢的强 度和塑性降低，特别是以氧化物夹杂的形式（如FeO、SiO2） 存在时，会大大降低钢的疲劳强度，增加钢的热脆性）
锰硅—有益元素 硫磷氢氧氮—有害元素
牌号：KTB— (白心可锻铸铁） KTH—（黑心铁素体可锻铸铁） KTZ —（黑心珠光体可锻铸铁）
b (%)
用途：形状复杂、受动载荷作用， 要求强度、塑韧性较高铸 件，如连杆、低中压阀门、 管接头
五、球墨铸铁
组织：F+G,P+G,F+P+G,B下+G 性能：强度高于其他铸铁，塑性、
韧性高于灰口铸铁，屈强比高
二、碳钢的分类
1、按含碳量分：低碳钢（C0.25%） 中碳钢（C=0.25%—0.55%） 高碳钢（C0.55%）
2、按用途分：碳素结构钢：机械零件及金属构件 碳素工具钢：各种工具
3、按质量分：碳素结构钢：S0.035%—0.05% P0.035%—0.045%
优质碳素结构钢:S 0.035% P 0.035%
硅---有益元素（溶入F使钢的强度、弹性提高。硅的含量一 般不超过0.4%，并不明显降低钢的塑性和韧性。）
磷---有害元素（少量的磷在钢中全部溶入F中，起强烈的固 溶强化作用，使强度、硬度显著提高，塑、韧性急剧降低， 特别在低温时，使钢的冲击韧性明显下降，这种现象称为 “冷脆”。含磷量较高时，使钢的焊接性能变坏
（FeS+Fe）)，分布在A晶界上。当钢加热到1200C 热加工时，这些共晶体已经熔化，于是导致加工件沿 晶界开裂而形成所谓的“热脆”现象;降低焊接性。
锰---有益的杂质元素（溶于铁素体起固溶强化 作用；溶入Fe3C中形成合金渗碳体；同硫生成 MnS，消除硫在钢中的有害影响。含量一般为 0.25%0.8%。
第三章：常用金属材料
Content 1、碳素钢 2、铸铁 3、合金钢 4、有色金属及其合金
Request 1、掌握各种材料的分类、编号、性能， 2、了解各种材料的用途
第一节：carbon steels
碳钢：含碳量为0.0218~2.11%的铁碳合金 一、杂质元素对钢性能的影响
硫---有害的杂质元素(低熔点（985C）共晶体
二、铸铁的石墨化
形式
1）Fe3CFe+C 2)在一定条件下，由液态和固态铸铁中 直接
析出石墨
A
温度
A
L
L+A E
D L+ Fe3C F C
G FBaidu NhomakorabeaA
A+ Fe3C
影响石墨化的因素
F
K
PS
Q
F+ Fe3C
Fe
C%
Fe3C
1）成分：C、Si、Al、Cu、Ni促进石墨化
S、Mn、Cr、Mo、W阻止石墨化
牌号：QT —
b (%)
用途：用于要求强度较高、受冲击、耐磨损的重 要零件，如后汽缸、后几级隔板、磨煤机 衬板
六、合金铸铁alloy cast iron
1、耐热铸铁heat-resistant cast iron---铬、硅、铝 铸铁的耐热性：在高温下抗氧化、抗生长并保持较
高的强度、硬度及抗蠕变的能力
用于低速球磨机衬板、磨球
2）合金白口铸铁（猛、硅、铬、钼、钨）
用于球磨机衬板、灰浆泵泵体、叶轮、护板 3）中锰球墨铸铁：在球墨铸铁中加入锰5—9.5%
含硅3.3——5%得到的球墨铸铁 用于球磨机的衬板、钢球、煤粉机锤头
高级优质碳素结构钢：S 0.02% P 0.03%
4、按脱氧程度分： 沸腾钢（F） 镇静钢（Z） 半镇静钢（b）
三、碳钢的编号、性质和用途
1、碳素结构钢carbon structural steels（5类20种） 编号：Q—质量等级•脱氧程度 Q 235—A • F
用途：金属构件、型钢、垫片、铆钉、普通 小零件
2、优质碳素结构钢 编号：——平均含碳量的万分数 20、45 60Mn 、65Mn 较高含锰量钢 较高含锰量: C0.6%时,0.7—1.0%Mn C>0.6%时,0.9— 1.2%Mn
低碳钢（10、15、20、25） 性能：强度、硬度较低，塑性、韧性好，焊接性好 用途：金属构件、型钢、钢板、钢管等 电厂中用于500ºC以下受热面管子,如水冷壁