汽车材料合金钢和铸铁讲解

低合金结构钢是一种低碳（0.1%—0.25%），低合金（合 金元素小于3%)的钢。
这类钢具有良好的塑性、韧度、焊接性及较好的耐磨性和耐 蚀性。
主要用于制造工程结构，如桥梁、船舶、车辆等，对于汽 车上，有汽车大梁、活塞销、汽缸盖螺栓等。
二、合金钢
2、合金渗碳钢
合金渗碳钢碳质分数在0.1%－0.25%之间，合 金渗碳钢是在渗碳钢的基础上，加入一定量的合 金元素而形成的。
钢中形成的合金碳化物的两种类型： (1)、合金渗碳体
略为稳定，硬度也较高，是一般低合金钢中碳化物的主 要存在形式。
(2)、合金碳化物
有中强或强碳话务形成元素构成的碳化物，比合金渗 碳体有更高的熔点、硬度、耐磨性、更稳定。
二、合金钢
(二）、合金钢的分类 按用途分：
合金结构钢：用来制造各种机械零件和工程结件。 合金工具钢：用来制造各种重要的工具和量具、刃具。 特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学性能的钢（不
5、麻口铸铁 麻口铸铁，是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁。
麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在 ，断口夹杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨。
由于麻口铸铁性能不好，故极少应用。
（二）、铸铁的牌号
1、灰口铸铁的牌号
由两个字母“HT”和一组数字组成，数字表示抗拉强度 （MPa)。
例如HT200，其中“HT”表示灰口铸铁，“200”表示抗 拉强度为200MPa。
② 合金模具钢：制造各种金属成形的工、模具。 ③ 合金量具钢：千分尺、塞规等
7、特殊性能钢
具有特殊物理、化学性能的钢，用来制造有特 殊性能要求的钢。 ① 不锈钢
在腐蚀介质（空气、水、酸、碱类溶液等）具 有高的抗腐蚀能力的钢。
常用的有铬不锈钢、铬镍不锈钢两类。
②耐热钢 在高温下不发生氧化并有较高强度的钢。
加入合金元素的目的是为了细化晶粒、提高强度。
主要用于制造一些受力复杂的重要零件（汽车的半轴、 连杆等）
二、合金钢
4、合金弹簧钢
合金弹簧钢的碳质分数比合金调质钢的高，一 般在0.45%－0.70%之间。 加入的合金元素以硅（Si)、锰（Mn)为主。
在弹簧钢中加入合金元素即形成了合金弹簧钢。 提高零件弹性、钢的淬透性，提高钢的弹性极限 和屈强比。
二、铸铁
碳的质量分数为2.11%－6.69%的铁碳合金称为铸 铁，并且含有比普通碳素钢较多的硅、锰、硫等。
在铸铁中，碳可以有两种存在形式，一种是石墨， 它很软，强度极低。另外一种是渗碳体，硬度高，脆性 大，
二、铸铁 （一）、铸铁的分类
1、白口铸铁 主要是以渗碳体形式存在，断口呈银白色，又硬又
脆，很难进行切削加工，很少用来制作零件。
例如KTH350-10, “KTH”表示黑心可锻铸铁，“350”表示 抗拉强度不低于350MPa,“10”表示延伸率不小于10%。
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合金钢、 铸铁
任务目标
1.了解合金钢及铸铁的分类
2.掌握合金钢及铸铁的牌号
一、合金钢
保险杠
气门
气门弹簧
合金钢在汽车零件中的应用
一、合金钢
在碳钢的基础上，为了改善性能（力、化、物）而 特意加入某些合金元素，这类钢就称为合金钢。
常用的合金元素有铬（Cr)、锰（Mn)、镍（Ni)、硅 （Si)、铝（Al)、硼（B）、钨（W）、钒（V)及稀土 元素等
按用途分：
① 合金刀具钢（低合金刀具钢和高速钢） 含碳量为0.8%-1.5%，合金含量为3%-5%。加入铬（Cr）、 锰（Mn)、硅（Si)提高强度，加入钨（W）、钒（V）提高 硬度和耐磨性。
低合金刀具钢主要用于制造低速或手动工具或刀具， 如丝锥、板牙、铰刀、拉刀等。
高速钢称为白钢或锋钢，属于高碳合金钢。使他具有 较高的硬度、强度和耐磨性。
应用
60Si2Mn：汽车，拖拉机，机车的板簧和螺旋弹簧。
汽车板簧
火车螺旋弹簧
二、合金钢
5、轴承钢（滚动轴承、滑动轴承）
滚动轴承:是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚 动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。
滑动轴承：在滑动摩擦下工作的轴承。 区别：
摩擦形式不一样，一个滚动，一个滑动。虽然滚动的 摩擦力比滑动的摩擦力小，但滑动轴承也应用于不便于 安装滚动轴承的地方，比如发动机的曲轴。
锈钢、耐热钢、耐磨钢等）
二、合金钢
按合金元素的含量分为：
低合金钢——合金元素总含量小于5% 中合金钢——合金元素的总含量为5%－10% 高合金钢——合金元素的总含量大于10%
二、合金钢
1、合金结构钢（应用最为广泛）
合金结构 钢
工程用钢
低合金结构钢
机构制造 用钢
合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢
（一）、合金钢在钢中的作用
1、形成合金铁素体
除了铅外的绝大部分元素，都能在钢中溶于铁素体中， 形成合金铁素体。对铁素体起到固溶强化作用，强度、硬度 提高，但塑性、韧性有所降低。
例如 16Mn（非碳化物形成元素）
2、形成合金碳化物
通常 V、Nb、Zr、Ti为强碳化物形成元素 Mn、Cr为弱碳化物形成元素 Mo、W为中碳化物形成元素
2、灰口铸铁 以片状石墨形式存在的，断口呈暗灰色，
灰口铸铁的优点： 1、良好的切削加工性、 2、较高的耐磨性、减振 性。 3、低的缺口敏感性
3、可锻铸铁 铸铁中的碳以团絮状石墨形式存在，其塑形和韧性比灰口铸
铁好，主要用于要求韧度较好的薄壁类零件。
4、球墨铸铁
铸铁中的碳以球状石墨形式存在，球墨铸铁具有灰铸 铁的许多优点，如良好的减振性、耐磨性、低的缺口敏感 性等，都是钢所不及的。
加入的合金元素铬（Cr)、镍（Ni)、锰（Mn)、矾 （V)、钛（Ti)等。
合金渗碳钢具有耐磨层和韧性心部，是用来制 造有耐磨性、耐疲劳性、又要承受冲击载荷的作 用的高强度和高韧性的零件。
主要用于汽车传动系的齿轮、凸轮、活塞销等。
二、合金钢 3、合金调质钢（热处理工艺是调质）
合金调质钢碳质分数在0.25%－0.50%之间，碳含量 低，硬度不足，碳含量过高，韧性不好。合金调质钢是 在调质钢中加入一定量的合金元素而形成的。
滚动轴承钢是用来制造滚动轴承的滚动体和内外圈的 专用钢。必须具有高的硬度和耐磨性，高的弹性极限和 接触疲劳强度，足够的韧度和抗蚀性。
二、合金钢
6、合金工具钢
合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入合金元素制成的。 合金工具钢具有更高硬度、耐磨性，更好的淬透性、热
硬性。因而可以制造刃具、模具、量具和其它工具。
常用的有抗氧化刚和热强钢两类。
③耐磨钢 具有较高耐磨性的钢。
常采用高锰钢来制造高耐磨的零件。
合金结构钢的牌号 由两位数字＋元素符号＋数字三个部分组成。前
两位数字表示该钢的平均含碳量的万分数；元素符号 表示钢中含有的主要合金元素，后面的数字表示合金 元素的含量。合金元素含量小于1.5％时不标。
如：60Si2Mn,平均含碳量约为0.6%，含硅2%， 含锰1%.
2、球墨铸铁的牌号
由两个字母“QT”和两组数字组成，两组数字分别代表 其最低抗拉强度（MPa）和延伸率。
例如QT400-18中的“QT”表示球墨铸铁，“400”表示 最小抗拉强度值为400MPa,“10”表示延伸率最小值为10%。
பைடு நூலகம்
3、可锻铸铁的牌号
由3个字母和两组数字组成，前两个字母为“KT”第 三个字母是类别代号，“H”和“Z”分别表示“黑”心和 “珠”心光体可锻铸铁。其后两组数字分别表示抗拉强度和 延伸率。