金属材料的合金化原理

1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（2 -合金工具钢）
合金工具钢都属于高级优质钢，故不
再在牌号后标出“A”字。如

9SiCr表示平均碳的质量分数为0.9%左 右，铬、硅各为1%左右； Cr12表示平均碳的质量分数大于1%， 含铬为12%左右。

1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（1 -合金结构钢）
专用工程构件结构钢还在牌号的头部（或
尾部）标注出代表产品用途的符号，例如


表示压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；
焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；


锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（1 -合金结构钢）

合金结构钢中的Nb、Ti、B等元素，虽然含 量很低，但属有意加入，故在钢的牌号中 仍应表示出来。如40B，其平均碳的质量分 数为0.4%，硼的质量分数仅为0.0005%~ 0.0035%。

合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌 号后加“A”字）或特级优质钢（牌号后加 “E”字）。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（1 -合金结构钢）
高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号“G”，但
不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金 元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平 均含铬量为1.50%的轴承钢，其牌号表示为 “GCr15”。 专用机器零件制造用钢也要在牌号的头部（或 尾部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺钢 “ML30CrMnSi”，高级优质渗碳轴承钢 “G20CrNiMoA”等。
变形加工合金 铸造合金
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、有色金属材料的分类及特点 （1 -有色金属材料的分类）

按有色金属的特性可分为： 如铝、镁、钛等金属及其合金，具有相对 密度小、比强度高的特点，为轻质高强结 构材料； 银、铜、铝等金属及其合金，具有优良的 导电、导热性能，是电气工业和仪表工业 不可缺少的材料，为导电材料；
wCr≈19%、wNi≈11%。
当wSi≤1.5%%、wMn≤2%时，牌号中不予标
出。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（3 -特殊性能钢）
特殊专用钢，为表示钢的用途，在牌号前或
后附以字母。 铸造合金钢的牌号是在一般合金钢的牌号前 加“ZG”，常用的铸造合金钢有：ZGMn2、 ZG35SiMn、ZG37SiMn2MoV、 ZG40CrMnMo、ZGMn13（高锰钢或耐磨 钢）、ZG1Cr18Ni9（铸造不锈钢）等。 易切削钢Y15、来自百度文库40Mn、Y15Pb（GB/T87311988），易切削非调质机械结构钢YF35V和 热锻用非调质机械结构钢F45V（GB/T157121995）等。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（3 -特殊性能钢）
如
不锈钢3Cr13的平均wC=0.3%、wCr≈13%；
不锈钢0Cr19Ni9的平均wC≤0.08%、
wCr≈19%、wNi≈9%；
不锈钢00Cr19Ni11钢的平均wC≤0.03%、


高合金钢（ Me总质量分数大于10%）
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、合金钢的分类（2 -按钢的用途分类） 2．按钢的用途分类 合金结构钢 合金结构钢还可分为工程构件 用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用 钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、 滚动轴承钢和超高强度钢）。 合金工具钢 合金工具钢还可分为刃具钢 （低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具 钢（冷作模具钢和热作模具钢）。 特殊性能钢 特殊性能钢还可分为不锈钢、 耐热钢、耐磨钢和磁钢。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、合金钢的分类（3 -按冶金质量分类）
3．按冶金质量分类 普通低合金钢：wS≤0.05%，wP≤0.045% 优质低合金钢：wS≤0.035%， wP≤0.035% 高级优质合金钢：wS≤0.02% wP≤0.03% 特高级优质合金钢：wS≤0.015%， wP≤0.025%。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（2 -合金工具钢）
2．合金工具钢
合金工具钢分为刃具钢（低合金刃具钢和 高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢 和热作模具钢）。 牌号表示方法与机器零件制造用结构钢相 似，但当其平均碳的质量分数大于1%时， 含碳量不标出，当其平均碳的质量分数小 于1%时，则牌号前的数字表示平均碳的质 量分数的千倍。合金元素的表示方法与合 金结构钢相同。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（1 -合金结构钢） 1．合金结构钢
工程构件用钢（低合金高强度结构钢）
牌号是由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、
屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、 E）等三个部分按顺序排列组成。如Q390A。 低合金高强度结构钢也分为镇静钢和特殊 镇静钢，但在牌号的组成中没有表示脱氧 方法的符号。

稀有金属 稀土金属 贵金属┅

1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
Chapter 1 金属材料的合金化原理
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
一、有色金属材料的分类及特点 （1 -有色金属材料的分类） 按基体金属的主要成分可分为： 铝合金 镁合金 钛合金 铜合金 镍基合金
W6Mo5Cr4V2—wC=0.80%~0.90% CW6Mo5Cr4V2—wC=0.95%~1.05%
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（2 -合金工具钢）
第二，低铬（平均铬含量小于1%）的合金工
具钢，在铬含量（以千分之几计）前加数字 “0”。如：平均含铬量为0.60%的合金工 具钢，其牌号表示为“Cr06”。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、合金钢的分类（4 -按金相组织分类）

按正火后的金相组织和用途特点 不锈钢分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、 奥氏体型不锈钢、奥氏体型-铁素体型不锈钢及 沉淀硬化型不锈钢等， 耐热钢分为马氏体型耐热钢、铁素体型耐热钢、 奥氏体型耐热钢等； 把化学成分和用途结合起来分类的方法，如把 不锈钢分为铬不锈钢、镍铬不锈钢、铬锰不锈 钢等。
Chapter 1 金属材料的合金化原理
1.3 合金钢的分类、牌号
一、合金钢的分类（1 -按化学成分分类） 1．按化学成分分类

按钢中所含合金元素的种类，合金钢分为： 锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。 按钢中合金元素总质量分数，合金钢分为： 低合金钢（Me总质量分数小于5%） 中合金钢（ Me总质量分数在5%~10%）
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、铝合金的合金化原理 （1 -铝合金的合金化特点）
1．铝合金的合金化特点
Al合金的强化是以Al与合金元素间形成的金 属间化合物在α固溶体中的溶解度变化为基础 的。 在Al中有高的溶解度和能起显著强化作用的 元素有Zn、Mg、Cu、Si四种（表1-6）； Ag、Ge、Li的极限溶解度虽很大，但由于它 们是稀贵金属，作Al合金的主要合金元素而 大量加入是有困难的。

1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
Chapter 1 金属材料的合金化原理 6
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、铝合金的合金化原理 （1 -铝合金的合金化特点）

主要合金元素与Al组成的二元（CuAl2、 Mg2Si、MgZn2）和三元化合物（Al2CuMg、 Al2Mg3Zn3），在Al中的溶解度能随温度的降 低而强烈地减小，故可通过热处理的办法来 提高强度。能形成这种化合物或强化相的合 金有Al-Cu、Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-ZnMg和Al-Zn-Mg-Cu系，可称之为“热处理强 化型Al合金”。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、合金钢的分类（4 -按金相组织分类）
4．按金相组织分类 按退火后的组织合金钢可分为： 亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢 （在铸态组织中有莱氏体）。 按正火后的组织合金钢可分为： 铁素体钢 珠光体钢 贝氏体钢 马氏体钢 奥氏体钢
第三、塑料模具钢在牌号头部加“SM”，牌
号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢 相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（3 -特殊性能钢）
3．特殊性能钢 特殊性能钢可分为不锈钢、耐热钢、耐磨 钢和磁钢。 不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳 的质量分数的千倍，合金元素的表示方法 与其它合金钢相同。 当碳的质量分数小于或等于0.03%时，在牌 号前冠以“00”， 当碳的质量分数小于或等于0.08%时，在牌 号前冠以“0”。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（2 -合金工具钢）
必须指出的有三点：
第一，高速工具钢与一般合金工具钢略有不 同，不论碳的平均质量分数为多少均不予 标出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等，

当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠 以“C”字。如CW6Mo5Cr4V2等。

钴基合金 锌合金 铅或锡合金 锆或铪合金 钽合金┅

1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
Chapter 1 金属材料的合金化原理
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
一、有色金属材料的分类及特点 （1 -有色金属材料的分类）

作为结构材料使用的有色金属合金按合金 相图或成形方法可分为：
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理
一、有色金属材料的分类及特点 （1 -有色金属材料的分类）
1．有色金属材料的分类

按其密度、熔点、在地壳中的储量、被发现 和利用的早晚、价格等因素可分为： 轻有色金属 重有色金属 难熔金属
桥梁用钢表示为“Q420q”等等。
1.3 合金钢的分类、牌号
Chapter 1 金属材料的合金化原理
二、合金钢的牌号（1 -合金结构钢）

机器零件制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、
合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢等）。
牌号由三部分组成，即由“二位数字+元素符号+数
字”组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数 的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字 表示合金元素含量的百倍。凡合金元素质量分数小 于1.5%时，编号中只标明元素符号，一般不标含量； 如果合金元素平均质量分数等于或大于1.5%、 2.5%、3.5%……，则在元素符号后相应标出2、3、 4……。
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理

Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、有色金属材料的分类及特点 （2 -有色金属材料的特点）
2．有色金属材料的特点



要求合金材料具有更高的强度，更高的韧性和更低 的密度。 提高合金材料的耐热性是发展航空、航天及其它许 多工业技术领域的要求。 提高合金材料的耐腐蚀性能也一直是有色金属结构 材料在使用中遇到的基本问题之一。 此外，对于结构合金材料，要制造成零件或成品， 还与其工艺性能（铸造性能、压力加工性能、焊接 性能、热处理性能和切削性能等）密切相关。
1.4 有色金属材料的分类及合金化原理

Chapter 1 金属材料的合金化原理
一、有色金属材料的分类及特点 （1 -有色金属材料的分类） 铜、钛及其合金具有良好的抗腐蚀性能， 是石油化工和航海工业所必须的优良耐蚀 材料；

锆及其合金是反应堆燃料元件包壳及堆芯 结构用必须的材料，核材料； 钨、钼、钽、铌及其合金是制造在1300℃ 以上使用的高温零件及电真空元件的理想 材料。