【正文】 些精密的零件或工具、模具、量具在進行了熱處理之后，還需進行冷處理。 目的是提高尺寸穩(wěn)定性 。 ? 常用的冷處理溫度約為 60 ~ 80℃ 。 第 5章 鋼的分類與牌號 工業(yè)用鋼按 化學成分 可分為 碳素鋼和 合金鋼 兩大類。 碳鋼是指碳的質(zhì)量分數(shù)為 % ～ %的鐵碳合金 ，并含有少量的硅、錳、硫、磷等常存元素。 含碳量 鋼鐵 （ 2%－ 4%）生鐵 （低于 %）熟鐵 （ %－ 2%） 碳素鋼 鋼的分類與牌號 工業(yè)用鋼鐵與含碳量 鐵還是鋼？ 鐵釘、鐵錘、鐵索橋、鐵甲 … 生鐵、熟鐵、鑄鐵 ? 生鐵 ——一般指含碳量在 2~%的鐵的合金。又稱 鑄鐵 。 ? 煉鋼生鐵 ——碳主要以碳化鐵的形態(tài)存在，其斷面呈白色，通常又叫 白口鐵 。這種生鐵性能堅硬而脆，一般都用做煉鋼的原料。 ? 鑄造生鐵 ——碳以片狀的石墨形態(tài)存在，它的斷口為灰色，通常又叫 灰口鐵 。由于石墨質(zhì)軟，具有潤滑作用，因而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。其抗拉強度不夠，故不能鍛軋，只能用于制造各種鑄件，如鑄造各種機床床座、鐵管等。 ? 熟鐵 ——一般含碳量小于 %，也叫工業(yè)純鐵。熟鐵軟，塑性好，容易變形，強度和硬度均較低。 鋼與生鐵的分界線 ? ―鋼是以鐵為主要元素、含碳量一般在 2%以下，并含有其他元素的材料。（在鉻鋼中含碳量可能大于 2%，但 2%通常是鋼和鑄鐵的分界線。）” ? —摘自 GB/ 一、常見合金的重要應(yīng)用 二、鋼 （ 1）含碳量 （ 2）鋼的分類 鋼的家族 鋼的通常分類 按用途分類 按化學成分分類 按質(zhì)量分類 按冶煉方法分類 按金相組織分類 （ 1） 按退火組織分類 （ 2）按正火組織分類 沸騰鋼 半鎮(zhèn)靜鋼 鎮(zhèn)靜鋼 按脫氧程度分類 鋼的新分類方法 從 1991年起，實施了新的鋼分類方法（ GB/T13304—1991），它是參照國際標準制訂的。 按化學成分分類 常用鋼種的牌號 碳素鋼（非合金鋼） 低合金鋼 合金鋼 碳素鋼（非合金鋼）牌號 ?碳素結(jié)構(gòu)鋼 ?優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 ?碳素工具鋼 ?易切削鋼 ?鑄造碳鋼 碳素鋼 ? 是含碳量小于 2％的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。 ? 按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種。 ? 按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼 (wc≤％ )，中碳鋼(wc ％ ％ )和高碳鋼 (wc ％ )按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼 (含磷、硫較高 )、優(yōu)質(zhì)碳素鋼 (含磷、硫較低 )和高級優(yōu)質(zhì)鋼 (含磷、硫更低 ) ? 一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強度也越高，但塑性降低 . 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 : Q 235 — A F 沸騰鋼 A等級 235 MPa 屈服強度 屈服＋強度值（＋質(zhì)量等級）（＋脫氧程度） （ 1） 用途 — 一般工程用熱軋鋼板、鋼帶、型鋼、棒鋼等。 （ 2） 成分特點 — 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼平均碳的質(zhì)量分數(shù)為 %， 碳素結(jié)構(gòu)鋼 ? 這類鋼主要保證力學性能，故其牌號體現(xiàn)其力學性能，用 Q+數(shù)字表示，其中“ Q‖為屈服點“屈”字的漢語拼音字首，數(shù)字表示屈服點數(shù)值，例如 Q275表示屈服點為 275MPa。若牌號后面標注字母 A、 B、 C、 D，則表示鋼材質(zhì)量等級不同，含 s、 P的量依次降低，鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號后面標注字母“ F‖則為沸騰鋼，標注“ b‖為半鎮(zhèn)靜鋼，不標注“ F，’或“ b‖者為鎮(zhèn)靜鋼。例如 Q235AF表示屈服點為 235MPa的 A級沸騰鋼， Q235c表示屈服點為 235MPa的 c級鎮(zhèn)靜鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼 ? 一般情況下都不經(jīng)熱處理，而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常 Q19 Q21 Q235鋼碳的質(zhì)量分數(shù)低，焊接性能好，塑性、韌性好，有一定強度，常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，用于橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和 Q275鋼碳的質(zhì)量分數(shù)稍高，強度較高，塑性、韌性較好，可進行焊接，通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結(jié)構(gòu)件以及制造簡單機械的連桿、齒輪、聯(lián)軸節(jié)、銷等零件 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 ? 主要用于制造機器零件。一般都要經(jīng)過熱處理以提高力學性能。根據(jù)碳的質(zhì)量分數(shù)不同，有不同的用途。 ? 0 08F、 10F鋼，塑性、韌性高，具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車身、拖拉機駕駛室等； ? 1 25鋼用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件，如活塞銷、樣板等； ? 3 4 50鋼經(jīng)熱處理 (淬火 +高溫回火 )后具有良好的綜合力學性能，即具有較高的強度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件，例如 45鋼常用于制造汽車、拖拉機的曲軸、連桿、一般機床主軸、機床齒輪和其他受力不大的軸類零件； ? 5 60、 65鋼熱處理 (淬火 +中溫回火 )后具有高的彈性極限，常用于制作負荷不大、尺寸較小 (截面尺寸小于 12～ 15mm)的彈簧 . 2 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 * 較高錳質(zhì)量分數(shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45Mn 45 Wc = 45 %00 Wc = 45 %00 WMn = %～ % 用鋼中平均含碳量的兩位數(shù)字表示 ，單位為萬分之一 ωs和 ωp較低，鋼的塑性和韌度均較好，適用于制造較重要的機械零件。 碳素工具鋼 ? 是基本上不含合金元素的高碳鋼，含碳量在％～ ％范圍內(nèi)，其生產(chǎn)成本低，原料來源易取得，切削加工性良好，處理后可以得到高硬度和高耐磨性，所以是被廣泛采用的鋼種，用來制造各種刃具、模具、量具 ? 但這類鋼的紅硬性差，即當工作溫度大于250℃ 時，鋼的硬度和耐磨性就會急劇下降而失去工作能力。另外，碳素工具鋼如制成較大的零件則不易淬硬，而且容易產(chǎn)生變形和裂紋 碳素工具鋼 T 12 A 高級優(yōu)質(zhì) Wc = 12%0 碳素工具鋼 ―T‖表示碳素工具， 后跟 表示平均含碳量的千分之幾的 數(shù)字 以及 （表示質(zhì)量等級的 字母 ） 碳素工具鋼 銼 刀 手 錘 碳素工具鋼用于制造刃具、模具和量具，具有較高的硬度和耐磨性，所以碳素工具鋼 Wc≥％，而且要進行熱處理，以進一步提高硬度和耐磨性。 用于 低速、低溫 (＜ 200℃ ）、 低沖擊、硬度在 62 HRC左右的刃具。 易切削結(jié)構(gòu)鋼 ? 是在鋼中加入一些使鋼變脆的元素，使鋼切削時切屑易脆斷成碎屑，從而有利于提高切削速度和延長刀具壽命。 ? 使鋼變脆的元素主要是硫，在普通低合金易切削結(jié)構(gòu)鋼中使用了鉛、碲、鉍等元素 ? 這種鋼的含硫量在 ％ ％范圍內(nèi)，含錳量在 ％ ％范圍內(nèi)。 ? 鋼中的硫和錳以硫化錳形態(tài)存在，硫化錳很脆并有潤滑效能，從而使切屑容易碎斷，并有利于提高加工表面的質(zhì)量。 易切削鋼 Y 15 Pb 含鉛量 WPb ≤ 0. 15 % 含碳量 WC ? % 易切削鋼 由“ 字母 +數(shù)字 +字母 ”三部分組成。 適用于高速切削和在數(shù)控機床上加工的材料。 鑄造碳鋼 ZG 200 400 σb ≥ 400MPa σs≥ 200MPa 鑄鋼 鋼號前冠以“ ZG‖，即 鑄鋼 后為 數(shù)字－數(shù)字， 分別表示屈服強度和抗拉強度值 主要用于受沖擊載荷作用的、形狀復雜的工件，如軋鋼機機架、重型齒輪等 普通低合金鋼 Q 345 C 質(zhì)量等級 345 MPa 屈服強度 由“ 字母 +數(shù)字 +字母 ”三部分組成。 化學成分 : 碳素結(jié)構(gòu)鋼 + 少量 合金元素 普通低合金鋼 ? Q460鋼含 Mo、 B，正火組織 為 B， 強度高 ，用于石化中溫 高壓容器。 壓力容器 南京長江大橋 ? Q345鋼 (16Mn)綜合性能好 ， 用于船舶、橋梁、車輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。 ? Q390鋼含 V、 Ti、 Nb， 強度 高 ，用于中等壓力的容器。 萬噸遠洋輪 合金鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼 合金彈簧鋼 滾動軸承鋼 易切削鋼 合金滲碳鋼的牌號 20 Mn2 Ti A 等級 :高級優(yōu)質(zhì) 含鈦量 WTi≤ % 含錳量 WMn ?2 % 含碳量 WC ?20 %00 由“ 數(shù)字 +元素（ +數(shù)字）（ +字母） ”四部分組成。 對滲碳鋼的性能要求 : 表硬里韌 典型合金滲碳鋼種介紹 ? 低淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量＜ 3 % 15Cr、 20Cr、 20Mn2。 用 于受力小的耐磨件，如柴 油機的活塞銷、凸輪軸等。 ?中淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在 4 %左 右。 20 CrMn、 20CrMnTi、 20Mn2TiB。用于中等載荷 的耐磨件，如變速箱齒輪。 柴油機凸輪軸 活塞銷 ( 20Cr ) 典型合金滲碳鋼種介紹 ?高淬透性合金滲碳鋼 含合金元素總量 4 ～ 6 % 如： 18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A等。 用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。 柴油機曲軸 合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號 40Cr 40Mn 40MnB 35CrMo 38 Cr Mo Al A 25Cr2Ni4WA 由“ 數(shù)字 +元素（ +數(shù)字）（ +字母） ”四部分組成。 （ 1）對調(diào)質(zhì)鋼的性能要求 : 既強又韌 （ 2）對調(diào)質(zhì)鋼的含碳量的要求 : 中碳 典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹 ? 一般調(diào)質(zhì)鋼 含合金元素總量＜ 3 %。 40Cr、 40MnB等。 ? 中級調(diào)質(zhì)鋼 含合金元素總量在 4 % 左右。 38 CrSi、 35 CrMo 等。 柴油機凸輪軸 常用于制造較小的齒輪、 軸、螺栓等零件。 典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹 ? 高級調(diào)質(zhì)鋼 含合金元素總量在 4 ～ 10 %。 制造大截面重載荷零件，如曲軸等用高淬透性的零件等 。 38 Cr Mo Al A、 40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。 圓錐齒輪 合金彈簧鋼及其 牌號 65 Mn 55 Si 2 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 Cr Mn A 55 Si Mn Mo V Nb 由“ 數(shù)字 +元素（ +數(shù)字）（ +字母） ”四部分組成。 （ 1）對彈簧鋼的性能要求 : 高的 σe、高的 σs/ σb、 高的 σ良好的韌性。 （ 2）對彈簧鋼含碳量的要求 : 中、高碳。 汽車板簧 大型熱卷彈簧 熱卷大彈簧 簧彈絲 滾動軸承鋼及其 牌號 G Cr9 Si Mn 含 Mn量 WMn≤ % 含 Si量 WSi≤ % 含 Cr量 WCr ≈ % 滾動軸承鋼 鋼號前冠以“滾”或“ G‖， 其后為鉻 （ Cr） +數(shù)字 +來表示， 數(shù)字表示鉻 含量平均值的千分之幾 。如 GCr15。 滾動軸承鋼 （ 1）性能要求 : ?高的硬度強度和耐磨性 。 ?高的接觸疲勞強度 。 ?足夠的韌性和耐蝕性 。 ?高的純凈度 。 滾珠軸承 滾針軸承 滾柱軸承 易切削鋼及其 牌號 Y 40 Mn 含錳量 WMn ≤ 1. 5 % 含碳量 WC ? % 易切削鋼 由“ 字母 +數(shù)字 +字母 ”三部分組成。 合金工具鋼 1 合金刃具鋼 2 合金模具鋼 3 合金量具鋼 合金工具鋼牌號 ?9 Cr Si ? CrWMn ? W18 Cr4 V 合金元素及含量 千分之幾的含碳量 板牙 量 具 刃 具 模 具 高速鋼 ( high – speed steel ) 1) 性能要求 : 高硬度、高耐磨性、 高的紅硬性 (600℃ 時 ,HRC63 以上 ) 、 有一定的強度和韌性。 高速鋼 鋒鋼、風鋼 。 18 – 4 – 1 鋼、 6542鋼 車刀 銑刀 鉆頭 合金模具鋼 ?熱作模鋼 :工作溫度為