导图社区 钢铁材料知识点总汇
机械基础4-1钢铁材料知识点总汇，详见如下思维导图。
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机械工程材料
钢铁材料
钢：含碳量在百分之二以下
非合金钢
按钢的碳含量分类
低碳钢：含碳量小于等于百分之零点二五
中碳钢：碳含量大于百分之零点二五到百分之零点六
高碳钢：碳含量大于等于百分之零点六
按钢的质量分类
普通钢：S含量小于等于百分之零点零三五，P含量小于等于百分之零点零三五。
优质钢：S小于等于百分之零点零三零，P含量小于百分之零点零三零
高级优质钢：S小于等于百分之零点零二，P小于等于百分之零点二五
按用途分类
碳素结构钢
普通碳素结构钢：Q表示屈服点 235表示屈服点值不小于235兆帕 A为质量等级 F为脱氧方法
焊接
铆接
栓接
性能
低碳钢，工艺性好，价格低廉，在力学性能上满足一般工程结构和普通机械的要求；塑性、焊接性好
优质碳素结构钢：质量好，牌号以万分位为单位，用两位数字表示钢中的碳含量例如45表示碳含量为百分之零点四五的钢。如含锰较高应在数字后面标注Mn
08f 软10钢
强度低、塑性好，具有良好的冷变形能力
制造冷轧钢板、铁丝、冲压件
15 20钢
强度低、塑性、韧性、焊接性好如经过渗碳淬火热处理后，可提高表面硬度和耐磨性
高速 重载 受冲击件
30钢 35钢 40钢 45钢 55钢
经调质后具有较好的力学性能调质+表面淬火后，提高了表面硬度和耐磨性。
用作高速重载重要件，如齿轮类零件
65钢
经淬火+中、低温回火后，弹性和耐磨性高强度较高
用作弹性件和耐磨件，如弹簧板簧等
碳素工具钢
T8 T8A
凿子、模具、锤子、木工工具及钳工装配工具等不受大的冲击，需要较高硬度和耐磨性的工具
T10 T10A
刨刀，冲模，丝锥，手工锯条，卡尺等不受冲击的工具和耐磨机件
T12 T12A
钻头，锉刀，刮刀等不受冲击而对硬度要求极高的工具和耐磨机件
字母T+数字（钢中含碳量的千分数）+A（材料为高级优质钢时）
沸腾方法
沸腾钢 F
半镇静钢 b
镇静钢 Z
特殊镇静钢 TZ
碳素钢中的元素
P 冷脆性
S 热脆性
Si 有益元素
低合金钢
合金钢
合金工具钢
刃具钢
低合金刃具钢 用于制造丝锥，板牙，铰刀等
硬度，耐磨性，强度，淬透性均比碳素工具钢好，但其红硬性略高于碳素工具钢一般在250℃以下保持高硬度
常用的有9CrSi和CrWMn
高速钢 用于制作冷冲模，冷挤压模，以及某些耐磨零件切削速度较高的刃具和形状复杂，负荷较重的成型刀具
钨系高速钢（W18Cr4V）和钼系高速钢（W6Mo5Cr4v2）
高硬度，耐磨性，红硬性和耐磨性。当切削刃的温度高达六百度时仍能保持高硬度和高耐磨性
模具钢
冷变形模具钢
冷冲模、冷压模
Cr12MoV和Cr12
高硬度，高耐磨性，高淬透性，强度，韧性好，变形小
热变形模具钢
热锻模具、压铸模
5CrMnMo
高温下保持足够的强度，韧性和耐磨性，以及较高的抗热疲劳性和导热性
合金量具钢
千分尺
CrWMn和GCr15
高硬度，高耐磨性，高的尺寸稳定性
牌号
合金工具钢数字(一位数字表示平均碳含量千分数，当碳含量≥1%时不予标出）+元素符号+数字（合金元素含量的百分数）
举例：9SiCr;Cr12MoV
前者为平均碳含量为0.9%，Si,Cr的含量都小于1.5%的合金工具钢；后者为平均碳含量大于1%，铬含量约为12%，钼和钒的含量都小于1.5%的合金工具钢
合金结构钢
工程结构用钢（普通低合金结构钢）
低合金高强度结构钢
低合金耐候钢
低合金专业用钢
高强度具有良好的塑形，韧性，焊接性和较好的耐磨性
16Mn
汽车大梁，桥梁，船舶
15Mnv
锅炉，大型厂房
09Mn2
油罐，油槽等
14MnMoV
五百度以下的高压容器
机械制造用钢
合金调质钢（中碳钢） 碳含量在百分之零点二五到百分之零点五零之间
重载荷，收冲击条件工作的零件如机床主轴，汽车后桥半轴，连杆等
经过调制处理（淬火后高温回火）高强度高韧性的良好综合力学性能
合金渗碳钢（低碳钢） 碳含量在百分之零点一到百分之零点二五之间
在高速、重载、较强烈冲击和受磨损条件下工作的汽车、拖拉机的变速齿轮，十字轴以及内燃机凸轮轴
表面高硬度，高耐磨性和心部高强度并有足够韧性
合金超高强度钢
合金弹簧钢（高碳钢）碳含量在百分之零点四五到百分之零点七五之间
弹簧是各种机构零件的重要零件利用工作时产生弹性变形，在各种机械中起缓和冲击和吸收振动的作用
高的弹性极限，高疲劳强度，足够的塑形韧性，良好的表面质量
两位数字（平均含碳量的万分数）+元素符号+数字（合金元素含量大于1.5%、2.5%、3.5%等，则相应的在元素符号后面标出2、3、4等，若合金元素含量小于1.5%则不标出）+A（高级优质钢时标出）
举例：60Si2Mn
平均碳含量为0.6%，含硅量约为2%，含锰量小于1.5%的合金结构钢
特殊性能钢
不锈耐酸钢
铬不锈钢
1Cr13、2Cr13
汽轮机叶片、水压机阀
3Cr13、4Cr13
弹簧、轴承、医疗器械及各种弱腐蚀条件下工作而要求高强度的耐蚀零件
铬镍不锈钢
0Cr18Ni9
碳含量≤0.08%
1Cr18Ni9
ωc≤0.14%
耐热钢
抗氧化刚钢
4Cr9Si2、1Cr13SiAl
各种加热炉底板，渗碳箱
热强钢
15CrMo
锅炉用钢
4Cr14Ni4WMo
汽轮机叶片，大型发电机排气阀
耐磨钢
高锰钢Mn13
铁路道岔，拖拉机履带，挖土机铲齿
高耐磨性，高强度，高硬度
表示用途的汉语拼音+合金元素+含量数字（滚珠轴承钢中铬含量是千分数，其他元素是百分数，不标表示含量均小于<1.5%）
举例：GCr15SiMn
G为汉语拼音 铬为百分之一点五 硅 锰含量均小于百分之一点五
元素
硅（Si)、锰（Mn)、铬（Cr)、镍（Ni)、钨（W）（Mo)、钒（V）、钛（Ti)、铝（Al)、硼（B）及稀土元素（Re)
性能特点
较碳钢具有更高的综合力学性能高速刀具材料应具有更高的硬度、耐磨性和红硬性。耐蚀、耐热、抗氧化等特殊物理、化学性能。
合金作用
通过与钢中的铁与碳发生作用、合金元素之间的相互作用提高了钢的力学性能，改善钢的热处理性能。
滚珠轴承钢
GCr15、GCr15SiM
用于制造刀具，冲冷模具，量具以及性能要求与滚动轴承相似的零件
具有高而均匀的硬度和耐磨性，高的疲劳强度，足够的韧性和淬透性，以及一定的耐腐蚀等。
铸钢（ZG）
碳素铸钢
碳含量∈0.15%～0.60% 牌号：ZG+数字屈服强度-数字抗拉强度如：ZG200-400
合金铸钢
在碳素铸钢的基础上加Si,Mn,Cr,Mo,V,Ti等合金元素
代表有 ZG35SiMn,ZG40Cr,ZG35CrMnMo等
特殊物理、化学性能要求耐蚀耐热耐磨
晶粒粗大
正火或退火
细化晶粒
表面淬火
提高耐磨性
调制处理
改善力学性能
流动性差
提高浇注温度
应用
难于采用锻造、铸造制造，形状复杂、综合力学性能要求较高的零件
铸铁：碳含量大于百分之二点一一的铁碳合金
碳元素为百分之二点五到百分之四点零
硅含量为百分之零点八到百分之三
锰，硫，磷的含量大于碳钢
分类
灰铸铁
HT+数字（最低抗拉强度值） 如KT200
常用改善性能的热处理方式
去应力退火
片状石墨
HT150
中等负荷的零件，如汽轮机，泵体，轴承座，齿轮箱等
HT200 HT250
较大负荷的零件，如气缸，齿轮，液压缸，阀壳，飞轮，床身，活塞，制动鼓，联轴器，轴承座等
HT300 HT350
高负荷的重要零件，如齿轮，凸轮，车床卡盘，剪床和压力机的机身，床身，高压液压缸，滑阀壳体等
球墨铸铁
QT+数字最低抗拉强度-数字断后伸长率 如QT 400—18
球状石墨
力学性能好
兼有钢和铸铁的优点
应用广泛
球墨铸铁的获得是在浇筑前往铁水中加适当的球化剂和孕育剂进行球化处理，浇注后可使石墨呈球状分布的铸铁
QT400-18;QT400-15;QT450-10
阀体，汽车，内燃机零件，机床零件
QT500-7;QT600-3;
机油泵齿轮，机车车辆轴瓦
QT700-2;QT800-2
柴油机曲轴，凸轮轴，气缸体，气缸套，活塞环，部分磨床、铣床、车床的主轴等
QT900-2
拖拉机减速齿轮，柴油机凸轮轴
可锻铸铁
KTH黑心+数字最低抗拉强度-数字断后伸长率 如KTH300—09
KTZ珠光体+数字最低抗拉强度-数字断后伸长如 KTH550-04
絮状石墨
KTH300-06、KTH330-08、KTH70-12、KTH250-10
弯头，管道，三通、汽车、拖拉机的后桥壳，前后轮壳、电动机壳，阀壳、转向机构，弹簧钢板支座，机床上的扳手，低压阀门，管接头和农具等
KTZ550-04，KTZ450-06，KTZ650-02，KTZ700-02
曲轴，凸轮轴，活塞环，连杆，摇臂，大型耐磨齿轮
不可锻压
生产效率低
生产成本高
可锻铸铁比铸铁强度高，塑形韧性也较好。
白口铸铁
硬而脆，很少直接使用
蠕墨铸铁
RuT+数字最低抗拉强度值 如RuT420
润滑、吸振
良好的减振性
良好的耐磨性
低缺口敏感性
增加铁水的流动性
良好的铸造性
良好的切削加工性
石墨塑性和强度几乎为零
抗拉强度低
塑性、韧性差
抗压强度几乎与钢相近
