高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼

　　--在牌號尾部加符號"A"表示，如"30CrMnSiA";

　　--特級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，在牌號尾部加符號"E"表示，如"30CrMnSiE"

　　3)工程中常用鋼及其合金的性能和特點。

　　① 碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T700-1988)和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699-1999)。

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝簡單，有良好工藝性能(如焊接性能、壓力加工性能等)、必要的韌性、良好的塑性以及價廉和易于大量供應(yīng)，通常在熱軋后使用。

　　在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應(yīng)用。

　�、� 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼塑性和韌性較高。并可通過熱處理強化，多用于較重要的零件，是廣泛應(yīng)用的機械制造用鋼。

　　根據(jù)含碳量的不同，優(yōu)質(zhì)碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。

　�、� 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性，同時有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性。

　�、� 合金結(jié)構(gòu)鋼。

　　合金結(jié)構(gòu)鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或數(shù)種合金元素而形成的，它的綜合力學(xué)性能優(yōu)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

　　合金結(jié)構(gòu)鋼是合金鋼中用量最多的一類鋼，廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構(gòu)件。

　�、� 不銹耐酸鋼。

　　不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼。它是指在空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)中具有高穩(wěn)定性的鋼種。

　　--鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素，通常含鉻量的質(zhì)量分數(shù)大于或等于13.00%，不含鎳。

　　高鉻鋼(17.0%~30.0%Cr)有良好的抗高溫氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。

　　高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。如0Crl3不銹鋼在弱腐蝕介質(zhì)中，如淡水中，有良好的耐蝕性。

　　--馬氏體型不銹鋼。

　　鉻是鋼中的主要合金元素，鋼在淬火-回火狀態(tài)使用，有較高的強度、硬度和耐磨性。通常用在弱腐蝕性介質(zhì)，如海水、淡水和水蒸氣等中，使用溫度小于或等于580℃、通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

　　--奧氏體型不銹鋼。

　　鋼中主要合金元素為鉻和鎳，其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。

　　此鋼具有奧氏體組織，這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。

　　但是這類鋼的屈服強度低，且不能采用熱處理方法強化，而只能進行冷變形強化。

　　--鐵素體-奧氏體型不銹鋼。

　　這類鋼是在奧氏體不銹鋼基礎(chǔ)上，添加更多的鉻、鉬和硅等有利于形成鐵素體的元素，或降低鋼的含碳量而獲得的。

　　其屈服強度約為奧氏體型不銹鋼的兩倍，可焊性良好，韌性較高，應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕及焊接時的熱裂傾向均小于奧氏體型不銹鋼。

　　--沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼的突出優(yōu)點是經(jīng)沉淀硬化熱處理以后具有高的強度，耐蝕性優(yōu)于鐵素體型不銹鋼。

　　它主要用于制造高強度和耐蝕的容器、結(jié)構(gòu)和零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。

　�、� 鑄鋼。

　　鑄鋼具有較高的強度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。

　　--碳素鋼鑄鋼。

　　牌號有兩種表示方法，也即是以強度表示的鑄鋼牌號和以化學(xué)成分表示的鑄鋼牌號。

　　例如：

　　ZG200-400：是以強度表示的碳素鋼鑄鋼牌號，即在ZG后面加兩組力學(xué)性能數(shù)字，第一組數(shù)字表示該鋼的屈服強度最低值(MPa)，第二組數(shù)字表示該鋼的抗拉強度最低值(MPa)。

　　例如：以化學(xué)成分表示的鑄鋼牌號

　　ZG15Cr1Mo1V：是以化學(xué)成分表示的合金鋼鑄鋼牌號，即在ZG后面依次加上表示鑄鋼的名義萬分含碳量及合金元素的名義百分含量，

　　--低合金鋼鑄鋼。根據(jù)JB/T6402-1992低合金鋼鑄鋼牌號表示方法，以化學(xué)成分表示低合金鋼鑄鋼牌號。

　　例如：

　　ZG35CrMnSi：即在ZG后面依次加上表示鑄鋼的名義萬分含碳量及合金元素的名義百分含量。

　　(2)鑄鐵的分類和牌號表示方法

　　鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳含金，并且還含有較多量的硅、錳、硫和磷等元素。

　　它具有生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡單、價格便宜等優(yōu)點。某些承受沖擊不大的重要零件，如小型柴油機的曲軸，多用球墨鑄鐵制造。

　　其原因是鑄鐵價廉，切削性能和鑄造性能優(yōu)良，有利于節(jié)約材料，減少機械加工工時，且有必要的強度和某些優(yōu)良性能，如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。

　　1)鑄鐵的分類。

　　鑄鐵是鐵碳合金的一種，與鋼相比，其成分特點是碳、硅含量高，雜質(zhì)含量也較高。

　　但是，雜質(zhì)在鋼和鑄鐵中的作用完全不同，

　　--如磷在耐磨磷鑄鐵中是提高其耐磨性的主要合金元素;

　　--錳、硅都是鑄鐵中的重要元素;

　　--唯一有害的元素是硫。

　　鑄鐵的韌性和塑性，主要取決于石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布，其中石墨形狀的影響最大。

　　基體組織是影響鑄鐵硬度、抗壓強度和耐磨性的主要因素。

　　按照石墨的形狀特征，鑄鐵可分為三大類：

　　--灰口鑄鐵(石墨成片狀);

　　--球墨鑄鐵(石墨成球狀);

　　--可鍛鑄鐵(石墨成團絮狀)。

　　2)鑄鐵牌號的表示方法

　　3)工程中常用鑄鐵的性能和特點

　�、� 灰口鑄鐵�；铱阼T鐵的組織由石墨和基體兩部分組成。

　�、� 球墨鑄鐵。

　　對于承受靜載的零件，使用球墨鑄鐵比鑄鋼還節(jié)省材料，而且重量更輕。

　　不同基體的球墨鑄鐵，性能差別很大，球墨鑄鐵具有較好的疲勞強度，實驗表明，球墨鑄鐵的扭轉(zhuǎn)疲勞強度甚至超過45#鋼。

　　在實際應(yīng)用中，大多數(shù)承受動載的零件是帶孔或帶臺肩的，因此用球墨鑄鐵來代替鋼制造某些重要零件，如曲軸、連桿和凸輪軸等。

　　③ 蠕墨鑄鐵。是一種新型高強鑄鐵材料。

　　它的強度接近于球墨鑄鐵，并具有一定的韌性和較高的耐磨性;同時又有灰口鑄鐵良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。

　�、� 可鍛鑄鐵。它有較高的強度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼。

　�、� 耐磨鑄鐵。

　　⑥ 耐熱鑄鐵。耐熱鑄鐵是在高溫下工作的鑄件，如爐底板、換熱器、坩堝、熱處理爐內(nèi)的運輸鏈條等。

　�、� 耐蝕鑄鐵。常用耐蝕鑄鐵有高硅、高硅鉬、高鋁和高鉻等耐蝕鑄鐵。

　　2. 有色金屬

　　1)鋁及其合金。鋁及其合金在采用各種強化手段后，鋁合金可以達到與低合金高強鋼相近的強度，因此比強度要比一般高強鋼高得多。

　　純鋁材料按純度可分為三類：有高純鋁，工業(yè)高純鋁和工業(yè)純鋁。

　　按照制造工藝，鋁合金還可分為：變形(加工)鋁合金和鑄造鋁合金兩類。

　　--變形鋁合金包括：防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金及鍛鋁合金等。

　　--鑄造鋁合金(ZL)分為：Al-Si鑄造鋁合金、Al-Cu鑄造鋁合金、Al-Mg鑄造鋁合金和Al-Zn鑄造鋁合金。

　　2)銅及其合金。純銅呈紫紅色，常稱紫銅，主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金。根據(jù)雜質(zhì)含量的不同，工業(yè)純銅分為四種T1、T2、T3、T4。編號越大，純度越低。

　　純銅的強度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料。

　　在銅中加入合金元素后，可獲得較高的強度，同時保持純銅的某些優(yōu)良性能。

　　一般銅合金分黃銅、青銅和白銅三大類。

　　3)鎳及其合金。鎳力學(xué)性能良好，尤其塑、韌性優(yōu)良，能適應(yīng)多種腐蝕環(huán)境。

　　4)鈦及其合金。鈦具有較好的低溫性能，可做低溫材料;

　　--常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在大氣、海水、硝酸和堿溶液等介質(zhì)中十分穩(wěn)定。

　　--但在任何濃度的氫氟酸中均能迅速溶解。

　　5)鉛及其合金。

　　--鉛在大氣、淡水、海水中很穩(wěn)定，鉛對硫酸、磷酸、亞硫酸、鉻酸和氫氟酸等則有良好的耐蝕性。

　　6)鎂及其合金。

　　--鎂及其合金的主要特性是密度小、化學(xué)活性強、強度低。

　　純鎂強度低，不能用于結(jié)構(gòu)材料，主要用鎂合金。

　　鎂合金的比強度和比剛度可以與合金結(jié)構(gòu)鋼相媲美，故鎂合金是航空工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)材料，它能承受較大的沖擊、振動荷載，并有良好的機械加工性能和拋光性能。

　　其缺點是耐蝕性較差、缺口敏感性大及熔鑄工藝復(fù)雜。

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