常用材料与热处理
常用材料热处理及热处理代号
常用金属材料及热处理代号硬度材料牌号 图纸热处理标注HB HRc热处理目的Q235-A ─ 不热处理16Mn─ 不热处理渗碳淬硬S-C59 表面≥59表面耐磨，心部韧性高，去碳处可钻孔20 20Cr 渗碳高频淬硬S-G59表面≥59表面耐磨，心部韧性高，不淬硬处可钻孔正火Z ≤230 组织均匀化，消除应力调质T235 220～250提高性能，改善组织调质T265 250～280提高性能，改善组织淬硬C35 30～40 变形小，硬度略提高淬硬C42 40～45 提高强度和耐磨性，有一定的韧性 淬硬C48 45～50 提高强度和耐磨性，有一定的韧性高频淬硬G48 表面45～50表面耐磨，心部韧性高，变形小4540Cr高频淬硬G52 表面50～55表面耐磨，心部韧性高，变形小调质T265 250～280提高性能，改善组织38CrMoAlA氮化D900 HV≥850 提高表面硬度及耐磨性，耐疲劳，耐腐蚀性能退火Th ≤230 降低硬度 65Mn60Si2MnA50CrVA 淬硬C42 40～45 提高强度和弹性退火Th ≤230 降低硬度 GCr15淬硬C59 ≥59 提高硬度和耐磨性退火Th ≤230 降低硬度 T8A淬硬C58 55～60 提高硬度和耐磨性退火Th ≤230 降低硬度 T10AT12A 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性退火Th ≤255 降低硬度 9SiCrCr12MoVW18Cr4V 淬硬C62 ≥62 提高硬度和耐磨性 HT100HT200HT250热时效去应力QT400-15QT600-3热时效去应力ZG200-400ZG270-500正火ZZCuSn5Pb5Zn5 ─不热处理 ZAlSi7Mg ─不热处理 T2 ─不热处理H62 ─不热处理L2 ─不热处理。
常用材料热处理工艺完整版
常用材料热处理工艺完整版热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等一系列措施，改变材料的组织结构和性能的一种工艺。
常用材料热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等。
1.退火退火是指将材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却到室温的过程。
退火能够消除材料内部的应力，改善材料的可加工性和机械性能。
常见的退火工艺有全退火、球化退火和时效退火等。
-全退火全退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织发生再结晶，然后缓慢冷却到室温。
全退火能够使材料获得良好的塑性和韧性。
-球化退火球化退火是将材料加热到高于临界温度的区域，使组织中的晶粒成球状，然后缓慢冷却。
球化退火能够使材料获得细小均匀的晶粒，提高材料的韧性和延展性。
-时效退火时效退火是将材料加热到一定温度，在保温一定时间后快速冷却。
时效退火能够使材料的晶粒尺寸增大，提高材料的硬度和抗腐蚀性能。
2.正火正火是将材料加热到临界温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
正火能够消除材料内部的应力，使组织细化，提高材料的硬度和韧性。
正火适用于一些低碳钢和合金钢的热处理。
3.淬火淬火是指将材料加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却到室温。
淬火能够使材料快速形成马氏体组织，并获得高硬度。
淬火适用于一些高碳钢和合金钢的热处理。
4.回火回火是指将淬火处理后的材料加热到一定温度，保温一段时间，然后缓慢冷却。
回火能够使材料的硬度降低，提高材料的韧性和抗脆性。
回火适用于一些淬火处理后需要获得一定韧性的材料。
总结起来，常用材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火。
不同的材料和要求会选择不同的热处理工艺，以达到最佳的组织结构和性能。
常用机械材料及热处理、表面处理
鑄鐵FC(考慮成本時用,另吸震性最佳) SS41(用途最廣之一般經濟材料) S45C(較SS41性能略佳,价格略高) SUS304(最佳耐蝕性,但昂貴,難加工)
軸用材料
要求: 充分強度/耐磨性/耐疲勞性/充分硬度/充 分橈度
選用
一般用軸材料(SS41/S10C/S45C) 強力用軸材料(SNCM240(价高)/SCM440)
常用机械材料及熱處理、表面處理
Overview
鋼鐵材料介紹 不同用途下的選材 熱處理 表面處理 其它材料簡介
1. 鋼鐵材料介紹
一般構造鋼 机械構造碳鋼 合金工具鋼 切削工具鋼(碳工具鋼/合金工具鋼/高速
工具鋼/超硬合金) 不鏽鋼(SUS304)
一般構造鋼
一般用于不重視強度,机械及外部構造物 的補助部件
滑動用材料
要求: 耐磨性/充分硬度/易加工性/易熱處理性/ 導熱性
選用
考慮成本時(S45C) 考慮韌性時(SCM440/SK2) 考耐磨性時(SKS3/SKD11/SKH61)
3. 熱處理
淬火硬度與C%的關系 高周波淬火 滲碳淬火 氮化處理 退火/回火/正火/調質
淬火硬度與C%的關系
鎢系 -> 耐熱性佳,刀口開頭易研削 鉬系 -> 韌性強
超硬合金K10 ->高速切削,高耐磨
不鏽鋼
高耐蝕的環境
SUS303 SUS304
2. 不同用途下的選材
外部構造用材料 軸用材料 齒輪用材料 凸輪用材料 滑動用材料
外部構造用材料
要求: 經濟性/充分強度/耐蝕性/耐疲勞性/耐衝 擊性/良好吸震性/易加工性
鍍Ni 耐蝕性,穩定性
鋼/銅及合金
鍍Zn 防腐性,不脫落
銅
常用材料热处理工艺参数
常用材料热处理工艺参数
常用材料的热处理工艺参数取决于材料的组织性能要求、工艺性能要
求和使用条件等因素。
下面以几种常见的材料为例，介绍一些主要的热处
理工艺参数。
碳钢是一种普遍使用的金属材料，其热处理工艺参数包括淬火温度、
回火温度、保温时间等。
一般来说，碳钢的淬火温度在800℃至900℃之间，回火温度在150℃至500℃之间。
保温时间通常为1小时到3小时。
不锈钢是一类具有良好耐腐蚀性能的材料，其热处理工艺参数包括退
火温度、固溶温度和时效温度。
退火温度一般在800℃至900℃之间，固
溶温度在1000℃至1200℃之间，时效温度在500℃至700℃之间。
保温时
间通常为1小时到5小时。
铝合金是一种轻质高强度的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、
时效温度和时效时间等。
固溶温度一般在480℃至520℃之间，时效温度
在150℃至250℃之间。
时效时间一般为1小时至10小时。
铜合金是一种导电性能良好的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、时效温度和时效时间等。
固溶温度一般在800℃至950℃之间，时效温度
在300℃至550℃之间。
时效时间一般为1小时至10小时。
上述只是对于不同材料几种常见的热处理工艺参数进行了简单的介绍，实际工艺参数还需要根据具体材料的特性和要求进行调整。
同时，热处理
工艺参数的选择也应考虑到工艺设备和生产成本等因素。
在实际应用中，
可以通过试验和实践来确定最佳的热处理工艺参数。
阀体常用材料和各种材料的热处理
阀体常用材料和各种材料的热处理阀门是一种常见的管道设备，在各个工业领域都被广泛应用。
阀门的主要作用是流量控制和压力调节，能够调节流体的流动方向、速度和流量。
阀体是阀门的主要组成部分之一，阀体的材料选择和热处理对阀门的性能和寿命都有至关重要的影响。
本文将介绍阀体常用的材料及其热处理过程。
一、阀体常用材料1.灰铸铁（gray cast iron）灰铸铁是一种铁碳合金，碳含量高于钢和铸铁，而硅、锰、磷等元素的含量较低。
灰铸铁的硬度高，耐磨损，但其韧性和强度不如钢。
因此，灰铸铁一般用于低压和低温的应用场景，如给排水、供暖等。
2.球墨铸铁（ductile iron）球墨铸铁是灰铸铁的改进版，通过添加一定数量的镁、铝等元素，使其具有更好的塑性和韧性。
球墨铸铁还具有较高的强度和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于高压、高温和强腐蚀性环境下的阀门。
3.碳钢（carbon steel）碳钢是一种含碳量较高的钢铁材料，与灰铸铁和球墨铸铁相比，其主要优点是强度更高，并且具有更好的韧性和可塑性。
碳钢可以满足各种温度和压力条件下的应用需求，一般被用于中高温和中高压的场景。
4.不锈钢（stainless steel）不锈钢是一种合金钢，具有良好的耐腐蚀性和高温性能。
不锈钢的主要成分是铁、铬、镍等元素，其中铬的含量最高。
不锈钢的材质坚固、耐用，也是阀门材料中最贵的一类。
不锈钢一般被应用于化工、石油、天然气等环境中的阀门。
二、热处理过程1.淬火（quenching）淬火是一种快速冷却材料的技术，能够提高材料的硬度和强度。
在淬火的过程中，材料被加热到高温，然后迅速浸入冷却剂中。
淬火后的钢铁材料硬度和强度都会大大增强，但也会导致材料变脆，容易发生撕裂或脆断。
2.回火（tempering）回火是一种将淬火后的材料加热，然后缓慢冷却的技术。
回火的过程中，淬火后的材料会变得更有韧性，而硬度和强度则会降低。
回火通常会在淬火之后进行，以减轻淬火带来的脆性和应力。
常用材料及热处理名词解释
曲轴、摇杆、拉杆、键、销、螺栓、转轴齿轮、齿条、链轮、凸轮、轧辊、曲柄轴齿轮、轴、联轴器、衬套、活塞销、链轮活塞杆、齿轮、不重要的弹簧
齿轮、连杆、扁弹簧、轧辊、偏心轮、轮圈、轮缘
叶片、弹簧
1.数字表示钢中平均含碳量的万分数，例如45表示平均含碳量为0.45％
2.序号表示抗拉强度、硬度依次增加，延伸率依次降低
30Mn
40Mn
50Mn
60Mn
螺栓、杠杆、制动板
用于承受疲劳载荷零件：轴、曲轴、万向联轴器
用于高负荷下耐磨的热处理零件：齿轮、凸轮、摩擦片弹簧、发条
含锰量0.7％～1.2％的优质碳素钢
合金结构钢
铬钢
15Cr
20Cr
30Cr
40Cr
45Cr
渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器较重要的渗碳件
常用材料及热处理名词解释
附表18常用钢材（摘自GB/T 700、GB/T 699、GB/T 3077、GB/T 11352、GB/T 5676）
名称
钢号
主要用途
说明
碳素结构钢
Q215-A Q235-A Q235-B Q255-A Q275
受力不大的铆钉、螺钉、轮轴、凸轮、焊件、渗碳件螺栓、螺母、拉杆、钩、连杆、楔、轴、焊件
汽车、拖拉机上强度特高的渗碳齿轮
铸
钢
ZG230-450
ZG310-570
机座、箱体、支架
齿轮、飞轮、机架
ZG表示铸钢，数字表示
屈服点及抗拉强度（MPa）
附表19常用铸铁（摘自GB/T 9439、GB/T 1348、GB/T 9400）
常用模具材料及热处理
常用模具材料及热处理常用的模具材料有许多种，每一种材料都具有独特的特点和适用范围。
而热处理则是在模具制造过程中必不可少的一步，可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，从而提高模具的使用寿命。
以下是几种常用的模具材料和热处理方法。
一、常用的模具材料：1.铝合金：铝合金具有良好的导热性能和成型性能，重量轻，价格便宜。
适用于制造小型模具或高精度的塑料模具。
2.铝青铜：铝青铜具有良好的导热性能、耐磨性能和耐腐蚀性能，适用于制造高速冲压模和注塑模。
3.铜合金：铜合金具有良好的导热性能和热膨胀系数，适用于制造大型的冲压模和注塑模。
4.微晶玻璃钢：微晶玻璃钢具有高强度、耐磨性和抗腐蚀性能，适用于制造大型的冲压模和注塑模。
5.构造钢：构造钢具有高强度和耐磨性能，适用于制造大型的冲压模。
6.热作模具钢：热作模具钢具有优良的耐热性和抗热疲劳性能，适用于制造高温下工作的模具。
7.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，适用于制造化学模具和食品模具。
二、热处理方法：1.淬火：淬火是常用的热处理方法之一，通过迅速冷却材料，使其获得高硬度和高强度。
淬火温度和冷却介质根据材料的不同而不同。
2.回火：回火是淬火后的一个步骤，通过加热材料到一定温度并保持一段时间，降低材料的硬度和脆性，提高其抗冲击性和韧性。
3.淬火回火：将材料先进行淬火然后回火的组合处理，既能获得高硬度也能提高韧性。
4.预淬火：预淬火是在热处理之前先进行一次淬火，然后再进行其他热处理工艺，可以提高热处理的效果。
5.淬火再回火：在完全淬火和回火的基础上，再进行一次淬火和回火，以进一步提高材料的性能。
6.等温淬火：将材料加热到一个特定温度并保持一段时间，然后进行快速冷却，可以使材料获得均匀细小的组织和高硬度。
7.渗碳：通过在材料表面渗入一定的碳元素，提高材料的表面硬度和耐磨性。
总结：常用的模具材料有铝合金、铝青铜、铜合金、微晶玻璃钢、构造钢、热作模具钢和不锈钢等。
热处理方法包括淬火、回火、预淬火、淬火回火、等温淬火、淬火再回火和渗碳等。
常用材料及零件热处理
常用材料及零件热处理
3.表面热处理方法特点和应用
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和朔性（即表面火），或同时表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性，及表层硬度更高的处理方法。
6.钢的淬透性
不同的钢种，接受淬火的能力不同，淬透层深度愈大，表明该钢种的淬透性愈好。
淬透性大的钢，其力学性能沿截面分布均匀；而淬透性小的钢心部力学性能低。
但全部淬透的工件，通常表面残留拉应力，对工件承受疲劳不利，工件热处理中也易变形开裂。
未淬透工件表面可残留压应力，反而有一定好处。
淬透层深度是指由淬火表面马氏体---50％马氏体+50％珠光体层的深度。
碳钢的淬透性低。
在设计大尺寸零件时，用碳钢正火比用碳钢调质更经济，而效果相似。
直径较大并具有几个台阶的台阶轴，需经调质处理时，考虑到淬透性影响，应先粗车成形，然后调质。
如果以棒料先调质，再车外圆，由于直径大，表面淬透层浅，阶梯轴尺寸较小的部分调质后的组织在粗车时可能被车去，起不到调质作用。
7.几种典型零件热处理示例
机床齿轮等零件常用材料及热处理。
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碳钢 合金钢
结构钢
工具用钢
有特殊物理 性质的钢
普通碳素 优质结构
钢
钢
工具钢
高速钢
不锈钢
耐热钢
二、钢号表示法
我国钢铁产品牌号的命名，根据GB221-2000的规定，除化学元素按国 际化学符号表示外，产品用途，冶炼方法和浇注方法，采用汉字和汉 语拼音字母代号并用的原则。汉字牌号容易记忆和识别，汉语拼音字 母代号容易书写和标记。在标准化中将两种符号同时列入，相互对照。
第一部分 钢的基本知识
钢是由生铁（或生铁和废钢）炼成的
一般铁碳合金中含碳量在0.1~2%范围内的，通称为钢。若铁碳合金中， 含碳量不超过0.1%成为熟铁。若铁碳合金中，含碳量大于2%称为生 铁。
但生铁的种类很多，有的是专为炼钢使用的，有的为铸造机械零件使 用的，为了区别起见，通常把铸造机械零件用的生铁称为铸铁。
一、钢的分类简要介绍
我们工厂中常使用的材料，例如45号钢，有的人叫它“45碳钢”，有 的称为“45中碳钢”，“调质钢”，“碳素结构钢”，这是怎么一回 事呢？这里面有的是根据材料的化学成分叫的，有的是按用途分的。 钢的分类方法很多，通常是按冶炼方法、化学成分和用途等来区分。 这里仅就常用的几种分类方法作一介绍。
滚珠轴承钢 GCr15
滚铬15
例： GCr15
含碳量不予标出。 含铬量以千分之
轴承钢代号
含铬量1.5% 几表示。
三、金属材料的机械性能
在生产实践中，经常要应用到各种金属材料来制造机器零件和工装夹 具。这些零件在工作过程中受到各种力的作用：拉力、压力、弯曲力、 冲击力、磨损等。为了使金属材料在力的作用下不致破坏，必须选择 适当的金属材料来制造，以达到发挥材料的应有作用，也就是要考虑 材料的机械性能。
超过σS
金属试件抵抗拉断时所承 σb是设计零件的
受的最大应力
重要依据
机械性能 的名称
符号
单位
获得方法和含义
塑性
延伸率δ（Delta）
断面收缩率ψ （Psi）
以百分数表示 %
试件拉断后的长度比原来的 长度相对伸长量
延伸率=伸长后的长度-原来 的长度/试件原来的长度
试件拉断后的截面比原截面 的相对收缩量
收缩率=原断面积-试件断裂 处面积/试件原来的断面积
韧性
冲击韧性αk
冲断试件后，单位面积上所消
公斤·米/厘米² 耗的功
应用
δ和ψ的数值越大， 塑性就越好
合金钢-----在碳素钢的基础上，加入其它合金元素，如：铬、镍、钨、 钼、钒、钛等，如果碳素钢中，锰的含量超过1.0%或硅的含量超过 0.5%时，这种钢也可以认为是合金钢。 3.按用途分：
结构钢-----指做机器零件、建筑结构等用的钢。 工具钢-----指做刀具、模具、量具等用的钢。 特殊用途钢（或称特殊性能钢）-----如不锈钢、耐热钢等材料。 下表为钢的简要综合分类：
我国钢中常加入的化学成分，用化学元素符号表示如下：
钢号中合金元素的表示符号
锰硅铬镍钨钼钒钛铝钴硼铌
Mn Si Cr Ni W Mo V Ti Al Co B Nb
1.在钢号前面的字母： A-----代表平炉炼的普通碳素钢的甲类钢 T-----代表碳素工具钢 G-----代表滚珠轴承钢 ZG----代表铸钢
2.在钢号后面的字母：
A-----表示高级优质钢
E-----表示特级优质钢
各种合金钢都是采用“数字加元素加数字”的表示方法。牌号前面的数 字表示平均含碳量。元素后面的数字表示合金元素平均含量的百分数。
下面我们举例说明各种钢号的表示法的特点及含义：
种类
牌号举例
代号 汉字牌号
代号含义
特点
Q235 普通碳素钢
高速钢
1Cr13
1铬13
例：
1Cr18Ni9Ti 1铬18镍9钛
含碳量
W18Cr4V 钨18铬4钒 0.1%
W9Cr4V5 钨9铬4钒5
1Cr13
含锰量 1%
含铬量 13%
当平均含碳量大 于或等于1%时， 含碳量不予标出； 含碳量小于1%时， 以千分之几表示
不锈钢，耐热 钢，高速钢含 碳量不予标出； 如有重复钢号 存在时，则应 标出含碳量， 以千分之几表 示。
1.按含碳量分： 低碳钢-----含碳量在0.25%以下的钢。 中碳钢-----含碳量在0.25%~0.6%范围内的钢。 高碳钢-----含碳量在0.6~1.7%范围内的钢。
但碳素钢的含碳量很少超过1.4%，唯有少数的合金钢，可使含碳量增 加到2%左右。 2.按化学成分分： 碳素钢-----钢中除铁外，主要有碳、锰、硅、硫、磷等。碳素钢又分 为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢。
（A3）
例： Q235-A
甲3
屈服极限
235Mpa
质量等级
碳 优质碳素 结构钢
钢
20 45 65Mn
20 45 65锰
例：20
含碳量0.65%
含碳量0.2% 65Mn
含锰量1%
碳素工具钢
T8A T10A T12A
碳8高 碳10高 碳12高
例： T 8 A
碳素工
具钢代号Βιβλιοθήκη 高级优质含碳量0.8%
种类
牌号举例
金属材料具有抵抗外力作用的能力，通称为金属材料的机械性能。 机械性能包括很多，主要有强度、硬度、塑性、冲击韧性等，如下表：
机械性能 的名称
符号
强度
屈服强度σS
（Sigma）
抗拉强度σb
（Sigma）
单位
获得方法和含义
应用
公斤/毫米²
金属试件不再增加负荷的 情况下，也出现显著变形 时的应力
工具和零件所承 受的应力都不得
代号
汉字牌号
代号含义
特点
20Cr
40Cr 合金结构钢
30CrMnSi
50CrVA
20铬 40铬 30铬锰硅 50铬钒高
例： 20Cr
含碳量 0.2%
50CrVA
含碳量 0.5% 含铬1%
含铬1%
高级优质
含钒1%
合 合金工具钢
金
CrMn CrWMn
铬锰 铬钨锰
例： CrMn
含铬量 1%
钢 不锈钢与 耐热钢
常用的铸铁与钢的界限，如下表：
金属
钢和铸铁的化学成分%
碳
锰
硅
硫
磷
钢
0.1~2.0 0.1~1.2 0.17~0.37 0.02~0.07 0.02~0.09
铸铁
2.2~3.8 0.4~1.3 0.8~3.0 ~0.2
~0.2
从表中可以看出，钢和铸铁同是铁碳合金，只是由于成分的不同，铸 铁比钢的含碳量大，同时含的杂质也比较多，它们的性质也截然不同。 钢可以进行锻造加工，而铸铁制品只能用浇注的方法制得，所以这种 铸造用的生铁又叫做铸铁。关于铸铁的性质和用途，以后再讲述它