机器零件用钢
合金钢
3. 成分特点 碳质量分数一般在0.25% 0.25%～ (1) 中碳 碳质量分数一般在0.25%～0.50% 之间， 0.4%居多 居多； 之间，以0.4%居多； Cr、Mn、Ni、 提高淬透性， (2) Cr、Mn、Ni、Si 提高淬透性，形成合 金铁素体，提高钢的强度； 金铁素体，提高钢的强度； (3) 加入防止第二类回火脆性的元素Mo、W 加入防止第二类回火脆性的元素Mo Mo、 Ni、Cr、Mn的合金调质钢 的合金调质钢， 含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，易产生第二类 回火脆性。加入Mo Mo、 可以防止第二类回火脆性。 回火脆性。加入Mo、W可以防止第二类回火脆性。 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.15% 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.8% 1.2%。 0.8%～ 或W的质量分数为0.8%～1.2%。
二、合金渗碳钢
老师提示： ☆ 老师提示：重点内容
1. 用途 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损， 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较 大的交变载荷，特别是冲击载荷。 大的交变载荷，特别是冲击载荷。
拨叉
变速齿轮
凸轮机构： 凸轮机构： 接触表面受到强烈的摩擦磨损。 接触表面受到强烈的摩擦磨损。
2. 性能要求 表面硬度高、 (1) 表面硬度高、耐磨 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力， 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时 具有适当的塑性和韧性。 具有适当的塑性和韧性。 (2) 心部具有高的韧性和足够高的强度 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 (3) 有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度（ ℃～ ℃） 在高的渗碳温度（900 ℃～950 ℃）下， 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。
机械加工过程中钢材如何选用-20年经验总结
钢材选用(转载)钢材选用(转载) （1）20Mn2：用于制造截面较小（直径不大于50mm）的零件，可代替20Cr钢。
常用于制造渗碳小齿轮、小轴；要求不高的活塞销、十籽销头、柴油机套筒、汽门顶杆等；也可用作调质钢，如制造冷镦螺栓。
（2）30Mn2：用作小截面重要紧固件（经调质处理），通常可用于制造汽车、拖拉机及一般机械的车架纵梁、变速箱齿轮、轴、冷镦螺栓及较大截面的调质件；在矿山机械制造中，可用于制造要求心部强度较高的渗碳件，如起重机的后轴和轴颈等。
（3）35Mn2：用作连杆、心轴、曲轴、半轴、操纵杆、风机配件、直径小于15mm的冷镦各种重要螺栓等承受较高应力的机械零件。
在制造小截面（直径小于20mm）零件时，可代替40Cr钢。
（4）40Mn2：用于制造午载荷条件下工作的零件，如轴、半轴、曲轴、活塞杆、蜗杆、操纵杆、杠杆、连杆。
有载荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧等，以及其他需要调质的零件。
在制造小截面（直径小于40mm）零件时，与40Cr钢相近。
（5）45Mn2：用于制造在较高应力与磨损条件下工作的零件，在直径小于60mm时，性能与40Cr钢相当。
用作汽车、拖拉机和通用机械的万向接头轴、车轴、轴、连杆盖、摩擦盘、蜗杆、齿轮、齿轮油、电车和蒸气机车轴、车箱轴、重载荷机架，以及冷拉状态中的螺栓和螺帽等。
（6）50Mn2：用于制造在高应力及承受强烈磨损条件下工作的大型零件，如万向接头轴、齿轮、曲轴、连杆、各类小轴等；重型机械上在滚动轴承中工作的主轴、轴及大型齿轮；汽车上的传动花键轴及承受冲击载荷的心轴等，也可用于制造板簧和平卷簧。
（7）20MnV：用于制造锅炉、高压容器、大型高压管道等；也可用作冲压用钢，如自行车链条、活塞销、齿轮等；还可用于制造直径不大于20mm的矿用链坏。
（8）30Mn2MoW：用于制造载荷较大的零件，如连杆螺栓、曲轴、拉杆、齿轮等；可代替30CrNi3制造截面直径小于80mm的重要调质件；当采用表面淬火工艺时，可以制造截面更大的零件。
钢材的分类与编号
3.1钢材的分类和编号3.2.1 钢材的分类钢材种类和分类方法繁多，为便于生产使用和研究，进行了如下分类：（一）按用途分类按用途可将钢分为结构钢，工具钢和特殊性能钢三类。
1.结构钢用于制作工程结构和制造机器零件。
工程结构用钢也叫工程构件用钢，又可分为建筑用钢，桥梁用钢，船舶用钢及车辆和压力容器用钢、农机用钢等，这类钢主要用于制备建筑、车辆、造船、桥梁、石油、化工、电站、国防等部门的工程构件。
其一般用普通质量的碳素钢（普通碳素结构钢、普碳钢）或普通低合金高强度钢（普低钢）制作。
各种机器零件用钢一般用优质或高级优质钢制作，一些要求不高的普通零件也可以用普碳钢或普低钢制作；机器零件用钢按其工艺过程和用途分主要包括渗碳钢、渗氮钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢和易切结构钢等，它们主要由优质碳素钢和优质合金钢制作，主要用于制造机器零件，如轴、轴承、齿轮、弹簧等。
还有冷塑性成形用钢，包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
2.工具钢用于制造各种加工和测量工具，按用途可分为刃具钢、模具钢和量具钢。
这类钢主要用于制作量具、刃具、模具。
3.特殊性能钢具有特殊的物理化学性能，可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢和耐寒钢等。
这类钢主要包括抗氧化钢、热强钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐寒钢、无磁钢、气阀钢、电热合金钢、电工用钢等。
（二）按化学成份分类钢按化学成份不同可分为碳素钢和合金钢。
1.碳素钢按碳含量的不同又分为：低碳钢（含碳量≤0.25%），中碳钢（含碳量=0.25～0.6%）和高碳钢（含碳量>0.6%）。
2.合金钢按合金元素总量分为：低合金钢（合金元素总量≤5%），中合金钢（合金元素总含量在 5～10%范围内）和高合金钢（合金元素总量>10%）；按合金钢中所含主要合金元素将合金钢分为锰钢，铬钢，铬钼钢或铬锰钛钢等。
微合金钢：合金元素(如V，Nb，Ti，Zr，B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。
（三)按供应态的显微组织分类1. 一般按钢的供应状态分为:退火态钢和正火态钢两种。
常用合金钢
常用合金钢（知识扩展）一.合金钢分类与编号二.低合金结构钢Q345、Q420 三. 机器零件用钢40Cr、65Mn、60Mn2Si、20Cr、20CrMnTi、GCr15 四.合金工具钢9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、Cr124Cr5MoSiV 五.特殊性能钢1Cr13、9Cr18、1Cr17、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13 合金钢分类 1.按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类低合金钢（合金总量低于5 %）中合金钢（合金总量为5 %～10 %）高合金钢（合金总量高于10 %）2.按用途分类：按用途分类：按用途分类合金结构钢低合金结构钢(也称普通低合金钢) 合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢滚珠轴承钢合金工具钢合金刃具钢(含低合金刃具钢、高速钢) 合金模具钢(含冷模具钢、热模具钢) 量具用钢特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢合金钢编号首部用数字标明碳质量分数: 结构钢以万分之一为单位的数字（两位数), 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳质量分数,而工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不标出。
在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明:平均质量分数少于 1.5%时不标数, 平均质量分数为 1.5%～2.49%、 2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。
专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明. 如GCr15表示碳质量分数约1.0%、铬质量分数约 1.5%(特例)的滚珠轴承钢. Y40Mn,表示碳质量分数为0.4%、锰质量分数少于 1.5%的易切削钢. 普通低合金钢Q345 用途主要用于制造桥梁,船舶,车辆,锅炉,压力容器,输油输气管道,大型钢结构等.在热轧空冷状态下使用,组织为细晶粒的F+P,不再热处理. 化学成分wt% C Mn Si V Nb Ti 0.015 0.18 ～ 1.0 ～0.55 0.02 0.20 1.6 ～0.15 ～0.06 厚度mm <16 16～35 35～50 σs MPa ≥345 ≥325 ≥295 σb MPa 470～630 0.02 ～0.2 机械性能δ5 % Akv(20℃) J 34 21～22 GB/T1591-1994 Q345包括旧钢号12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu Q420 普通低合金钢在正火状态下使用,组织为F+S 化学成分wt% V Nb Ti 0.02 ～0.2 0.015 ～0.06 0.02 ～0.2 δ5 % C ≤0.20 厚度mm <16 Mn Si Cr ≤0.40 Ni ≤0.70 1.0 ～0.55 1.7 34 18～19 16～35 GB/T1591-1994 ≥380 35～50 Q345包括旧钢号15MnVN ,14MnVTiRE 机械性能σs MPa σb MPa ≥420 520～680 ≥400 Akv(20℃) J 合金调质钢(低淬透性) 40Cr 热处理毛坯尺寸＜25mm 用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓、进气阀主要化学成分wt% C Mn Si Cr Mo 机械性能（≥）退火态H B 淬火℃回火℃σb σs δ5 ψ Akv % % J MP MP a a 0.37 0.5 0.17 0.8 0.07 850 520 980 785 9 45 47 2 0 油水～～～～～0.44 0.8 0.37 1.1 0.12 7 油（GB/T3077－1999）合金弹簧钢钢号C 65Mn 60Mn2Si 主要成分w % Mn Si Cr 热处理淬火℃回火℃机械性能σs MPa σb MPa δ10 ψ % % 65Mn 0.62 ～0.70 60Si2 0.56 Mn ～0.64 0.90 ～1.20 0.60 ～0.90 0.17 ～0.37 1.50 ～2.00 ≤ 830 540 0.25 油800 1000 8 30 ≤ 870 480 1200 1300 5 0.35 油GB/T1222-1985 25 65Mn 60Mn2Si钢应用举例：截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧合金渗碳钢(低淬透性合金渗碳钢低淬透性) 20Cr 低淬透性用途：可制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件.能同时承受强烈的摩擦磨损,较大的交变载荷,特别是冲击载荷机械性能（≥）主要化学成分wt% 热处理℃C Mn Si Cr 渗预淬回σb σs δ ψ Akv 5 碳备火火MP M J % % a P 处 a 理0.17 0.5 0.20 0.7 9 ～～～～3 0.24 0.8 0.40 1.0 0 8 8 0 水油780 2 0 ～820 0 水, 油8 3 5 5 4 0 毛坯尺寸m m 10 4 47 ＜0 1 5 GB/T3077-1999 合金渗碳钢(中淬透性合金渗碳钢中淬透性) 中淬透性20CrMnTi 主要化学成分wt% C Mn Si Cr Ti 毛渗预淬回σb σs δ ψ Ak 坯尺v 碳备火火MP MP % % 2 0 寸处℃m a a 理J m 9 3 0 8 8 0 油7 2 7 0 0 0 油1 85 1 4 55 < 0 0 0 5 15 8 GB/T3077-1999 0 热处理℃机械性能（≥）0.17 0.80 0.1 1.0 7～～～～0.23 1.10 0.3 1.3 7 0.04 ～0.10 滚珠轴承钢GCr15 用途：制造滚动轴承的滚动体(滚珠、滚柱、滚针),内外套圈等. 或制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件. 淬回回火火后火℃HRC ℃0.95 1.40 0.15 0.25 820 150 62 62～壁厚< 14mm,外径250mm 66 的套圈.直径25～200mm ～～～～～～的钢球.直径约25mm的滚1.05 1.65 0.35 0.45 840 160 柱. （GB/T18254-2002）主要化学成分wt% C Cr Si Mn 热处理规范性能主要用途低合金刃具钢9SiCr CrWMn 热处理Cr 油淬火淬火温度℃硬度HRC 化学成分wt% 钢号 C Mn Si 回火回火温度℃硬度HRC 应用举例9SiCr 0.85 0.3 1.2 ～～～0.95 0.6 1.6 CrWMn 860 180 60 板牙丝锥钻头～～～铰刀齿轮铣刀880 ≥ 200 62 冷冲模冷轧辊0.9 0.8 0.15 0.9 820 62 140 62 板牙拉刀量规～～～1.2 ～～形状复杂高精～～160 65 度的冲模等 1.05 1.1 0.35 W1.2 840 ～1.5 （GB/T1299-2000、GB/T9943-1988）0.95 ～1.25 高速钢C Mn Si W18Cr4V (18-4-1) Cr W V 制造高速切削用车0.7～0.1～0.2～3.8～17.5～1.0～刀，刨刀、钻头、0.8 0.4 0.4 4.4 19.0 1.4 铣刀等HV 950 750 550 350 100 300 500 使用温度℃700 冷模具钢Cr12 用途用于制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等,工作温度不超过300 ℃. 要求不高的冷模具用9SiCr等低合金刃具钢制造. Cr12大型冷模具用钢,热处理变形很小,制造重载和形状复杂的模具. 化学成分wt % 用途举例C Si Mn Cr V 2.00～≤0.40 ≤0.40 11.50～0.15～冷冲模 2.30 13.50 0.30 拉延模压印模油淬火退火回火滚丝模温度硬度温度温度硬度HB HRC ℃℃℃870～207～950～200～450 58～64 900 255 1000 GB/T1299-2000 热模具钢 C 0.32～0.42 Si 0.80 ～ 1.20 退火温度℃硬度HB 4Cr5MoSiV 化学成分wt % Mn Cr Mo ≤0.40 4.50～1.00～5.50 1.50 用途举例V 0.30 热镦模、～0.50 压铸模、热挤压模、油淬火回火精锻模温度℃温度℃硬度HRC 840～209～1000～540～40～54 900 229 1025 650 BG/T1299-2000 组织为回火马氏体粒状碳化物和少量残余奥氏体.为了保证热硬性,要进行多次回火. 量具用钢量具钢号平样板或卡板一般量规与块规高精度量规与块规抗蚀量具10、20或50、55、60、60Mn、65Mn T10A、T12A、9SiCr Cr（刃具钢）、CrMn、GCr15 4Cr13, 9Cr18(不锈钢) GCr15块规热处理一年内每10 mm长度的尺寸变量不超过0.1 ～0.2 ?m. 高精度且形状复杂的量规与块规CrWMn(低变形钢) 不锈钢不锈钢是指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种. 马氏体不锈钢1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等, 它们在氧化性介质中都有足够的耐蚀性, 碳含量低的1Cr13、2Cr13钢耐蚀性较好,且有较好的机械性能,3Cr13、4Cr13 钢因碳含量增加,强度和耐磨性提高,但耐蚀性降低. 铁素体型不锈钢1Cr17、1Cr17Ti等，这类钢的铬质量分数为17%～30%，碳质量分数低于0.15%，为单相铁素体组织，耐蚀性比Cr13型钢更好, 在退火或正火状态下使用，强度较低、塑性很好. 1Cr13船用螺旋桨奥氏体型不锈钢Cr18Ni9型（即18-8型不锈钢）,奥氏体不锈钢碳含量很低（约0.1%），耐蚀性很好。
各种牌号钢材介绍
17、牌号：85高耐磨性的高碳钢，强度较70号钢稍高，而弹性略低，其他性能相近，淬透性较差。用于制造截面尺寸不大、承受强度不太高的振动弹簧、汽车和铁道车辆及一般机械用的弹簧、圆形螺旋弹簧等。生产品种 圆钢、方钢、六角钢、扁钢、热轧薄钢板和钢带、线材。
18、牌号：15Mn 属于高锰低碳渗碳钢，其性能与15号钢相似，但淬透性、强度和塑性比15号钢都高些。钢经渗碳或氰化后能得到硬表层而韧性不变，中心强度还较高，在渗碳与淬火时形成的软点比15号钢少，切削加工性能也比15号钢好，焊接性能好。用于制造中心部分的力学性能要求较高，且需渗碳的零件。生产品种 圆钢、方钢、六角钢、扁钢、热轧厚钢板和宽带钢、热轧薄钢板和钢带。
1、牌号：08、08F、10F、08Al这些钢的强度不高，而塑性和韧性甚高，有良好的冲压、拉伸和弯曲性能，焊接性能良好。主要用于制造容易加工成形，而不要求强度的部件。大多数生产高精度薄钢板，用于制造深冲压和深拉延制品，如汽车用深冲板、各种贮器、油桶、搪瓷制品、仪表板等；也用于制成管子、垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件，如套筒、短轴、离合器盘，及电焊条等。这些钢均具有时效敏感性，其中08钢时效敏感性较弱，冲压性能也较稳定。08Al钢是深冲压专用钢板用钢，无时效敏感性。 生产品种 圆钢、方钢、六角钢、扁钢、热轧厚钢板和宽带钢、热轧和冷轧薄钢板和钢带、钢丝。
10、牌号：45高强度中碳调质钢，具有一定的塑性和韧性，切削性能良好，采用调质处理可获得良好的综合力学性能，淬透性较差。用于制造强度要求较高，韧性中等的零件。通常在调质或正火状态下使用。为了使钢具有必要的韧性，并消除其残余应力，应将钢淬火后回火成索氏体。在水中淬火时有形成裂纹的倾向。形状复杂的零件应在热水或油中淬火。这种钢可以焊接，但焊前需经预热，焊后应热处理。表面淬火硬度一般为HRC 40-50。用于制造较高强度的运动零件，如空压机、泵的活塞，蒸气透平机的叶轮；重型和通用机械中的轧制轴、连杆、蜗杆、齿轮、齿条、链轮、键、销子等；可用于代替渗碳钢制造表面耐磨的零件，如齿轮、轴、活塞销等，但需经高频或火焰表面淬火；也可用作铸件。 生产品种 圆钢、方钢、六角钢、扁钢、热轧厚钢板和宽带钢、热轧和冷轧薄钢板和钢带、线材、钢丝、钢管。
常见工业用钢的性能及用途
常见工业用钢的性能及用途一、结构钢结构钢按用途分为工程构件用钢和机器零件用钢两大类。
1．工程构件用钢工程构件用钢是应用较广泛的钢种之一，用于国防、化工、石油、电站、车辆、造船、桥梁、建筑等国民经济部门，制造各种重要构件。
此类钢的发展历程大体经历如下几个阶段：①．最初，钢构件以铆接为主，设计依据是抗拉强度，很少考虑屈服强度、韧性和可焊性。
一般含碳量较高，约为0.3%。
②．当焊接技术普遍应用后，要求钢的可焊性好，同时要保证一定的强度，故钢的含碳量降低，含锰量增加。
③．针对焊接件出现脆性断裂，在钢中加入晶粒细化剂（如AlN），使钢的性能得到改善，屈服应力由225MPa提高到300 MPa，脆性转化温度降至0℃以下，从而提高了焊接件抗脆性断裂的能力。
④．在保持低碳、高锰、细晶的条件下，利用析出强化相进一步提高钢的屈服强度，通常加入Nb、V、Ti等合金元素。
⑤．利用微合金化技术，对钢进行控制轧制，降低终轧温度，可使钢的屈服强度达到450~500MPa，脆性转化温度下降到‐80℃。
工程构件用钢的成分要求为：在含碳量小于0.25%的碳钢中，加入微量的V、Ti、Nb、Zr、Ca、RE等元素。
其性能要求为：高的弹性极限、刚度、可焊性和冷变形性，好的耐大气、水腐蚀性，低的屈强比бs/бb以防脆断。
工程构件用钢包括普通碳素构件用钢和普通低合金构件用钢。
（1）普通碳素工程构件用钢普通碳素工程构件用钢简称普碳钢，产量约占钢总产量的70%，其中大部分用作机器零件。
由于普碳钢易于冶炼、价格低廉，性能也基本满足了一般工程构件的要求，所以在工程上用量很大。
为了满足工艺性能和使用性能的要求，含碳量一般均较低。
普碳钢通常以热轧状态供应，一般不经热处理强化，只保证机械性能及工艺性能便可。
其中的Q195、Q215有较高的延伸率，易于加工，常用做螺钉、炉体部件、农业机械等。
Q235～Q275具有较高的强度和硬度，延伸率也较大，大量用做建筑结构，轧制成工字钢、槽钢、角钢、钢板、钢管及其它各种型材。
机械常用材料
机械常用材料
机械制造是现代工业中的重要组成部分，而材料的选择对于机械性能和使用寿
命起着至关重要的作用。
在机械制造过程中，常用的材料有金属材料、塑料材料和复合材料等。
本文将重点介绍机械常用的金属材料，包括钢、铝、铜和铸铁等。
首先，钢是机械制造中使用最广泛的金属材料之一。
钢具有较高的强度和硬度，同时具有良好的塑性和韧性，因此在制造机械零部件和结构件时得到广泛应用。
根据不同的成分和热处理工艺，钢可以分为碳素钢、合金钢和不锈钢等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。
其次，铝也是一种常用的机械材料。
铝具有较低的密度和良好的导热性能，因
此在制造轻型机械零部件和结构件时具有优势。
此外，铝具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣环境下使用，因此在航空航天和汽车制造领域得到广泛应用。
另外，铜也是一种重要的机械材料。
铜具有良好的导电性和导热性，因此在制
造电气设备和散热器等零部件时得到广泛应用。
此外，铜还具有良好的加工性能，可以制成各种复杂形状的零部件，满足不同机械结构的需求。
最后，铸铁是一种常用的铸造材料。
铸铁具有较高的热膨胀系数和较低的收缩率，因此在制造大型机械零部件和机床床身等铸件时得到广泛应用。
根据不同的成分和组织状态，铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。
综上所述，机械常用的金属材料包括钢、铝、铜和铸铁等，它们各具特点，在
机械制造中发挥着重要作用。
在实际应用中，需要根据机械零部件的具体要求和工作环境的要求，选择合适的材料，以确保机械的性能和使用寿命。
机械工程材料 第五、六章 工业用钢和铸铁
相当于是在Q235的基础上多添加了0.6～0.8%的 Mn。 3应用 桥梁钢构、船用钢板、车用钢板等。
5-3
南京长江大桥中的钢结构
上海卢浦大桥
5-3
5-3
“利丰南海”—2005年温州地区造 船企业在本土建造的第一艘万吨级 （11000T）国际航线集装箱船
温州船舶建造企业制造—2.3万吨散货 船瑞盛10号，2007年12月25日上午在乐清市 七里港顺利下水
5-1
合金工具钢
用“数字＋元素符号＋数字”表示
例：
9 Mn 2
表示该钢含有钒元素，平均wV小于 1.5% 表示该钢含有锰元素，平均wMn为2%
V
表示wC的千分之几
滚动轴承钢
用“G＋数字”表示
例： G
Cr 1 5
表示该钢含有铬元素，平均wCr为1.5%
“滚动轴承钢”的汉语拼音字头
5-1
不锈钢
第五章 工业用钢
钢的分类、编号、杂质元素 结构钢、工具钢、特殊性能钢
5-1
钢 ：以铁为主要元素，碳一般在2.11%以下并含有其他元素的材料
工业用钢中的元素： 主要元素：碳； 常存元素：锰、硅、硫、磷； 偶存元素：铜、钛、钒、稀土元素； 隐存元素：氧、氢； 合金元素：铬、镍、钨、钼、钒、钛、锰、硅、铜、磷 等。 （Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Al、Cu、Co、 N、B、RE；）
wMn对区的影响
wCr对区的影响
5-2
3、合金元素对钢的热处理的影响
①对奥氏体化的影响 除Ni、Co外，大多数合金元素都延缓钢的奥氏体化过程。 它们阻碍C、Fe的扩散，因此合金钢的A化温度较高、时间较长。 ②对奥氏体晶粒度的影响 除Mn外，几乎所有合金元素都细化晶粒。 以碳化物的细化晶粒效果最显著，阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。 ③对钢的淬透性的影响 除Co外，大多数合金元素，都提高淬透性。 ④对钢的回火稳定性的影响
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7机器零件用钢
7.1 渗碳钢
所谓渗碳钢是指经渗碳处理的钢种，碳氮共渗用钢与渗碳钢大体相同，可将其归为一类。
常用渗碳钢的牌号、成分、力学性能及应用如表7-1、7-2所示。
按淬透性大小可将渗碳钢分为3类。
低淬透性渗碳钢：其强度级别σb在800Mpa以下，又称为低强度渗碳钢。
常用的又15、20、20Mn2、20MnV、15Cr等。
由于这类钢淬透性低，因此只适用于对心部强度要求不高的小型渗碳件如套筒、链条、活塞销等。
中淬透性渗碳钢：其强度级别在800-1200Mpa范围内。
这类钢的淬透性与心部强度均较高，可用于制造一般机器中较为重要的渗碳件如汽车，拖拉机齿轮，活塞销等。
高淬透性渗碳钢：其强度级别在1200Mpa以上。
由于具有很高的淬透性，心部强度很高，因此可用于制造截面负荷较大的重负荷渗碳件如航空发动机齿轮、曲轴、坦克齿轮等。
注：1.钢中的磷、硫质量分数不大于0.035%
2.15、20钢的力学性能为正火状态时的力学性能，15钢正火温度为920℃，20钢正火温度为910℃。
渗碳钢热处理：渗碳钢的热处理一般是渗碳后进行淬火和低温回火，以获得高硬度表层和强韧心部。
常用热处理方法有以下几种：
1.渗碳后预冷直接淬火及低温回火
这种方法适用于合金元素含量较低又不易过热的钢，如20CrMnTi、20CrTi。
2.一次淬火
渗碳后缓冷至室温，重新加热淬火并低温回火。
适用于渗碳时易过热的碳钢、低合
金钢工件。
3.二次淬火
渗碳后缓冷至室温，重新加热低温回火并两次淬火。
适用于本质粗晶粒钢及对性能
要求很高的工件。
7.2调质钢
经调质处理后使用的结构钢称为调质钢，具有良好的综合力学性能。
根据淬透性的高低，可将其分为3类。
1.低淬透性调质钢
这类钢油淬的临界直径最大为30-40mm，典型钢种有45、40Cr等。
2.中淬透性调质钢
这类钢的油淬临界尺寸为40-60mm，典型钢种有40CrMn、35CrMo等。
由于淬透性
较好，可用以制造截面尺寸较大的中型甚至大型零件，如曲轴、齿轮、连杆等。
3.高淬透性调质钢
这类钢的油淬临界直径在60mm以上，大多含有Ni、Cr等元素。
为防止回火脆性，
钢中还含有Mo，如40CrNiMo等，用于制造大截面承受载荷的重要零件，如航空发
动机轴。
常用调质钢的牌号、化学成分、热处理、用途如表7-3、7-4所示。
调质钢热处理
1.预备热处理
调质钢经加工后，必须经过预备热处理以降低硬度，便于切削加工，消除热加工时造成的组织缺陷、细化晶粒、改善组织，为最终热处理做好准备。
对于合金元素含量较低的钢，可进行正火退火处理；对于合金元素含量较高的钢，正火处理后可能得到马氏体组织，尚需在Ac1以下进行高温回火，使其组织转变为粒状珠光体，降低硬度，便于切削加工。
2.最终热处理
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
合金钢的淬透性比较高，可以采用较慢冷却速度淬火，一般用油淬，以避免出现热处理缺陷，调质钢的最终性能取决于回火温度，当要求强度较高时，采用较低的回火温度，反之，选用较高的回火温度。
回火温度范围一般在500-650℃。
某些零件除了要求有良好的综合力学性能外，还要求工件（局部）表面有较高的耐磨性，这时零件经调质处理后，还应对零件表面进行感应加热淬火，最后低温回火，表层硬度可达56-58HRC。
未完。