第五章 金属材料
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4、按冶炼方法分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。
5、按炼钢的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
三、碳钢的编号、性能及用途：
1、普通碳素结构钢：
根据国家标准（GB700－88），碳素结构钢的牌号和 化学成分如下表所示。这类钢主要保证机械性能，一般用 于制造要求不高的零部件，故其牌号性能体现机械性能。
⑴牌号：用Q＋数字表示。其中“Q”屈服点“屈”字的汉语拼音 字首，数字表示屈服强度值。例如：Q275表示屈服强度为 275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材 质量等级不同，即磷、硫含量不同。其中A级钢硫、磷含量 最高，D级硫、磷含量最低。若牌号后面标注字母“F”则为沸 腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F”或“b”者则为镇静钢。 例如Q235－A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。 Q235－C表示屈服强度为235MPa的C级镇静钢
第一节 碳钢
碳素钢又称碳钢，通常指含碳量小于2.11％的铁碳合金。 实际使用的碳钢，其含碳量一般不超过1.4％。
一、碳钢的成分及其影响：
在实际生产中使用的碳钢不单纯是铁碳合金，还包含有 一些杂质元素，（硅、锰、硫、磷等），它们对碳钢的性能 有一定的影响。
1、硅（Si）： 在碳钢中，硅的含量一般小于0.4％。硅能溶于铁素体，
在汽车上，约50％～70％的金属材料为铸铁。 如气缸体、气缸盖、活塞环、变速箱外壳、后桥 壳等等。
一、铸铁的石墨化
影响铸铁组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形 式、形态、大小和分布。铸铁中碳的存在形式有两种：
1、化合状态的渗碳体（Fe3C） 如果铸铁中碳几乎 全部以渗碳体形式存在，其断口呈银白色，则称为白口 铸铁。其性能硬而脆，（硬度达HB800，塑性和韧度几 乎等于零）很难进行切削加工，因此，工业上很少用它 来制造机械零件，主要用作可锻铸铁的毛坯。
成分：含碳2.8％～3.6％、含硅1.1％～2.5％、 含锰0.6％～1.2％、含硫小于或等于0.15％、含磷 小于或等于0.5％。
牌号：由HT和一组数字组成。其中HT为灰铸铁的 代号，代号后面的数字表示其抗拉强度值σb（MPa） 。 如HT150表示抗拉强度为150MPa的灰铸铁。
应用举例：
牌号
HT150 HT200 HT250
2、灰口铸铁 灰口铸铁中的碳绝大部分 以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色而称 之为灰口铸铁。它是工业中应用最广泛的一 种铸铁，有一定的机械性能和良好的切削加 工性能。
3、可锻铸铁 可锻铸铁是经白口铸铁长 时间的退火处理而成的。其碳以团絮状石墨 形式存在。其塑性和韧度比灰口铸铁好，主 要用于要求韧度较好的薄壁类零件。
⑵、化学成分及力学性能：
（3）、应用举例：
3、碳素工具钢：
⑴用途： 碳素工具钢主要用来制造各种刃具、量具和模具
⑵要求： 硬度高、强度大、耐磨性好。
⑶含碳量： 碳素工具钢的含碳量为0.65％～1.3％（高碳钢）
⑷牌号： 碳素工具钢的牌号由T＋数字组成。数字表示含碳量的千
分数。 如：T8－表示含碳量为0.8％的碳素工具钢。 T8Mn－表示含碳量为0.8％的较高含锰量碳素工具钢。 T10A－表示含碳量为1.0％的高级优质碳素工具钢。
⑴耐热铸铁：为了提高铸铁的耐热性，可在球墨铸 铁中加入铝、硅、铬等元素，使铸铁表层形成一层致密 的氧化保护膜（如Al2O3、SiO2、CrO3），这类铸铁叫 耐热铸铁，用于制造进、排气门及排气管密封环等。
⑵耐磨铸铁：把灰口铸铁的含磷量提高到0.4％～0.6％， 再加入Cr、W、Cu、Ti等合金元素构成合金高磷铸铁。它 的强度、韧度和耐磨性都较高。这类铸铁叫那么铸铁。现 代汽车的气缸套和活塞环一般用耐磨合金铸铁制造。
C Si 强烈促进石墨化元素
2、冷却速度的影响主要是指铁水从浇 注冷却到600℃左右的冷却速度，冷却速度 越小，越有利于石墨化。
3、石墨化三阶段
三、铸铁的组织特征和分类
根据碳的存在形式，铸铁分为下列几种：
1、白口铸铁 白口铸铁中碳全部或大部分 以化合物渗碳体的形式存在，其断口呈银白色。 性能硬而脆，很难切削加工，一般用来炼钢， 又叫炼钢生铁，也可经热处理后变为可锻铸铁 使用。铸铁要成为白口，除化学成分有要求外， 还和冷却速度有关。如EQ1091发动机中的气门 挺杆，为了得到表层的高硬度和耐磨性，常用激 冷的方法使表层获得白口铸铁的组织而心部由于 冷却速度较慢仍为灰口铸铁组织。
应用举例：
牌号 车型
零件名称
EQ1092
后桥壳、差速器壳、减震器壳、后轮毂等
KTH350－10
CA1093 后桥壳、差速器壳、减震器壳、轮毂、制动蹄片等
4、蠕墨铸铁：
成分：含碳3.7％～3.9％、含硅2.0％～2.8％、含锰 0.3％～0.6％、含硫小于或等于0.025％、含磷小于或等 于0.06％、含钛0.08％～0.20％、含镁0.015％～0.03％、 含稀土小于或等于0.01％
具有强化作用（可使钢致密，提高强度和硬度）。同时也会 降低钢的韧度和塑性。当含量较小时，其影响并不明显。
2、锰（Mn）：
在碳钢中，锰的含量一般为0.25％～0.8％。锰大部 分溶于铁素体形成置换固溶体。因此具有固溶强化作用； 锰与硫结合可形成高熔点（1620℃）的MnS，从而消除 硫的有害作用（热脆性）。锰还能提高钢的强度。但当 锰的含量较小时，其作用并不明显。
3、可锻铸铁：
成分：含碳2.2％～2.8％、含硅1.2％～2.0％、含锰 0.6％～1.2％、含硫小于或等于0.2％、含磷小于或等于0.1％。
牌号：由KTH（或KTZ、KTB）和两组数字组成。其中KT 为可锻铸铁的代号，H表示黑心可锻铸铁，Z表示珠光体可锻 铸铁，B表示白心可锻铸铁，代号后面的两组数字分别表示其 抗拉强度σb（MPa）和伸长率δ（％）。如KTH370－12表示 抗拉强度为370MPa、伸长率为12％的黑心可锻铸铁。
铁碳合金相图（Fe～Fe3C）
碳在γ－Fe中 的最大溶解度 （1148℃）
纯铁的同素异晶 转变点（912℃）
纯铁熔点 （1538℃）
A
共晶点（1148℃）
碳在α－Fe中
G
的最大溶解度
（727℃）
共析点
（727 ℃ ）
Fe3C
渗碳体熔点 （1227℃）
共析线
渗碳体（含 碳6.69％）
纯铁（含碳0～0.0218 ％ ）碳钢（含碳0.0218～2.11％）铸铁（含碳2.11～6.69％）
3、硫（S）：
硫在钢中常以FeS的形式存在，而FeS与Fe形成熔点 较低（985℃）的共晶体，当钢加热到1000℃～1200℃进 行热加工时FeS共晶体已经熔化，这将造成钢材在热加工 过程中开裂，使钢材变得极脆，这种现象称为热脆性。
硫对钢的焊接有不良影响，会导致焊缝的热裂现象； 在焊接过程中，硫易于氧化而形成SO2气体，使焊缝中产 生气孔。因此，须严格控制硫的含量。
2、游离状态的石墨（常用G来表示） 石墨很软强度 极低，如果铸铁中碳主要以石墨形式存在，则其断口呈暗 灰色，俗称灰口铸铁。它是机械制造中应用最多的一种铸 铁。分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁等。
二、影响石墨化的因素：
影响铸铁石墨化的因素主要是铸铁的化 学成分和冷却速度。
1、化学成分的影响主要是碳、硅、硫、 磷、锰等元素含量多少的影响。
4、磷（P）:
室温下，钢中的磷全部溶于铁素体中，能使钢的强度、 硬度增加，但也使其室温特别是低温时塑性和韧度大大下 降，这种现象称为冷脆性（易产生脆裂）。因此，应严格 控制磷的含量。
但磷的冷脆性也可利用，如在炮弹钢中加入较多的磷， 可使炮弹爆炸时的碎片增多，提高杀伤力。
二、碳钢的分类：
1、按含碳量分： ⑴低碳钢（含碳量小于或等于0.25％）； ⑵中碳钢（含碳量为0.25％～0.60％）； ⑶高碳钢（含碳量大于0.60％）。
4、铸钢：
ZG200-400 σs=200MPa σb=400MPa
铸造性能：流动性差 晶粒粗大 组织缺陷：魏氏组织 粗大针状F 消除方法：完全退火
第二节 铸铁
含碳量在2.11～6.69％的铁碳合金称为铸铁。
铸铁具有优良的铸造性能、切削加工性能以 及减震性、耐磨性，铸铁生产工艺简单、成本低， 应用广泛。特别是球墨铸铁和合金铸铁的应用， 提高了铸铁的机械性能，形成了以铁代钢的趋势。
⑴牌号：普通含锰量优质碳素结构钢的牌号用两位数字表 示。两位数字代表钢中平均含碳量的百分数。例如：45表 示平均含碳量为0.45％的普通含锰量的优质碳素结构钢。
较高含锰量优质碳素结构钢的牌号为两位数字后 面附以Mn（锰元素符号）。例如：45Mn表示平均含碳量 为0.45％的较高含锰量优质碳素结构钢。
⑵、化学成分及力学性能：
⑶、应用举例：
2、优质碳素结构钢：
优质碳素结构钢中所含的有害杂质元素（S、P等）和 非金属夹杂物较少，机械性能和钢材的表面质量较好，其 组织也较均匀。
此类钢主要应用于经过热处理且技术性能要求较高的 零件。
根据其化学成分不同，优质碳素结构钢又分为普通含 锰量钢和较高含锰量钢两类。
第五章：金属材料
金属材料是最重要的工程材料，工业上将金属及其 合金分为两大类型：
黑色金属—铁和铁为基的合金（Biblioteka Baidu、铸铁和铁合金）； 占工业用材的95％。
有色金属—除黑色金属以外的所有金属及其合金； 仅占工业用材的5％。
碳钢和铸铁是现代汽车工业生产中使用最广泛的金属 材料，它主要由铁和碳两种元素组成的合金。因此，要掌 握碳钢和铸铁的性能及用途，首先要了解铁碳合金相图。
4、球墨铸铁 碳以球状石墨形态存在，故称 为球墨铸铁。它的强度、韧度比灰口铸铁、 可锻铸铁高，可替代钢材制造某些重要的机械 零件。
5、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是在灰铸铁的铁水中 加入蠕化剂（镁钛合金等）和孕育剂（硅铁） 进行蠕化－孕育处理后，得到具有蠕虫状石墨 的铸铁。
四、铸铁的成分、牌号及应用：
1、灰铸铁：
牌号：由QT和两组数字组成。其中QT为球墨铸铁的 代号，代号后面的两组数字分别表示其抗拉强度σb（MPa） 和伸长率δ（％） 。如QT450－10表示抗拉强度为450MPa、 伸长率为10％的球墨铸铁。
应用举例：
牌号 车型
EQ1092 QT450－10
CA1093 QT600－13 EQ1092
零件名称 前后轮毂、转向器壳、制动蹄等 辅助钢板弹簧支架、拖拽钩衬套等 曲轴、摇臂、钢板弹簧侧垫板及滑块等
牌号：由RuT和一组数字组成。其中RuT为蠕墨铸铁 的代号，代号后面的数字表示其抗拉强度σb（MPa）。 如RuT300表示抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。
应用举例：
牌号
RuT260 RuT340
零件名称 活塞环、气缸套、制动盘、制动鼓等
排气管、变速器壳、气缸盖等
5、合金铸铁：
在灰口铸铁和球墨铸铁中加入一定量的合金元素后 的铸铁称为合金铸铁。加入合金后可使铸铁具有耐热、 耐酸或耐磨的特殊性能。
2、按质量（主要根据硫、磷的含量）分：
⑴普通钢（含硫小于0.050％、含磷小于0.045％）； ⑵优质钢（含硫小于0.035％、含磷小于0.035％）； ⑶高级优质钢（含硫小于0.020％、含磷小于0.030％）； ⑷特级优质钢（含硫小于0.015％、含磷小于0.025％）。
3、按用途分：
⑴碳素结构钢：用于制造各种机器零件和工程结构件。 多为低碳钢和中碳钢； ⑵碳素工具钢：用于制造各种刀具、量具和模具。多为 高碳钢。
车型
EQ1092 EQ1092 CA1093
零件名称 进排气歧管、变速器壳体等 气缸体、气缸盖、飞轮壳、正时齿轮、前后制动鼓等 气缸体、飞轮、曲轴皮带轮等
2、球墨铸铁：
成分：成分：含碳3.8％～4.0％、含硅2.0％～2.8％、 含锰0.6％～0.8％、含硫小于或等于0.04％、含磷小于或 等于0.1％含镁0.03％～0.05％、含稀土小于或等于0.05％。
⑶耐蚀铸铁：在灰口铸铁中加入Si、Al、Cr、Ni等元 素可得到耐蚀铸铁。加入合金元素的目的是提高铸铁基体 的电位，并使表面形成一层致密的保护性氧化膜。耐蚀铸 铁分高硅耐蚀铸铁、高铝耐蚀铸铁及高铬耐蚀铸铁等。其 中广泛应用的是高硅耐蚀铸铁，它的含硅量为14％～18％。 这种铸铁在酸性介质中的耐蚀性很好。为了提高其在碱性 介质中的耐蚀性，可加入6.5％～8.5％的Cu；为了提高它 的机械性能，可加入微量的硼元素和进行球化处理。
5、按炼钢的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
三、碳钢的编号、性能及用途：
1、普通碳素结构钢：
根据国家标准（GB700－88），碳素结构钢的牌号和 化学成分如下表所示。这类钢主要保证机械性能，一般用 于制造要求不高的零部件，故其牌号性能体现机械性能。
⑴牌号：用Q＋数字表示。其中“Q”屈服点“屈”字的汉语拼音 字首，数字表示屈服强度值。例如：Q275表示屈服强度为 275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材 质量等级不同，即磷、硫含量不同。其中A级钢硫、磷含量 最高，D级硫、磷含量最低。若牌号后面标注字母“F”则为沸 腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F”或“b”者则为镇静钢。 例如Q235－A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。 Q235－C表示屈服强度为235MPa的C级镇静钢
第一节 碳钢
碳素钢又称碳钢，通常指含碳量小于2.11％的铁碳合金。 实际使用的碳钢，其含碳量一般不超过1.4％。
一、碳钢的成分及其影响：
在实际生产中使用的碳钢不单纯是铁碳合金，还包含有 一些杂质元素，（硅、锰、硫、磷等），它们对碳钢的性能 有一定的影响。
1、硅（Si）： 在碳钢中，硅的含量一般小于0.4％。硅能溶于铁素体，
在汽车上，约50％～70％的金属材料为铸铁。 如气缸体、气缸盖、活塞环、变速箱外壳、后桥 壳等等。
一、铸铁的石墨化
影响铸铁组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形 式、形态、大小和分布。铸铁中碳的存在形式有两种：
1、化合状态的渗碳体（Fe3C） 如果铸铁中碳几乎 全部以渗碳体形式存在，其断口呈银白色，则称为白口 铸铁。其性能硬而脆，（硬度达HB800，塑性和韧度几 乎等于零）很难进行切削加工，因此，工业上很少用它 来制造机械零件，主要用作可锻铸铁的毛坯。
成分：含碳2.8％～3.6％、含硅1.1％～2.5％、 含锰0.6％～1.2％、含硫小于或等于0.15％、含磷 小于或等于0.5％。
牌号：由HT和一组数字组成。其中HT为灰铸铁的 代号，代号后面的数字表示其抗拉强度值σb（MPa） 。 如HT150表示抗拉强度为150MPa的灰铸铁。
应用举例：
牌号
HT150 HT200 HT250
2、灰口铸铁 灰口铸铁中的碳绝大部分 以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色而称 之为灰口铸铁。它是工业中应用最广泛的一 种铸铁，有一定的机械性能和良好的切削加 工性能。
3、可锻铸铁 可锻铸铁是经白口铸铁长 时间的退火处理而成的。其碳以团絮状石墨 形式存在。其塑性和韧度比灰口铸铁好，主 要用于要求韧度较好的薄壁类零件。
⑵、化学成分及力学性能：
（3）、应用举例：
3、碳素工具钢：
⑴用途： 碳素工具钢主要用来制造各种刃具、量具和模具
⑵要求： 硬度高、强度大、耐磨性好。
⑶含碳量： 碳素工具钢的含碳量为0.65％～1.3％（高碳钢）
⑷牌号： 碳素工具钢的牌号由T＋数字组成。数字表示含碳量的千
分数。 如：T8－表示含碳量为0.8％的碳素工具钢。 T8Mn－表示含碳量为0.8％的较高含锰量碳素工具钢。 T10A－表示含碳量为1.0％的高级优质碳素工具钢。
⑴耐热铸铁：为了提高铸铁的耐热性，可在球墨铸 铁中加入铝、硅、铬等元素，使铸铁表层形成一层致密 的氧化保护膜（如Al2O3、SiO2、CrO3），这类铸铁叫 耐热铸铁，用于制造进、排气门及排气管密封环等。
⑵耐磨铸铁：把灰口铸铁的含磷量提高到0.4％～0.6％， 再加入Cr、W、Cu、Ti等合金元素构成合金高磷铸铁。它 的强度、韧度和耐磨性都较高。这类铸铁叫那么铸铁。现 代汽车的气缸套和活塞环一般用耐磨合金铸铁制造。
C Si 强烈促进石墨化元素
2、冷却速度的影响主要是指铁水从浇 注冷却到600℃左右的冷却速度，冷却速度 越小，越有利于石墨化。
3、石墨化三阶段
三、铸铁的组织特征和分类
根据碳的存在形式，铸铁分为下列几种：
1、白口铸铁 白口铸铁中碳全部或大部分 以化合物渗碳体的形式存在，其断口呈银白色。 性能硬而脆，很难切削加工，一般用来炼钢， 又叫炼钢生铁，也可经热处理后变为可锻铸铁 使用。铸铁要成为白口，除化学成分有要求外， 还和冷却速度有关。如EQ1091发动机中的气门 挺杆，为了得到表层的高硬度和耐磨性，常用激 冷的方法使表层获得白口铸铁的组织而心部由于 冷却速度较慢仍为灰口铸铁组织。
应用举例：
牌号 车型
零件名称
EQ1092
后桥壳、差速器壳、减震器壳、后轮毂等
KTH350－10
CA1093 后桥壳、差速器壳、减震器壳、轮毂、制动蹄片等
4、蠕墨铸铁：
成分：含碳3.7％～3.9％、含硅2.0％～2.8％、含锰 0.3％～0.6％、含硫小于或等于0.025％、含磷小于或等 于0.06％、含钛0.08％～0.20％、含镁0.015％～0.03％、 含稀土小于或等于0.01％
具有强化作用（可使钢致密，提高强度和硬度）。同时也会 降低钢的韧度和塑性。当含量较小时，其影响并不明显。
2、锰（Mn）：
在碳钢中，锰的含量一般为0.25％～0.8％。锰大部 分溶于铁素体形成置换固溶体。因此具有固溶强化作用； 锰与硫结合可形成高熔点（1620℃）的MnS，从而消除 硫的有害作用（热脆性）。锰还能提高钢的强度。但当 锰的含量较小时，其作用并不明显。
3、可锻铸铁：
成分：含碳2.2％～2.8％、含硅1.2％～2.0％、含锰 0.6％～1.2％、含硫小于或等于0.2％、含磷小于或等于0.1％。
牌号：由KTH（或KTZ、KTB）和两组数字组成。其中KT 为可锻铸铁的代号，H表示黑心可锻铸铁，Z表示珠光体可锻 铸铁，B表示白心可锻铸铁，代号后面的两组数字分别表示其 抗拉强度σb（MPa）和伸长率δ（％）。如KTH370－12表示 抗拉强度为370MPa、伸长率为12％的黑心可锻铸铁。
铁碳合金相图（Fe～Fe3C）
碳在γ－Fe中 的最大溶解度 （1148℃）
纯铁的同素异晶 转变点（912℃）
纯铁熔点 （1538℃）
A
共晶点（1148℃）
碳在α－Fe中
G
的最大溶解度
（727℃）
共析点
（727 ℃ ）
Fe3C
渗碳体熔点 （1227℃）
共析线
渗碳体（含 碳6.69％）
纯铁（含碳0～0.0218 ％ ）碳钢（含碳0.0218～2.11％）铸铁（含碳2.11～6.69％）
3、硫（S）：
硫在钢中常以FeS的形式存在，而FeS与Fe形成熔点 较低（985℃）的共晶体，当钢加热到1000℃～1200℃进 行热加工时FeS共晶体已经熔化，这将造成钢材在热加工 过程中开裂，使钢材变得极脆，这种现象称为热脆性。
硫对钢的焊接有不良影响，会导致焊缝的热裂现象； 在焊接过程中，硫易于氧化而形成SO2气体，使焊缝中产 生气孔。因此，须严格控制硫的含量。
2、游离状态的石墨（常用G来表示） 石墨很软强度 极低，如果铸铁中碳主要以石墨形式存在，则其断口呈暗 灰色，俗称灰口铸铁。它是机械制造中应用最多的一种铸 铁。分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁等。
二、影响石墨化的因素：
影响铸铁石墨化的因素主要是铸铁的化 学成分和冷却速度。
1、化学成分的影响主要是碳、硅、硫、 磷、锰等元素含量多少的影响。
4、磷（P）:
室温下，钢中的磷全部溶于铁素体中，能使钢的强度、 硬度增加，但也使其室温特别是低温时塑性和韧度大大下 降，这种现象称为冷脆性（易产生脆裂）。因此，应严格 控制磷的含量。
但磷的冷脆性也可利用，如在炮弹钢中加入较多的磷， 可使炮弹爆炸时的碎片增多，提高杀伤力。
二、碳钢的分类：
1、按含碳量分： ⑴低碳钢（含碳量小于或等于0.25％）； ⑵中碳钢（含碳量为0.25％～0.60％）； ⑶高碳钢（含碳量大于0.60％）。
4、铸钢：
ZG200-400 σs=200MPa σb=400MPa
铸造性能：流动性差 晶粒粗大 组织缺陷：魏氏组织 粗大针状F 消除方法：完全退火
第二节 铸铁
含碳量在2.11～6.69％的铁碳合金称为铸铁。
铸铁具有优良的铸造性能、切削加工性能以 及减震性、耐磨性，铸铁生产工艺简单、成本低， 应用广泛。特别是球墨铸铁和合金铸铁的应用， 提高了铸铁的机械性能，形成了以铁代钢的趋势。
⑴牌号：普通含锰量优质碳素结构钢的牌号用两位数字表 示。两位数字代表钢中平均含碳量的百分数。例如：45表 示平均含碳量为0.45％的普通含锰量的优质碳素结构钢。
较高含锰量优质碳素结构钢的牌号为两位数字后 面附以Mn（锰元素符号）。例如：45Mn表示平均含碳量 为0.45％的较高含锰量优质碳素结构钢。
⑵、化学成分及力学性能：
⑶、应用举例：
2、优质碳素结构钢：
优质碳素结构钢中所含的有害杂质元素（S、P等）和 非金属夹杂物较少，机械性能和钢材的表面质量较好，其 组织也较均匀。
此类钢主要应用于经过热处理且技术性能要求较高的 零件。
根据其化学成分不同，优质碳素结构钢又分为普通含 锰量钢和较高含锰量钢两类。
第五章：金属材料
金属材料是最重要的工程材料，工业上将金属及其 合金分为两大类型：
黑色金属—铁和铁为基的合金（Biblioteka Baidu、铸铁和铁合金）； 占工业用材的95％。
有色金属—除黑色金属以外的所有金属及其合金； 仅占工业用材的5％。
碳钢和铸铁是现代汽车工业生产中使用最广泛的金属 材料，它主要由铁和碳两种元素组成的合金。因此，要掌 握碳钢和铸铁的性能及用途，首先要了解铁碳合金相图。
4、球墨铸铁 碳以球状石墨形态存在，故称 为球墨铸铁。它的强度、韧度比灰口铸铁、 可锻铸铁高，可替代钢材制造某些重要的机械 零件。
5、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是在灰铸铁的铁水中 加入蠕化剂（镁钛合金等）和孕育剂（硅铁） 进行蠕化－孕育处理后，得到具有蠕虫状石墨 的铸铁。
四、铸铁的成分、牌号及应用：
1、灰铸铁：
牌号：由QT和两组数字组成。其中QT为球墨铸铁的 代号，代号后面的两组数字分别表示其抗拉强度σb（MPa） 和伸长率δ（％） 。如QT450－10表示抗拉强度为450MPa、 伸长率为10％的球墨铸铁。
应用举例：
牌号 车型
EQ1092 QT450－10
CA1093 QT600－13 EQ1092
零件名称 前后轮毂、转向器壳、制动蹄等 辅助钢板弹簧支架、拖拽钩衬套等 曲轴、摇臂、钢板弹簧侧垫板及滑块等
牌号：由RuT和一组数字组成。其中RuT为蠕墨铸铁 的代号，代号后面的数字表示其抗拉强度σb（MPa）。 如RuT300表示抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。
应用举例：
牌号
RuT260 RuT340
零件名称 活塞环、气缸套、制动盘、制动鼓等
排气管、变速器壳、气缸盖等
5、合金铸铁：
在灰口铸铁和球墨铸铁中加入一定量的合金元素后 的铸铁称为合金铸铁。加入合金后可使铸铁具有耐热、 耐酸或耐磨的特殊性能。
2、按质量（主要根据硫、磷的含量）分：
⑴普通钢（含硫小于0.050％、含磷小于0.045％）； ⑵优质钢（含硫小于0.035％、含磷小于0.035％）； ⑶高级优质钢（含硫小于0.020％、含磷小于0.030％）； ⑷特级优质钢（含硫小于0.015％、含磷小于0.025％）。
3、按用途分：
⑴碳素结构钢：用于制造各种机器零件和工程结构件。 多为低碳钢和中碳钢； ⑵碳素工具钢：用于制造各种刀具、量具和模具。多为 高碳钢。
车型
EQ1092 EQ1092 CA1093
零件名称 进排气歧管、变速器壳体等 气缸体、气缸盖、飞轮壳、正时齿轮、前后制动鼓等 气缸体、飞轮、曲轴皮带轮等
2、球墨铸铁：
成分：成分：含碳3.8％～4.0％、含硅2.0％～2.8％、 含锰0.6％～0.8％、含硫小于或等于0.04％、含磷小于或 等于0.1％含镁0.03％～0.05％、含稀土小于或等于0.05％。
⑶耐蚀铸铁：在灰口铸铁中加入Si、Al、Cr、Ni等元 素可得到耐蚀铸铁。加入合金元素的目的是提高铸铁基体 的电位，并使表面形成一层致密的保护性氧化膜。耐蚀铸 铁分高硅耐蚀铸铁、高铝耐蚀铸铁及高铬耐蚀铸铁等。其 中广泛应用的是高硅耐蚀铸铁，它的含硅量为14％～18％。 这种铸铁在酸性介质中的耐蚀性很好。为了提高其在碱性 介质中的耐蚀性，可加入6.5％～8.5％的Cu；为了提高它 的机械性能，可加入微量的硼元素和进行球化处理。