牌号：“H”＋加元素符号（除锌外）＋铜的百分数＋主加元素含量的百分数 组成，如：HPb59-1。
2.1.4 铝合金
铝合金
纯铝密度小，塑性好，易于加工，抗腐蚀性能好，可制成各种型材、 板材；人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这 就得到了一系列的铝合金。 铝合金密度低、但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有 优良的导电性、导热性和抗蚀性，是工业中应用最广泛的一类有色 金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业 中大量应用，工业中使用量仅次于钢。 铝合金分为两大类：铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝合金按化学 成分可分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金和铝稀土合 金；变形铝合金分为不可热处理强化型铝合金和热处理型铝合金。
合金结构钢：

低合金高强度结构钢
性能：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。 应用：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重和线等。 牌号：Q295、Q345、Q390、Q420

低合金耐钢 车辆、塔架

低合金专业用钢
合金渗碳钢：

20CrMnTi
应用：制造变速齿轮、传动轴 。 热处理：渗碳后淬火、低温回火。

钨钴钛类硬质合金
“YT” 加数字表示，数字表示碳化钛的百分含量。例如：YT5。

通用硬质合金
“YW”加顺序号表示。例如：YW1、YW2。
2.1.2 铸铁
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金，根据铸铁中石墨形态的不同， 铸铁又可分为：

灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁
石墨以片状存在于铸铁中 石墨以团絮状存在于铸铁中 石墨以球状存在于铸铁中 石墨以蠕虫状存在于铸铁中
牌号：用“H”＋数字表示。其中“H”表示普通黄铜的黄字汉语拼音字母的字 头，数字表示平均含铜量的百分数，如：H90。

特殊黄铜
在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的合金，称为特殊黄铜。加入的合 金元素有锡、硅、锰、铅和铝等，分别称为锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅 黄铜、铝黄铜等。锡提高黄铜的强度和在海水中的抗蚀性，又称海军黄铜。

中碳钢：含碳量在0.25%-0.6%碳素钢，有镇静钢、半镇静钢、 沸腾钢等多种产品；
高碳钢：含碳量从0.6%-1.7%，可以淬硬和回火，锤、撬棍 等由含碳量0.75%的钢制造，切削工具如钻头、丝攻、铰刀 等由含碳量0.9%-1%的钢制造。

按用途分类： 碳素钢按用途可分为碳素结构钢和碳素工具钢。
2.1.1 钢的分类
1. 按化学成分分：碳素钢：按含碳量分①工业纯铁②低碳钢③中碳钢 ④高碳钢；合金钢：按合金元素分①低合金钢②中合金钢③高合金 钢； 2. 3. 按品质分：①普通钢②优质钢③高级优质钢； 按冶炼设备分：①转炉钢②平炉钢③电炉钢；
4.
5. 6.
按脱氧程度：①沸腾钢②镇静钢③半镇静钢；
珠光体转变

奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形态为铁 素体薄层和碳化物（包括渗碳体）薄层交替重叠的层状复相物。广 义则包括过冷奥氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧 性较好；其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J；力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强 度较高,硬度适中,塑性和韧性较好。 （σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,A KU=24~32J)。
2.2 金属材料的性能
物理性能（比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）
使用性能
化学性能（耐腐蚀性、耐氧化性等）
机械或力学性能（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等） 铸造性能
锻造性能
工艺性能 焊接性能 切削加工性能 弯曲性能 热处理性能
力学性能

力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能，具体包括：强 度、硬度、塑性、硬度、韧性等。
的材料的统称。 金属材料的特点是具有资源丰富、生产技术成熟、产品质量
稳定、强度高、塑性和任性好、耐热、耐寒、耐磨、可锻造、
铸造、冲压和焊接、导电、导热性和铁磁性优异等特点，已成 为现代工业和现代科学技术中最重要的材料之一。钢铁唯一的 缺点是会生锈。
2.1 金属材料分类
铁合金（铸铁/碳钢/合金钢） 黑色材料 生铁（铸造生铁/炼钢生铁） 钢/钢材/钢材制品（金属丝绳/支护用品） 金属材料 有色轻金属（密度 < 4.5%） 有色重金属（密度 > 4.5%） 有色材料 贵金属（金、银、铂族金属） 稀有金属 半金属（硅、硼、硒、砷）

热处理的目的：提高零件的使用性能、充分发挥钢材的潜力、延长 零件的使用寿命、改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具
磨损等。

钢的热处理方法：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等。
3.1 铁碳相图
3.2 固态相变

在热处理工艺中，钢加热的目的是为了获得奥氏体。钢的奥氏体化分 为：奥氏体晶核的形成、长大、碳化物的溶解及奥氏体的均匀化。 在热处理工艺中，钢保温的目的是：①为了使工件热透；②使组织转 变完全；③使奥氏体成分均匀。 钢在冷却时的转变：

铬镍不锈钢常用牌号有0Cr19Ni9、1Cr18Ni9等，通称为18－8型 不锈钢。
耐热钢 抗氧化钢、热强钢
2.1.2 轴承合金、硬质合金
轴承合金
锡基轴承合金（锡基巴氏合金）、铅基轴承合金（铅基巴氏合金）、 铝基轴承合金。
硬质合金

钨钴类硬质合金
“YG”加数字表示，数字表示钴的百分含量。例如：YG8。
灰口铸铁

牌号及用途
灰口铸铁的牌号由“灰铁”汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组数 字组成，数字表示最低抗拉强度，如：HT200； 用于制造承受较大负荷的零件，如机床的床身、立柱、汽车缸体、 缸盖、轮毂、联轴器等。

热处理 去应力退火；表面淬火； 消除铸件白口，降低硬度的退火。
可锻铸铁
可锻铸铁俗称为玛铁、马钢。
合金元素在钢中的主要作用：

强化铁素体


形成合金碳化物
细化晶粒 提高钢的淬透性 提高钢的回火稳定性
合金钢的分类：
合金结构钢 按用途 合金工具钢 低合金钢：＜5% 按合金元素含量 中合金钢：5%~10%
特殊性能钢
牌号：
高合金钢：＞10%
合金结构钢：采用两位数字十元素，符号（或汉字）十数字表示。
2.1.3 铜合金
纯铜呈紫红色，又称为紫铜。常用的铜合金可分为：黄铜、青铜和 白铜。 黄铜是以锌为主加元素的铜合金，黄铜可分为：普通黄铜和特殊黄铜。

普通黄铜
当锌的含量小于39％时，锌全部溶于铜中形成α固容体，即单相黄铜；当 锌的含量大于等于39％时，除了有α固容体外，组织中还出现化合物CuZn 为基体的β固容体，即α＋β的双相黄铜。 应用：单相黄铜塑性很好，适用于冷、热变形加工。双相黄铜强度高，热 状态下塑性良好，适用于热变形加工。

高速钢（HSS） 高速钢（HSS）是一种具有高热硬性、高耐磨性的高合金工具钢。 高 速钢的热硬性可达600度，又称为锋钢。 应用：制造切削速度较高的刀具（如车刀、铣刀、钻头等）和形状复 杂的成形刀具。 热处理：淬火、低温回火。
不锈钢

铬不锈钢 常用牌号：1Cr13、1Cr13、3Cr13、4Cr 含碳量较低的钢1Cr13、 2Cr13用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件，如汽轮机叶片、水 压机阀门等零件；含碳量较高的钢 3Cr13、3Cr13Mo 、7Cr13等 用于制造弹簧、轴承、医疗器。 铬镍不锈钢
按用途分：①结构钢②工具钢③特殊钢的④专业用钢； 按加工制造形式分：①铸钢②锻钢③热轧钢④冷轧钢⑤冷拔钢；
碳素钢
碳素钢是含碳量小于1.35%，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等 杂质外，不含其他合金元素的钢。 按化学成分分类： 碳素钢按化学成分（即含碳量）可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

低碳钢：又称软钢，含碳量从0.1%-0.3%，常用于制造链条、 铆钉、螺栓、轴等；
贝氏体型转变： 550℃~Ms→贝氏体→B 550℃→350℃→上贝氏体→B上 350℃~Ms→下贝氏体→B下 45~55 HRC 40~45


珠光体转变： A1~550℃→珠光体 HRC A1~650℃→珠光体→P ＜25 650℃~600℃→索氏体→S 25~35 600℃~550℃→屈氏体→T 35~40
载荷的概念及分类：金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为 载荷
• 静载荷：大小不变或变化过程缓慢的载荷 • 冲击载荷：在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷 • 交变载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷


变形的概念及分类：金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺 寸的变化称为变形，变形分为弹性变形和塑性变形两种。
调质合金钢：

40Cr 应用：制造齿轮、连杆、主轴。 热处理：调质
合金弹簧钢：

60Si2Mn
应用：制造弹簧 。 热处理：淬火、中温回火。
滚动轴承钢：

GCr15，GCr15SiMn 应用：制造滚动轴承。 热处理：淬火、低温回火。
合金模具钢、合金量具钢：
合金工具钢：

低合金刃具钢
低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢，预备 热处理是球化退火，最终热处理是淬火后低温回火 SiCr:制造丝锥、板牙、铰刀等。 CrWMn:制造长铰刀、拉刀等。

牌号 可锻铸铁牌号由三个字母及两组数字组成。前两个字母“KT”是“可 铁”两字的汉语拼音的第一个字母，第三个字母代表可锻铸铁的类 别。后面两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。 如KTH300-06 表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度为300MPa，最低 伸长率为6％。