抗拉强度→ 伸长率← 弹行模量→ 硬度→ 冲击韧度← 减震性← 疲劳极限→ 热疲劳抗力← 耐磨性→ 可加工性←
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性能
钢
钢具有高的强度、韧性和塑性，并可用热处理方法改善 其力学性能和加工性能。
钢制零件的毛坯可用锻造、冲压、焊接或铸造等方法
取得，因此其应用极为广泛。
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按S、P的含量分的，S、P含量越多，脆性越 大，质量也就越差高级优质钢：S、P去的特别好
分类方法比较多，按习惯叫即可，如45＃钢可被称为中碳钢、结构钢、优质钢
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4、牌号
⑴普通碳素结构钢：用Q＋数字（屈服强度数值）表示 ⑵优质碳素结构钢：用钢中平均碳含量分数的两位数字表示，
单位为万分之几，也就是说用碳含量万分之几表示
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a、碳素钢 碳素钢的性质主要取决于含碳量，含碳量越高则 钢的强度越高，但塑性越低
低碳钢：塑性、韧性好，大型支架结构、桥梁
中碳钢：综合机械性能好，受力复杂的机器零件
高碳钢：硬度高，工具、耐磨零件
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b、合金钢
由于现代工业和科学技术的不断发展，对力学性能和物
理、化学性能提出了更高的要求，碳钢虽然经过热处理，也不 能满足要求，从而就发展了合金钢，合金钢就是为了改善和提 高碳钢的性能或使之获得某些特殊性能，在碳钢的基础上，特 意的加入某些合金元素而得到的多元的以铁为基的合金。
铸铁具有适当的易熔性， 良好的液态流动性，因而可 铸成形状复杂的零件。此外， 它的减震性、耐磨性、切削 性（指灰铸铁）均较好且成 本低廉，因此在机械制造中 应用甚广。
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铸铁
性能：（与钢相比） 1. 强度、塑性低（石墨对基体有割裂作用）
2. 抗压强度不低
3. 减震性好（机器运动时，有减震性好）
常用铸铁（其中灰铸铁应用最广，球墨铸铁次之）
灰口铸铁：
• 片状石墨 • 铸铁的性能，但片状石墨对基体的分割作用，和引起应力集中效应，故其抗拉强度远 低于钢，其强度、塑性低。铸造性能好(灰铸铁含碳量高，熔点比钢低)，成本最低 （冷却下来后直接就可得到） • 牌号：HT250（HT：灰铁的汉语拼音首字母，250代表抗拉强度值） • 成分（HT250） ：碳含量：2.9％～3.5％，硅含量：1.4％～2.1％ 锰含量：0.7％～1.1％， 硫含量≤0.15％，磷含量≤0.12％ • 常用热处理 去应力退火：加工前进行，人工时效处理 高温退火：降低硬度，使渗碳体分解成铁和石墨 表面淬火：提高表面耐磨性 制动盘（HT250，190-230HBS）
• 牌号：QT500－7（QT：球铁的汉语拼音首字母，500代表最低抗拉强度值，7代表最低
延伸率值） • 成分（QT500－7）： 碳含量：3.6％～3.8％，硅含量：2.5％～2.9％ 锰含量≤0.6% ， 硫含量≤0.025％，磷含量≤0.08％
• 热处理
退火：降低应力，表面白口铸铁消除，变成灰口铸铁或球墨
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钢的分类及牌号
1. 按照化学成分，钢又可分为碳素钢和合金钢
a、碳素钢（简称碳钢，由于钢碳钢具有较好的力学性能
和工艺性能，并且产量大，价格较低，使它成为机械工
程上应用最广泛的金属材料） 低碳钢：Wc≤0.3
按碳含量的多少分为
中碳钢：Wc＝0.3％～0.6％ 高碳钢：Wc>0.6％
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正火：得到以珠光体为主的基体组织 淬火＋回火：得到回火马氏体、回火托氏体 或回火索氏体组织
卡钳（ QT600-3，190-240HBS）支架（ QT500-7，180-240HBS）
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牌号
QT400-18
QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2
武汉元丰汽车零部件有限公司
机械设计中常用材料的使用及热处理选择
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工程材料分类：
黑色金属 金属材料
铸铁 钢
…
有色金属 橡胶 塑料 铝合金
常用工程材料
非金属材料
铜合金 …
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铸铁
铸铁和钢都是铁碳合金， 它们的区别主要在于含碳量 的不同。含碳量小于2％的铁 碳合金称为钢，含碳量大于2 ％的称为铸铁。
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牌号
HT100
HT150
HT200
HT250
HT300
HT350
强度→ 切削加工性←
表面粗糙度→ 耐热疲劳性←
性能
高温强度→ 减震性← 弹行模量→ 对缺口敏感程度←
耐磨性→ 铸造工艺性←
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球墨铸铁：
液体铁水经过球化处理，石墨呈球状分布于基体中 • 性能：强度、塑性高（与灰口铸铁相比）
4. 耐磨性好（碳含量高，硬度高，石墨：软，可作为润滑剂） 5. 加工性好 6. 成本低
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根据碳在铸铁中存在的形式及石墨的形态，可将铸铁分类：
• 灰口铸铁：碳以片状石墨形式存在，断口呈暗灰色
• 可锻铸铁：团絮状石墨，塑性很低，不能锻造，只有钢能锻造，铸铁不能 锻造，经过两个生产过程制得的，首先制得白口铁铸件，然后再经石墨化
合金钢的优良性能不仅取决于化学成分，而且在更大程度 上取决于适当的热处理
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2、按用途分
a、结构钢：大型结构和机器零件 b、工具钢：工具、模具、量具 c、特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢
大平垫（1Cr13）
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3、按质量分
a、普通钢 b、优质钢 c、高级优质钢
⑶碳素工具钢：T＋数字，在钢号前加T（碳的汉语拼音字头），数
字：钢号用平均碳含量的千分数的数字表示（千分之几）
T8表示平均碳含量为0.8％（千分之八）的碳素工具钢 高级优质则在钢号后加A，如T10A
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4、牌号 ⑷合金结构钢：数字＋元素＋数字表示
如：60Si2Mn（60：碳含量的万分之几，即0.6％；Si、Mn：合金元素；2：表示前边合金 元素的平均质量分数，当含量≥1.5%时，是四舍五入后的数字，当<1.5％时， • 球墨铸铁：球状石墨 白口铸铁：一般液体铁水冷却下来，发生石墨化，变成石墨，若冷的太快， 变不成石墨，而是作为渗碳体保存下来，白口铸铁很硬，没有用，要避免 出现 • 合金铸铁：在铸铁中加入数量不等的合金元素，从而改善铸铁的物理、化 学和力学性能，如耐磨性、耐蚀性和耐热性
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