金属材料与热处理培训讲稿

金属材料与热处理 职工 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 讲稿 暖阳编写 第一讲 金属的机械性能 第二讲 碳素钢 第三讲 合金钢 第四讲 铸铁 第五讲 常用有色金属 第六讲 钢的热处理 烟台机械工程高级技工学校 2012.01 第一讲 金属的机械性能 物质都是由元素组成的。自然界的元素大体可分为金属元素和非金属元素两大类。一般来说，金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。如铁、钢、铝、铜等。如:铁(Fe)、 铝(Al)、铜(Cu)、锌（Zn）等；不具有延展性、不易导电、导热的元素称为非金属元素，如:碳（C）、硫(S)、 硼(P)、 氢(H) 、氧(O)等。所谓金属是指凡是由一种金属元素组成的物质（纯金属），或者由一种金属元素和另外一种或几种元素熔合而成的具有金属特性的新物质（合金），我们把他们统称为金属。 在工业生产中，我们用大量的金属材料制成各种机械零件和工程构件。但是，为了改进生产工艺，提高产品质量，还必须正确选用金属材料，充分发挥金属材料的作用。因此我们首先必须了解金属的机械性能。 金属的机械性能是指金属在受到拉伸，压缩，弯曲，冲击等外力作用时，所 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出来的抵抗变形或破坏的能力。 常用的金属机械性能一般包括强度，硬度，塑性，韧性及抗疲劳性等。 一 强 度 金属在外力作用下，所表现出来的抵抗变形或破坏的能力叫强度。金属抵抗外力的能力越大强度越高。金属强度的大小可用它的强度极限来衡量。单位是兆帕（Mpa） 。 1 抗拉强度(Rm) 当所受外力是拉力时，材料所表现出来的抵抗变形或破坏的最大能力叫抗拉强度。 金属材料的抗拉强度，是通过对材料做拉伸试验而得到的。它是把材料做成标准试样，放在拉伸试验机上进行拉伸试验。随着载荷不断增加，试样将会产生弹性变形（在载荷作用下试样产生变形，当去掉载荷后试样仍可恢复原状）、塑性变形（试样在载荷作用下开始屈服，产生永久性变形）、直至断裂。得到：拉伸曲线如图1-1所示。 图1-1低碳钢拉伸曲线 在试样断裂时材料内部所产生的最大应力值，我们就称 他为抗拉强度极限，以Rm表示。计算公式如下: Rm = 公式中： Rm————抗拉强度 Mpa； Fm——试样断裂时的极限载荷，N; S0——试样原横截面积，mm2 上面我们分析的是抗拉强度极限，它是表示材料强度大小的重要数据，但是在设计机械零件时往往以屈服极限为依据。屈服极限也叫屈服点，它是在试样做拉伸试样时得到的。当把试样做拉伸试验时，试样在载荷作用下要发生变形，当载荷不再增加时，试样继续发生塑性变形，这种现象叫“屈服”。开始发生屈服现象的应力叫做“屈服极限”或“屈服强度——”以ReL表示。计算公式为: ReL= FeL / S0 式中： ReL——屈服强度，Mpa； FeL——屈服极限载荷，N： S0——试样原横截面积，mm² 有些金属（如高碳钢）没有明显的屈服点，在这种情况下 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 取试样产生塑性变形0.2%时的应力作为屈服极限，以Rp0.2表示,也可以替代屈服强度。 一般的机械零件在使用过程中是不允许产生塑性变形的，有些零件往往是因为产生了过量的变形而报废。因此，材料的屈服极限就成了我们在进行零件设计时的重要依据，同时它是评定金属材料质量的重要指标。 二 塑 性 在外力作用下，产生永久性变形而不会被破坏的能力，称为金属的塑性。金属材料塑性的好坏可用延伸率及断面收缩率表示。其值越大塑性越好。 1 延伸率是试样断裂后伸长的长度与试样原长度的百分值A表示。计算公式： δ= ×100％ 式中：Lu——试件断裂后的长度，mm； L0——试件原长度，mm 2断面收缩率是试样断裂后，断口处横断面积的收缩量与原来的横截面的百分比Z表示。计算公式为： Z= ×100％ 式中：S0——试件原面积，mm²； SU—— 试件断裂后的横断面积，mm²。 例：有一碳素钢试样，直径10毫米，长50毫米，在拉伸试验机上进行拉伸试验，断裂后的长度60毫米，断面直径7.42毫米，延伸率及段面收缩率各是多少？ 解：试样的原横截面积S0=πr ²=3.14×5²=78.5毫米² 试件断裂后的横断面积SU=πr ²=3.14×3.71²=43.2毫米² 有公式延伸率 A= ×100％= ×100％=20％ 有公式断面收缩率 Z= ×100％= ×100％=45％ 在实际生产中，我们会遇到一些零件是通过冲压成型的。那么，制造这些冲压零件的材料必须所具备良好的塑性。一般来说低碳钢的塑性比较好，高碳钢的塑性比较差。具体的每一种钢的延伸率及断面收缩率的数值是多少，通过查材料手册就可以得到。 三 韧 性 金属在冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力叫韧性。有些材料在静力作用下表现出了很高的强度，但是在冲击力作用下就表现很脆弱，高碳钢就是如此。相反，有些材料的强度并不高，但是在冲击力的作用下却表现出了很高的坚韧性，低碳钢就是这样。通过实践证明，冲击力要比静力具有更大的破坏性。因此，设计制造在冲击载荷作用下工作的零件时，必选要考虑材料的韧性。如各种机床的主轴，齿轮等。 图1-2是金属材料冲击韧性的测定方法。金属材料韧性 的好坏，可用冲击韧性值来衡量，材料的冲击韧性值越大，则韧性越好。冲击韧性值用αk表示，单位是公斤·米/厘米²。 冲击韧性值αk是通过把材料做冲击试验后得到的，它是用冲断试样时所消耗的冲击力（公斤·米），除以试样断口处的横截面积（厘米²），所得到的结果即为冲击韧性值。计算公式为： αk=Ak/ S0 式中：αk——冲击韧性，J/cm² Ak——冲断试样时所消耗的功，J; F——试样断口处的横截面积，cm²。 图-2冲击韧性测定方法 四 硬 度 金属抵抗比它更硬的物体压入的能力叫硬度。硬度根据测定方法的不同，可分为布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度及肖氏硬度等。其中比较常用的是布氏硬度和洛氏硬度两种。 1布氏硬度 布氏硬度是用一定的负荷，把一定直径的淬钢球压入材料表面，然后用所加的负荷除以材料上球印的表面积，所得的结果就是布氏硬度值，如图1-3所示。单位是：Mpa，但习惯上省略不写，用符号HBW表示，其公式如下： HBW=F/S 式中： F——所加的负荷，N： S——压坑的球面积。mm² 压坑面积的计算公式： F= 式中：л——圆周率； D——钢球直径，毫米； d——压坑直径，毫米。 图1-3布氏硬度试验 再实质使用中，并不用我们去进行具体计算，只要用带有刻度的放大镜量出压印的直径，然后根据压印的直径查表，就可得到布氏硬度值。 布氏硬度的表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、试验力及试验保持时间表示，党保持时间为10-15s时可不标。 例如：170HBW10/1000/30表示用压头直径10mm的压头，在9807N901000kg试验力作用下，保持30s时间测得的布氏硬度值为170； 布氏硬度有一定的优点，但也有它的不足。 优点：由于被测金属压坑较大，所以测得的结果比较准确。 缺点：（1）不适合测定HB大于450的材料，因为材料硬度高容易引起钢球变形，使测定的结果不准确。（2）因压印较大，不适合测定成品及薄板材料。 布氏硬度主要用于测定铸铁、有色金属、及退火、正火、调质处理后的软钢及硬度低的材料。 2．洛氏硬度（HR） 洛氏硬度是用120°圆锥形金刚石压入器或直径D=1.59毫米的淬硬钢球为压头，在一定载荷作用下，压入材料的表面上，用压印的深度来计算材料硬度的大小，用这种方法测得的硬度值称为洛氏硬度，如图1-4示。洛氏硬度没有单位。 根据所采用的负荷的不同，洛氏硬度又分为三种： （1）HRA——采用60公斤负荷及圆锥形金刚石压入器求得的硬度。一般用来测定HB大于700的高硬材料及一些硬而薄的金属材料。 （2）HRB——采用100公斤负荷及直径D=1.59毫米的淬硬钢球测得的硬度。一般用于测定HB=60-230之间比较软的金属及低碳钢等。 图1-4洛氏硬度试验 （3）HRC——采用150公斤负荷及直径D=1.59毫米的淬硬钢球测得的硬度。一般用于测定HB=230-700之间的调质钢和淬火钢。 洛氏硬度值，是用被测材料上压坑的深度除以0.002毫米，然后用一个常数（HRA和HRC常数取100，HRB常数取130）减去除得的结果，所得的数值即为洛氏硬 度值。计算公式为：HRA=100-bd/0.002 HRB=130-bd/0.002 HRC=100-bd/0.002 式中：bd——压坑深度，毫米。 使用洛氏硬度的优点是：1）使用方法简便，能直接从刻度盘上读出硬度值；2）可以测定高硬度材料；3）压痕小可以用来测定成品及薄板材料。 缺点：由于压痕小，代表性不足，结果不够准确。通常应多侧几点，取其平均值。 3.维氏硬度简介： 维氏硬度是由英国科学家威克斯首先提出的，表示为HV。以49.03—98.07N（ 1公斤=9.8牛顿）的负荷，将相对面夹角136度的方锥型金刚石压入器压工件表面，保持规定时间后，用材料压痕凹坑表面积除以负荷值，即为材料的维氏硬度。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度还有1.961—49.03N试验负荷,它适用于较薄工件、工具表面镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷1.961N，适用于金属箔、极薄表面的硬度测定。 4.肖氏硬度简介： 肖氏硬度试验是一种动态力试验，应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到材料的表面上而发生回跳。撞销是一只具有尖端的小锥，尖端上常镶有金刚钻。用测得的撞销回跳高度来表示硬度值。肖氏硬度适用于测定黑色金属和有色金属，在塑料、橡胶行业常用肖氏硬度。肖氏硬度的测量方法：将材料插入肖氏硬度计，硬度计表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连，用针刺入被测物表面，表盘上所显示的数值即为硬度值。 五 疲 劳 强 度 机器在工作过程中，有很多零件是在重复交变力作用下工作的，比如发动机的曲轴，机床的主轴，齿轮等。这些零件在工作时所受的力随时发生或大或小、时拉时压的周期性的变化，尽管所受的力还低于材料的抗拉强度，但也会因疲劳而发生断裂。 所为金属的疲劳，是指金属长期在重复交变载荷作用下发生断裂的现象。 很明显，金属的抗疲劳性是指金属抵抗疲劳现象的能力，也就是说金属材料长期在重复交变载荷作用下，仍不会被破坏的能力。金属抗疲劳能力的大小，可用疲劳强度表示，疲劳强度值越大，抗疲劳性越好。疲劳强度用符号R-1表示。 抗疲劳强度的测得，是把金属材料的试样安装在抗疲劳试验机上，在弯曲载荷的作用下，使试样进行几百万次甚至几千万次的旋转测定出来的。如果某一种材料在某一最大载荷的作用下，完成了规定的几百万次的旋转仍未断裂，这是材料单位面积所承受的力就是此种材料的疲劳强度。 如果我们设计制造的零件是长期在重复交变载荷作用下工作的，那就必须要考虑材料的疲劳强度。为了提高零件的疲劳强度，我们可以采取一些必要的措施，如提高零件表面光洁度（现在的标准是表面粗糙度）强化表面等方法（表面冷轧，表面淬火以及化学热处理渗碳，氰化等）。 思 考 题 1．什么叫金属？ 2．什么是金属的机械性能？金属有那些机械性能？ 3．什么角强度？强度可以分为哪几类？表示符号及单位是什么？ 4．什么叫塑性？金属材料的塑性用什么衡量？表示符号及单位是什么？ 5．什么叫韧性？金属材料的冲击韧性表示符号及单位是什么？ 6．什么叫硬度？布氏硬度及洛氏硬度各用什么符号表示？他们各有哪些优缺点？ 7．什么是金属的疲劳？ 8．什么是金属的抗疲劳性？疲劳强度的表示符号及单位是什么？ 第二讲 碳 素 钢 按化学成分不同，钢可分为两大类：碳素钢和合金钢。 所谓碳素钢是指含碳量小于2.11 %，并含有少量的磷，硫，硅，锰等杂质的碳铁合金。含碳量大于2.11 %的铁碳合金成为生铁。 碳素钢的产量大，价格低廉，而且有良好的锻压，焊接及切削加工性能，因此在现代机械制造中得到了广泛的应用。为了合理的选用材料，充分发挥材料的潜力，我们了解一下碳素钢的分类，牌号表示方法，性能及用途。 一 碳及磷硫硅锰等杂质对钢的性能影响 在碳素钢中，碳是决定钢的性能的主要元素，但是钢中还含有一些磷，硫，硅，锰等杂质，这些杂质在钢中的存在，对钢的机械性能产生一定的影响。现分别叙述如下： 1．碳（C） 碳在含量小于0.8%的钢中（亚共析钢），随着含碳量的增加，钢中珠光体增多，使钢的强度和硬度不断提高，而钢的塑性和韧性不断降低。在含碳量大于0.8%的钢中（过共析钢），随着含碳量的增加钢中易出现网状渗碳体，他削弱了晶粒于晶粒之间的结合力，使钢的脆性增加，强度反而降低。 2．磷（P） 磷是钢中有害杂质。他能固溶于铁素体内，随着含量的增加，使钢在常温下塑性和韧性降低，低温表现更为明显，这种现象成为钢的冷脆。因此，磷在钢中的含量应该严格控制，一般应小于0.045%。 3．硫（S） 硫在钢中的存在容易使钢产生热脆。硫在钢中与铁化合，形成硫化铁（FeS），硫化铁又与铁形成低熔点（985℃）的共晶体，并且沿着晶界分布。当把钢加热到1000℃以上进行锻压时，由于低熔点的共晶体已经融化，使钢极易破裂，这种现象称为钢的热脆，因此硫在钢中的含量应严格控制，一般情况下含量应小于0.055%。 磷、硫对钢的机械性能的影响有有害的一面，但是也有有利的一面。适当的增加钢中磷硫的含量，可以改变钢的切削性能。使钢容易切削，称为易切削钢。有些对机械性能要求不高的零件，为了提高生产效率，可采用易切削钢。如Y12，Y30等（如手表外壳）。易切削钢含磷0.08~0.15%，含硫0.08~0.3%。 4．硅（Si）和锰（Mn） 硅和锰在钢中都能熔于铁素体，可提高钢的强度和硬度。但是，当含硅量小于0.4%，含锰小于0.8%仅以杂质存在时，对钢的机械性能影响不大。锰还能与钢中硫化合形成高熔点（1600℃）的硫化锰（MnS），可以减少钢的热脆性。 二 碳素钢的分类 碳素钢的分类方法较多，下面介绍几种碳素钢的分类方法。 1．按钢中含碳量分类 （1）低碳钢 含碳量小于0.25% （2）中碳钢 含碳量在0.25~0.6%之间 （3）高碳钢 含碳量大于0.6 2．按钢的品质分类 （1）普通碳素钢 钢中含硫量小于0.050%，含磷量小于0.045% （2）优质钢 钢中含硫量小于0.035%，含磷量小于0.035： （3）高级优质碳素钢 钢中含硫量小于0.025%，含磷量小于0.025% 3. 按金相组织分类 （1）亚共析钢 刚中含碳量小于0.077%，金相组织为铁素体加珠光体； （2）共析钢 钢种含碳量等于0.077%，金相组织为珠光体； （3）过共析钢 钢中含碳量大于0.077%，金相组织珠光体加渗碳体。 4 按用途分类 （1）碳素结构钢 主要用来制造各种工程构件（建筑，桥梁，船舶等用钢），以及各种机械零件（轴类，齿轮，连杆，套类，螺钉，螺母等）。 （2）碳素工具钢 主要用来制造各种刃具，量具，模具等。 三 碳素钢的牌号、性能及用途 1．普通碳素结构钢 国家标准（GB700-1988）规定：碳素结构钢牌号有下列四部分组成。 （1） 屈服强度字母 Q—屈服强度。 （2） 屈服强度数值 单位Mpa。 （3） 质量等级符号 A、B、C、D级从A到B依次提高。 （4） 脱氧方法符号 F—沸腾钢；b—半镇静钢；Z—镇静钢；TZ—特殊镇静钢Z、TZ予以省略。 例如：Q235AF—表示屈服强度为235Mpa的A级沸腾钢。 2. 优质碳素结构钢 优质碳素结构钢的牌号是以两位数字表示，其数字表示钢中平均含碳量的万分之几。钢号末尾标有“F”表示沸腾钢，标有“b”表示半镇静钢。如果钢中锰含量超过普通含量时（即大于0.8%而小于1.5%时，在钢号中标出锰的元素符号）。 例如： 08 表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。 15F 表示平均含碳量为0.15%的优质碳素结构沸腾钢。 40Mn 表示平均含碳量为0.40%、含锰小于1.5%的优质碳素结构钢。 优质碳素结构钢，既保证化学成分又保证机械性能。钢中的有害杂质磷、硫的含量也比较少，钢的质量好。这类钢的用途很广，一般来制造一些对机械性能要求较高的机器零件。由于钢中含碳量多少不同，因而性能和用途也不一样。现将优质碳素结构钢的性能和用途分低碳钢，中碳钢，高碳钢叙述如下： （1）低碳钢 钢中含碳量一般小于0.25%。它的强度比较低，但塑性、韧性及焊接性能都比较好，容易冲压。因此，常用来制成各种板材，可用来制造各种冲压零件及容器。这类钢也经常用来制造各种渗碳零件，经过渗碳淬火之后，钢表面硬度高耐磨性好，而心部保持着一定的强度和韧性。可用来制造承受冲击载荷的零件和耐磨零件，如齿轮，短轴，销子等。因此，这类钢又叫表面硬化钢或渗碳钢。 （2）中碳钢 钢中含碳量一般在0.25~0.6%之间。这类钢具有较高的强度，但是塑性和韧性偏低。这类钢在使用时一般经过热处理调质处理，经过调质处理之后，可以得到较高的强度和良好的韧性。可用来制造各种轴类，杆件，套筒，销子，螺栓，螺母等。如果调质之后再经表面淬火，可使表面硬而耐磨，可制造各种耐磨零件，如齿轮，花键轴等。这类钢又称调质钢。 （3）高碳钢 钢中含碳量大于0.6%。这类钢的硬度高，强度高，但是塑性和韧性差。如果这类钢经过淬火并中温回火之后，不但具有较高的强度而具有良好的弹性。主要用来制造一些对性能要求不太高的弹簧。如气门弹簧，板弹簧，回旋弹簧及弹簧圈等。 3．碳素工具钢 碳素工具钢的牌号是以字母“T”加数字表示，“T”表示碳素工具钢，数字表示钢中碳的平均含量，以千分之几表示。如在钢号末尾标字母“A”则表示高级优质钢。 例如： T7 表示平均含碳量为0.7%的碳素工具钢。 T8A 表示平均含碳量为0.8%的高级优质碳素工具钢。 这类钢经过淬火并回火之后，可以得到很高的硬度及耐磨性，并具有一定的韧性。主要用来制造各种工具、模具、量具及刃具等。由于他的允许切削速度比较低，只有6~10米/分，所以只适合用作一些低速切削刃具。 在碳素工具钢中，由于磷，硫有害杂质含量较少，所以钢的质量比较好。根据国家标准（GB1298-77）规定：优质碳素工具钢含磷≤0.035%，硫≤0.03%：高级优质碳素工具钢含磷≤0.03%，硫≤0.03%。 碳素工具钢的用途： T7、T7A 可用于承受振动、冲击并要求具有一定的硬度和韧性较好的工具，如顶尖、铁锤、锻模等。 T8、T8A 可用于要求有足够的硬度及韧性的工具如木工工具、冲头、锯条等。 T9、T9A 可用于略带韧性的高硬度工具，如冲模、冲头、鏨子等。 T10、T10A和T11、T11A 可用做不受突然冲击的锋利刀具，如锉刀、钻头、丝锥、低速车刀、刨刀等。 T12、T12A和T13、T13A 可用于要求高硬度和耐磨工具，如钻头、扩孔钻、丝锥、车刀、刨刀以及一些对于精度要求不太高的量规、样板等。 思 考 题 1.是碳素钢？ 2.碳素钢中，碳及磷、硫、硅、锰杂质对于钢的机械性能有什么影响？ 3.碳素钢按含碳量怎样分类？ 4. 碳素钢按品质怎样分类？ 5. 碳素钢按金相组织怎样分类？ 6. 碳素钢按用途怎样分类？ 7.普通碳素结构钢可分哪几种？牌号怎样表示？有哪些用途？ 8.优质碳素结构钢的牌号怎样表示？性能及用途如何？ 9.碳素工具钢的牌号怎样表示？有什么用途？ 第三讲 合 金 钢 随着现代科学技术的不断发展，对工业上使用的钢材提出了越来越高的要求，例如，要求钢材既有高强度、高韧性、高耐磨性及耐高温、抗氧化、抗腐蚀等性能。碳素钢是远远不能满足上述要求的。为达到述要求，人们在碳素钢中加入一种或几种合金元素，以期得到预定的性能，我们称这种钢为合金钢。 合金钢中加入的合金元素有锰、硅、铬、镍、钼、钨、钒、钛、硼、稀土等。 一 合金元素对刚的机械性能的影响 在合金钢中加入元素总的目的有三个: 1.提高钢的机械性能，如强度、硬度、韧性等； 2.改善钢的热处理工艺性能，如提高淬透性、回火稳定性、减少淬火变形； 3.使钢获得某种特殊的性能，如耐热、耐磨、耐腐蚀等。 但是，不同的合金元素加入到钢中可以得到不同的结果。各种合金元素对钢的机械性能影响如下： 铬（Cr）：提高钢的强度和淬透性，增强钢的耐磨性。当含量超过12%时，使钢具有高温抗氧化、耐蚀、耐酸的能力。但是，它略微降低钢的塑性和韧性。(不锈钢) 锰(Mn): 当含量大于0.8%时能提高钢的淬透性，并能提高钢的强度、硬度，使钢具有较高的耐磨性。它还可以与钢中的硫化合，减少钢的热脆性。但是，它降低钢的塑性和韧性。 硅（Si）:当硅含量大于0.5%时能提高钢的强度及弹性，增强钢在自然条件下耐蚀、耐酸的能力，并可提高钢的淬透性。当含量较高时，对钢的焊接性能不利，并降低钢的塑性和韧性。 钨（W）：提高钢的淬透性、硬度、热硬性及耐磨性。但是，它略微降低钢的塑性和韧性。 硼(B)：微量的硼能大大提高钢的淬透性，并可使钢的表层和心部组织得到强化，增加表面耐磨性。 钒(V): 能细化钢的晶粒组织，提高钢的硬度及冲击韧性，提高工具钢的使用寿命。 钛(Ti): 能细化钢的晶粒组织，含量不超过0.1~0.2%时，可提高钢的综合机械性能。 镍(Ni): 能提高钢的强度、韧性及塑性，特别是提高钢的低温韧性。如果与铬钼联合使用，可提高钢的热强性和耐蚀性。 钼(Mo): 能提高钢的强度、硬度，使钢具有较高的耐热性，但略微降低钢的塑性。 铜(Cu): 能提高钢的防锈、耐酸及抗大气腐蚀的能力，当含量超过0.3%时，对热变形不利，容易产生高温钢脆现象。 铝(Al) 能提高钢的高温抗氧化作用，在耐热钢中于镍形成Ni3Al，提高钢的耐热性。 二 合金钢的分类 1．按化学成分（合金元素总含量）分类 （1）低合金钢 合金元素总含量＜5%。 （2）中合金钢 合金元素总含量5~10%之间。 （3）高合金钢 合金元素总含量＞10%。 2.按用途分类 （1）合金结构钢 主要用来制造各种工程结构及各种机械零件。 （2）合金工具钢 主要用来制造各种刃具、量具、模具等。 （3）特殊性能钢 具有某种特殊物理或化学性能，例如：耐热、耐磨、防锈等。 三 合金钢的牌号、性能及用途 （一）合金结构钢 1.合金结构钢的牌号表示方法 合金结构钢的牌号，一般用两位数字表示钢中碳的平均含量，以万分之几表示，数字后面所含合金元素符号，元素符号后面标有表示该元素在钢中平均含量的百分数。当合金元素的含量小于1.5%时一般不标数字，当含量大于1.5%而小于2.5%时标2，当含量大于2.5%而小于3.5%是标3，以此类推。有些合金元素虽然含量微少，但是属于有意加入的也应该在钢号中标出他们的元素符号，如钛、硼、钒等。高级优质钢应在钢号末尾加“高”或“A”表示。 滚动轴承钢属于合金结构钢，为了区别于一般的合金结构钢，它的牌号以字母“G”（滚）加元素符号加数字表示，他的含量一般在0.95~1.1%之间不标，合金元素铬的含量以千分之几表示。例如： 20CrMnTi 表示平均含碳量为0.2%、铬＜1.5%、锰＜1.5%，并含微量钛的合金结构钢。 50CrVA 表示含碳量为0.5%、铬＜1.5%以及微量的钒的高级优质合金结构钢（弹簧钢）。 GCr15 表示平均含碳量为1%左右、铬为1.5%的滚动轴承钢。 2 合金结构钢的性能及用途 （1）低碳合金结构钢（合金渗碳钢）这类钢平均含碳量比较低，一般在0.1~0.25%之间，合金元素总的含量一般不超过5%。它的淬透性好，并具有较好的强度和韧性。 低碳合金结构钢经过渗碳淬火并低温回火之后，钢的表层具有很高的硬度及耐磨性，而心部却能保持着足够的强度和韧性。它主要用来制造要求表面硬面耐磨，并能承受冲击载荷的渗碳零件，如各种齿轮、轴类、连杆、销子等。 （2）中碳合金结构钢（合金调质钢）这类钢的平均含碳量一般在0.3~0.45%之间。钢的淬透性好，而且强度高。中碳合金结构钢一般经过调质处理之后使用，经过调质后的刚才具有很高的强度、足够的硬度以及良好的韧性。他可用来制造一些承受较大冲击、弯曲、扭转等载荷的零件，如主轴、镗杆、蜗杆、齿轮轴、螺栓等。如果调质之后再经表面淬火，可使表面得到很高的强度及耐磨性，可做齿轮、花键轴等。 （3）弹簧钢 合金弹簧钢的含碳量一般为0.5~0.7%之间，强度及淬透性都比碳素弹簧钢好。 这类钢经过淬火并中温回火之后，可使钢得到很高的弹性极限、高的抗疲劳强度及足够的韧性。它主要用来制造各种对机械性能要求高、受力较大以及截面积较大的弹簧，如汽车和拖拉机的减震弹簧、气门弹簧、油嘴弹簧及安全阀弹簧等。 (4)滚动轴承钢 滚动轴承钢的含碳量一般在0.95~1.1%之间，主要合金元素是铬，另外含有适量的硅、锰。 这种钢经过淬火并低温回火之后，可以得到很高的硬度、高的耐磨性、高的抗压强度及高的抗疲劳强度。它主要用来制造滚动轴承的各种零件。如滚珠、滚柱、套圈等。 （二）合金工具钢 合金工具钢主要用来制造各种重要的刃具、量具及模具。它具有较高的硬度及耐磨性，足够的韧性，热处理变形小，耐高温等性能。根据用途的不同可分为刃具钢、量具钢、模具钢等。 合金工具钢的牌号表示方法是以一位数字加元素符号加数字表示。前面的数字表示钢中的平均含碳量，是以千分之几表示的，当钢中含碳量≥1%时不表数字。合金元素的含量以百分之几表示，当含量小于1.5%时不标数字，但对含铬量低于1%的低铬合金工具钢，铬的含量则以千分之几表示，即在数字前加“0”以示区别。高速工具钢的牌号中不标含碳量，合金元素的含量以百分之几表示。例如: 9Mn2V 表示平均含碳量为0.9%、锰2%、钒＜1.5%的合金工具钢。 Cr06 表示平均含碳量≥1%、含铬0.6%的合金工具钢。 W18Cr4V 表示平均含碳量为0.7~0.8%、含钨18%、铬4%、钒1.5%的高速工具钢。（这是应用较广的高速钢，俗称白、钢锋钢） 1.刃具钢 刃具钢主要用来制造切削金属用的各种刀具。由于刀具在切削金属的工程中受到很大的压力和摩擦，因此要求制造刀具的钢材应具有下列性能特点： 第一 要有高的硬度。一般要在HRC60以上。因为只有 当刀具的硬度大大高于被切削金属的硬度时，才能进行切削加工。 第二 要有高的耐磨性。刀具耐磨性直接影响刀具的使 用寿命，耐磨性高，使用寿命久长。 第三 要有高的热硬性。因为刀具在进行切削时，要产 生大量的“切削热”，有时刀具的温度可高达600℃左右。因此，要求刀具在高温情况下保持着较高的硬度及耐磨性。 第四 要有足够的强度和韧性。因为刀具在进行切削的过程中，要受到很大的压力、振动和冲击，所以要求刀具材料要有足够的强度和韧性，以防止刀具在使用过程中脆断或崩刃。 刃具钢分为低合金工具钢，高速工具钢以及硬质合金三种，分别叙述如下： （1）低合金工具钢 他是在碳素工具钢的基础上又加入一些铬、钨、锰、硅、钒等合金元素。因此，低合金工具钢比低碳工具钢的淬透性好、耐磨性好、热硬性高、热处理变形小。 这类钢含合金元素总量一般不超过5%，所以称为低合金工具钢。它的允许切削速度只有12~15米/分，主要用来制造低速切削刀具如丝锥、板牙、铰刀、以及细长刀具钻头、拉刀和一些冷冲模具及量具等。 低合金工具钢常用牌号有Cr06、9Mn2V、CrMn、CrWMn等。 （2）高速工具钢 高速工具钢是含钨铬钒等合金元素较多的工具钢，钢中合金元素总量一般大于10%，属于高碳高合金钢。它的允许切削速度比碳素工具钢以及低合金工具钢都高，可达30~40米/分，故称高速工具钢，也叫锋钢。 高速工具钢的热硬性高，使用温度可达600℃：热处理硬度高，可达HRC62~65：抗弯强度高，ahb=370公斤/毫米²。它是制造各种形状复杂的刀具的重要材料，可用来制造拉刀、铣刀、滚刀、钻头、镗刀、车刀、刨刀等。 （3）硬质合金 硬质合金是有硬度高、熔点低的高碳化合物粉末（碳化钨、碳化钛、碳化钽）以及粘结剂混合、加压成型，烧结而成的一种合金。它的硬度高，可达HRA87~93；耐热性高，使用温度可达850~1000℃；耐磨性好，比高速工具钢高15倍；切削速度高，可达200米/分。主要用来制造各种切削刀具，如车刀、铣刀、刨刀、钻头等。 目前我国生产的硬质合金有：钨钴类（YG）、钨钴钛类(YT)、钨钴钽钛类（YW）。 1）钨钴类硬质合金 它是由碳化钨和钴组成，牌号以“YG”加数字表示。“YG”是“硬、钴”两字的汉语拼音头字头，以表示钨钴类硬质合金。数字表示钴在合金中的百分含量，其余为碳化钨的含量。数字后面加标有“X”表示细粒硬质合金，标有”C”表示粗粒硬质合金。 在这类硬质合金中，含钴量越低硬度越高，耐磨性、热性好，但是强度韧性较差。反之，含钴量越高则硬度、耐磨性、热硬性越低，但是强度和韧性较好。因此，在选用硬质合金刀片的牌号时，精加工应选含钴量低的，如YG3：粗加工应选含钴量高的，如YG8。钨钴类硬质合金主要用来加工脆性材料铸铁及有色金属铜、铝等，常用牌号有YG3、YG6、YG8等。 2）钨钴钛类硬质合金 这类硬质合金是由碳化钨、碳化钛和钴组成。它的牌号以”YT”加数字表示。“YT“表示钨钴钛类硬质合金，数字表示碳化钛的百分含量，其余为碳化钨和钴的含量。 在钨钴钛类硬质合金中，碳化钛的含量越高，热硬性和耐磨性越好，与钢的摩擦系数也小，但是强度和韧性较差。相反，当碳化钛的含量较低时，它的硬度低，耐磨性，热硬性较差，与钢的摩擦系数增大，但是强度和韧性较好，正因为这样，当我们在选用钨钴钛类硬质合金刀片牌号时，精加工选用含碳化钛较高的如YT30，而粗加工则应选用含碳化钛较低的如YT5。这类硬质合金主要用来加工塑性钢材等，常用牌号有YT5、YT15、YT30等。 3）钨钴钽钛类硬质合金 这类硬质合金是由碳化钨、碳化钛、碳化钽及钴组成。它的牌号以“YW”加数字表示，“YW”表示钨钴钽钛类硬质合金，即通用硬质合金，数字表示合金的顺序编号。 钨钴钽钛类硬质合金是一种新型的产品，由于在合金中加入了碳化钽，使它的综合机械性能得到了提高。这类硬质合金既具有钨钴类的韧性、又具有比钨钴钛类更高的热硬性及耐磨性。因此，他不但可以用来加工铸铁等脆性材料，而且可以用来加工钢材等塑性材料，它还可以用来加工一些难与加工的材料：耐热钢、高锰钢、不锈钢等。所以又称它为通用硬质合金，常用牌号有YW1、YW2。其中YW1用于精加工，YW2用于粗加工或半精加工。 2.量具钢 量具是机械工人在生产中用来测量工件尺寸的工具，它的质量好坏对于产品的质量有直接的影响，没有准确的量具就无法加工出合格的产品。因此，对量具提出以下三点要求： 1） 量具的工作部分要有很高的硬度及耐磨性： 2） 使用过程中尺寸要保持稳定： 3） 热处理变形小。 量具钢的含碳量一般都比较高，约在0.9~1.5%之间，主要合金元素有Cr、W、Mn等。这些合金元素不但可以提高钢的淬透性，减少淬火变形，而且还可以使量具有很高的耐磨性。因此，这类钢主要用来制造一些形状比较复杂、精度要求高的精密量具，如块规、精密量规、精密样柱、样套等。量具常用牌号有CrMn、CrWMn、9Mn2V等。 3.模具钢 模具钢主要用来制造各种模具。由于不同的模具所处的工作条件不同，对钢的机械性能的要求也就不同。因此，模具钢又分为冷作模具钢及热作模具钢。 （1）冷作模具钢 冷作模具钢主要是用来制造在常温下使属变形的模具，即冷作变形模具，如冷冲模、拔模、剪切模等。由于受工作条件的限制，要求冷作模具钢具有很高的硬度及耐磨性，要求高的强度极限及足够的韧性，对于较大型的模具还要求有好的淬透性。 在选用冷作模具钢时，一般尺寸较小的冷冲模可采用CrWMn、9Mn2V、9SiCr等制造，对于一些大型模具可采用Cr12、Cr12MoV等制造。 （2）热作模具钢 热作模具钢是用来制造使金属热变形模具的，如热压模、热锻模等。 由于热作变形模具在工作要接触炽热的金属，致使模具型腔表面温度升高到400~500℃，而且模具还要承受巨大的冲击力。因此，要求热做变形模具钢在工作温度下保持着高强度、高韧性、足够的耐磨性，并要求具有良好的导热性、淬透性及耐热疲劳性。 这类钢的含碳量一般在0.3~0.6%之间，主要合金元素有Cr、Mn、Ni、Mo等。它主要用来制造一些形状比较复杂，尺寸较大的热加工模具。常用牌号有5CrMnMo、5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4Cr5Mo2SiV等。 （三）特殊性能钢 特殊性能钢包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。它的牌号一般以一位数字表示钢中的碳含量，含碳量是以平均含量的千分之几表示的，当含碳量≥1%时不标数字。合金元素的含量是以平均含量的百分之即表示，含量＜1.5%时不标数字。在不锈钢中当碳的平均含量≤0.08%时，钢号前加“0”表示。如0Cr18Ni9表示平均含碳≤0.08%、铬18%、镍9%的铬镍不锈钢。当碳的平均含量≤0.03%时，在钢号前加“00”表示。如00Cr18Ni10表示平均含碳≤0.03%、铬18%、镍10%的铬镍不锈钢。 1.不锈钢 不锈钢的含碳量一般比较低，Cr、Ni等合金元素的含量较高，具有抵抗空气、水、酸、碱等的腐蚀能力。 不锈钢根据化学成分的不同可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。 铬不锈钢的合金元素以铬为主，可以抵抗空气、水对钢的腐蚀，可以制造各种在自然条件下防锈的零件，如蒸汽机的涡轮叶片、轴类、螺栓、医疗工具、量具、滚珠轴承等。 铬不锈钢常用牌号有0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、9Cr18等。　 铬镍不锈钢是以合金元素铬镍为主的，抵抗酸碱的腐蚀能力较强。因此，常用来制造各种盛酸类的容器以及输送酸类的管道等。 铬镍不锈钢的常用牌号有0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、1Cr18N9Ti等。 2.耐热钢 耐热钢必须具有高温抗氧化的能力以及较好的高温强度。在这类钢中常加入的合金元素有铬、硅、铝、钨、钼、钒等。合金元素铬、硅、铝可提高钢的高温抗氧化的能力，而钨、钼、钒可以提高钢的高温强度。因此，这类钢具有很高的耐热性，可用来制造气阀，蒸汽管道，燃气轮机叶片等。 耐热钢的常用牌号有4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、1Cr18Ni9Ti等。 3.耐磨钢 耐磨钢的含锰量较高，所以又称高锰耐磨钢。这类钢经过水韧处理之后，钢的硬度并不高，只有HB180~220.但是，它具有加工硬化快的特点所以很难对其进行切削加工，一般用于铸态零件，如坦克、拖拉机的履带，挖掘机的铲齿，铁路的道叉等。 耐磨钢的常用牌号为ZGMn13。 思 考 题 1.什么是合金钢？ 2.合金钢按化学成分怎样分类？ 3.合金钢按用途怎样分类？ 4.加入合金元素的目的是什么？ 5.合金元素铬锰硅钨钼钛钒对钢的机械性能各有什么影响？ 6．合金结构钢的牌号怎样表示？性能和用途如何？ 7.合金工具钢的牌号怎样表示？ 8.高速工具钢具有哪些性能特点？有什么用途? 9.硬质合金分为哪几种？各有什么用途？在使用时怎样正确选用硬质合金牌号？ 10.冷作模具钢与热作模具钢在性能特点上有什么不同？ 11.不锈钢可分为哪两种？各有什么用途？ 第四讲 铸 铁 铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，但含碳量最多不超过6.67%。工业上常用的铸铁含碳量一般在2.5~4.0%之间，Si、Mn、P、S的含量也比钢高。 铸铁有很多优良的性能。它的铸造性能、耐磨性能以及切削加工性能都比较好。它需要的生产设备简单，价格低廉，因此在机械制造业中应用比较广泛。特别是由于稀土镁球墨铸铁的发展，进一步打破了钢与铁的使用界限，一些过去需要用优质钢材制造的零件如曲轴、连杆、齿轮等，现在可以用球墨铸铁来制造。这样不仅为国家节约了大量的优质钢材，而且也大大减少了机械加工工时，提高了生产效率，降低了生产成本。 铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁及合金铸铁等。 一 白口铸铁 在铸铁中，碳少部分溶入铁素体，而大部分以化合状态的渗碳体(Fe3C)存在。它的断口呈亮白色，故称为白口铸铁。 由于白口铸铁当中的碳大部分是以化合状态的渗碳体存在，所以使铸铁表现出很高的硬度和脆性，难以对其进行切削加工或压力加工。因此，白口铸铁在应用上受到了一定的限制。但是，白口铸铁很高的硬度和耐磨性，对于一些要求高硬度、高耐磨性的零件，如拉丝模，球磨机的铁球等可采用白口铸铁来制造。 有些零件如轧机上的轧辊、火车的车轮、农具上用的犁等，要求它们表层具有很高的硬度及耐磨性，而且能够承受一定的冲击和振动，这类零件是灰口铸铁制造的，它的表层 是白口铸铁组织，是通过速冷形成的，称为激冷铸铁。 二 灰口铸铁 在灰口铸铁中，碳大部分是以自由状态的片状石墨存在的，其断口呈现暗灰色，称为灰口铸铁。 灰口铸铁的化学成分一般含碳2.7~3.6%、硅1~2.2%、锰0.6~1.3%、硫＜0.15%、磷＜0.3%。 在灰口铸铁中，由于碳大部分以片状的石墨存在，石墨的强度、硬度、塑性都比较低，而又割裂了铸铁的基体，因此灰口铸铁的抗拉强度以及塑性都比较低，不能承受任何塑性变形。 灰口铸铁的性能特点：1）抗拉强度低；2）硬度低，性脆易切削；3）塑性差，不能进行压力加工；4）具有良好的减摩擦的能力以及吸收震动能力；5）铸造性能好，熔点低（约为1100~1200℃）、流动性好、冷却凝固收缩量小。 灰口铸铁额牌号是以“HT”及后面的一组表示最小抗拉强度的数字组成。“HT”是灰铁二字的汉语拼音字首，用以表示灰口铸铁。例如： HT100表示最低抗拉强度为100Mpa的灰口铸铁。 灰口铸铁的常用牌号及用途如下： HT100 属于铁素体灰口铸铁。它的强度和硬度都比较低，适合用于一些低负荷对机械性能要求不高的零件，如一些受力不大的箱体盖、外罩、支架、砂箱等。 HT150属于铁素体加珠光体灰口铸铁。它具有中等的强度，适合于制造中等受力零件，如齿轮箱、工作台、刀架、轴承座、底座、不带导轨的床身等。 HT200 和 HT250属于球光体灰口铸铁。具有较高的强度及耐磨性，适用于制造一些承受较大应力及要求耐磨性好的零件，如齿轮、床身、立柱、横梁、发动机的气缸体、汽缸盖以及阀体、泵体等。 另外，为了提高灰口铸铁的机械性能，还可以采用孕育处理的方法来改变石墨的形状大小及分布，孕育铸铁的常用牌号有 HT300、HT350等。 三 球墨铸铁 灰口铸铁虽然有很多优点，但是由于石墨以片状存在，割裂了铸铁的基体，总的说来它的强度比较低，而塑性和韧性也比较差，应用受到了一定的限制。为了提高铸铁的强度，在一定成分的灰铸铁的铁水中，加入一定量的球化剂（镁和稀土），使铸铁当中的石墨形成球状，这种经过球化处理的铸铁就叫球墨铸铁。使他的强度、塑性及韧性都比灰口铸铁高。 球墨铸铁的化学成分一般为含碳3.6~3.9%，硅2~2.8%，锰0.6~0.8%，镁0.03~0.05%，稀土0.03~0.05%，硫＜0.07%，磷＜0.1%。 球墨铸铁的牌号是以“QT”加两组数字表示的。“QT”表示球墨铸铁。第一组数字表示最低抗拉强度；第二组数字表示最低延伸率。 球墨铸铁可以用来代替部分优质钢材制造曲轴、连杆、凸轮轴、齿轮以及汽车、拖拉机的离合器壳体、差速器壳体、减震器壳体等。常用牌号有QT400-10、QT400-15、QT450-10。QT500-7用于内燃机的油泵齿轮、铁路车辆 轴瓦、飞轮等。QT600-3、QT700-2、QT800-2用于制造柴油机曲轴、凸轮轴、连杆、汽缸盖等。QT900-2用于制造汽车齿轮、转向节、传动轴等。 四 可锻铸铁 将一定成分的白口铸铁，经过长时间（15小时以上）高温（900~980℃）退火，使铸铁中的渗碳体分解出团絮状石墨，这种铸铁称为可锻铸铁。 在可锻铸铁中，由于石墨是以团絮状存在，减少了对铸铁基体的割裂，所以它的强度比灰口铸铁高，并具有一定的塑性和韧性，因此称为可锻铸铁。但实际上可锻铸铁仍然是不可锻的。 可锻铸铁的化学成分一般含碳2.~2.8%、硅1.2~1.8%、锰0.4~0.6%、磷＜0.1%、硫＜0.25%。 可锻铸铁的牌号是由三个字母及两组数字组成，。”KT”是“可锻”二字的拼音字首，第三个字母表示可锻铸铁的类别。后面的数字表示最低抗拉强度数值，第二组数值表示延伸率。如：KTZ450=06表示球光体可锻铸铁，最低抗拉强度450Mpa,最低延伸率6%。 在机械制造工业中，可锻铸铁可以用来代替部分优质钢材，制造一些形状复杂，强度、韧性要求高的小型薄壁零件。如手轮、手柄、齿轮、摇臂、滑轮、弯管接头、三通高压阀体、汽车拖拉机的刹车踏板等。 可锻铸铁的常用牌号有：铁素体可锻铸铁KTH300-06、KT330-08、KTH350-10、KTH370-12；珠光体可锻铸铁KTZ450-05、KTZ550-04、KTZ650-02、KTZ700-02。 五 合金铸铁简介 在铸铁中加入一定量的合金元素，使铸铁具有某种特殊的性能，如耐热、耐磨、耐酸、高强等。这种铸铁称为合金铸铁。根据性能及用途的不同，合金铸铁可分为高强合金铸铁、耐热合金铸铁、耐磨合金铸铁等。 3. 高强合金铸铁 高强合金铸铁是在稀土镁球墨球铸铁的基础上加入少量的铜、钼等合金元素形成的。由于铜、钼能使铸铁中的珠光体数量增对，细化珠光体，所以使铸铁的强度、硬度大大提高，故称为高强合金铸铁。 常用的高强合金铸铁有稀土镁铜钼合金铸铁、稀土镁钼合金铸铁，主要用来制造一些要求高强度的重要结构零件，如高速柴油机的曲轴、连杆，拖拉机的大小减速齿轮等。 2.耐磨合金铸铁 耐磨合金铸铁是在铸铁中加入锰磷合金元素。由于锰能够促进渗碳体的形成，使铸铁中的珠光体数量增多。而磷在铸铁中能够形成硬而脆的磷化物共晶体。因此，使铸铁具有很高的耐磨性。 目前常用的耐磨合金铸铁有：中硅球体、磷铜钛合金铸铁、高磷合金铸铁及铬钼铜合金铸铁等。耐磨合金铸铁可用来制造农机的犁、翻土板，球磨机的铁球，柴油机的缸套，精密机床的各种铸件等。 3.耐热合金铸铁 在铸铁中加入一定量的钼、硅、铬等合金元素，可以提高铸铁的耐热性。由于这些合金元素能在铸件的表面生成一层致密的保护性氧化膜，如AI2O3、SiO2、Cr2O3等，使铸铁具有很高的抗氧化能力。因此，使铸铁能够耐高温。 常用的耐热合金铸铁有中硅球铁、高硅球铁、低铬铸铁、高铬铸铁及中硅铝球铁等，可用来制造油炉的炉条、炉门，加热炉的衬板、炉底板等。 思 考 题 1.什么是白口铸铁？有什么用途？ 2.什么叫灰口铸铁？灰口铸铁有哪些性能特点？ 3. 灰口铸铁的牌号怎样表示？常用牌号有哪些？有什么用途？ 4．什么是球墨铸铁？它的牌号怎样表示？有什么用途？ 5．什么是可锻铸铁？牌号怎样表示？有什么用途？ 6．高强合金铸铁为什么具有很高的强度？有什么用途？ 7．耐热合金铸铁为什么具有很高的耐热性？有什么用途？ 8．耐磨合金铸铁为什么具有很高的耐磨性？有什么用途？ 第五讲 常用有色金属 一　铜及铜合金 1.纯铜 纯铜又叫紫铜。它具有很高的导电性和导热性，并具有良好的塑性及抗腐蚀能力（在空气中可生成氧化铜薄膜），但它的强度、硬度都比较低。它的熔点为1083℃，比重8.93克/厘米²。 纯铜中常含有一些杂质，如铅、铋、锰、氧、硫、磷等。这些杂质的存在，对纯铜的导电性能有一定的影响，而且铅、铋杂质容易造成铜的热脆性。 纯铜的牌号以“T”加数字表示。数字表示纯铜的纯度等级，数字越大，纯度越低。纯铜的牌号有T1、T2、T3、T4等。 纯铜可以用来制造各种导电器材，还可以制成铜板、铜带、铜线、铜管、垫片、铆钉等，并能用来配置铜合金。 2.黄铜 铜和锌的合金叫黄铜。黄铜根据成分和用途不同可以分为普通黄铜和特殊黄铜两大类。普通黄铜就是指铜和锌的合金。特殊黄铜是在普通黄铜中加入一些其他的合金元素，如铝、锰、硅、铅等，来提高黄铜的强度并获得某种特殊的性能，如提高耐磨性和耐腐蚀性等。 （1）黄铜的牌号表示方法 普通黄铜以”H”加数字表示。“H”表示黄铜，数字表示铜在黄铜中的含量，以百分数表示，其余为锌的含量。例如“H62”表示平均含铜量为62%、含锌38%的普通黄铜。特殊黄铜的牌号除了以“H”表示黄铜外，要在“H”后面标出主加合金元素的符号，元素符号的后面分别标出表述铜以及除锌以外的合金元素的百分含量的数字。例如“HPb59-1”表示平均含铜量为59%、含铅1%、锌40%的特殊黄铜（铅黄铜）。若在“H”前标有“Z”则表示铸造黄铜。 （2）黄铜的牌号及用途 H59 常用来制造各种热锻、热轧零件。 H62 常用来制造各种切削加工零件，如螺丝、螺母、铜管、衬管、衬套及铜弹簧等。 H70 压延伸性能非常好，可用来制造散热器、垫片、子弹壳等。 H80 由于光泽美丽，多用来制造各种装饰品。 HMn58-2 （锰黄铜）具有良好耐腐蚀性，可制造在海水、蒸汽（＜300℃）中工作的零件。如各种泵的活塞、衬套、阀门、管子接头等。 HPb59-1（铅黄铜）具有良好的切削加工性能，又称快削铜。它的耐磨性好，常用来制造大型轴套、球轴承的轴承套等。 HAl67-2.5 （铝黄铜）耐腐蚀性能好，可用来做海运机械及普通机械的耐腐蚀零件。 3.青铜 在铜合金中如果加入的主要合金元素不是以锌为主，而是以锡、铅等元素为主，我们把这种铜合金称为青铜。 青铜可分为锡青铜和无锡青铜（或特殊青铜）两种。在青铜中主加合金元素是锡的称为锡青铜。主加合金元素不是锡而是硅、锰、铅、铝等合金元素，称为无锡青铜或特殊青铜，如铅青铜、铝青铜、锰青铜等。 青铜一般是经过铸造而成的，它的强度、硬度、耐腐蚀性能都比黄铜好。 青铜的牌号是以Q加元素符号加数字表示。Q表示青铜，元素符号表示该合金中的第一主加元素，数字表示除铜以外的各种合金元素的平均含量的百分数。“ZQ”表示铸造青铜。 青铜的主要用途如下： ZQSn5-5-5（锡Sn锌Zn铅Pb青铜）铸造性能好，耐腐蚀，可以进行焊接，常用来制造耐磨及耐腐蚀零件，如轴瓦、轴套、泵体等。 ZQSn6-6-3（锡锌铅青铜）铸造性能好，切削加工性能好，耐水及空气的腐蚀，常用来制造具有中等滑动速度的轴承、轴套以及10个大气压一下的蒸汽管道、水管等。 ZQSn10-1（锡Sn磷P青铜）铸造性能及被切削性能都很好，并且可以焊接，有较高的硬度及较好的耐腐蚀能力，可用来制造涡轮、摩擦轮、齿轮轴瓦以及机床的丝杠螺母等。 ZQPb30（铅青铜）耐腐蚀性能好，可以用来制造大功率的发动机的轴瓦。 4白铜 白铜是以鎳为主加合金元素的铜合金，白铜具有高的耐腐蚀性和良好的冷热加工成形性，是精密仪表，化工机械，医疗器械和工艺品制作中的重要原料。 白铜的牌号用“B”加鎳含量表示，如“B30”表示含鎳量30%的白铜；三元以上的白铜用“B”加第二个主要添加元素符号及除基元素铜以外的成分数字组表示。如“BMn3-12”表示含锰3%，含鎳12%的白铜。 二 铝及铝合金 1.纯铝 纯铝是一种银白色的金属。它的性能特点是：比重轻（2.7克/厘米³）、熔点低（657℃）、导电及导热性能好、塑性好、有良好的抗大气腐