黑色金属材料及热处理,材料研究所,目 录,一、钢的分类1.1、按化学成分分类1.2、按含碳量分类1.3、按品质分类1.4、按用途分类 二、各类钢的力学性能 2.1、碳素结构钢的力学性能2.2、低合金高强度结构钢的力学性能2.3、新旧低合金钢标准牌号对照表2.4、优质碳素结构钢力学性能2.5、合金结构钢力学性能2.6、弹簧钢力学性能2.7、合金工具钢牌号及淬火硬度值2.8、一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能2.9、合金铸钢的牌号及力学性能2.10、球墨铸铁牌号及力学性能 三、钢的热处理3.1、常用钢热处理种类及应用范围3.2、常用钢整体淬火后硬度值与钢件截面尺寸关系3.3、钢材表面强化工艺效果3.4、常用钢材高频淬火硬度标准3.5、常用钢材中频淬火后回火温度及硬度3.6、常用钢材调质处理规范3.7、常用钢材退火温度及硬度,3.8、常用钢材正火温度及硬度3.9、常用钢材淬火回火温度及硬度3.10、碳钢铸件退火工艺及退火后硬度3.11、碳钢铸件正火处理工艺及硬度3.12、球墨铸铁在不同热处理状态下得力学性能 四、齿轮材料及热处理4.1、齿轮用钢冶金质量要求4.2、汽车、拖拉机常用钢材及热处理工艺4.3、渗碳和碳氮共渗齿轮表面碳（氮）浓度、表面硬度、表面组织及心部硬度4.4、齿轮及花键轴渗碳淬火有效硬化层标准4.5、渗碳（碳氮共渗）齿轮的心部硬度4.6、不同钢材齿轮渗氮层表面硬度4.7、常用齿轮钢材氮碳共渗工艺及表面硬度4.8、齿轮模数与渗氮层深度关系 五、模具的热处理5.1、冷作模具钢分类5.2、热作模具钢分类5.3、塑料模具钢分类5.4、常用冷冲模具材料选用5.5、常用冷锻模具材料5.6、冷作模具钢毛坯成批等温球化退火规范5.7、冷作模具钢常用淬火工艺规范5.8、常用冷作模具钢回火温度与硬度,5.9、冷作模具钢回火脆性温度范围5.10、热作模具材料选用5.11、锤锻模用钢的淬透深度和600700时的硬度5.12、锤锻模用钢退火工艺5.13、不同尺寸模块的退火工艺规范5.14、锤锻模用钢淬火工艺5.15、锤锻模用钢的回火温度与硬度的关系5.16、热挤压模具用钢工作硬度5.17、热挤压模具钢的退火工艺5.18、三种热挤压模具钢快速球化退火后的硬度5.19、热挤压模具钢的淬火工艺5.20、热挤压模具钢的回火工艺5.21、压铸铝合金用模具的淬、回火工艺5.22、塑料模具用钢的退火工艺5.23、塑料用模具的工作硬度5.24、塑料模具用钢的淬火工艺5.25、塑料模具用钢回火温度与硬度关系5.26、常用模具钢真空淬火工艺参数 六、发动机有关零件材料及热处理方式 七、拖拉机有关金属材料及热处理方式,一、钢的分类 1.1、按化学成分分类 （1）碳素钢：含C、Mn、S、P、Si等元素总量不超过2.0%。 （2）合金钢：含有碳素钢所含元素外，还含有其它一些元素。如Cr、Ti、Ni、Mo、V等，如果碳素钢中Mn含量超过0.8%或Si超过0.5%，叫合金钢。 1.2、按碳含量分类 （1）低碳钢：含碳量小于0.25%。 （2）中碳钢：含碳量在0.250.60%之间。 （3）高碳钢：含碳量大于0.6%。 1.3、按品质分类 （1）普通钢：磷含量小于0.045%硫含量小于0.055%。 （2）优质钢：磷含量小于0.040%硫含量小于0.040%。 （3）高级优质钢：磷含量小于0.035%硫含量小于0.030%。1.4、按用途分类 （1）结构钢：用于制造普通结构C0.7%。 （2）工具钢：用于制造刀具、量具、模具等的钢C0.7%。 （3）特殊用途钢：此类钢均具有特殊物理或化学性能，用于特殊的场合。如不锈钢、耐酸钢、磁钢等,二、各类钢的力学性能 2.1、碳素结构钢的力学性能见表一 表一 碳素结构钢的力学性能,2.2、低合金高强度结构钢的力学性能见表二 表二 低合金高强度结构钢的力学性能,2.3、新旧低合金钢标准牌号对照表见表三 表三 新旧低合金钢标准牌号对照表,2.4、优质碳素结构钢的力学性能见表四 表四 优质碳素结构钢的力学性能,注：1 对于直径或厚度小于25mm的钢材，热处理是在与成品截面尺寸相同的试样毛坯上进行。2 表中所列正火推荐保温时间不少于30min，空冷；淬火推荐保温时间不少于30min，70、80和85钢油冷，其余钢水冷；回火推荐保温时间不少于1h。,2.5、合金结构钢力学性能见表五表五 合金结构钢力学性能,注：1 表中所列热处理温度允许调整范围：淬火15，低温回火20，高温回火50。2 硼钢在淬火前可先经正火，正火温度应不高于其淬火温度，铬锰钛钢第一次淬火可用正火代替3 拉伸试验时试样钢上不能发现屈服，无法测定屈服点s情况下，可以测规定残余伸长应力r0.2,2.6、弹簧钢力学性能见表六 表六 弹簧钢力学性能,注：1、热轧钢材以热处理或布热处理状态交货。 2、表列数值适用于截面不大于80mm的钢材。大于80mm的钢材，允许伸长率和断面收缩率分别降低1%和5%。 3、30W4Cr2VA除抗拉强度外，其它性能仅供参考。,2.7、合金工具钢牌号及淬火硬度值见表七 表七 合金工具钢牌号及淬火硬度值,注：表示820预热，1000（盐浴）或1010（炉控气氛）加热，保温1020min，空冷，200回火。 表示790预热，940（盐浴）或950（炉控气氛）加热，保温515min，空冷，200回火。 表示790预热，1010（盐浴）或1020（炉控气氛）加热，保温515min，空冷，550回火。 表示790预热，1000（盐浴）或1010（炉控气氛）加热，保温515min，空冷，550回火。 79015预热，1000（盐浴）或1010（炉控气氛）6加热，保温515min，空冷，5506回火。,2.8、一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能见表八 表八 一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能,2.9、合金铸钢的牌号及力学性能见表九 表九 合金铸钢的牌号及力学性能,2.10、球墨铸铁牌号及力学性能见表十 表十 球墨铸铁牌号及力学性能,三、钢的热处理 3.1、常用钢的热处理种类及应用范围见表十一 表十一 常用钢的热处理种类及应用范围,3.2、常用钢整体淬火后硬度值与钢件截面尺寸关系见表十二 表十二 常用钢整体淬火后硬度值与钢件尺寸关系,3.3、钢材表面强化工艺效果见表十三 表十三 钢材表面强化工艺效果,3.4、常用钢材高频淬火硬度标准见表十四 表十四 常用钢材高频淬火硬度标准,3.5、常用钢材中频淬火后回火温度及硬度见表十五 表十五 常用钢材中频淬火后回火温度及硬度,3.6、常用钢材调质处理规范见表十六表十六 常用钢材调质处理规范,注： 本守则适用于钢制零件在周期作业加热炉中的调质工艺。 炉冷空气是随炉冷到500以下出炉空冷。 T10A、T12A钢需长时间回火。,3.7、常用钢材退火温度及硬度见表十七 表十七 常用钢材退火温度及硬度,3.8、常用钢材正火温度及硬度见表十八表十八 常用钢材正火温度及硬度,3.9、常用钢材淬火回火温度及硬度见表十九 表十九 常用钢材淬火回火温度及硬度,3.10、碳钢铸件的退火工艺及退火后硬度见表二十表二十 碳钢铸件的退火工艺及退火后硬度,3.11、碳钢铸件正火处理工艺及硬度见表二十一表二十一 碳钢铸件正火处理工艺及硬度, 铸件形状复杂的可在正火后回火，一般不必回火。小试样空冷，而一般铸钢件常采用回火后炉冷。, 生产中大件或者特大件的保温时间按每增加100mm保温时间增加24h计算，可根据具体实际情况而定。,3.12、球墨铸铁在不同热处理状态下的力学性能见表二十二 表二十二 球墨铸铁在不同热处理状态下的力学性能,四、齿轮材料及热处理 4.1、齿轮用钢的冶金质量要求见表二十三 表二十三 齿轮用钢的冶金质量要求,4.2、汽车、拖拉机常用钢材及热处理工艺见表二十四 表二十四 汽车、拖拉机常用钢材热处理工艺,4.3、渗碳和碳氮共渗齿轮表面碳（氮）浓度、表面硬度、表层组织及心部硬度见表二十五 表二十五 渗碳和碳氮共渗齿轮表面碳（氮）浓度、表面硬度、表层组织及心部硬度,4.4、齿轮及花键轴渗碳淬火有效硬化层标准见表二十六 表二十六 齿轮及花键轴渗碳淬火有效硬化层标准,4.5、渗碳（碳氮共渗）齿轮的心部硬度见表二十七表二十七 渗碳（碳氮共渗）齿轮的心部硬度,注：为不宜选用此种组合,4.6、不同钢材齿轮渗氮层表面硬度见表二十八表二十八 不同钢材齿轮渗氮层表面硬度,注：为提高承载能力，对高速重载齿轮其心部硬度最好调质到300HBS以上。,4.7、常用齿轮钢材氮碳共渗工艺及表面硬度见表二十九 表二十九 常用齿轮钢材氮碳共渗工艺及表面硬度,4.8、齿轮模数与渗氮层深度关系见表三十 表三十 齿轮模数与渗氮层深度关系,五、模具的热处理 5.1、冷作模具钢分类见表三十一 表三十一 冷作模具钢分类,5.2、热作模具钢分类见表三十二 表三十二 热作模具钢分类,5.3、塑料模具钢分类见表三十三 表三十三 塑料模具钢分类,5.4、常用冷冲模具材料选用见表三十四 表三十四 常用冷冲模具材料选用,5.5、常用冷锻模具材料见表三十五 表三十五 常用冷锻模具材料,5.6、冷作模具钢毛坯成批等温球化退火规范见表三十六 表三十六 冷作模具钢毛坯成批等温球化退火规范,5.7、冷作模具钢常用淬火工艺规范见表三十七 表三十七 冷作模具钢常用淬火工艺规范,注： ：20%NaCl30%CaCl2(KCl)50%BaCl2,5.8、常用冷作模具钢回火温度与硬度见表三十八 表三十八 常用冷作模具钢回火温度与硬度,5.9、冷作模具钢回火脆性温度范围见表三十九 表三十九 冷作模具钢回火脆性温度范围,5.10、热作模具材料的选用见表四十 表四十 热作模具材料的选用,5.11、锤锻模用钢的淬透深度和600700时的硬度见表四十一 表四十一 锤锻模用钢的淬透深度和600700时的硬度,5.12、锤锻模用钢退火工艺见表四十二 表四十二 锤锻模用钢退火工艺,5.13、不同尺寸模块的退火工艺规范见表四十三 表四十三 不同尺寸模块的退火工艺规范,5.14、锤锻模用钢淬火工艺见表四十四 表四十四 锤锻模用钢淬火工艺,5.15、锤锻模用钢的回火温度与硬度的关系见表四十五表四十五 锤锻模用钢的回火温度与硬度的关系,5.16、热挤压模具用钢工作硬度见表四十六 表四十六 热挤压模具用钢工作硬度,5.17、热挤压模具钢退火工艺见表四十七表四十七 热挤压模具钢退火工艺,5.18、三种热挤压模具钢快速球化退火后的硬度见表四十八表四十八 三种热挤压模具钢快速球化退火后的硬度,5.19、热挤压模具钢的淬火工艺见表四十九表四十九 热挤压模具钢的淬火工艺,5.20、热挤压模具钢的回火工艺见表五十 表五十 热挤压模具钢的回火工艺,5.21、压铸铝合金用模具的淬、回火工艺见表五十一表五十一 压铸铝合金用模具的淬、回火工艺,5.22、塑料模具用钢的退火工艺见表五十二 表五十二 塑料模具用钢的退火工艺,5.23、塑料用模具的工作硬度见表五十三 表五十三 塑料用模具的工作硬度,5.24、塑料模具钢的淬火工艺见表五十四 表五十四 塑料模具钢的淬火工艺,5.25、塑料模具用钢回火温度与硬度关系见表五十五 表五十五 塑料模具用钢回火温度与硬度关系,5.26、常用模具钢真空淬火工艺参数见表五十六 表五十六 常用模具钢真空淬火工艺参数,六、发动机有关零件材料及热处理方式 表五十七 发动机有关零件材料及热处理方式,七、拖拉机有关金属材料及热处理方式 表五十八 拖拉机有关金属材料及热处理方式,