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滚动轴承钢
常用结构钢的主要性能要求、化学成分、典型牌号、最终热处理或使用状态、组织见表10-1。
表10-1 常用结构钢
钢种 用 途 桥梁、船体、容器 举 例 主 要 性 能 要 求 含 0.7-0.9% 碳 量 合 金 元 素 典 型 Q235 牌 号 最 终 热 处 (16Mn) 20CrMnTi 18CrZNi4WA 40CrNiMo 38CrMoAlA ①调质处理 淬火 渗碳、淬火，低一般为淬火一般为热轧空冷状态 ②调质+表面中温回火 温回火 淬火低温回低温回火 火 60SiZMn 50CrVA GCr15SiMn Q345 Cr、Mn、Ni、Cr Cr、Mn、Ni、B、Si、B Cr、Mn、Si W、Ti、V V、 V、Ti、Nb Mn、Si V、Ti、W、Mo Mn、 20 20Cr 45 40Cr T8A 65Mn GCr15 <0.4% ≤0.2% 0.10-25% 0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.9-1.1% 较高的刚度、强度，较好的良好的综合力高的弹性极限高的接触疲劳强表层硬而耐磨，心部塑性、韧性，良好的工艺性，学性能，足够的和屈强比，高的度，高硬度和耐较高的韧性和足够的较小的冷脆倾向，一定的耐淬透性，有时要疲劳极限，足够磨性，足够的韧强度 蚀性 求表面耐磨 的塑性、韧性 性 工程结构钢 渗碳钢 调质钢 机床主轴 汽车、拖拉机变机床齿轮 速齿轮 连杆螺栓 弹簧、各类弹滚动轴承部性元件 件 弹簧钢 滚动轴承钢 理 使 ①回火索氏体 用 态 组 织 4.工具钢
按用途，工具钢可分为三大类：刃具钢、模具钢和量具钢。常用工具钢的化学成分、典型牌
号、最终热处理、组织、性能特点和用途举例见表10-2。
表10-2 常用工具钢
钢 种 含碳量 刃 具 钢 碳素工具钢 低合金工具钢 0.65-1.35% 0.75-1.6% Cr、W、V、 高速钢 0.7-1.6% 冷模具钢 热模具钢 高碳高铬钢 1.2-2.3% 0.3-0.6% Cr、Mn、Ni、Mo 5CrNiMo 表层：回火马氏体+碳化物+残余γ ②表层:回火马回火马氏 体一般为铁素体+索氏氏体 回火屈氏体 +碳化物+残体 余奥氏体 心部:回火马氏体或铁素体+珠光体型 心部:回火索氏体 合金元素 Mn、Si 9SiCr 典型牌号 T7（A）-12(A) CrWMn W、Mo、Cr、V Cr、Mo、W、V W18Cr4V Cr12 W6Mo5Cr4V2 Cr12MoV 5CrMnMo 高温淬火一般采用淬淬火、中温回最终热处理 淬火、低温回火 淬火、低温回火 560℃三次回火 火、低温回火 火或高温回火 回火马氏体+回火马氏体+细回火马氏体+碳回火马氏体+γ’或回火马回火屈氏体或组织 小碳化物+残余化物+残余奥氏碳化物+残余氏体+碳化物+回火索氏体 奥氏体 体 奥氏体 γ’ 主 要 性 能 特 点 用途举例 简单车刀、手丝锥、板牙、拉各种高速切削冷冲模、冷挤热锻模等 锤、锉刀等 刀等 刃具等 压模等 高温下有较高高硬度和耐磨的强度和韧硬度、耐磨性、性，淬透性差，良好的红硬性，很高的耐磨性性，足够的硬淬透性均比碳红硬性差，淬火高的硬度、耐磨和淬透性，热度和耐磨性，工钢好，淬火变变形开裂倾向性，高的淬透性 处理变形小 良好的耐热疲形小 大。 劳性，高的淬透性 5.特殊性能钢
特殊性能钢可分为三大类：不锈钢、耐热钢和耐磨钢。 （1）不锈钢
①提高耐蚀性的途径 A、加Cr，提高基体的电极电位。 B、加Cr、Al、Si，形成致密的钝化膜。 C、加Cr、Ni等，使其形成单相组织。
②典型马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢见表10-3。 （2）耐热钢 ①耐热性
耐热性是指高温抗氧化性和热强性（高温强度），热强性用蠕变极限（σ
700
强度（σ1000）来表征。 ②提高耐热性的途径
A、加Cr、Si、Al，形成致密的氧化膜，提高高温抗氧化性。
B、通过加合金元素提高原子间结合力，提高再结晶温度、减慢原子的扩散、增加 组织的稳定性来提高热强性。
③按组织可分为：铁素体型耐热钢、珠光体型耐热钢、马氏体型耐热钢和奥氏体型耐热钢。 （3）耐磨钢
耐磨钢是指在受到强烈摩擦、冲击或巨大压力时，表现出良好耐磨性的钢种。
典型耐磨钢是高锰钢，牌号为ZGMn13，其化学成分、热处理、组织、性能特点及用途举例见表10-3。
表10-3 特殊性能钢
钢 马氏体不锈钢 种 1Cr13 典型牌号 含碳量 合 金 元 素 及 2Cr13 0.1-0.2% 4Cr13 0.3-0.4% 1Cr18Ni9Ti ≤0.12% 3Cr13 1Cr18Ni9 ZGMn13 1.0-1.4% 奥氏体不锈钢 耐磨钢 6000.1/1000
）和持久
Cr：提高基体电极电位，形成钝化膜。 Mn：使其能获得单Cr：提高基体电极电位，形成钝化膜，相奥氏体；增大钢从而提高耐蚀性 Ni：使其呈单相奥的加工硬化能力氏体。 和韧性 Ti：防止晶间腐蚀 作 用 淬火 最终热处理 组织 高温回火 回火索氏体 低温回火 回火马氏体 淬火 固溶处理 水韧处理 性能特点 用途举例 奥氏体 奥氏体 良好的耐蚀性、塑韧性，良好的冷成在受到强烈摩擦、较好的耐蚀性，较型性的焊接性，加较好的耐蚀性，较冲击和巨大压力高的硬度和耐磨工硬化能力强，不高的强度和韧性 时表现出良好的性 能淬火强化，强度耐磨性和韧性 较低，有时产生晶间腐蚀 化工焊接件、耐酸结构零件，如汽轮拖拉机履带、挖掘医疗器械、刃具等 容器、锅炉汽轮机机叶片等 机铲齿、铁路道叉 耐热构件等 11.2.3 铸铁 1.铸铁的分类 2.铸铁的石墨化
（1）铸铁的石墨化过程
第一阶段包括从液态铁水中直接析出石墨以及从奥氏体中析出二次石墨； 第二阶段包括共析转变过程中形成的石墨。
（2）铸铁的石墨化程度与组织的关系见表10-4。
表10-4 共晶铸铁的石墨化程度与组织的关系
石墨化程度 第一阶段 第二阶段 完全石墨化 完全石墨化 未石墨化 部分石墨化 未石墨化 未石墨化 部分石墨化 （3）影响石墨化的因素 3.石墨对铸铁性能的影响
石墨一方面破坏了基体的连续性，减少了实际承载面积；另一方面石墨边
缘 会造成应力集中，形成断裂源。因此铸铁的抗拉强度、塑性、韧性都比钢低。 片状石墨对基体削弱作用和应力集中程度最大，而球状石墨对基体的削弱作 用和应力程度较小。
未石墨化 得到的组织 铁素体+石墨 珠光体+石墨 铁素体+珠光体+石墨 莱氏体 珠光体+二次渗碳+石墨+莱氏体 铸铁名称 灰口铸铁 白口铸铁 麻口铸铁