合金铸铁牌号一览表

第一节　常用金属材料

一、钢及合金

钢中除含有铁和碳两种基本元素外，还有硅、锰、硫、磷等杂质。其中硫和磷在一定温度下，使钢的脆性增加，强度大幅度下降，直接影响钢质量的提高，是钢中的有害元素，必须严格控制其含量。硅和锰是有益元素，能提高钢的强度和硬度，但塑性和韧性有所下降。锰还能减轻硫的有害作用。钢的种类繁多，可按不同方法分类，我国国家标准中基本上是按用途、质量和元素含量的综合方法分类命名的。钢分碳素钢和合金钢。碳素钢又分为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、碳素铸钢；合金钢又分为合金结构钢、合金工具钢、特殊性能合金钢。下面将分别介绍。

1.碳素钢

（1）普通碳素结构钢

普通碳素结构钢的冶炼方法简单，价格便宜，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、车辆等金属结构，也用于制造普通的机械零件，如螺钉、螺栓、螺母、垫圈、短轴等。普通碳素结构钢按使用要求不同分为甲、乙、丙（特）三类。

①甲类钢——这类钢按保证机械性能供应。其牌号用A加数字1～7表示，如A₂，A₃等，随着数字的增加，钢的强度增加而塑性降低。这类钢是热轧状态供应，一般不进行热处理，可根据需要直接选用。

②乙类钢——这类钢按保证化学成分供应。其牌号用B加数字1～7表示，如B₂，B₃等，随着数字的增加，钢的含碳量增加。这类钢使用时要根据化学成分进行锻造和热处理，机械性能将提高。

③丙类钢——这类钢既保证机械性能又保证化学成分。其牌号用C加数字2～5表示。这类钢的使用，目前常被优质碳素结构钢代替。

（2）优质碳素结构钢

优质碳素结构钢既保证机械性能又保证化学成分，钢中有害杂质含量低，故广泛用于制造较重要的机械零件。其牌号用两位代表钢中平均含碳量（以0.01%为单位）的数字表示，有08，10，15，20，……85。例如，45表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

如果优质碳素结构钢的含锰量高于0.8%，则在两位数字后附以Mn，如45Mn等。

（3）碳素工具钢

工具的耐磨性要求较高，因此碳素工具钢的含碳量均在0.7%以上，通常需进行淬火及低温回火。碳素工具钢的牌号用T加代表钢中平均含碳量（以0.1%为单位）的数字表示，如T7，T8……T13。如果是高级优质碳素工具钢，则在数字后附以A，如T7A等。

（4）碳素铸钢

大型重载的齿轮类零件无法锻压成型，铸铁的强度低，可采用铸钢件。碳素铸钢的含碳量一般在0.15%～0.60%之间。其牌号是在优质碳素结构钢牌号前加上ZG，有ZGl5，ZG25，ZG35，ZG45和ZG55。碳素铸钢按质量可分为I（高级优质）、Ⅱ（优质）和Ⅲ（普通）级，相应的硫、磷含量分别不大于0.04%，0.05%和0.06%，质量级别附在牌号之后，如ZG35I，但Ⅲ级可省略不注。

2.合金钢

合金钢是在炼钢时特意加入一定数量的Si，Mn，Cr，Ni，W，Mo，V，Ti等合金元素所形成的。它比碳素钢具有较高的强度、韧性和某些特殊性能。为充分发挥合金元素的作用，合金钢一般都要进行热处理。

（1）合构结构钢

这类钢的牌号用“平均含碳量（以0.01%为单位）＋化学元素＋合金元素平均含量”表示。合金元素平均含量，以1%为单位，当含量＜1.5%时不注，当含量＞1.5%，2.5%……时，相应以2、3……表示。如40Cr表示平均含碳量为0.40%、含铬量小于1.5%的铬钢。

（2）合金工具钢

合金工具钢的牌号与合金结构钢相似，其区别是：钢中平均含碳量＞l%时不注，＜1%时用前面的一位数字注出，以0.1%为单位，但高速钢平均含碳量＜1%时也注出。

（3）特殊性能合金钢

这是指不锈钢、耐热钢、耐磨钢等一些具有特殊化学、物理性能的钢，用于制造有特殊要求的重要零件，其常用的牌号有1Cr₃，15CrMo，ZGMn₃等。

表4.1列出若干常用钢材的机械性能和用途，供参考。

表4.1　常用钢材的机械性能和用途

二、铸铁

铸铁是含碳量大于2.14%的铁碳合金。与钢相比，铸铁中含碳、硅较高，含杂质元素硫、磷较多。按照碳在铸铁中存在的形式、形态可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁。白口铸铁的性能脆而硬，难以机械加工，很少用于制造机械零件，仅用于制造强度要求不高的耐磨机件和工具，如磨球、轧棍、犁铧等。可锻铸铁的机械性能强于灰口铸铁，但由于生产周期长、工艺复杂，已逐渐被球墨铸铁所代替。下面就生产上常用的灰口铸铁和球墨铸铁作一介绍。

1.灰口铸铁

灰口铸铁（也称灰铸铁）因断口呈灰色而得名。其中的碳全部或大部以片状石墨形式存在，承受拉伸载荷时，沿石墨端部易形成裂纹，故灰口铸铁的抗拉强度很低，不能锻造，但其抗压强度与钢接近。片状石墨对震动的传递有削弱作用，所以铸铁有良好的减振性。由于石墨的润滑及断屑作用，灰铸铁的切削性能很好。灰铸铁牌号由HT和数字组成，三位数字表示最低抗拉强度σb值。如HT250表示σb＞250MPa的灰铸铁。

热处理只能改变基体组织，不能消除片状石墨的有害作用，对提高灰铸铁的机械性能效果不大。灰铸铁常用的热处理方法有：去应力退火（又称人工时效），以消除内应力，防止铸件变形；软化退火，消除白口。改善切削加工性能；表面淬火，提高铸件的表面硬度和耐磨性。铸铁具有一定的强度和韧性，有良好的减振性、耐磨性、耐蚀性以及良好的工艺性能，价格低廉，制作方便，因此在工业中使用广泛。可用于制造强度、韧性要求不高，有良好的减振性、耐磨性的零件，甚至较重要的零件。

2.球墨铸铁

球墨铸铁是在灰铸铁成分的铁水中加入球化剂（纯镁或稀土镁合金等）和墨化剂（硅铁等）制成的。球墨铸铁中石墨呈球状，使基体组织的割裂程度大为减弱，基体强度的利用率可达70%～90%，故球墨铸铁的强度、塑性和韧性远远超过灰铸铁，并兼有钢的高强度和灰铸铁的优良铸铁性能，目前已成功地代替了铸钢件、锻钢件和可锻铸铁，用于制造受力复杂、机械性能要求高的零件。球墨铸铁牌号由QT和两组数字组成，前一组数字表示最低抗拉强度%（按1/10折算），后一组数字表示最低延伸率6。如QT70—2表示σb＝700，6＝2的球墨铸铁。

球墨铸铁可进行退火、正火、调质和等温淬火等热处理，以改变基体组织，并显著提高其机械性能。如牌号就是经等温淬火获得的超高强度球墨铸铁。

在球罨铸铁和灰铸铁中加入一些合金元素Cr，Ni，Mo，Cu，Al，Si，P等，可制成耐热、耐磨和耐蚀等的特合金铸铁。

三、有色金属

与黑色金属材料相比，有色金属及其合金有许多如导电、导热、耐蚀、重量轻等特殊的机械、物理和化学性能，在各行业应用广泛。但有色金属一般价格昂贵，需要满足特殊需要时才采用。常用的有色金属有铝、铜、钛及其合金，下面作简要介绍。

1.铝及其合金

铝为面心立方结构，比重小（仅为2.7g/cm³），在空气中有良好的耐蚀性，有良好的导电、导热性能，塑性高，可通过冷、热加工制成铝线、铝铂等各种薄型材料和成品。但纯铝的强度很低，不能作为结构材料，主要用于制造导电体和耐腐蚀的器皿及日用品等。

在铝中加入铜、镁、锰、硅等合金元素可获得强度较高、有良好加工性能的铝合金。铝合金可通过冷、热变形或热处理进一步提高其强度，再加上铝合金重量轻，在制造轻质零部件，特别是航空航天工业中应用广泛。铝合金按其工艺性能分为变形铝合金和铸造铝合金两类。

变形铝合金：这类铝合金一般是经过压力加工制成型材使用的。常用的变形铝合金有防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金等，它们的牌号分别是LF，LY，LC，LD等。其中应用最广泛的是硬铝合金，它属于Al—Cu—Mg系列合金。如LYl1为第11种硬铝合金，具有中等强度，常用于飞机结构中的中等结构件及螺栓、铆钉等。

铸造铝合金：这是用来制造铸件的铝合金，其牌号用ZL加三位数字表示。第一位数字表示合金的类别：1为Al—Si系、2为Al—Cu系、3为Al—Mg系、4为A1—Zn系，其中Al—Si系具有优良的铸造性能和足够的强度及耐蚀性，应用最为广泛。如ZLlO9为第9种铸造铝合金，适用于制造活塞等高温下工作的零件。

2.铜及其合金

铜也是面心立方结构，比重大（为8.7g/cm³），在空气中有良好的耐蚀性，有优良的导电、导热性能，塑性高，冷、热加工性能均好。但纯铜的强度低，不宜作为结构材料，主要用于制造导电体、油管等。

铜合金主要有黄铜和青铜两类。

黄铜是以锌（30%～45%）为主要添加元素的铜合金。其牌号用H加两位数字表示。例如，H96，H90H62，H59，其中数字表示平均含铜量。若是铸造黄铜，牌号前再冠以Z。铜中加锌的目的是增强铜的强度和塑性。若要进一步提高黄铜的机械性能、耐蚀性和工艺性能，可在铜锌中加入铅、锰、锡、硅、铝等合金元素，组成特殊黄铜。

青铜是指以锡为主要添加元素的普通青铜（或称锡青铜）或以铝、硅、铅代替锡的特殊青铜（或称无锡青铜）合金。其牌号用Q＋主要元素符号＋主加元素的含量表示。如QSn₇为含7%Sn的锡青铜。锡青铜可用于制造弹簧、耐磨零件等。无锡青铜可作为锡青铜的代用品。另外，无锡青铜也有一些高于锡青铜的性能。

3.钛及其合金

钛在常温下为密排六方结构，比重小（为4.5g/cm³），比强度高，有优良的耐热和耐蚀性能，热膨胀系数小，因而钛及其合金已成为航空航天、造船及化工工业不可缺少的材料。但钛在高温下异常活跃，制造条件严格，使其应用受到限制。钛合金中的TC₄因其耐热性、塑性都较好，生产工艺简单，并可进行热处理强化，故应用最广、最多。