第二章金屬焊接和切割技術基本知識第一節(jié)概述一、焊接與切割的基本原理和分類

1、基本原理焊接就是通過加溫或者加壓使之造成原子或分子間的結合或者擴散（融化），從而達到不可拆卸的連接。

2、焊接的分類

焊接熔化焊壓力焊釬焊氣焊電弧焊電渣焊氣體保護焊冷壓焊爆炸焊烙鐵釬焊感應釬焊3、切割的方法和種類切割火焰切割電弧切割冷切割氣割液化石油氣割氫氧源切割氧熔劑切割等離子弧切割碳弧切割冷切割水射流切割（一）熔化焊

1、氣焊

氣焊主要應用于薄鋼板、低熔點材料（有色金屬及其合金）、鑄鐵件和硬質(zhì)合金刀具等材料的焊接，以及磨損、報廢車件的補焊、構件變形的火焰矯正等。

2、電弧焊

手工電弧焊可以進行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。另外由于電弧焊設備輕便，搬運靈活，可以在任何有電源的地方進行焊接作業(yè)。適用于各種金屬材料、各種厚度和各種結構形狀的焊接。

埋弧焊SAW一般只適用于平焊位置，不適于焊接厚度小于

1mm的薄板。

由于埋弧焊熔深大，生產(chǎn)率高，機械化操作的程度高，因而適于焊接中厚板結構的長焊縫。埋弧焊能焊的材料已從碳素結構鋼發(fā)展到低合金結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼等以及某些有色金屬，如鎳基合金、鈦合金和銅合金等。

3、氣電焊

用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊稱為氣體保護電弧焊，簡稱氣電焊。

氣電焊通常按照電極是否熔化和保護氣體不同，分為不熔化極（鎢極）惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊，氧化混合氣體保護焊、CO2氣體保護焊和管狀焊絲氣體保護焊。

從被焊件材質(zhì)上看，CO2氣體保護焊可以焊接碳鋼和低合金鋼；從焊接位置上看，可以進行全位置焊接，也可以進行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。

鎢極惰性氣體保護焊可用于幾乎所有金屬和合金的焊接，但由于其成本較高，通常多用于焊接鋁、鎂、鈦和銅等有色金屬，以及不銹鋼和耐熱鋼等。

鎢極惰性氣體保護焊所焊接的板材厚度范圍，從生產(chǎn)率考慮以3mm以下為宜。對于某些黑色和有色金屬的厚壁重要構件（如壓力容器及管道），為了保證高的焊接質(zhì)量，也采用鎢極惰性氣體保護焊。

熔化極氣體保護除具備不熔化極氣體保護焊的主要優(yōu)點（可進行各種位置的焊接；適用于有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼絕大多數(shù)金屬的焊接）外，同時也具有焊接速度較快，熔敷效率較高等優(yōu)點。

4、等離子弧焊

等離子弧廣泛應用于焊接、噴涂和堆焊。能夠焊接更細、更薄（如

1mm以下極薄金屬的焊接）的工件

。

5、電渣焊

電渣焊可以焊接各種碳素結構鋼、低合金高強度鋼、耐熱鋼和中合金鋼，現(xiàn)已廣泛應用于鍋爐、壓力容器、重型機械、冶金設備和船舶等的制造中。另外，用電渣焊可進行大面積堆焊和補焊。

6、激光焊

激光焊可以焊接各種金屬材料和非金屬材料如碳鋼、硅鋼、鋁和鈦等金屬及其合金、鎢、鉬等難熔金屬及異種金屬以及陶瓷、玻璃和塑料等。特別適于焊接微型、精密、排列非常密集、對熱敏感性強的工件，適于焊接厚度小于0.5mm的薄板、直徑小于0.6mm的金屬絲。

7、電子束焊

電子束焊設備復雜，價格貴，使用維護要求高；焊件裝配要求高，尺寸受真空室大小限制；需防護X射線。電子束焊可以用來焊接絕大多數(shù)金屬及合金以及要求變形小、質(zhì)量高的工件等。目前電子束焊已廣泛應用于精密儀器、儀表和電子工業(yè)等。（二）壓力焊

1、電阻焊

電阻焊方法主要有四種，即點焊、縫焊、凸焊和對焊。

點焊適用于可以采用搭接、接頭不要求氣密、厚度小于3

mm的沖壓、軋制的薄板構件。

縫焊廣泛應用于油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機和汽車油箱的薄板焊接。

凸焊主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼的沖壓件。板件凸焊最適宜的厚度為0．5－4mm。

2、超聲波焊

超聲波焊接原則上適于焊接大多數(shù)熱塑性塑料。（三）釬焊

1、火焰釬焊

火焰釬焊適于碳素鋼、鑄鐵以及銅及其合金等材料的釬焊。氧乙炔焰是常用的火焰。

2、電阻釬焊

電阻釬焊分為直接加熱及間接加熱兩種方式。間接加熱電阻釬焊適宜于熱物理性能差別較大和厚度差別較大焊件的釬焊。

3、感應釬焊

感應釬悍的特點是加熱快、效率高、可進行局部加熱，且容易實現(xiàn)自動化。按照保護方式可以分為空氣中感應釬焊、保護氣體中感應釬焊和真空中感應釬焊。二、焊接與切割的發(fā)展概況及應用1、焊接與切割的發(fā)展概況焊接技術是隨著金屬的應用而出現(xiàn)的，古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊。中國商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折，接合良好。春秋戰(zhàn)國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。

戰(zhàn)國時期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應星所著《天工開物》一書記載：中國古代將銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨。中世紀，在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊制造兵器。

古代焊接技術長期停留在鑄焊、鍛焊和釬焊的水平上，使用的熱源都是爐火，溫度低、能量不集中，無法用于大截面、長焊縫工件的焊接，只能用以制作裝飾品、簡單的工具和武器。

2、焊接方法的應用

在工業(yè)部門中，采用金屬型材、板材和管材等，通過焊接技術制造各種金屬結構件，

例如：鍋爐、壓力容器、管道、船舶、橋梁、飛機、火箭、起重機、海洋結構、冶金設備等3、學習焊接和切割技術的必要性1、生產(chǎn)和生活的需要2、安全和健康的需要3、法律和法規(guī)的需要4、焊工證有哪些及情況說明焊工證目前總共有五種：1）特種作業(yè)人員操作證（也叫IC卡證、磁卡證）：

屬于安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局頒發(fā)的，是焊工進行焊接工作的一個操作證、上崗證，主要范圍是除鍋爐壓力容器壓力管道以外的相應鋼構件、焊接件的焊接工作。證書全國通用；適用范圍較廣。5、職業(yè)等級的劃分：共設五個等級，分別為初級（國家職業(yè)資格五級）、中級（國家職業(yè)資格四同級）、高級（國家職業(yè)資格三級）、技師（國家職業(yè)資格二級）、高級技師（國家職業(yè)資格一級）。1、初級工以手工電弧焊、氣焊氣割方法為主，以焊接低合金鋼為主；2、中級工以埋弧焊、氣體保護焊方法為主，以焊接低合金鋼、不銹鋼為主；3、高級工以焊接鑄鐵及有色金屬、異種金屬為主；4、技師以特種焊接方法（釬焊、激光焊等）和新型材料焊接（鈦、鎳等）為主。等級越高，工作內(nèi)容的難度越大。6、技能要求1、對手工電弧焊，在初級工中的技能要求主要是平板對接的單面焊雙面成形，對其他位置則只要求能焊，但不要求單面焊雙面成形。2、中級工中則要求平板對接的立焊、橫焊的單面焊雙面成形以及垂直固定管對接的單面焊雙面成形，對板的仰焊和管的水平固定中要求會焊。3、高級工中則要求平板對接的仰焊和管的水平固定的單面焊雙面成形，以及管的加障礙的單面焊雙面成形等內(nèi)容。

也就是說級別越高則要求能夠掌握的技能項目越多，而且難度也有所增加。7、焊接方法的特點

1)節(jié)省材料和工時采用焊接方法制造金屬結構，一般比鉚接節(jié)省金屬材料10~20%。焊接加工快，工時少，生產(chǎn)周期短，采用焊接方法可以制成雙金屬結構，如不銹鋼、刀具等，可獲得優(yōu)良的使用性能，又能節(jié)省大量昂貴的合金材料。此外，還可采用焊接方法修復已磨損或損壞的機器零部件等。2)簡化工藝在制造大型、復雜的結構和零件時，可用型材或板材先制成部件，然后再裝焊成大構件，從而簡化了制造工藝。3)連接性能好焊縫具有良好的力學性能，能耐高溫、低溫、高壓，具有良好的密封性、耐腐蝕性、耐磨性等。

但是，焊接技術尚有一些不足之處，對某些材料的焊接有一定困難，焊接不當會產(chǎn)生焊接缺陷，焊接接頭的組織和性能往往要變懷，要產(chǎn)生焊接殘余應力和焊接變形，影響零部件的金屬結構和形狀、尺寸，增加工作時的應力，降低承載能力第二節(jié)金屬材料材料的分類幾個概念金屬：具有不透明、金屬光澤良好的導熱和導電性并且其導電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體（即晶體）。

合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性的物質(zhì)。金屬材料性能材料的使用性能包括：物理性能（如比重、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學性能（機械性能）。材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。金屬的機械性能機械性能（力學性能）：機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。1、強度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應力。2、屈服點（бs）：稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應力達到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%L時應力值，單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。3、抗拉強度（бb）也叫強度極限指材料在拉斷前承受最大應力值。單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。4、延伸率（δ）：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標距長度的百分比。5、斷面收縮率（Ψ）材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。6、硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測定分布氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）7、沖擊韌性（Ak）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2（J/cm2）.指金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力。1.定義2.應用強度是機械零件（或工程構件）在設計、加工、使用過程中的主要性能指標，特別是選材和設計的主要依據(jù)。（一）強度的概念金屬的力學性能（二）強度的測定——拉伸實驗1.拉伸試樣（GB6397-86）2.力—伸長曲線（以低碳鋼試樣為例）3.脆性材料的拉伸曲線1.拉伸試樣（GB6397-86）長試樣：L0=10d0短試樣：L0=5d02.力——伸長曲線彈性變形階段屈服階段頸縮現(xiàn)象拉伸試驗中得出的拉伸力與伸長量的關系曲線。強化階段ΔLF03.脆性材料的拉伸曲線（與低碳鋼試樣相對比）脆性材料在斷裂前沒有明顯的屈服現(xiàn)象。

（三）強度指標1.屈服點在拉伸試驗過程中，載荷不增加，試樣仍能繼續(xù)伸長時的應力，用符號σs表示。脆性材料的屈服點：試樣卸除載荷后，其標距部分的殘余伸長率達到試樣標距長度的0.2%時的應力，用符號σ0.2表示。FsA0σs=

應用：σs和σ0.2常作為零件選材和設計的依據(jù)。脆性材料的屈服點ΔLF0F0.20.2%L0F0.2A0σ0.2=屈服點計算公式：

σb=FbA02.抗拉強度材料在斷裂前所能承受的最大應力，用符號σb表示。應用：脆性材料制作機械零件和工程構件時的選材和設計的依據(jù)。計算公式：（二）衡量指標二、塑性金屬材料斷裂前發(fā)生永久變形的能力。斷面收縮率：伸長率：試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比。（一）定義伸長率（δ）l1-l0l0×100%δ=l1——試樣拉斷后的標距,mm;l0——試樣的原始標距,mm。斷面收縮率（Ψ）試樣拉斷后，頸縮處的橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比。S0-S1S0Ψ=×100%S0——試樣原始橫截面積mm2S1——頸縮處的橫截面積,mm2

（一）布氏硬度（二）洛氏硬度三、硬度1.原理2.應用3.優(yōu)缺點1.原理2.應用3.優(yōu)缺點1.原理布氏硬度=

FA凹=2FπD[D-（D2-d2）?]（一）布氏硬度測量比較軟的材料。測量范圍HBS<450、HBW<650的金屬材料。3.優(yōu)缺點2.應用壓痕大，測量準確，但不能測量成品件。1.原理（二）洛氏硬度加初載荷加主載荷卸除主載荷讀硬度值2.應用范圍20~671500N120°金剛石圓錐體HRC25~1001000N1.588mm鋼球HRB70~85600N120°金剛石圓錐體HRA常用洛氏硬度標度的試驗范圍優(yōu)點：操作簡便、迅速，效率高，可直接測量成品件及高硬度的材料。3.優(yōu)缺點缺點：壓痕小，測量不準確，需多次測量。四、沖擊韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。（三）沖擊試驗原理及方法（一）定義（二）沖擊試樣計算公式Ak=GH1

-GH2

=G（H1

-H2）試驗原理：試樣被沖斷過程中吸收的能量即沖擊吸收功（Ak）等于擺錘沖擊試樣前后的勢能差。試驗過程如圖所示。沖擊韌度（ak）：沖擊吸收功除以試樣缺口處截面積。材料的工藝性能工藝性能：指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。1、鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。2、焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。3、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。4、冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。5、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。6、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。材料的化學性能化學性能：指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時抵抗發(fā)生化學或電化學反應的性能。1、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。2、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。什么是黑色金屬黑色金屬：如生鐵、鐵合金、鑄鐵、鋼、合金鋼等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。習慣上把碳含量＞2.11%的歸類于鐵，碳含量＜2.11%的歸類于鋼。當鐵中含C在0.03%~1.2%范圍時則為鋼，含C1.2%~2.5%的鐵缺乏實用性，一般不進行工業(yè)生產(chǎn)。鋼是用生鐵（煉鋼生鐵）或生鐵加一部分廢鋼煉成的鋼中含碳量低于2.11%，并使其雜質(zhì)（主要指S、P）含量降低到規(guī)定標準。鋼是含碳量在0.04%~2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：1.按品質(zhì)分類2.按化學成份分類

3.按成形方法分類4.按用途分類5.按金相組織分類6.綜合分類7.按冶煉方法分類按品質(zhì)分類按照鋼中硫（S）和磷（P）的含量可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。(1)普通鋼（P≤0.045%，S≤0.055%）(2)優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）(3)高級優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）按化學成份分類(1)碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。按成形方法分類(1)鍛鋼；(2)鑄鋼；(3)熱軋鋼；(4)冷拉鋼。按用途分類(1)建筑及工程用鋼a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。(2)結構鋼a.機械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼(3)工具鋼a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。(4)特殊性能鋼a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。(5)專業(yè)用鋼如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。按金相組織分類(1)正火狀態(tài)a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。(2)退火狀態(tài)：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）;c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）;d.萊氏體鋼（珠光體+滲體）。綜合分類(1)普通鋼a.碳素結構鋼：Q195；Q215(A、B)；Q235(A、B、C)；Q255(A、B)；Q275。b.低合金結構鋼c.特定用途的普通結構鋼(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級優(yōu)質(zhì)鋼）結構鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；特定用途優(yōu)質(zhì)結構鋼。b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。按冶煉方法分類(1)按爐種分a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。b.轉(zhuǎn)爐鋼：(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼；(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼。或(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)側吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。c.電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。(2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼；b.半鎮(zhèn)靜鋼；c.鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。有關鋼的熱處理的名詞：退火：將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發(fā)生相變或部分相變的溫度，經(jīng)過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學性能，減少殘余應力；同時可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內(nèi)應力，又為后續(xù)工序作好準備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預先熱處理。正火：正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，對于亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟的。淬火：淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶液等。回火：將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學性能?；鼗鸱指邷鼗鼗稹⒅袦鼗鼗鸷偷蜏鼗鼗鹑?。回火多與淬火、正火配合使用。⑴調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500~650℃之間進行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。⑵時效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150~250℃）精加工前，把工件重新加熱到100~150℃，保持5~20小時，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。表面熱處理⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬在馬氏體組織，而心部沒有發(fā)生相變，這就實現(xiàn)了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。⑵化學熱處理：是指將化學元素的原子，借助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生產(chǎn)中多采用氣體滲氮法。氰化：又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產(chǎn)中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。中國鋼號表示方法

鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。中國的鋼號表示方法，根據(jù)國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》（GB221-79）中規(guī)定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結合的方法表示。即：①鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如Si、Mn、Cr……等?；旌舷⊥猎赜谩癛E”（或“Xt”）表示。②產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示。③鋼中主要化學元素含量（%）采用阿拉伯數(shù)字表示。中國鋼號表示方法的分類說明1）碳素結構鋼①由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是Mpa。例如：Q235表示屈服點（ss）為235MPa的碳素結構鋼。②必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。中國鋼號表示方法2）優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。②錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。中國鋼號表示方法3）碳素工具鋼①鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。②鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。③錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。④高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“T8MnA”。中國鋼號表示方法4）易切削鋼①鋼號冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼。②字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。中國鋼號表示方法5）合金結構鋼①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4~0.6%，后者為0.9~1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%??時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07~0.12%，硼為0.001~0.005%。④高級優(yōu)質(zhì)鋼應在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。中國鋼號表示方法6）彈簧鋼彈簧鋼是用生20產(chǎn)各種板簧和螺旋彈簧或類似零件（如軋輥等）。彈簧是一種能產(chǎn)生大量彈性變形的結構零件，通過彈簧的彈性變形，可以吸收沖擊能量、緩和沖擊和震動的作用，因此對彈簧鋼的要求必須有高的強度，特別是高的屈服強度和疲勞強度；要不易脫碳，有良好的表面質(zhì)量，具有一定的淬透性和良好的工藝性能。有的彈簧還要求耐熱、耐腐蝕等。因此彈簧鋼含碳較高，彈簧鋼有合金和非合金。彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結鋼相同。彈簧鋼牌號,根據(jù)GB1222-84查找中國鋼號表示方法7）滾動軸承鋼滾動軸承鋼也叫軸承鋼。主要用來制造滾動軸承內(nèi)外套圈、滾珠、滾粒、保持架等，但在量具、冷作模具、低合金刀具、柴油機高壓油泵件等方面也有廣泛應用。軸承鋼種類較多有較多高碳鉻、滲碳、不銹、高溫、無磁軸承鋼。①鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。中國鋼號表示方法7）合金工具鋼和高速工具鋼①合金工具鋼12鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。②高速工具鋼13的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。③鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數(shù)字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。中國鋼號表示方法9）不銹鋼和耐熱鋼①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者，鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。不銹鋼知識在空氣中或化學腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經(jīng)過鍍色等表面處理，而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能，使用于多方面的鋼鐵的一種，通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼，18-鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析，因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個膜隔離開與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12%以上的鉻。鉻18鎳9不銹鋼（奧氏體）牌號對照表中國美國英國西德日本蘇聯(lián)0Cr18Ni9304、304L58E4301、430627、28ЭИ8421Cr18Ni930258A430039、40ЭЯ11Cr18Ni9Ti（Nb）321（347）58B（F）4541（4550）29、ЭЯTCr25Ni20310、31442Cr18Mn8Ni5202有色金屬概述1.有色金屬分類（1）有色純金屬分為重金屬、輕金屬、貴金屬、半金屬和稀有金屬五類。（2）有色合金按合金系統(tǒng)分：重有色金屬合金、輕有色金屬合金、貴金屬合金、稀有金屬合金等；按合金用途則可分：變形（壓力加工用合金）、鑄造合金、軸承合金、印刷合金、硬質(zhì)合金、焊料、中間合金、金屬粉未等。（3）有色材按化學成份分類：銅和銅合金材、鋁和鋁合金材、鉛和鉛合金材、鎳和鎳合金材、鈦和鈦合金材。按形狀分類時，可分為：板、條、帶、箔、管、棒、線、型等品種。有色金屬產(chǎn)品牌號表示方法2.有色金屬產(chǎn)品牌號表示方法（1）命名原則有色金屬及合金產(chǎn)品牌號的命名，規(guī)定以漢語拼音字母或國際元素符號作為主題詞代號，表示其所屬大類，如用L或AL表示鋁，T或Cu表示銅。主題詞以后，用成份數(shù)字順序結合產(chǎn)品類別來表示。即主題詞之后的代號可以表示產(chǎn)品的狀態(tài)、特征或主要成份。如：LF為防（F）銹的鋁（L）合金；LD為鍛（D）造用的鋁（L）合金；LY為硬（Y）的鋁（L）合金，這三種合金的主題詞是鋁合金（L）。又如：QSn為青（Q）銅中主要的添加元素為錫（Sn）的一類；QAL9-4為青（Q）銅中含有鋁（AL），成分中添加元素鋁為9%，其他添加元素為4%，這兩種合金的主題詞是青銅（Q）。因此，產(chǎn)品代號是由標準（GB340-78）規(guī)定的主題詞漢語拼音字母、化學元素符號及阿拉伯數(shù)字相結合的方法來表示。名稱化學元素符號漢語拼音代號名稱化學元素符號銅CuT鋅Zn鋁ALL鉛Pb鎂MgM錫Sn鎳NiN銻Sb鈦TiT金Au黃銅—H銀Ag青銅—Q鎘Cd白銅—B鈹Be常用有色金屬和合金元素的名稱及代號名稱采用代號名稱采用代號防銹鋁LF鎂合金（變形加工用）MB鍛鋁LD焊料合金HI硬鋁LY陽極鎳NY超硬鋁LC電池鋅板XD特殊鋁LT印刷合金I硬釬焊鋁LQ印刷鋅板XI無氧銅TU稀土Xt金屬粉末F鎢鈷硬質(zhì)合金YG噴鋁粉FLR鎢鈦鈷硬質(zhì)合金YT專用有色金屬合金名稱及其代號有色金屬和合金產(chǎn)品