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作者：许中明,吴裕农等编

出版社：电子工业出版社

出版时间：2013-07-01

书籍编号：30467389

ISBN：9787121205934

正文语种：中文

字数：162484

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：机械制造技术基础

作者：许中明　吴裕农

ISBN：9787121205934

版权所有 · 侵权必究

前　言

本书根据教育部高职院校教学改革要求，以工学结合为切入点，以工作任务为导向，紧密结合机械设计制造类职业岗位群对技能的要求编写，编写中注重基础知识的掌握与操作技能的培养。

全书以机械产品从零件毛坯到加工出合格零件及装配出产品的整个制造过程为主线，共分8个学习情境项目：零件材料与热处理工艺的确定、零件切削加工参数的确定、零件加工方法与设备工装的确定、工件定位与夹紧方案的确定、零件机械加工工艺规程的制订、零件加工质量检验、零件加工质量问题分析、机械产品装配工艺的制订。每个学习情境项目根据知识学习和技能培养的需要，又分为若干个任务。

本书有以下特点：

（1）工作任务驱动。本书以机械设计制造类岗位实际工作内容与要求确定各学习情境教学内容，在每个学习情境中，采用基于工作过程的模式，根据实际工作过程确定各阶段工作任务，以完成典型案例任务来引领学生学习机械制造基础知识与技能。每个案例任务都经过精心选择，并由浅到到深一步步引导学生完成任务。由于任务和目的明确，且每一步都有详细的实施步骤，学生按此学习，就可快速掌握有关知识和技能。

（2）突出技能培养。本书重视对学生技能的培养，通过本书的学习及配套的实训课，培养学生进行热处理操作、选择切削加工参数、设计夹具、制订工艺规程、检验零件质量等多种机械设计制造类工作岗位常用技能，为学生日后的工作打下良好基础。

（3）与企业实际相结合。一直以来，学校教学与企业生产实际脱节较为严重，学校所教的一些内容企业早就不再使用，而企业实际用的一些知识学校又不教。针对这一现象，编者对珠三角地区机械制造企业进行了走访与调研，根据调研情况增加了企业使用较多的里氏硬度计、表面粗糙度仪等新内容，力图缩小“学校所学”与“企业所用”的距离。

（4）采用最新国家标准。最近几年，与本书相关的很多国家标准已修改，例如金属材料性能指标、各种金属材料的牌号表示规则、各种硬度测量方法、机床型号编制方法、砂轮有关的标准等。新的国家标准一方面能更好地与国际标准接轨，另一方面也体现了更高的技术水平。本书按照30多个新版国家标准的要求，对有关内容进行修改，力图做到“知识新”。

本书可作为高职高专院校机械设计制造类各专业的教材，也可作为机械行业技术人员岗位培训参考用书。

本书由顺德职业技术学院许中明担任主编，吴裕农担任副主编。参加编写的有许中明（绪论、学习情境1、学习情境2、学习情境5、学习情境6）、刘修泉（学习情境3第1、2、3节）、温立民（学习情境3第4、5、6、7节）、董蓬（学习情境4）、吴裕农（学习情境7）、付建明（学习情境8）。全书由顺德职业技术学院陈学锋担任主审。

由于编者水平和时间有限，书中难免有欠妥之处，恳请广大读者批评指正。

编　者

2013年5月

绪　论

一、机械产品制造过程概述

每一台机器或设备，例如机床、汽车或空调，都是由相应的零件装配而成的。要装配出合格的机器或设备，首先要制造出符合要求的零件。对于尺寸较小的轴、销、套类零件，可以直接用型材经切削加工制成，而更多的时候，要先将原材料经铸造、锻造、冲压、焊接后制成毛坯，再将毛坯切削加工制成零件。因此，机械产品的制造过程通常可归纳为：毛坯制造→切削加工（热处理）→装配与调试。

1.毛坯制造

常用的毛坯制造方法有：

（1）铸造。将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件。

（2）锻造。在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件。

（3）冲压。在压力机上利用冲模对板料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状和尺寸的产品（冲压件）。

（4）焊接。通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材料达到原子间结合而形成永久性连接。

毛坯的外形与零件近似，其需要加工部分的尺寸大于零件的相应尺寸，孔腔尺寸则小于零件相应尺寸。毛坯尺寸与零件尺寸之差即为毛坯的加工余量。

采用先进的铸造、锻造方法也可直接生产零件。

2.切削加工

要使零件达到精确的尺寸和光洁的表面，应将毛坯上的加工余量用切削方法切除掉。常用的切削加工方法有车、铣、刨、磨、钻和镗等。通常毛坯要经过若干道切削加工工序才能成为成品。根据工艺需要，这些工序又可分为粗加工、半精加工和精加工。

在毛坯制造及切削加工过程中，为便于切削和保证零件的力学性能，还需在某些工序之前或之后对工件进行热处理。所谓热处理，是指采用适当的方式将金属材料（工件）进行加热、保温和冷却，以获得所需要的金属组织与性能的一种工艺方法。热处理后，工件可能有少量变形或表面氧化，所以最终热处理通常安排在精加工（如磨削）之前进行。

3.装配与调试

加工好后并检验合格的零件，按产品的技术要求，按一定顺序组合、连接、固定起来，成为整台机器，这一过程称为装配。装配是机械产品制造的最后一道工序，也是保证机械产品达到各项技术要求的关键。

装配好的机器，还要经过试运转，以观察其在工作条件下的效能和整机质量。只有在检验、试车合格之后，才能装箱出厂。

二、本课程的学习要求和学习方法

本课程是机械类各专业的主干专业技术基础课程。通过本课程的学习，要求学生掌握与机械设计制造岗位群相关的知识和技能：掌握机械工程材料与热处理知识，能确定零件的材料与热处理工艺；掌握金属切削规律，能选择零件加工时的刀具参数与切削参数；熟悉各种加工方法与设备，能确定零件各表面的加工方法与设备；掌握定位与夹紧的基本知识，能制定零件加工时的定位与夹紧方案；能综合制订零件的机械加工工艺规程；能对零件加工质量进行检验；能对零件加工质量问题进行分析并提出解决办法；能制订机械产品的装配工艺规程。

本课程内容多，实践性强，综合性高，因此，学习本课程必须重视实践与应用环节，通过校内实训及工厂实习来更好地体会、加深理解和提高动手能力。在学习中，要注意充分理解和掌握机械制造技术相关的基本概念和知识，加强对相关技能和动手能力的培养。

学习情境1　零件材料与热处理工艺的确定

学习情境导入

用来制造各种机械零件的材料统称为机械工程材料。通常可将其分为两大类：金属材料和非金属材料。机械工业中通常使用钢铁、铜、铝等金属材料，而塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的应用也越来越多。掌握常用的机械工程材料与热处理知识，能根据零件的使用要求，选择合适的材料、毛坯和热处理方法，是机械行业从业人员应具有的基本技能。

知识目标

（1）掌握金属材料常用的性能指标。

（2）掌握常用金属材料的分类、牌号、特点及应用。

（3）掌握常用非金属材料的分类、代号、特点及应用。

（4）掌握钢热处理的特点、方法及应用。

能力目标

（1）能根据零件的使用要求选择合适的材料。

（2）能根据零件的使用要求制定热处理工艺，并能进行正火、退火、淬火、回火等常规热处理操作。

工作任务

根据零件的使用要求，选择合适的材料，并制定其热处理工艺。

工作任务案例

图1-1所示为减速器传动轴，试为该轴选择一种合适的材料，并制定其热处理工艺。

图1-1　减速器传动轴

1.1　任务1　认识金属材料的力学性能

金属材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能。一般机械零件常以力学性能作为设计和选材的依据。金属材料的力学性能是指金属材料在外加载荷作用下表现出来的特性。载荷按其作用形式的不同，分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等，因此金属材料表现出的抵抗外力能力的特性也各不相同。通常力学性能主要是指强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。

1.1.1　强度

金属材料在外载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。由于载荷作用方式不同，强度可分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。工程上应用最普遍的是屈服强度和抗拉强度，这两种强度指标通常用拉伸试验来测定。

试验前，将被测金属材料按国标GB/T 228.1―2010规定，制成一定形状和尺寸的标准试样，试验时将试样装夹在拉伸试验机上，缓慢加载（静载荷）。试样的伸长量随着载荷的增加而增加，直至试样被拉断为止。试验机自动记录装置可将整个拉伸试验过程中的载荷大小与对应的伸长量之间的关系绘成力-伸长曲线图，图1-2（a）所示为退火低碳钢的力-伸长曲线图。

图1-2　退火低碳钢试样的力-伸长曲线

由图1-2（a）可知，当载荷F为零时，伸长量ΔL为零。当载荷由零逐渐增大到Fe时，试样的伸长量与载荷成比例增加。此时卸除载荷，试样能完全恢复到原来的形状和尺寸，即试样处于弹性变形阶段。当载荷超过Fe时，试样除产生弹性变形外，还出现了塑性变形（或永久变形），即卸除载荷后，试样不能完全恢复到原来的形状和尺寸。当载荷加到FH时，载荷曲线首次下降，并出现水平（或锯齿形）线段，这表示载荷不增加，试样却继续伸长，这种现象称为“屈服”，H点称为材料的上屈服强度。当载荷超过FH后，试样的伸长量又随载荷的增加而增大，此时试样已产生大量的塑性变形。当载荷继续增加到Fm时，试样出现局部直径变细的现象，通常称为“缩颈”现象。产生缩颈现象后，由于试样承载截面变小，使试样继续拉伸所需的载荷变小，当载荷逐渐降低到Fk时，试样在缩颈处被拉断。

金属材料受到载荷作用后其内部会产生一个与载荷相平衡的抵抗力（即内力），此力的大小与外力相等，方向相反。金属材料单位面积上的内力称为应力，用R表示（旧国标用σ表示）。金属材料的强度就是用应力来度量的，图1-2（b）所示为退火低碳钢的应力-应变曲线图。

1.屈服强度

试样产生屈服现象时的最小应力称为屈服强度。屈服强度用来表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。当材料所受应力低于屈服强度时，仅有微量塑性变形产生；超过屈服强度时，将产生明显的塑性变形。

屈服强度分上屈服强度和下屈服强度。上屈服强度是试样发生屈服而力首次下降前的最大应力，用符号ReH（MPa）表示。

式中，FH—试样发生屈服而力首次下降前的最大载荷（N）；

　S0—试样的原始横截面面积（mm2）。

下屈服强度是试样在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最小应力（即不计图1-2（b）中的a点所对应的应力），用符号ReL（MPa）表示。

式中，FL—试样在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最小载荷（N）；

　S0—试样的原始横截面面积（mm2）。

下屈服强度相当于旧国标的屈服点σs（注：本书中，部分表格摘自国家标准，若所引用的最新版国家标准仍采用σs表示，则本书表格也沿用σs。其余符号同此处理）。

有些金属材料（如高碳钢、铸铁等）在拉伸试验中没有明显的屈服现象，很难测出屈服强度。在这种情况下，工程上采用规定塑性延伸强度Rp来表征材料抗屈服的性能，即试样标距部分的伸长率达到规定的原始标距百分比时的应力。例如，Rp0.2表示规定塑性延伸率为0.2%时的应力。该指标相当于旧国标中的σ0.2。

式中，F0.2—试样标距部分的塑性延伸率达到原始标距0.2%时的载荷（N）。

2.抗拉强度

试样被拉断前所能承受的最大拉应力称为抗拉强度，用符号Rm（MPa）表示（注：旧国标用σb表示）。

式中，Fm—试样断裂前所承受的最大载荷（N）。

抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。有些塑性较差的材料在拉伸试验中往往没有明显的屈服现象，而抗拉强度比较容易测定，因此抗拉强度也作为衡量材料强度的一个重要指标。

1.1.2　塑性

金属材料在外载荷作用下出现断裂前所能承受的最大塑性变形的能力称为塑性。在断裂之前，材料的塑性变形越大，表示它的塑性越好。常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率，这两个指标也是通过拉伸试验来测定的。

1.断后伸长率

试样被拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比称为断后伸长率，用符号A表示（注：旧国标用δ表示）。

式中，Lu—试样被拉断后的标距（mm）；

　L 0—试样的原始标距（mm）。

2.断面收缩率

试样拉断后，缩颈处横截面面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率，用符号Z表示（注：旧国标用Ψ表示）。

式中，S0—试样的原始横截面积（mm2）；Su—试样断后最小横截面积（mm2）。

断后伸长率与断面收缩率都是材料的重要性能指标，其数值越大，材料的塑性越好。

1.1.3　硬度

硬度是指材料抵抗局部变形，尤其是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬程度的指标。由于可根据硬度值估计出金属材料近似的强度和耐磨性，因此硬度在一定程度上反映了材料的综合力学性能，应用很广。

材料的硬度是通过硬度试验来测定的。硬度试验所用设备简单，操作简便、迅速，可直接在半成品或成品上进行试验而不损坏被测件，因此常将硬度要求作为技术条件标注在零件图或写在工艺文件中。

硬度试验方法较多，常用的有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和里氏硬度试验法。

1.布氏硬度

布氏硬度的测定原理是用一定直径D的硬质合金球做压头，在规定试验力F的作用下，压入被测金属试样表面（见图1-3），保持规定的时间后卸除试验力，测量被测试样表面所形成的压痕直径d，用载荷与压痕球形表面积的比值作为布氏硬度值，用符号HBW表示。

图1-3　布氏硬度试验原理示意图

式中，F—试验力（N）；

　S—永久压痕球形表面积（mm2）。

布氏硬度值由硬度数值、硬度符号和试验条件（球体直径、试验力大小和保持时间）表示。例如，220 HBW5/250表示用直径5mm的硬质合金球在2.452kN试验力下保持10～15s测定的布氏硬度值为220。硬度值越大，表示被测材料硬度越高。布氏硬度试验范围上限为650HBW。

布氏硬度试验法压痕面积较大，能反映出较大范围内材料的平均硬度，所测结果较准确、稳定，但操作不够简便。又因压痕大，故不宜测试薄件或成品件。布氏硬度主要用来测定灰铸铁、有色金属及退火、正火和调质的钢材等。

2.洛氏硬度

洛氏硬度的测定原理是用顶角为120°的金刚石圆锥压头或直径为1.588 mm的淬火钢球压头，在初载荷与主载荷先后作用下，压入被测金属表面（见图1-4），保持规定的时间后卸除主载荷，根据残余压痕深度增量来测定金属材料的硬度。

图1-4　洛氏硬度试验原理示意图

在图1-4所示中，0-0位置为圆锥压头的初始位置，即压头没有与被测金属表面接触时的位置；1-1为在初载荷98.07N（10kgf）作用下，压头压入深度h0的位置；2-2为加上主载荷后，压头再往下压入深度h1的位置；3-3为卸除主载荷后，被测金属弹性变形恢复，使得压头向上回升h2时的位置。洛氏硬度就是用压头受主载荷作用实际压入被测金属表面产生塑性变形的压痕深度值h的大小来衡量被测金属的硬度。压痕深度值h越大，则被测金属的硬度越低。为适应习惯上数值越大，硬度越高的概念，常用一常数K减去h/0.002作为洛氏硬度值，用符号HR表示，该值可直接从硬度计表盘上读出。

式中，K—常数。当用金刚石圆锥做压头时，K=100；当用淬火钢球做压头时，K=130。

洛氏硬度表示的方法是在符号前写出硬度值，如60HRC。常用洛氏硬度的试验条件及应用范围见表1-1。

表1-1　常用洛氏硬度的试验条件及应用范围（摘自GB/T 230.1—2009）

注：表中总试验力=初试验力+主试验力。

3.维氏硬度

维氏硬度试验原理与布氏硬度试验原理相似，区别在于维氏硬度的压头是两相对面夹角为136°的正四棱锥金刚石。试验时，在规定试验力F作用下，压头压入试件表面，保持一定时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度，求其平均值，用于计算压痕表面积，如图1-5所示。维氏硬度值就是试验力F与该压痕表面积的比值，用符号HV表示，单位为kgf/mm2。

维氏硬度值不需计算，一般是根据压痕对角线长度平均值查GB/T 4340—2009附表得出。维氏硬度习惯上不标单位，其表示方法为：在符号HV前面写出硬度值，HV后面依次用相应数字注明试验力和保持时间（10～15s不标）。例如640HV30/20，表示在30kgf试验力作用下，保持20s测得的维氏硬度值为640。

维氏硬度试验法所用试验力小，压痕深度浅，轮廓清晰，数字准确可靠，故广泛用于测量金属镀层、薄片材料和化学热处理后的表面硬度。又因其试验力可在很大范围内选择（49.03～980.7N），所以可测量从很软到很硬的材料。但维氏硬度试验不如洛氏硬度试验简便、迅速，不适合成批生产的常规试验。

图1-5　维氏硬度试验原理示意图

4.里氏硬度

里氏硬度是瑞士Leeb博士在1978年首次提出的一种全新硬度测量方法，其测量原理是用规定质量的冲击体在弹簧力作用下以一定速度冲击试样表面，当冲击体撞击被测表面时会使表面产生变形，这将导致动能的损耗，试样表面硬度越大，动能损耗就越小。利用电磁学原理，通过检测与速度成正比的电压，可得到冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回弹速度之比，从而得到里氏硬度值。

里氏硬度是用冲击体在距离试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度之比来表示硬度值，其计算公式如下：

式中，HL—里氏硬度值；

　vA—冲击体冲击速度；

　vB—冲击体回弹速度。

里氏硬度计能即时显示出硬度测量值，且能支持多种硬度制式，能在不同硬度制式间自由转换。里氏硬度计外形如图1-6所示。

图1-6　里氏硬度计

里氏硬度测量具有以下特点：

（1）里氏硬度计属动载测试。里氏硬度检测的是冲击体冲击与反弹的速度，通过速度修正，可在任意方向上使用，使用非常简便。

（2）里氏硬度计体积小、重量轻，便于现场检测。里氏硬度计的硬度传感器如同笔一般大小，无需工作台，无论是大、重型工件，还是几何形状复杂的工件，都很容易检测。而布氏、洛氏、维氏硬度计由于体积庞大，不便于在现场使用，特别是在测试大、重型工件时，这些硬度计的工作台容纳不下工件，因此无法检测。

（3）测量范围广，可测量多种金属材料。

（4）要求试样有一定的质量和厚度，不适合测试小工件。

（5）里氏硬度在国际上还没有被普遍接受，迄今未被国际标准化组织采纳，试验数据在国际上还缺乏来自独立的第三方或国际组织方面的监督与复核。

5.硬度与抗拉强度的关系

硬度反映了金属材料在局部范围内对塑性变形的抵抗能力，因此材料的硬度与强度之间有一定内在联系，强度越高，塑性变形抗力就越大，硬度值也越高。根据材料的硬度值可以大致估计材料的抗拉强度，其经验公式如下：

低碳钢（＜176HBW） Rm≈3.6×HBW（MPa）

高碳钢（＞175HBW） Rm≈3.45×HBW（MPa）

合金调质钢 Rm≈3.25×HBW（MPa）

灰铸铁 Rm≈HBW（MPa）

1.1.4　冲击韧性

强度、塑性、硬度都是在静载荷作用下测得的力学性能指标。实际上，许多机器零件如冲床用的冲头、锻锤的锤杆、风动工具等，常在冲击载荷作用下工作。对于这些零件，除了需满足静载荷作用下的强度、塑性和硬度要求外，还必须具有足够的抵抗冲击载荷的能力。

金属抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性，金属材料的冲击韧性可以通过冲击试验测定。摆锤式一次冲击试验是目前工程技术上应用最普遍的一种方法，它是将被测金属材料制成标准冲击试样，在专门的摆锤试验机上进行测试，如图1-7所示。试验时，将试样放在试验机的支座上，将质量为m的摆锤提升到高度h1，使之获得一定的势能，然后让摆锤自由下落冲断试样，试样冲断后，摆锤继续向前回升到高度h2。在此过程中摆锤的势能差就是冲断试样所消耗的能量，即试样在冲击载荷一次作用下被冲断时所吸收的功，称为冲击吸收功，用Ak表示，单位为J（焦耳）。用冲击吸收功除以试样底部横截面积就得到冲击韧度，用符号aKU或aKV（J/cm2）表示：

式中，S—试样缺口底部横截面积（cm2）。

冲击韧度越大，则材料的韧性越好；反之，则韧性越差，即脆性越大。

图1-7　冲击韧性试验原理示意图

1.1.5　疲劳强度

许多机械零件如发动机曲轴、连杆、齿轮、弹簧等，经常会受到大小和方向做周期性变化的载荷作用，这种载荷称为交变载荷。在交变载荷的作用下，零件所承受的最大应力值虽然远小于其屈服强度，但经过多次循环后，零件在无显著的外观变形情况下却会发生断裂，这种断裂称为疲劳断裂。疲劳断裂往往是突然发生的，因此具有很大的危险性，经常会造成严重事故。

实验证明，金属材料能承受的交变应力S与断裂前应力循环基数N之间的关系如图1-8所示。由图可知，当S低过某一值时，曲线与横坐标平行，表示材料可经无数次循环应力作用而不断裂，这一应力称为疲劳极限。通常用σ-1表示光滑试样对称弯曲疲劳极限。

图1-8　钢铁材料的疲劳曲线

在指定寿命下使试样失效的应力水平称为疲劳强度，国家标准GB/T 10623—2008规定，用σN表示N次循环后的疲劳强度，即在规定的应力比下使试样的寿命为N次循环的应力振幅值。

通常交变应力越小，材料断裂前所能承受的应力循环次数就越多。工程上用的疲劳强度，是指在一定的应力循环基数作用下不发生断裂的最大应力，通常规定钢铁材料的循环基数取107，有色金属取108。

1.2　任务2　认识常用的金属材料

常用的金属材料主要有非合金钢（碳钢）、合金钢、铸铁、有色金属等，它们是机械工业中使用最多的材料。

1.2.1　非合金钢

非合金钢是指碳的质量分数wc＜2.11%，并含有少量Si、Mn、S、P等杂质元素的铁碳合金，在实施新的钢分类标准以前称为碳素钢（简称碳钢），在工业上使用最广泛。

1.非合金钢的分类

非合金钢分类方法主要有以下三种：

（1）根据碳的质量分数分类。分为低碳钢（wc＜0.25%）、中碳钢（0.25%≤wc≤0.60%）和高碳钢（wc＞0.60%）。

（2）根据钢的质量等级分类。分为普通质量非合金钢（wS≤0.045%，wP≤0.045%）、优质非合金钢（wS≤0.035%，wP≤0.035%）和特殊质量（高级优质）非合金钢（wS≤0.020%，wP≤0.030%）。

（3）根据钢的用途分类。分为碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢。

此外，按冶炼时钢水的脱氧程度不同，又分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢（脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间）。

2.非合金钢的牌号、性能及主要用途

（1）碳素结构钢。

① 普通碳素结构钢。普通碳素结构钢的牌号用“Q+数字+质量级别+脱氧方法符号”表示，其中“Q”为钢材屈服强度“屈”字的汉语拼音字首；“数字”表示其最小屈服强度值；“质量级别”用A、B、C、D表示，其中A级质量等级最低，D级质量等级最高；脱氧方法符号分别用F、Z、TZ表示沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢，通常镇静钢和特殊镇静钢的符号（Z和TZ）可以省略。例如，牌号Q235AF表示屈服强度≥235MPa的A级沸腾钢。普通碳素结构钢的牌号、性能及主要用途见表1-2。

表1-2　普通碳素结构钢的牌号、性能及主要用途 （摘自GB/T 700―2006《碳素结构钢》）

② 优质碳素结构钢。优质碳素结构钢的牌号一般用两位数字表示，这两位数字表示钢中平均碳的质量分数为万分之几。如45钢，表示平均碳的质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。若钢中锰的质量分数较高（0.7%≤wMn≤1.2%）时，则在牌号后面加上锰的化学元素符号（Mn），例如65Mn。优质碳素结构钢的牌号、性能及主要用途见表1-3。

表1-3　优质碳素结构钢的牌号、性能及主要用途

续表

（2）碳素工具钢。碳素工具钢中碳的质量分数在0.65%～1.35%之间，全都属于优质或高级优质碳素钢，这类钢具有高硬度和高耐磨性，主要用于制造刀具、量具和模具。

碳素工具钢牌号用“T+数字”表示，其中“T”为碳素工具钢中“碳”的汉语拼音字首，“数字”表示钢中平均碳的质量分数为千分之几。高级优质碳素工具钢，在数字后面加符号“A”。例如，T8表示平均碳的质量分数为0.8%的优质碳素工具钢，T8A表示平均碳的质量分数为0.8%的高级优质碳素工具钢。碳素工具钢的牌号、性能及主要用途见表1-4。

表1-4　碳素工具钢的牌号、性能及主要用途

（3）铸造碳钢。铸造碳钢简称“铸钢”，其牌号用“ZG+两组数字”表示，其中“ZG”为“铸钢”两字的汉语拼音字首，后面第一组数字表示其最低屈服强度数值，第二组数字表示其最低抗拉强度值。例如，ZG230-450表示最低屈服强度为230MPa、最低抗拉强度为450MPa的铸造碳钢。

一般工程用铸造碳钢中碳的质量分数在0.15%～0.60%之间，铸造碳钢主要用于制作强度和韧性要求较高、形状复杂、难以用压力加工方法成形的铸钢件。常用的铸钢有ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640等。

1.2.2　合金钢

在碳钢

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