合金刃具钢主要是指用来制造车刀、铣刀、钻头、丝锥、板牙等切削刃具的钢。刃具在工作时受到零件的压力，刃部与切屑之间产生强烈摩擦，使刀刃磨损并发热，切削速度越大，刃部温度越高，结果导致刃部硬度降低，甚至丧失切削功能，此外刃具还承受一定的冲击和振动，因此，要求刃具具有以下性能。1)高的硬度和耐磨性。一般刃具的硬度应高于60HRC，切削某些高硬度材料时，刃具的硬度还要更高些。通常硬度越高，耐磨性越好。耐磨性直接影响刃具寿命，耐磨性不仅决定于硬度，而且与钢中碳化物的性质、数量、大小和分布状况有关。2)高的热硬性。热硬性是指钢

低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上加入少量合金元素(合金元素总量WMe<3%)而得到的钢。这类钢比碳素结构钢的强度要高10%～30%，低合金高强度结构钢牌号的表示方法是由代表屈服强度的汉语拼音字母(Q)、屈服强度数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三个部分按顺序排列组成的。质量等级符号反映了低合金高强度结构钢中有害元素（磷、硫）含量的多少，从A级到E级，钢中磷、硫含量依次减少。如Q390A，代表屈服强度为390MPa、质量等级为A级的低合金高强度结构钢。合金元素在低合金高强度结构钢中起的作用有：固溶

铝合金在刚淬火后，强度和硬度并不高，塑性很好；但放置几天后，强度和硬度会显著提高，而塑性则明显下降。铝合金的这种淬火后力学性能随时间延长而显著提高的现象，称为时效硬化现象，这一过程称为时效。铝没有同素异构转变，在近铝端处亦没有共析转变，只有固态溶解度随温度变化的曲线。将铝合金固溶处理时，高温下的过饱和α固溶体被原封不动地保留到室温。但是这种过饱和固溶体在室温下处于不平衡状态，有脱溶分解和析出强化相而趋于稳定的倾向。随着时间的延长，强化相逐渐脱溶而使合金强度硬度提高，即所谓时效硬化。时效有自然时效和人工时效两种方式。

不完全退火是将钢加热至Ac1~Ac3（亚共析钢）或Ac1~Accm（过共析钢）之间，经保温后缓慢冷却以获得相近于平衡组织的热处理工艺。由于加热至两相区温度，因此基本上不改变先共析铁素体或渗碳体的形态及分布。如果亚共析钢原始组织中的铁素体已均匀细小，只是珠光体片间距小，硬度偏高，内应力较大，那么只要进行不完全退火即可达到降低硬度，消除内应力的目的。由于不完全退火的加热温度低、时间短，因此对于亚共析钢锻件来说，若其锻造工艺正常，钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火。

许多机械零件如汽车、拖拉机齿轮，内燃机凸轮，活塞销等工作条件比较复杂，一方面零件表面承受强烈的摩擦和交变应力的作用，另一方面又经常承受较强烈的冲击载荷作用，这类零件要求钢表面具有高硬度，心部要有较高的韧性和足够的强度。为了满足这样的工作条件，常选用合金渗碳钢。对合金渗碳钢的基本性能要求是经渗碳、、淬火和低温回火后，表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有足够的强度和韧性。一般合金渗碳钢碳的质量分数wc=0.10%~0.25%（也可适当提高至wc=0.3%），以保证渗碳零件心部有较高的塑性和韧性。合金渗碳钢中，主加元素为铬

不锈钢是不锈钢和耐酸钢的统称。能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢。而在一些化学介质（如酸类）中能抵抗腐蚀的钢称为耐酸钢。一般不锈钢不一定耐酸，而耐酸钢则一般都具有良好的耐蚀性。金属的腐蚀是指金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起其表层变质、损耗甚至破坏的现象。根据腐蚀过程进行的机理不同，可以将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。电化学腐蚀是由金属与周围介质之间作用而引起的。电化学腐蚀的基本特点是：在金属不断受到破坏的同时还有电流产生。大部分金属的腐蚀属于电化学腐蚀。当两种电极电位不同的金属互相接触，而且有电解质溶液存在时

可锻铸铁是由白口铸铁经热处理得到的一种高强度铸铁，其石墨呈团絮状，削弱了石墨对基体的割裂作用和应力集中效应，因此可锻铸铁具有较高的强度，而且具有一定的塑性和韧性。由于塑性比灰铸铁好，又叫做展性铸铁或韧性铸铁，可锻铸铁特别适宜于大量生产形状复杂的薄壁小件，甚至可以铸造质量为数十克和壁厚在2mm以下的铸件。可锻铸铁可部分地代替铸钢、合金钢和非铁金属材料，广泛应用于许多工业部门。可锻铸铁化学成分的一般范围见表1。从表中可见，其碳、硅的质量分数低，碳和硅在促进石墨化和改善铸造性能方面的作用基本相似，都是强烈促进石墨化的元素

淬火碳钢回火时，随着回火温度的升高和回火时间的延长，相应地要发生如下几种转变。(1)马氏体中碳的偏聚  在80℃以下很低的温度回火时，铁原子和合金元素难以进行扩散迁移，碳原子也只能作短距离的迁移。板条马氏体内存在大量的位错，碳原子倾向于偏聚在位错线附近的间隙位置，降低马氏体的弹性畸变能。片状马氏体的亚结构主要是孪晶，除少量碳原子向位错线偏聚外，大量碳原子将向垂直于马氏体c轴的(100)面富集，形成小片富碳区。碳原子的偏聚现象不能用金相方法直接观察到，但可用电阻法或内耗法间接证实，因为碳在马氏体一

再结晶退火是将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保温适当时间后，使变形晶粒重新转变为新的均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留应力的热处理工艺。经过再结晶退火，钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。再结晶退火既可作为钢材或其他合金多道冷变形之间的中间退火，又可作为冷变形钢材或其他合金成品的最终热处理。再结晶退火温度与金属的化学成分和冷变形量有关。当钢处于临界变形量(2%~10%)时，应采用正火或完全退火来代替再结晶退火。一般钢材的再结晶退火温度为650~700℃，保温时间为1～3h，通常在空气中冷却。

正火后回火的目的一般是主要针对于大截面零件而言的有以下作用，非常重要：1、对于像电机轴、压机容器等零件（材质一般为碳钢或低合金结构钢）而言，正火+高温回火就是其最终热处理，因此正火后及时回火处理能有效的稳定组织及尺寸，进一步消除工件内应力，对提高综合力学性能有明显作用；2、对于大型锻件而言，正火后及时高温回火（一般还在中间加一次过冷）除了能达到前面所述之目的外，还有扩氢的重要作用，特别是高淬透性钢，（氢是产生白点的因素）而大锻件若内部产生了白点的话一般都要报废。所以重要零件（或特殊材料）正火+高温回火是十分必要的。

低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上为改进其淬透性差、淬火易变形、开裂和热硬性不足等缺陷加入少量合金元素（一般质量分数不高于SU/o）发展而来的。主要用于制造尺寸精度要求较高且形状、截面较复杂，但对热硬性要求不太高的刃具，如铰刀、丝锥、板牙及轻型模具等。低合金刃具钢碳的质量分数为wc=0.8%~1.5%，用以保证高的硬度和耐磨性。常加入的合金元素有铬、锰、硅等，以提高钢的淬透性和耐回火性，使钢在200～300℃时仍保持高的硬度（60HRC以上）。还有少量的钨、钒、钼等元素，可进一步改善钢的硬度和耐磨性，细化晶粒，改善

合金调质钢通常是指经调质处理后使用的合金钢。主要用于制造承受很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件（如机床主轴、连杆、螺栓以及各种轴类零件等），这类零件要求钢材具有较高的综合力学性能，即强度、硬度、塑性、韧性有良好的配合。为了保证零件整个截面力学性能的均匀性，还要求钢具有良好的淬透性。1、化学成分 合金调质钢碳的质量分数一般在0.25%~0.5%之间。碳的质量分数过低，不易淬硬，回火后强度不足；若碳的质量分数过高，则韧性差，在使用过程中易产生脆性断裂。因合金元素起了强化作用，相当于代替了一部分碳量，故

钢在控制轧制变形过程中或变形之后，钢组织的再结晶对钢的控制轧制起决定性作用，其中控制轧制时变形温度尤为重要。因此，根据钢在控制轧制时所处的温度范围，将控制轧制分为以下三个阶段。1)奥氏体再结晶区控制轧制（又称Ⅰ型控制轧制）。如图1a所示，奥氏体再结晶区控制轧制是将钢加热到奥氏体再结晶温度以上进行轧制，使变形与再结晶（动态再结晶）同时进行，经过变形和再结晶的不断交替发生，使奥氏体晶粒逐步细化，变形后急冷至室温，以固定变形时形成的组织，然后进行回火或时效。为了不使再结晶后的奥氏体晶粒长大，要严格控制临近终轧的几个道次的

碳素工具钢主要用于制作各种小型工具。它的碳质量分数为0. 65%～1. 35%。经过淬火及低温回火处理后可获得高硬度、高耐磨性。碳素工具钢分为优质级(WS≤0. 03%，Wp≤0.035%)和高级优质级（Ws≤0.02%，Wp≤0. 03%）两大类。这类钢号命名的方法是“碳”的汉语拼音“T”加上碳质量分数的千分数。如T10，表示碳的质量分数千分之十即1. 0%的碳素工具钢。对于高级优质的碳素工具钢须在钢号尾部加“A”，如

热作模具钢是指用来制造热态（指热态下固体或液体）下对金属或合金进行变形加工的模具的钢，如制造热锻模、热挤压模、压铸型等。热作模具工作时通过挤、冲、压等迫使热金属迅速变形，模具工作时承受强烈的摩擦，并承受较高温度和大的冲击力，另外模膛还受到炽热金属和冷却介质的交替反复作用而产生的热应力，模膛表面容易产生热疲劳裂纹。因此，要求热作模具钢在400~600℃应具有较高的强度、韧性，足够的硬度和耐磨性，以及良好的淬透性、抗热疲劳性和抗氧化性，同时还要求导热性好，以避免模膛表面温度过高。热作模具钢碳的质量分数在0.3%~0.6

感应淬火是利用电磁感应原理，在工件表面产生密度很高的感应电流，产生表面效应或趋肤效应，并使工件迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却（通常采用喷射冷却法）获得马氏体组织的淬火方法。感应圈用纯铜管制作，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到相变温度时，立即喷水或浸水冷却，实现表面淬火工艺。感应淬火和普通加热淬火相比具有加热速度快，加热效率高，淬火变形小，工件质量好，经济环保等优点，因此得到广泛应用。根据电流频率，可将感应淬火分为三类：高频感应淬火，常用电流频率为80~1000kHz，可获得的表面硬化层深度为0.5~2mm

钢的均匀化退火是将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺，曾称为扩散退火。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。为使各元素在奥氏体中充分扩散，均匀化退火加热温度很高，通常为Ac3或Accm以上150~300℃，具体加热温度视偏析程度和钢种而定。碳素钢一般为1100~1200℃，合金钢多采用1200~1300℃。保温时间也与偏析程度和钢种有关，通常可依最大有效截面或装炉量大小而定，一般均匀化退火时间为10~15h。

铝合金的物理处理方法是通过采用一些机械的方式对铝合金表面进行预加工处理，使其获得一种更加平整或粗糙的表面效果。在这里只有两种情况才会采用物理加工方法：一是为了获得平整而光滑的表面；二是为了获得粗糙化的表面。前者是为了消除铝合金材料或铝合金工件在加工过程中所形成的各种表面缺陷，为后续加工提供一个合格的基准表面；后者可以通过粗糙化处理来掩盖一些轻微的缺陷而得到一个可用于装饰或功能用途的表面效果。铝合金制品加工所用的材料可分为铸造材料、锻造材料及各种板材、型材、棒材等。其加工方法有铸造法、压铸法、冲压法、拉伸法、剪切法、

铸铁在结晶过程中的冷却速度对石墨化的影响很大。若冷却速度较大，因碳原子来不及扩散则石墨化难以充分进行，碳容易以渗碳体的形式存在，从而得到硬脆的白口组织；若冷却速度较小，碳原子有充分的时间进行扩散，而有利于石墨化的进行。在铸造生产中，冷却速度的大小主要决定于浇注温度、铸件壁厚、铸型材料等。浇注温度较高，金属液体在凝固前有足够的热量预热铸型，使铸件在结晶过程中具有较低的冷却速度，从而有利于石墨化的进行。对于薄壁铸件，由于冷却速度较快，容易得到白口组织，要获得灰口组织就应增大壁厚或增加铸铁中碳、硅含量。相反厚大铸件，为避

按对石墨化的作用不同，化学元素（主要是合金元素）可分为两大类。第一类是促进石墨化的元素。如铸铁中的碳、硅等，其中碳、硅是强烈促进石墨化的元素。铸铁中碳、硅的含量越高，越有利于石墨化的进行。这是因为随着碳的质量分数的增加，液态铸铁中石墨晶核数目增多，故促进了石墨化；而硅与铁原子结合力较强，从而削弱了铁、碳原子间的结合力，而且还会使共晶点的碳的质量分数降低，共晶转变温度升高，这都有利于石墨的析出。硅对石墨化的影响与其含量有关，铸铁中的硅质量分数在3.0%以下时，促进石墨化的作用比较强烈，特别是硅质量分数在1.0%~2.