摘 要： 《模具材料與熱處理》是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校模具專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，這門課主要內(nèi)容是金屬模具材料及其熱處理方法。其中的金屬材料牌號(hào)種類繁多，技工學(xué)校模具專業(yè)的學(xué)生必須掌握金屬材料牌號(hào)的表示方法及含義，為今后從事模具領(lǐng)域?qū)W習(xí)和工作打下良好基礎(chǔ)。本文作者對(duì)金屬材料牌號(hào)這方面內(nèi)容的教學(xué)方法作了相應(yīng)的探討。
　　關(guān)鍵詞： 碳素鋼 合金鋼 牌號(hào)表示 教學(xué)方法
　　
　　《模具材料與熱處理》是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校模具專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，這門課程主要是金屬模具材料及熱處理方法，而金屬材料中的碳素鋼和合金鋼，是制作模具的主要模具材料，由于金屬材料的種類名稱極其繁多復(fù)雜，為方便區(qū)分各種材料，就必須給每一種材料起一個(gè)名字，叫“牌號(hào)”。根據(jù)金屬材料牌號(hào)，可了解到該材料的主要成分和含量，進(jìn)而了解它的部分力學(xué)性能、熱處理方法及主要用途。模具專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該熟悉金屬材料牌號(hào)，重點(diǎn)掌握碳素鋼和合金鋼牌號(hào)的表示方法及含義，為今后在模具領(lǐng)域?qū)W習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。
　　在《模具材料與熱處理》教材中，碳素鋼和合金鋼因成分不同，分開兩個(gè)不同章節(jié)來介紹，其中碳素鋼和合金鋼牌號(hào)也分別單獨(dú)列出兩節(jié)內(nèi)容加以講述，它們按用途又各自分成若干種不同類別的鋼，每一種鋼又有各自的牌號(hào)，且牌號(hào)表示方法及其含義也不同，種類繁多，對(duì)于技工學(xué)校學(xué)生初次接觸金屬材料牌號(hào)，極易混淆牌號(hào)所表達(dá)的含義。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握金屬材料牌號(hào)這方面知識(shí)，理清學(xué)生思路，我在教學(xué)實(shí)踐中將這門課第二章第三節(jié)碳素鋼牌號(hào)和第四章第一節(jié)合金鋼牌號(hào)這兩節(jié)內(nèi)容調(diào)在一起匯合整理，分別詳細(xì)地介紹了這兩種鋼的牌號(hào)表示方法、含義及注意問題，與學(xué)生一起進(jìn)行初步探討。
　　一、常用碳素鋼的牌號(hào)表示方法及其含義
　　碳素鋼簡稱碳鋼，是最基本的鐵碳合金，碳素鋼有多種分類方法，若按鋼的用途分類，可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、鑄造碳鋼，下面分別介紹它們的牌號(hào)表示方法及其含義。
　　1.（普通）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服強(qiáng)度的漢語拼音安母“Q、”屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法4個(gè)部分按順序組成，其中“Q”是“屈qu”的漢語拼音開頭大寫字母，質(zhì)量等級(jí)符號(hào)用字母A、B、C、D表示，等級(jí)從A—D依次提高，脫氧方法用F、b、Z、Tz表示，F(xiàn)是沸騰鋼（取“沸fei”的漢語拼音開頭大寫字母），b是半鎮(zhèn)靜鋼，Z是鎮(zhèn)靜鋼，Tz是特殊鎮(zhèn)靜鋼，它們也分別取半ban、鎮(zhèn)zhen、特te漢語拼音開頭大寫字母，注意，Z與Tz符號(hào)在鋼號(hào)組成表示方法中予以省略。
　　例如：Q255AF表示屈服強(qiáng)度為255Mpa的A級(jí)沸騰鋼。
　　2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示該鋼平均含碳量的萬分之幾，例如：45鋼，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，由于技工學(xué)校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不同，這里有個(gè)細(xì)節(jié)要求學(xué)生注意，前面說兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾，何以又變成0.45%，這就要跟學(xué)生說明白45/10000=0.45%，經(jīng)這一提示，學(xué)生即可跟上教學(xué)思路。
　　對(duì)有些容易出錯(cuò)的地方要即時(shí)講清楚。
　　例如：“20g鋼”表示平均含碳量為0.20%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中的鍋爐用鋼，“g”是“鍋guo”漢語拼音開頭字母，表示鍋爐用鋼，此處要提示學(xué)生千萬不要誤認(rèn)為是“20克”鋼。
　　3.碳素工具鋼的牌號(hào)用“T+數(shù)字”表示。其中“T”是“碳tan”的漢語拼音開頭大寫字母，代表“碳素工具鋼”，為開拓學(xué)生思路，讓學(xué)生理解“T”的含義，我還讓學(xué)生想一想英文單詞“TOOL”的中文意思：工具，取其開頭英文字母“T”，這樣學(xué)生看到“T”字頭鋼的牌號(hào)，可以從上述兩個(gè)途徑想到這是工具鋼的牌號(hào)，“T”后面數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾，例如：“T8”表示平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼，同時(shí)告訴學(xué)生，其中0.8%也是經(jīng)此演算而來：8/1000=0.8%。
　　4.鑄造碳鋼的牌號(hào)用“ZG+數(shù)字—數(shù)字”表示，其中“ZG”是“鑄鋼zhu gang”的漢語拼音開頭大寫字母，表示鑄造碳鋼，ZG后面的第一組數(shù)字代表屈服強(qiáng)度，第二組數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度。
　　例如：ZG270-500表示屈服強(qiáng)度不小于270mpa，抗拉強(qiáng)度不小于500mpa的鑄造碳鋼。
　　上述四點(diǎn)是常用碳素鋼的牌號(hào)表示方法，而合金鋼的牌號(hào)表示方法，將在下面分別介紹。
　　二、常用合金鋼的牌號(hào)表示方法及其注意事項(xiàng)
　　合金鋼就是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為了改善鋼的性能，在冶煉時(shí)有目的地加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。合金鋼的分類方法很多，若按用途分類，則可分為合金結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼，特殊性能鋼。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國合金鋼的牌號(hào)采用含碳量、合金元素的種類及含量、質(zhì)量級(jí)別來編號(hào)，簡單明了，比較實(shí)用。
　　下面分別介紹它們的牌號(hào)表示方法及注意事項(xiàng)。
　　1.合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)采用“兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字”表示，前面兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量的萬分之幾，元素符號(hào)表示鋼中加入的主要合金元素，后面的數(shù)字表示該合金元素含量的百分之幾，對(duì)于合金元素的含量，要詳盡介紹應(yīng)注意的兩個(gè)細(xì)節(jié)。
　　（1）當(dāng)合金元素平均含量小于1.5%時(shí)，牌號(hào)中僅標(biāo)明元素符號(hào)而不標(biāo)注其含量。
　　例如：40Cr鋼，表示平均含碳量為0.4%，主要合金元素為鉻，其平均含量小1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼。
　?。?）當(dāng)合金元素平均含量為1.5—2.5%，2.5—3.5%……時(shí)，則在該元素符號(hào)后面相應(yīng)地標(biāo)明含量為2，3……依此類推。
　　例如：60Si2Mn鋼為合金結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為0.6%，主要合金元素硅的平均含量為2%，錳的平均含量小于1.5%，在講述以上兩個(gè)細(xì)節(jié)后，還要告訴學(xué)生特別注意容易出錯(cuò)的地方，合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)中雖然沒有出現(xiàn)碳元素符號(hào)，但合金元素符號(hào)前面的兩位數(shù)字，就是表示鋼中平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)，而不能誤認(rèn)為是合金元素含量的百分?jǐn)?shù)。介紹合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)后，請(qǐng)學(xué)生思考與前述的碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法有何異同。
　　2.合金工具鋼牌號(hào)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的表示方法基本相同，只是含碳量有所區(qū)別，合金工具鋼牌號(hào)用“一位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字”表示，元素符號(hào)前面的數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。
　　例如：9SiCr鋼為合金工具鋼，平均含碳量為0.90%，主要合金元素為硅、鉻，其平均含量均小于1.5%，此時(shí)要注意，當(dāng)含碳量≥1.0%時(shí)，則不予標(biāo)注，例如：Cr12MoV鋼為合金工具鋼，平均含碳量大于等于1.0%，主要合金元素鉻的平均含量為12%，鉬和釩的平均含量均小于1.5%，另外高速鋼的牌號(hào)，無論含碳量多少均不標(biāo)注，如W18Cr4V高速鋼。
　　在介紹合金工具鋼牌號(hào)后，讓學(xué)生查找與碳素工具鋼牌號(hào)差別，哪種工具鋼牌號(hào)用“T”字母開頭？哪種工具鋼牌號(hào)有元素符號(hào)？
　　3.特殊性能鋼的牌號(hào)與合金工具鋼的表示方法基本相同，本課程主要介紹不銹鋼的牌號(hào)表示方法。
　　例如：1Cr13表示平均含碳量為0.10%，平均含鉻量為13%的不銹鋼，但應(yīng)該注意兩個(gè)細(xì)節(jié)。
　?。?）當(dāng)含碳量為0.03—0.10%時(shí)，合金元素前面的含碳量用“0”表示，例如，0Cr18Ni9鋼表示平均合碳量為0.03—0.10%，平均含鉻量為18%，平均含鎳量為9%的不銹鋼。
　?。?）當(dāng)含碳量小于0.03%時(shí)，用“00”表示，例如，00Cr30Mo2鋼表示平均含碳量小于0.03%，平均含鉻量為30%，平均含鉬量為2%的不銹鋼。
　　除此之外，還有一些特殊專用鋼為表示其用途，在鋼的牌號(hào)前冠以漢語拼音字母字頭，而不標(biāo)注含碳量，合金元素含量的標(biāo)注與上述合金鋼相同，例如：GCr15表示平均含鉻量為1.5%滾動(dòng)軸承鋼，其中前面“G”為“滾gun”的漢語拼音開頭大寫字母，Cr為合金元素，其后面字?jǐn)?shù)表示鉻含量的千分之幾，即15‰=1.5%。
　　三、匯總異同，簡潔清楚
　　對(duì)于模具材料中常用的碳素鋼和合金鋼牌號(hào)知識(shí)內(nèi)容，經(jīng)過深入分析研究教材、歸納整理后，可以從中找出它們的異同點(diǎn)。碳素鋼中4種牌號(hào)表示方法沒有多少相似之處，而合金鋼中牌號(hào)的表示方法則有相同地方，如合金元素前面數(shù)字均表示平均含碳量，元素符號(hào)后面數(shù)字則表示該元素的含量。還有一些金屬材料可以從其牌號(hào)中直接知道它的材類類別及用途，如T8、ZG230—450、Gcr15等分別表示碳素工具鋼、鑄造碳鋼，滾動(dòng)軸承鋼。
　　在實(shí)際教學(xué)過程中，我還把碳素鋼和合金鋼牌號(hào)表示方法及其含義、典型牌號(hào)材料的力學(xué)性能及用途，歸納整理匯總列在同一張表格上，作為學(xué)生的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)資料，更具條理性。學(xué)生可從中方便快捷地了解它們的區(qū)別與聯(lián)系，如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)前面兩個(gè)數(shù)字均表示碳含量的萬分?jǐn)?shù)。這樣對(duì)比可開啟學(xué)生思路，加深學(xué)習(xí)印象，簡單明了，便于理解記憶，對(duì)學(xué)習(xí)掌握碳素鋼和合金鋼關(guān)于牌號(hào)的知識(shí)，事半功倍，教學(xué)效果良好。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］模具材料與熱處理.中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.