优质碳素结构钢常经热处理后使用，其牌号的一般表示方法为两位数字，这两位数字表示该钢的含碳量的万分数。如

　　该类钢主要用于制造各种工具、量具、模具及量具等。该钢的牌号表示方法是“T”后面加一位或两位数字组成。T为“碳”字汉语拼音字首，后面的数字表示该钢含碳量的千分数。如T8A钢，表示含碳量为0.8%的高级碳素工具钢；T12表示含碳量为1.2%的碳素工具钢。常用的碳素工具钢有：T7、T8、T10、T12等。

　　该类钢的含碳量较多，强度、硬高度、耐磨性好，经热处理后使用。常用于高强度、高耐磨性的零件和工具等如锉刀、锯条、简单小型冲模等。

　　合金钢是在碳素钢的基础上再加入其它合金元素所形成的钢。合金元素的加入是为了改善与提高钢的力学性能和获得某些特殊性能（如耐蚀性）。常用的合金元素有Mn、Cr、Ni、Si、W、Mo、Ti等。

　　按加入的合金元素含量多少可分为低合金钢（合金元素总含量5%）、中合金钢（合金元素总含量5～10%）和高合金钢（合金元素总含量10%）。工业上按合金钢的用途分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。

　　1）合金结构钢用来制造各种重要的机械零件，其编号为：数字+化学元素符号+数字，前面的为两位数字，表示钢的平均含碳量的万分之几，后面的数字表示含合金元素含量的百分比。如60Si2Mn,60表示含碳量0.6%；Si2表示含硅量为2%；含Mn为1.5%。这类钢中应用较多的是40Cr钢。

　　2）合金工具钢这类钢常用于制造各种刀具、模具和量具等。其牌号表示方法和合金结构钢类似，不同的是第一位数表示含碳量的千分之几，且大于1%时不标出。例如3Cr2W8V钢。高速钢是常用的合金工具钢，含碳量一般不标出，如W18Cr4V，其含碳量为0.7～0.8%。W18Cr4V常用于制造车刀、铣刀、刨刀和各种冲模。

　　3）特殊性能钢是指具有特殊物理和化学性能的合金钢，不锈钢是其中一种，常用的牌号为1Cr18Ni9。

　　常用铸铁的成分与钢不同，铸铁的含碳量大于2%（常用2.5～4%C），其杂质远大于钢。铸铁的组织中有石墨存在，石墨的强度近于零，因此石墨存在相当于钢的基体上存在裂缝或空洞，使铸铁的性能比钢低，特别是抗拉强度和塑性低，不能进行锻压加工，但其硬度和抗压强度较好，所以铸铁主要用于承受压力的零件。工业上根据石墨形状不同分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。

　　石墨以片状形态存在的铸铁称为灰铸铁。由于片状石墨存在，其石墨尖端的应力集中现象，使灰铸铁的抗拉强度及塑性低。灰铸铁的牌号为HT后加三位数字。三位数字表示最低的抗拉强度（MPa）。例如HT200、HT250和HT300等共六种。

　　石墨以团絮状的形态存在的铸铁称为可锻铸铁。由于团絮状石墨对应力集中影响较小，故可锻铸铁的力学性能较灰铸铁高。可锻铸铁的牌号为三个拼音字和二组数字：如KTH300-06、KTZ550-04。KT表示“可锻”，“H”和“Z”分别表示“黑”和“珠”的拼音字首；前一组三位数表示最低的抗拉强度（MPa）；后一组数字表示最低伸长率（%）。

　　石墨以球状形态存在的铸铁称为球墨铸铁。由于球状石墨的应力集中影响更小，故球黑铸铁的性能最好。球墨铸铁的牌号表示和可锻铸铁类似，就是把拼音字母改为“QT”。如QT450-10、QT600-3等。

　　热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。所以热处理的过程就是按加热保温冷却这三阶段进行，这三个阶段可用冷却曲线来表示（如图所示）。不管是那种热处理，都是分这三个阶段，不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。

　　热处理工艺的特点是不改变金属零件的外形尺寸，只改变材料内部的组织与零件的性能。所以钢的热处理目的是消除材料的组织结构上的某些缺陷，更重要的是改善和提高钢的性能，充分发挥钢的性能潜力，这对提高产品质量和延长使用寿命有重要的意义。

　　钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。图8-1是热处理工艺示意图。

　　退火就是将金属或合金的工件加热到适当温度（高于或低于临界温度，临界温度即使材料发生组织转变的温度），保持一定的时间，然后缓慢冷却（即随炉