機電一體化系統(tǒng)--常用合金鋼

1、淮南聯(lián)合大學機電系 陳其祥 編制 機電一體化技術(shù)機電一體化技術(shù) 常用合金鋼常用合金鋼 常用合金鋼 （知識擴展） 一.合金鋼分類與編號 二.低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345、Q420 三. 機器零件用鋼 40Cr、65Mn、 60Mn2Si、20Cr、20CrMnTi、GCr15 四.合金工具鋼 9SiCr、CrWMn、 W18Cr4V、Cr124Cr5MoSiV 五.特殊性能鋼1Cr13、9Cr18、1Cr17、 1Cr18Ni9Ti、ZGMn13 合 金 鋼 分類 1.按合金元素含量多少分類：按合金元素含量多少分類： 低合金鋼（合金總量低于5 %） 中合金鋼（合金總量為5 %10 %） 高合金鋼（合金

2、總量高于10 %） 2.按用途分類：按用途分類： 合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼(也稱普通低合金鋼) 合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼 滾珠軸承鋼 合金工具鋼 合金刃具鋼(含低合金刃具鋼、高速鋼) 合金模具鋼(含冷模具鋼、熱模具鋼) 量具用鋼 特殊性能鋼 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼 合金鋼 編號 首部用數(shù)字標明碳質(zhì)量分數(shù): 結(jié)構(gòu)鋼以萬分之一為單位 的數(shù)字（兩位數(shù)), 工具鋼和特殊性能鋼以千分之一為單位 的數(shù)字（一位數(shù)）來表示碳質(zhì)量分數(shù),而工具鋼的碳質(zhì)量 分數(shù)超過1%時，碳質(zhì)量分數(shù)不標出。 在表明碳質(zhì)量分數(shù)數(shù)字之后，用元素的化學符號表明鋼 中主要合金元素，質(zhì)量分數(shù)由其后面的數(shù)字標明:平均質(zhì) 量分數(shù)少于1

3、.5%時不標數(shù), 平均質(zhì)量分數(shù)為1.5%2.49%、 2.5%3.49%時,相應(yīng)地標以2、3。 專用鋼用其用途的漢語拼音字首來標明. 如GCr15表示碳質(zhì)量分數(shù)約1.0%、鉻質(zhì)量分數(shù)約 1.5%(特例)的滾珠軸承鋼. Y40Mn,表示碳質(zhì)量分數(shù)為 0.4%、錳質(zhì)量分數(shù)少于1.5%的易切削鋼. 普通低合金鋼 Q345 用途 主要用于制造橋梁,船舶,車輛,鍋爐,壓力容器,輸 油輸氣管道,大型鋼結(jié)構(gòu)等.在熱軋空冷狀態(tài)下使用,組 織為細晶粒的F+P,不再熱處理. 化學成分 wt% CMnSiVNbTi 0.18 0.20 1.0 1.6 0.550.0 2 0.15 0.01 5 0.06 0.0 2

4、 0.2 厚度mm 機械性能 s MPab MPa5 %Akv(20) J 16345 470630 2122 341635325 3550295 Q345包括舊鋼號 12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu GB/T1591-1994 普通低合金鋼普通低合金鋼 Q420 在正火狀態(tài)下使用,組織為F+S 化學成分 wt% CMnSiVNbTiCrNi 0.201.0 1.7 0.550.0 2 0.2 0.01 5 0.06 0.0 2 0.2 0.400.70 厚度mm 機械性能 s MPa b MPa 5 %Akv(20) J 16420 520680 1819

5、341635400 3550380 Q345包括舊鋼號15MnVN ,14MnVTiRE GB/T1591-1994 主要化學成分 wt% 熱處理 毛坯尺寸 25mm 機械性能（）退 火 態(tài) H B CMnSiCrMo淬 火 回 火 b MP a s MP a 5 5 % % Akv J 0.3 7 0.44 0. 5 0.8 0.1 7 0.37 0. 8 1.1 0.0 7 0.12 850 油 520 水 油 980785945472 0 7 合金調(diào)質(zhì)鋼(低淬透性) 40Cr 用途：用于制造汽車、拖拉機、機床和其它機器上的各種重要零 件,如機床齒輪、主軸、汽車發(fā)動機曲軸、連桿、螺栓、進氣

6、閥 （GB/T30771999） 鋼號 主要成分 w % 熱處理 機械性能 C Mn Si Cr 淬 火 回 火 s MPa b MPa 10 % % 65Mn 0.6 2 0.70 0.9 0 1.20 0.1 7 0.37 0.25 830 油 540 800 1000 8 30 60Si2 Mn 0.5 6 0.64 0.6 0 0.90 1.5 0 2.00 0.35 870 油 480 1200 1300 5 25 65Mn 60Mn2Si鋼應(yīng)用舉例：截面25mm的彈簧，例如車箱緩沖卷 簧 合金彈簧鋼合金彈簧鋼 65Mn 60Mn2Si GB/T1222-1985 主要化學成分 wt

7、% 熱處理 機械性能（ ） 毛 坯 尺 寸 m m C Mn Si Cr 滲 碳 預 備 處 理 淬火 回 火 b MP a s M P a 5 5 % % Akv J 0.1 7 0.24 0. 5 0.8 0.2 0 0.40 0. 7 1.0 9 3 0 8 8 0 水 油 78 0 820 水, 油 2 0 0 8 3 5 5 4 0 10 4 0 47 1 5 合金滲碳鋼合金滲碳鋼(低淬透性低淬透性) 20Cr GB/T3077-1999 用途：可制造汽車、拖拉機中的變速 齒輪,內(nèi)燃機上的凸輪軸、活塞銷等 機器零件.能同時承受強烈的摩擦磨 損,較大的交變載荷,特別是沖擊載荷 0.1

8、7 0.23 0.8 0 1.10 0.1 7 0.3 7 1. 0 1.3 0.0 4 0.10 9 3 0 8 8 0 油 7 7 0 油 2 0 0 1 0 8 0 85 0 1 0 4 5 55 15 主要化學成分 wt% 熱處理 機械性能（ ） 毛 坯 尺 寸 m m C Mn Si Cr Ti 滲 碳 預 備 處 理 淬 火 回 火 b M Pa s M Pa % % Ak v 2 0 J 合金滲碳鋼合金滲碳鋼(中淬透性中淬透性) 20CrMnTi GB/T3077-1999 滾珠軸承鋼 GCr15 主要化學成分 wt% 熱處理規(guī)范性能 主要 用途 C Cr Si Mn 淬火 回

9、火 回火 后 HRC 0.9 5 1.05 1.4 0 1.65 0.1 5 0.35 0.2 5 0.45 82 0 840 15 0 160 62 66 壁厚 14mm,外徑250mm 的套圈.直徑25200mm 的鋼球.直徑約25mm的滾 柱. （GB/T18254-2002） 用途：制造滾動軸承的滾動體(滾珠、滾柱、滾針),內(nèi)外 套圈等. 或制造精密量具、冷沖模、機床絲杠等耐磨件. 鋼號 化學成分 wt% 熱處理 應(yīng)用 舉例 CMnSiCr油淬火回火 淬 火 溫 度 硬 度 HRC 回火 溫度 硬 度 HRC 9SiCr 0.8 5 0.95 0. 3 0.6 1. 2 1.6 0.9

10、 5 1.25 86 0 880 62 18 0 200 6 0 62 板牙 絲錐 鉆頭 鉸刀 齒輪銑刀 冷沖模 冷軋輥 CrWMn 0. 9 1.05 0. 8 1.1 0.1 5 0.35 0. 9 1.2 W1. 2 1.5 82 0 840 14 0 160 6 2 65 板牙 拉刀 量規(guī) 形狀復雜高精 度的沖模等 低合金刃具鋼 9SiCr CrWMn （GB/T1299-2000、GB/T9943-1988） CMnSiCrWV 制造高速切削用車 刀，刨刀、鉆頭、 銑刀等 0.7 0.8 0.1 0.4 0.2 0.4 3.8 4.4 17.5 19.0 1.0 1.4 高速鋼 W1

11、8Cr4V (18-4-1) 300 500 700 使用溫度 350 550 750 HV 950 冷模具鋼 Cr12 化學成分 wt %用途舉 例 CSiMnCrV 2.00 2.30 0.400.4011.50 13.50 0.15 0.30 冷沖模 拉延模 壓印模 滾絲模 退火油淬火回火 溫度 硬度 HB 溫度 溫度 硬度 HRC 870 900 207 255 950 1000 2004505864 GB/T1299-2000 用途 用于制造各種冷沖模、冷鐓模、冷擠 壓模和拉絲模等,工作溫度不超過300 . 要求 不高的冷模具用9SiCr等低合金刃具鋼制造. Cr12大型冷模具用鋼,

12、熱處理變形很小,制造重 載和形狀復雜的模具. 熱模具鋼 4Cr5MoSiV 化學成分 wt %用途舉 例 CSiMnCrMoV 0.32 0.42 0.8 0 1.20 0.4 0 4.50 5.50 1.00 1.50 0.3 0 0.50 熱鐓模、 壓鑄模、 熱擠壓 模、 精鍛模 退火油淬火回火 溫度硬度HB溫度溫度硬度 HRC 840 900 209 229 1000 1025 540 650 4054 組織為回火馬氏體 粒狀碳化物和少量殘余奧氏體.為了 保證熱硬性,要進行多次回火. BG/T1299-2000 量具用鋼 量 具鋼 號 平樣板或卡板10、20或50、55、60、60Mn、

13、 65Mn 一般量規(guī)與塊規(guī)T10A、T12A、9SiCr 高精度量規(guī)與塊規(guī)Cr（刃具鋼）、CrMn、GCr15 高精度且形狀復雜的量規(guī)與塊規(guī) CrWMn(低變形鋼) 抗蝕量具4Cr13, 9Cr18(不銹鋼) GCr15塊規(guī)熱處理 一年內(nèi)每10 mm長度的 尺寸變量不超過0.1 0.2 m. 不銹鋼 不銹鋼是指在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性的鋼種. 馬氏體不銹鋼 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等, 它們 在氧化性介質(zhì)中都有足夠的耐蝕性, 碳含量低的1Cr13、 2Cr13鋼耐蝕性較好,且有較好的機械性能,3Cr13、4Cr13 鋼因碳含量增加,強度和耐磨性提高,但耐蝕性降低

14、. 鐵素體型不銹鋼 1Cr17、1Cr17Ti等，這類鋼的鉻質(zhì)量 分數(shù)為17%30%，碳質(zhì)量分數(shù)低于0.15%，為單相鐵素 體組織，耐蝕性比Cr13型鋼更好, 在退火或正火狀態(tài)下使 用，強度較低、塑性很好. 1Cr13船用螺旋槳 奧氏體型不銹鋼 Cr18Ni9型（即18-8型不銹 鋼）,奧氏體不銹鋼碳含量很低（約0.1%）， 耐蝕性很好。鋼中常加入Ti或Nb，以防止晶間 腐蝕。這類鋼強度、硬度低，無磁性, 塑性、 韌性和耐蝕性均較Cr13型不銹鋼更好。采用固 溶處理進一步提高奧氏體型不銹鋼的耐蝕性。 鐵素體型、奧氏體型不銹鋼可利用形變強化提高 強度 不銹鋼 GB/T1220-1992 鋼號 化

15、學成分 wt% b MPa 0.2 MPa 5 % % Ak J 硬度 CCr 1Cr13 M型 0.15 11.5 13.5 540 345 25 55 78 159 HB 熱處理:9501000 油或水淬 ,700750 快冷回火. 用途:制作能抗弱腐蝕性介質(zhì)、能承受沖擊載荷的零件，如 汽輪機葉片、水壓機閥、結(jié)構(gòu)架、螺栓、螺帽等 9Cr18 M 型 0.90 1.00 1719 55 HRC 熱處理:1000-1050 油淬 200-300 油、空冷回火 用途:不銹切片 機械刃具 剪切刃具 手術(shù)刀片 高耐磨耐蝕件 1Cr17 F型 0.12 1618 450 205 22 50 183 H

16、B 熱處理:780850 空冷 .用途:制作硝酸工廠設(shè)備,如吸 收塔 熱交換器 酸槽 輸送管道以及食品工廠設(shè)備等 奧氏體不銹鋼 1Cr18Ni9Ti GB/T1220-1992 鋼號 化學成分 wt% b MPa 0.2 MPa 5 % % HB C Cr Ni Ti 0Cr18 Ni10Ti 1Cr18 Ni9Ti A 型 0.08 0.12 17- 19 9- 12 5w(C)- 0.020.8 520 205 40 50 187 固溶處理:加熱至1050 -1150 使碳化物充分溶 解,水冷,得單相奧氏體組織,提高耐蝕性. 用途:耐酸容器及設(shè)備襯里,輸送管道等設(shè)備和零 件,抗磁儀表,醫(yī)療器械,具有較好的耐晶間腐蝕性. 穩(wěn)定化處理 經(jīng)熱加工后鋼的耐蝕性下降,將鋼加熱到 850 -880 ,使鋼中鉻的碳化物完全溶解,而鈦等的碳化 物不完全溶解.然后緩冷,讓溶于奧氏體的