第六章低合金鋼與合金鋼

1、第第6 6章章 低合金鋼和合金鋼低合金鋼和合金鋼1 1、淬透性差、淬透性差2 2、強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低、強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低3 3、回火穩(wěn)定性差、回火穩(wěn)定性差4 4、不能滿足特殊性能的要求、不能滿足特殊性能的要求6.1合金鋼的分類與牌號(hào)合金鋼的分類與牌號(hào)6.1.1合金鋼的分類合金鋼的分類1按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分類（1）按鋼中所含合金元素的種類分，）按鋼中所含合金元素的種類分，可分為：可分為：錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、鉻錳鈦鋼等。鉻錳鈦鋼等。（2）按鋼中合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)分，）按鋼中合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)分，可分為：可分為：低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。低合金鋼、中合金鋼和高合

2、金鋼。2按鋼的用途分類按鋼的用途分類（1）合金結(jié)構(gòu)鋼：）合金結(jié)構(gòu)鋼： 工程構(gòu)件用鋼（低合金高強(qiáng)度工程構(gòu)件用鋼（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）和機(jī)械制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)結(jié)構(gòu)鋼）和機(jī)械制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼）。質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼）。（2）合金工具鋼：）合金工具鋼： 刃具鋼（低合金刃具鋼和高速刃具鋼（低合金刃具鋼和高速鋼）、量具鋼和模具鋼（冷作模具鋼和熱作模具鋼）、量具鋼和模具鋼（冷作模具鋼和熱作模具鋼）。鋼）。（3）特殊性能鋼）特殊性能鋼 ：抗氧化鋼、不銹鋼、耐熱鋼、：抗氧化鋼、不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和易削鋼等。耐磨鋼和易削鋼等。

3、3按金相組織分類按金相組織分類（1）按退火后的組織分：）按退火后的組織分：亞共析鋼、共析亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼。鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼。（2）按正火后的組織分：）按正火后的組織分：鐵素體鋼、珠光體鋼、鐵素體鋼、珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。4按冶金質(zhì)量分類按冶金質(zhì)量分類（1）普通低合金鋼）普通低合金鋼（2）優(yōu)質(zhì)低合金鋼）優(yōu)質(zhì)低合金鋼（3）優(yōu)質(zhì)低合金鋼）優(yōu)質(zhì)低合金鋼（4）高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼）高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼（5）特高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼）特高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼6.1.2 合金鋼的牌號(hào)合金鋼的牌號(hào) 如：如：60Si2Mn、1Cr13、GCr15 1、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)

4、字、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)字 2、合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)字、合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)字 3、符號(hào)、符號(hào)6.2 合金元素對(duì)鋼的影響合金元素對(duì)鋼的影響 6.2.1 合金元素對(duì)鋼力學(xué)性能的影響合金元素對(duì)鋼力學(xué)性能的影響 1、溶于鐵，起強(qiáng)化基體作用、溶于鐵，起強(qiáng)化基體作用 2、形成碳化物，起第二相強(qiáng)化、硬化作用、形成碳化物，起第二相強(qiáng)化、硬化作用 3、使結(jié)構(gòu)鋼中珠光體增加，起強(qiáng)化作用、使結(jié)構(gòu)鋼中珠光體增加，起強(qiáng)化作用 6.2.2 合金元素對(duì)鋼工藝性能的影響合金元素對(duì)鋼工藝性能的影響 1、對(duì)熱處理的影響、對(duì)熱處理的影響 （1）對(duì)加熱過(guò)程中奧氏體化的影響）對(duì)加熱過(guò)程中奧氏體化的影響 （2）對(duì)過(guò)冷奧氏體的影響）對(duì)過(guò)冷奧氏

5、體的影響 （3）對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響）對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響 2、對(duì)焊接性能的影響、對(duì)焊接性能的影響 3、對(duì)鍛造性能的影響、對(duì)鍛造性能的影響6.3 低合金鋼低合金鋼6.3.1低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 成分成分：低碳，低合金：低碳，低合金 性能性能：塑性、韌性、耐蝕性和焊接性均比同含碳：塑性、韌性、耐蝕性和焊接性均比同含碳素的碳鋼高。素的碳鋼高。 應(yīng)用應(yīng)用：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器起重：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器起重和線等。和線等。 牌號(hào)牌號(hào)：Q295 各種容器、儲(chǔ)油罐、低壓鍋爐造船；各種容器、儲(chǔ)油罐、低壓鍋爐造船； Q345 鍋爐、車輛等；鍋爐、車輛等； Q390 起重機(jī)等；起

6、重機(jī)等； Q420 高壓容器、重型機(jī)械等。高壓容器、重型機(jī)械等。 低合金耐鋼：車輛、塔架低合金耐鋼：車輛、塔架 低合金專業(yè)用鋼低合金專業(yè)用鋼6.3.2 易切削結(jié)構(gòu)鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)牌號(hào)：易切削鋼：易切削鋼Y15、Y40Mn、Y15Pb 性能性能：具有小的切削抗力，對(duì)刀具的磨損：具有小的切削抗力，對(duì)刀具的磨損小，切屑易碎，便于排出小，切屑易碎，便于排出 用途用途：螺柱、螺母、螺釘：螺柱、螺母、螺釘 自行車、縫紉機(jī)、計(jì)算機(jī)零件自行車、縫紉機(jī)、計(jì)算機(jī)零件6.3.3 低合金耐候鋼低合金耐候鋼 牌號(hào)牌號(hào)：09CuP,09CuPCrNi 性能性能：良好的耐大氣腐蝕的能力：良好的耐大氣腐蝕的能力 用途用途

7、：農(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、：農(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、鐵路車輛、建筑、塔架等構(gòu)件，鉚接和焊鐵路車輛、建筑、塔架等構(gòu)件，鉚接和焊接件接件6.4 機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼 6.4.1 機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及牌號(hào)機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及牌號(hào) 1、分類、分類 按用途及熱處理特點(diǎn)：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、按用途及熱處理特點(diǎn)：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、超高強(qiáng)度鋼等彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、超高強(qiáng)度鋼等 按冶金質(zhì)量的不同：優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、按冶金質(zhì)量的不同：優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼2、機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào) （1）合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼合金滲碳鋼、合

8、金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼 由三部分組成，即由由三部分組成，即由“二位數(shù)字二位數(shù)字+元素符號(hào)元素符號(hào)+數(shù)字?jǐn)?shù)字”組成。前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組成。前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍，元素符號(hào)表示所含合金元素，后面的數(shù)字萬(wàn)倍，元素符號(hào)表示所含合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素含量的百倍。表示合金元素含量的百倍。 凡合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于凡合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時(shí)，編號(hào)中只標(biāo)明時(shí)，編號(hào)中只標(biāo)明元素符號(hào)，一般不標(biāo)含量。如果合金元素平均質(zhì)元素符號(hào)，一般不標(biāo)含量。如果合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于或大于量分?jǐn)?shù)等于或大于1.5%、2.5%、3.5%，則，則在元素符號(hào)后相應(yīng)標(biāo)出在元素符號(hào)后相應(yīng)標(biāo)出

9、2、3、4。 （2）滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 高碳鉻軸承鋼的牌號(hào)高碳鉻軸承鋼的牌號(hào) “G+Cr+數(shù)字?jǐn)?shù)字”，但，但不標(biāo)碳含量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他不標(biāo)碳含量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。例如：平均含鉻量為例如：平均含鉻量為1.50%的軸承鋼，其牌的軸承鋼，其牌號(hào)表示為號(hào)表示為“GCr15”。 6.4.2 合金滲碳鋼合金滲碳鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分：低碳：低碳 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：鍛造后進(jìn)行正火；滲碳后淬：鍛造后進(jìn)行正火；滲碳后淬火和低溫回火?；鸷偷蜏鼗鼗?。 常用牌號(hào)常用牌號(hào)：20Cr、 20CrMnTi、20Cr2Ni4 6.4

10、.3 合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分：中碳：中碳 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：調(diào)質(zhì)處理：調(diào)質(zhì)處理 常用牌號(hào)常用牌號(hào)： 40Cr、35CrMo 6.4.4 合金彈簧鋼合金彈簧鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分：中、高碳成分：中、高碳成分 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：淬火：淬火+中溫回火中溫回火 常用牌號(hào)常用牌號(hào)：60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA 6.4.5 軸承鋼軸承鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分：高碳：高碳 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：預(yù)處理為球化退火；最終熱：預(yù)處理為球化退火；最終熱處理為淬火和低溫回火處理為淬火和低溫回火 常用牌號(hào)常用牌號(hào)：GCr4、 GCr15、 GCr15SiMn 用途用途：制造滾動(dòng)軸承

11、：制造滾動(dòng)軸承 6.4.3 高錳耐磨鋼高錳耐磨鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分：高碳：高碳 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)：水韌處理：水韌處理 常用牌號(hào)常用牌號(hào)：ZGMn13-1、 ZGMn13-2、 ZGMn13-3、 ZGMn13-4、 ZGMn13-5 應(yīng)用應(yīng)用：劇烈沖擊、較大壓力場(chǎng)合：劇烈沖擊、較大壓力場(chǎng)合 拖拉機(jī)、坦克的履帶板拖拉機(jī)、坦克的履帶板6.5 合金工具鋼與高速工具鋼合金工具鋼與高速工具鋼6.5.1 合金工具鋼合金工具鋼 表示方法與機(jī)器零件制造用結(jié)構(gòu)鋼相似，但當(dāng)其表示方法與機(jī)器零件制造用結(jié)構(gòu)鋼相似，但當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時(shí)，含碳量不標(biāo)出；當(dāng)時(shí)，含碳量不標(biāo)出；當(dāng)其平均碳的

12、質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%時(shí)，則牌號(hào)前的數(shù)字時(shí)，則牌號(hào)前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍。合金元素的表示表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍。合金元素的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。由于合金工具鋼都屬于方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。由于合金工具鋼都屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，故不再在牌號(hào)后標(biāo)出高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，故不再在牌號(hào)后標(biāo)出“A”字。字。 如如9SiCr 表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%左右，鉻、左右，鉻、硅各為硅各為1%左右。左右。 合金工具鋼分為量具刃具鋼、冷作模具鋼、熱作合金工具鋼分為量具刃具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼等。模具鋼、塑料模具鋼等。 量具刃具鋼量具刃具鋼 1、應(yīng)用場(chǎng)合

13、應(yīng)用場(chǎng)合：主要用來(lái)制造車刀、銑刀、鉆頭：主要用來(lái)制造車刀、銑刀、鉆頭等金屬切削刀具。等金屬切削刀具。 2、特點(diǎn)特點(diǎn)：高硬度、高耐磨性、韌性、熱硬性：高硬度、高耐磨性、韌性、熱硬性 3、化學(xué)成分化學(xué)成分：低合金刃具鋼是在碳素工具鋼的：低合金刃具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素的鋼。基礎(chǔ)上加入少量合金元素的鋼。 4、常用量具鋼常用量具鋼：如：如：9 SiCr：制造絲錐、板牙、：制造絲錐、板牙、鉸刀等。鉸刀等。 CrWMn：制造長(zhǎng)鉸刀、拉刀等。：制造長(zhǎng)鉸刀、拉刀等。 低合金刃具鋼的預(yù)備熱處理是球化退火，最終熱低合金刃具鋼的預(yù)備熱處理是球化退火，最終熱處理是淬火后低溫回火。處理是淬火后低溫回火

14、。2、冷作模具鋼冷作模具鋼應(yīng)用場(chǎng)合：冷態(tài)下（低于應(yīng)用場(chǎng)合：冷態(tài)下（低于200-300），冷沖模），冷沖?；瘜W(xué)成分：化學(xué)成分：常用鋼：常用鋼：熱處理：熱處理：3、熱作模具鋼熱作模具鋼應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合：化學(xué)成分：化學(xué)成分：常用鋼：常用鋼：熱處理：熱處理：4、塑料模具鋼塑料模具鋼應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合：化學(xué)成分：化學(xué)成分：常用鋼：常用鋼：熱處理：熱處理： 6.5.2 高速工具鋼高速工具鋼 不論碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少均不予標(biāo)出。如不論碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少均不予標(biāo)出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2 等，等，但當(dāng)合金成分不相同時(shí)，對(duì)高碳者牌號(hào)前冠以但當(dāng)合金成分不相同時(shí)，對(duì)高

15、碳者牌號(hào)前冠以“C”字。字。 低鉻（平均鉻含量小于低鉻（平均鉻含量小于1%）的合金工具鋼，在鉻）的合金工具鋼，在鉻含量前加數(shù)字含量前加數(shù)字“0”。例如：平均含鉻量為。例如：平均含鉻量為0.60%的合金工具鋼，其牌號(hào)表示為的合金工具鋼，其牌號(hào)表示為“Cr06”。 塑料模具鋼在牌號(hào)頭部加塑料模具鋼在牌號(hào)頭部加“SM”，牌號(hào)表示方法，牌號(hào)表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼相同。例如：與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。 應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合： 常用高速鋼：常用高速鋼： 熱處理：熱處理： 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：6.6 不銹鋼與耐熱鋼不銹鋼與耐熱鋼1、不銹鋼、不銹鋼常用不銹

16、鋼的牌號(hào)有常用不銹鋼的牌號(hào)有1 Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr17、00Cr30Mo2。含碳量較低的鋼含碳量較低的鋼1 Cr13、2 Cr13用于制造耐腐蝕、受沖擊載荷用于制造耐腐蝕、受沖擊載荷的零件。的零件。如汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥門等零件。如汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥門等零件。含碳量較高的鋼含碳量較高的鋼3 Cr13、3 Cr13 Mo 、7Cr13等用于制造彈簧、等用于制造彈簧、軸承、醫(yī)療器械等軸承、醫(yī)療器械等鉻鎳不銹鋼鉻鎳不銹鋼鉻鎳不銹鋼常用牌號(hào)有鉻鎳不銹鋼常用牌號(hào)有0 Cr19 Ni9、1 Cr18 Ni9等，通稱為等，通稱為188型不銹鋼。型不銹鋼。2、耐熱鋼、耐熱鋼u抗氧化鋼抗

17、氧化鋼u熱強(qiáng)鋼熱強(qiáng)鋼u氣閥鋼氣閥鋼 不銹鋼及耐熱鋼牌號(hào)前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量不銹鋼及耐熱鋼牌號(hào)前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍，合金元素的表示方法與其它合金鋼分?jǐn)?shù)的千倍，合金元素的表示方法與其它合金鋼相同。相同。 當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.03%時(shí)，在牌號(hào)前時(shí)，在牌號(hào)前冠以冠以00”；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.08%時(shí)，時(shí)，在牌號(hào)前冠以在牌號(hào)前冠以“0”。 如不銹鋼如不銹鋼3Cr13 的平均的平均wC=0.3%、wCr13%；不；不銹鋼銹鋼0Cr19Ni9 的平均的平均wC0.08%、wCr19%、wNi9%；00r19Ni11鋼的平均鋼的平均wC0.3%、wCr19%、wNi11%。另外，當(dāng)。另外，當(dāng)wSi1.5%、wMn2%時(shí)，牌號(hào)中不予標(biāo)出。時(shí)，牌號(hào)中不予標(biāo)出。特殊物理性能鋼：特殊物理性