金屬材料性能和主要用途

1、金屬材料性能和主要用途 6.3 合金鋼為改善鋼的組織、性能，在冶煉時特意加入合金元素的鋼。 合金元素在鋼中的作用 經(jīng)常加入的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、Ti、B、Al、Nb、Zr等。1.強化固溶強化細化晶粒2.穩(wěn)定組織，細化晶粒3.提高淬透性 4.提高抗氧化和耐蝕能力 一、合金鋼的分類 1.按合金元素含量分類 低合金鋼（合金元素總量低于5%） 中合金鋼（合金元素總量為5%10%） 高合金鋼（合金元素總量高于10%） 2.按合金元素種類分類 鉻鋼（Cr-Fe-C) 鉻鎳鋼（Cr-Ni-Fe-C) 錳鋼（Mn-Fe-C) 硅錳鋼（Si-Mn-Fe-C) 3.按用途分類 合金結(jié)構(gòu)鋼建

2、筑、工程結(jié)構(gòu)和各種機械零件 合金工具鋼各種刀具、工具和模具 特殊性能鋼特殊物理、化學或力學性能要求4.按金相組織分類 珠光體鋼 馬氏體鋼 鐵素體鋼 奧氏體鋼 萊氏體鋼 碳化物鋼 二、合金鋼的編號、性能和主要用途 牌號首部用數(shù)字標明碳質(zhì)量分數(shù)。規(guī)定結(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1.5%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、、3。 合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr，平均碳質(zhì)量分數(shù)為0.40%，主要合金元素Cr的質(zhì)量分數(shù)在1.5%以下。 合金工具鋼5CrMnMo，平均碳質(zhì)量分數(shù)為0.5%，主要合金元素Cr、Mn、Mo的質(zhì)量分數(shù)均在1.5%以下。 專用鋼用其用途的漢語拼音字首來標明。 如：滾動軸承鋼，在鋼號前標以“G”。GCr15表示碳質(zhì)量分數(shù)約1.0%、鉻質(zhì)量分數(shù)約1.5%（這是一個特例，鉻質(zhì)量分數(shù)以千分之一為單位的數(shù)字表示）的滾動軸承鋼。 Y40Mn，表示碳質(zhì)量分數(shù)為0.4%、錳質(zhì)量分數(shù)少于1.5%的易切削鋼等等。 對于高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼的末尾加“A”字表明，例如20Cr2Ni4A等。 （一） 合金結(jié)構(gòu)鋼 用于制造重要工程結(jié)構(gòu)

4、和機器零件的合金鋼稱為合金結(jié)構(gòu)鋼。主要有低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。 1.低合金結(jié)構(gòu)鋼a . 用途 主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。 容器 船舶 車輛橋梁儲氣罐 b. 成分特點 （1）低碳：由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳質(zhì)量分數(shù)不超過0.20%。 （2） 加入以錳為主的合金元素。 （3） 加入鈮、鈦或釩等輔加元素：少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細碳化物或碳氮化物，有利于獲得細小的鐵素體晶粒和提高鋼的強度和韌性。 此外，加入少量銅（0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫

5、硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。 c. 常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 Q345 （16Mn） 是我國低合金高強鋼中用量最多、產(chǎn)量最大的鋼種。使用狀態(tài)的組織為細晶粒的鐵素體珠光體，強度比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235約高20%30%，耐大氣腐蝕性能高20%38%。 Q420 （15MnVN） 中等級別強度鋼中使用最多的鋼種。強度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。強度級別超過500 MPa后，鐵素體和珠光體組織難以滿足要求，于是發(fā)展了低碳貝氏體鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷條件下得到貝氏體組織，使強度更高，塑性、焊接性能也較好，多用于高壓鍋

6、爐、高壓容器等。 2、合金調(diào)質(zhì)鋼 . 用途 合金調(diào)質(zhì)鋼廣泛用于制造汽車、拖拉機、機床和其它機器上的各種重要零件，如齒輪、軸類件、連桿、螺栓等。 齒輪曲軸汽車萬向節(jié)連桿 . 性能要求 調(diào)質(zhì)件大多承受多種工作載荷，受力情況比較復(fù)雜，要求高的綜合機械性能，即具有高的強度和良好的塑性、韌性。合金調(diào)質(zhì)鋼還要求有很好的淬透性。但不同零件受力情況不同，對淬透性的要求不一樣。c. 成分特點 中碳：碳質(zhì)量分數(shù)一般在0.25%0.50%之間，以0.4%居多； 加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：這些合金元素除了提高淬透性外，還能形成合金鐵素體，提高鋼的強度。如調(diào)質(zhì)處理后的40Cr鋼的性能比45鋼的性能高

7、很多； 加入防止第二類回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金調(diào)質(zhì)鋼，高溫回火慢冷時易產(chǎn)生第二類回火脆性。在鋼中加入Mo、W可以防止第二類回火脆性，其適宜含量：Mo的質(zhì)量分數(shù)為0.15%0.30%，或W的質(zhì)量分數(shù)為0.8%1.2%。c. 鋼種及牌號 40Cr 低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為30 mm40 mm，用于制造一般尺寸的重要零件。 35CrMo 中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為40 mm60 mm，加入鉬不僅可提高淬透性，而且可防止第二類回火脆性。 40CrNiMo 高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為60 mm100 mm，鉻鎳鋼中加入適當?shù)你f，不但具有好的淬透性，還可消除第二類

8、回火脆性。 3、合金滲碳鋼 a. 用途 主要用于制造汽車、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。這類零件在工作中遭受強烈的摩擦磨損，同時又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。 撥叉變速齒輪 b. 性能要求 表面滲碳層硬度高，以保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時具有適當?shù)乃苄院晚g性。 心部具有高的韌性和足夠高的強度。心部韌性不足時，在沖擊載荷或過載作用下容易斷裂；強度不足時，則較脆的滲碳層易碎裂、剝落。 有良好的熱處理工藝性能 在高的滲碳溫度（900 950 ）下，奧氏體晶粒不易長大，并有良好的淬透性。 c. 成分特點 低碳：碳質(zhì)量分數(shù)一般為0.10%0.25%，使零件心部有

9、足夠的塑性和韌性。 加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。 加入阻礙奧氏體晶粒長大的元素：主要加入少量強碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成穩(wěn)定的合金碳化物。 d. 鋼種及牌號 20Cr 低淬透性合金滲碳鋼。淬透性較低，心部強度較低。 20CrMnTi 中淬透性合金滲碳鋼。淬透性較高、過熱敏感性較小，滲碳過渡層比較均勻，具有良好的機械性能和工藝性能。 18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。含有較多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。 4、合金彈簧鋼. 用途 合金彈簧鋼是一種專用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種彈簧和彈性元件。彈簧拉

10、力彈簧 離合器彈簧 蝶形彈簧 . 性能要求 高的彈性極限e，尤其是高的屈強比s /b以保證彈簧有足夠高的彈性變形能力和較大的承載能力。 高的疲勞強度r，以防止在震動和交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞斷裂。 足夠的塑性和韌性，以免受沖擊時脆斷。 此外，彈簧鋼還要求有較好的淬透性，不易脫碳和過熱，容易繞卷成形等。一些特殊彈簧鋼還要求耐熱性、耐蝕性等。 . 成分特點 中、高碳 高的屈強比要求彈簧鋼的碳含量比調(diào)質(zhì)鋼高，碳的質(zhì)量分數(shù)一般為0.50%0.70%。碳含量過高時，塑性、韌性降低，疲勞抗力也下降。 加入以Si、Mn為主的提高淬透性的元素，Si和Mn同時也提高了屈強比。重要用途的彈簧鋼還必須加入Cr、V、W

11、等元素。 此外，彈簧的冶金質(zhì)量對疲勞強度有很大的影響，所以彈簧鋼均為優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼。 . 鋼種和牌號 65Mn和60Si2Mn 以Si、Mn為主要合金元素的彈簧鋼。這類鋼的價格便宜，淬透性明顯優(yōu)于碳素彈簧鋼，Si、Mn的復(fù)合合金化，性能比只用Mn的好得多。這類鋼主要用于汽車、拖拉機上的板簧和螺旋彈簧。 50CrVA 含Cr、V、W等元素的彈簧鋼。Cr、V復(fù)合合金化，不僅大大提高鋼的淬透性，而且還提高鋼的高溫強度、韌性和熱處理工藝性能。這類鋼可制作在350 400 溫度下承受重載的較大彈簧。 . 加工、熱處理與性能 彈簧按加工和熱處理可分為兩類： 熱成形彈簧 用熱軋鋼絲或鋼板制成，然后淬火和

12、中溫（450 550 ）回火，獲得回火屈氏體組織，具有很高的屈服強度和彈性極限，并有一定的塑性和韌性，一般用來制作為較大型的彈簧。 冷成形彈簧 小尺寸彈簧一般用冷拔彈簧鋼絲（片）卷成。 為了提高彈簧的疲勞壽命，目前還廣泛采用噴丸強化處理。 5、滾動軸承鋼 . 用途 主要用來制造滾動軸承的滾動體（滾珠、滾柱、滾針）、內(nèi)外套圈等，屬專用結(jié)構(gòu)鋼。從化學成分上看它屬于工具鋼，所以也用于制造精密量具、冷沖模、機床絲杠等耐磨件。滾珠滾珠軸承 . 性能要求高的接觸疲勞強度：軸承元件如滾珠與套圈，運動時為點或線接觸，接觸處的壓應(yīng)力高達1500 MPa5000 MPa；應(yīng)力交變易造成接觸疲勞破壞，產(chǎn)生麻點或剝落

13、，所以軸承鋼疲勞強度應(yīng)很高。 高的硬度和耐磨性：硬度一般為62HRC64HRC。足夠的韌性和淬透性。 此外，還要求在大氣和潤滑介質(zhì)中有一定的耐蝕能力和良好的尺寸穩(wěn)定性。 . 成分特點 高碳 碳質(zhì)量分數(shù)一般為0.95%1.10%，以保證其高硬度、高耐磨性和高強度。 鉻為基本合金元素 鉻提高淬透性；形成合金滲碳體(Fe, Cr)3C呈細密、均勻分布，提高鋼的耐磨性, 特別是疲勞強度。適宜的鉻質(zhì)量分數(shù)為0.40%1.65%。 加入硅、錳、釩等 Si、Mn進一步提高淬透性，便于制造大型軸承。V部分溶于奧氏體中，部分形成碳化物VC，提高鋼的耐磨性并防止過熱。 高的冶金質(zhì)量 軸承鋼中非金屬夾雜和碳化物的不

14、均勻性對鋼的性能尤其是接觸疲勞強度影響很大。因此，軸承鋼一般采用電爐冶煉和真空去氣處理。 . 鋼種和牌號 鉻軸承鋼最常用的是GCr15。使用量占軸承鋼的絕大部分。添加Mn、Si、Mo、V的軸承鋼 在鉻軸承鋼中加入Si、Mn可提高淬透性，如GCr15SiMn、GCr15SiMnMoV等。為了節(jié)鉻，加入Mo、V可得到無鉻軸承鋼，如GSiMnMoV、GSiMnMoVRE等，其性能與GCr15相近。 （二） 合金工具鋼 工具鋼按用途分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼，但實際應(yīng)用界限并非絕對。 1.合金刃具鋼 主要用于制造各種金屬切削刀具，如車刀、銑刀、鉆頭等。銑刀英制模板刀 a. 性能要求 刃具切削時受工件的

15、壓力，刃部與切屑之間產(chǎn)生強烈的摩擦；由于切削發(fā)熱，刃部溫度可達500 600 ；此外，還承受一定的沖擊和震動。因此對刃具鋼提出如下基本性能要求： 高硬度 金屬切削刀具的硬度一般都在60 HRC以上。 高耐磨性 不僅取決于鋼的硬度，而且與鋼中硬化物的性質(zhì)、數(shù)量、大小和分布有關(guān)。 高熱硬性 熱硬性是指鋼在高溫下保持高硬度的能力（亦稱紅硬性）。熱硬性與鋼的回火穩(wěn)定性和特殊碳化物的彌散析出有關(guān)。 足夠的塑性和韌性 以防刃具受沖擊震動時折斷和崩刃。 c. 成分特點 （1） 低合金刃具鋼 最高工作溫度不超過300 。 高碳：碳質(zhì)量分數(shù)為0.9%1.1%，以保證高硬度和高耐磨性。 加入Cr、Mn、Si、W、

16、V等合金元素： Cr、Mn、Si主要是提高鋼的淬透性，Si還能提高鋼的回火穩(wěn)定性； W、V能提高硬度和耐磨性，并防止加熱時過熱，保持細小的晶粒。 （2） 高速鋼 高速鋼是高合金刃具鋼，具有很高的熱硬性，高速切削中刃部溫度達600 時，其硬度無明顯下降。 高碳：碳質(zhì)量分數(shù)在0.70%以上，最高可達1.5%左右，它一方面要保證能與W、Cr、V等形成足夠數(shù)量的碳化物；另一方面還要有一定數(shù)量的碳溶于奧氏體中，以保證馬氏體的高硬度。 加入Cr、W、Mo、V等合金元素： Cr 提高淬透性。 W 、Mo 保證高的熱硬性。W、Mo成的碳化物在500600溫度范圍內(nèi)非常穩(wěn)定，從而使鋼具有良好的熱硬性。 V 提高

17、耐磨性，細化晶粒。 d. 鋼種及牌號 （1）低合金刃具鋼 典型鋼種為9SiCr。 加工過程 球化退火、機加工，然后淬火和低溫回火。熱處理后的組織為回火馬氏體、碳化物和少量殘余奧氏體。 （2） 高速鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2鋼 W18Cr4V鋼的熱硬性較好, 熱處理時的脫碳和過熱傾向較小。而W6Mo5Cr4V2鋼的耐磨性、熱塑性和韌性較好。 2.合金模具鋼 合金模具鋼按其用途分為冷作模具鋼和熱作模具鋼兩大類。 模具 （1） 冷作模具鋼 A.用途 冷模具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200 300 。 B. 性能要求 冷模具工作時承受很大的壓力、彎曲力

18、、沖擊載荷和摩擦。主要失效形式是磨損，也常出現(xiàn)崩刃、斷裂和變形等失效現(xiàn)象。因此，冷模具鋼應(yīng)具有以下基本性能： 高硬度，一般為58 HRC62 HRC； 高耐磨性； 足夠的韌性和疲勞抗力； 熱處理變形小。 C. 成分特點 高碳 碳質(zhì)量分數(shù)多在1.0%以上，個別甚至達到2.0%，以保證高的硬度和高耐磨性。 加入Cr、Mo、W、V等合金元素形成難熔碳化物，提高耐磨性，尤其是Cr。典型鋼種是Cr12型鋼，鉻的含量高達12%。鉻與碳形成M7C3型碳化物，能極大提高鋼的耐磨性，鉻還顯著提高鋼的淬透性。 D. 鋼種和牌號 9Mn2V、9SiCr、CrWMn 要求不高的冷模具用低合金刃具鋼制造。 Cr12大型

19、冷模具用鋼，熱處理變形很小，制造重載和形狀復(fù)雜的模具。 冷擠壓模工作時受力很大，條件苛刻，選用基體鋼（成分與高速鋼基體相同）或馬氏體時效鋼制造。 ( 2 )熱作模具鋼 A. 用途 熱作模具鋼用于制造各種熱鍛模、熱壓模、熱擠壓模和壓鑄模等，工作時型腔表面溫度可達600 以上。 B. 性能要求 熱模具工作時承受很大的沖擊載荷、強烈的摩擦、劇烈的冷熱循環(huán)所引起的不均勻熱應(yīng)變和熱應(yīng)力，以及高溫氧化、出現(xiàn)崩裂、塌陷、磨損、龜裂等失效形式。因此熱模具鋼的主要性能要求是： 高的熱硬性和高溫耐磨性； 高的抗氧化性能； 高的熱強性和足夠的韌性，尤其是受沖擊較大的熱鍛模鋼； 高的熱疲勞抗力，以防止龜裂破壞； 由于

20、熱模具一般較大，所以還要求熱模具鋼有高的淬透性和導(dǎo)熱性。 C. 成分特點 中碳 碳質(zhì)量分數(shù)一般為0.3%0.6%，以保證高強度、高韌性、較高的硬度（35 HRC52 HRC）和較高的熱疲勞抗力。 加入較多的提高淬透性的元素Cr、Ni、Mn、Si等 Cr是提高淬透性的主要元素，同時和Ni一起提高鋼的回火穩(wěn)定性。Ni在強化鐵素體的同時還增加鋼的韌性，并與Cr、Mo一起提高鋼的淬透性和耐熱疲勞性能。 加入產(chǎn)生二次硬化的Mo、W、V等元素，Mo還能防止第二類回火脆性，提高高溫強度和回火穩(wěn)定性。 D.鋼種和牌號 5CrMnMo、5CrNiMo及5CrMnSiMoV 對韌性要求高而熱硬性要求不太高的熱鍛模

21、。 3Cr2W8V、4Cr5MoVSi 熱強性更好的大型鍛壓模或壓鑄模。 3.量具用鋼 A. 用途 量具用鋼用于制造各種量測工具，如卡尺、千分尺、螺旋測微儀、塊規(guī)、塞規(guī)等。 螺紋規(guī)游標卡尺千分尺 B. 性能要求 量具在使用過程中要求測量精度高，不能因磨損或尺寸不穩(wěn)定影響測量精度，對其性能的主要要求是: (1) 高硬度（大于56 HRC）和高耐磨性； (2) 高尺寸穩(wěn)定性 熱處理變形要小，在存放和使用過程中，尺寸不發(fā)生變化。 C. 成分特點 量具用鋼的成分與低合金刃具鋼相同，即為高碳（0.9%1.5%）和加入提高淬透性的元素Cr、W、Mn等。 D. 量具用鋼 尺寸小、形狀簡單、精度較低的量具，選

22、用高碳鋼制造；復(fù)雜的精密量具一般選用低合金刃具鋼；精度要求高的量具選用CrMn、CrWMn、GCr15等制造。 CrWMn鋼 淬透性較高，淬火變形小，主要用于制造高精度且形狀復(fù)雜的量規(guī)和塊規(guī)。 GCr15鋼 耐磨性、尺寸穩(wěn)定性較好，多用于制造高精度塊規(guī)、螺旋塞頭、千分尺。 9Cr18、4Cr13 在腐蝕介質(zhì)中使用的量具。 E. 熱處理特點 關(guān)鍵在于減少變形和提高尺寸穩(wěn)定性。因此，在淬火和低溫回火時要采取措施提高組織的穩(wěn)定性。 (1) 在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度，以減少殘余奧氏體。 (2) 淬火后立即進行-70 -80 的冷處理，使殘余奧氏體盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，然后進行低溫回火。 (

23、3) 精度要求高的量具，在淬火、冷處理和低溫回火后，尚需進行120 130 ，幾小時至幾十小時的時效處理，使馬氏體正方度降低、殘余奧氏體穩(wěn)定和消除殘余應(yīng)力。 為了保證量具的精度，必須正確選材和采用正確的熱處理 工藝。例如高精度塊規(guī)，是作為校正其它量具的長度標準，要 求有極好的尺寸穩(wěn)定性。因此常采用GCr15(或CrWMn)鋼制造。 其熱處理工藝較復(fù)雜。經(jīng)過處理的塊規(guī)，一年內(nèi)每10 mm長度 的尺寸變量不超過0.1 m0.2 m。GCr15鋼塊規(guī)熱處理工藝曲線 (三) 特殊性能鋼 1.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。（1） 用途及性能要求 不銹鋼在石油、化工、原子能、

24、宇航、海洋開發(fā)、國防工業(yè)和一些尖端科學技術(shù)及日常生活中都得到廣泛應(yīng)用，例如化工裝置中的各種管道、閥門和泵，熱裂設(shè)備零件，醫(yī)療手術(shù)器械，防銹刃具和量具等。 對不銹鋼的性能要求最主要的是耐蝕性。此外，制作工具的不銹鋼還要求高硬度、高耐磨性；制作重要結(jié)構(gòu)零件時，要求高強度；某些不銹鋼則要求有較好的加工性能。 （2） 成分特點 碳含量 耐蝕性要求愈高，碳含量應(yīng)愈低。大多數(shù)不銹鋼的碳質(zhì)量分數(shù)為0.1%0.2%。對碳質(zhì)量分數(shù)要求較高（0.85%0.95%）的不銹鋼應(yīng)相應(yīng)地提高鉻含量。 加入最主要的合金元素鉻 鉻能提高鋼基體的電極電位。隨鉻含量的增加，鋼的電極電位急劇升高。鉻在氧化性介質(zhì)（如水蒸氣、大氣、海

25、水、氧化性酸等）中極易鈍化，生成致密的氧化膜、使鋼的耐蝕性大大提高。 加入鎳 可獲得單相奧氏體組織，顯著提高耐蝕性；或形成奧氏體+鐵素體組織，通過熱處理，提高鋼的強度。 加入鉬、銅等 Cr在非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸和堿溶液等）中的鈍化能力差，加入Mo、Cu等元素，可提高鋼在非氧化性酸中的耐蝕能力。 加入鈦、鈮等 Ti、Nb能優(yōu)先同碳形成穩(wěn)定碳化物，使Cr保留在基體中，避免晶界貧鉻，從而減輕鋼的晶界腐蝕傾向。 加入錳、氮等 部分代鎳以獲得奧氏體組織，并能提高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性。 （3）常用不銹鋼 不銹鋼按正火狀態(tài)的組織可分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。 馬氏體

26、不銹鋼 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等，因鉻的質(zhì)量分數(shù)大于12%，它們都有足夠的耐蝕性，但因只用鉻進行合金化，只在氧化性介質(zhì)中耐蝕，在非氧化性介質(zhì)中不能達到良好的鈍化，耐蝕性很低。 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。 不銹鋼船用螺旋槳 不銹鋼剪刀 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。這類鋼在退火或正火狀態(tài)下使用，強度較低、塑性很好，可用形變強化提高強度。主要用作耐

27、蝕性要求很高而強度要求不高的構(gòu)件，例如化工設(shè)備、容器和管道等。 奧氏體型不銹鋼 Cr18Ni9型（即18-8型不銹鋼），這類不銹鋼碳含量很低（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。一般利用形變強化提高強度，其形變強化能力比鐵素體型不銹鋼要強。可采用固溶處理進一步提高奧氏體型不銹鋼的耐蝕性。 1Cr18Ni9Ti不銹鋼表帶 不銹鋼容器 2.耐熱鋼 耐熱鋼是指在高溫下具有高的熱化學穩(wěn)定性和熱強性的特殊鋼。（1） 用途及性能要求 用于制造加熱爐、鍋爐、燃氣輪機等高溫裝置中的零部件。要求在高溫下具有良好

28、的抗蠕變和抗斷裂的能力，良好的抗氧化能力、必要的韌性以及優(yōu)良的加工性能。具有較好的抗高溫氧化性能和高溫強度（熱強性）。 燃氣輪機 抗氧化性 抗氧化性是指金屬在高溫下的抗氧化能力，其在很大程度上取決于金屬氧化膜的結(jié)構(gòu)和性能。提高鋼的抗氧化性的最有效的方法是加入Cr、Si、Al等元素，它們能形成致密和穩(wěn)定的尖晶石類型結(jié)構(gòu)的氧化膜。 熱強性 熱強性是指鋼在高溫下的強度。在高溫下鋼的強度較低，當受一定應(yīng)力作用時，發(fā)生變形量隨時間而逐漸增大的現(xiàn)象-蠕變。金屬在高溫下強度降低，主要是擴散加快和晶界強度下降的結(jié)果。提高高溫強度最重要的辦法是合金化。 （2）成分特點 耐熱鋼中不可缺少的合金元素是Cr、Si或A

29、l，特別是Cr。它們的加入，提高鋼的抗氧化性，Cr還有利于熱強性。Mo、W、V、Ti等元素加入鋼中，能形成細小彌散的碳化物，起彌散強化的作用，提高室溫和高溫強度。碳是擴大相區(qū)的元素，對鋼有強化作用。但碳質(zhì)量分數(shù)較高時，由于碳化物在高溫下易聚集，使高溫強度顯著下降；同時，碳也使鋼的塑性、抗氧化性、焊接性能降低，所以，耐熱鋼的碳質(zhì)量分數(shù)一般都不高。 （3）鋼種及加工、熱處理特點 根據(jù)熱處理特點和組織的不同耐熱鋼分為鐵素體型、奧氏體型、馬氏體型和沉淀硬化型四種。 鐵素體型耐熱鋼 常用鋼種有0Cr13Al、1Cr17、2Cr25N等。這類鋼的主要合金元素是Cr，Cr擴大鐵素體區(qū)，通過退火，可得到鐵素體組織。強度不高，但耐高溫氧化。用于油噴嘴