第六章 低合金鋼與合金鋼

第6章低合金鋼和合金鋼

1、淬透性差

2、強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低

3、回火穩(wěn)定性差

4、不能滿足特殊性能的要求6.1合金鋼的分類與牌號(hào)

6.1.1合金鋼的分類1．按化學(xué)成分分類（1）按鋼中所含合金元素的種類分，可分為：錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、鉻錳鈦鋼等。（2）按鋼中合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)分，可分為：低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。2．按鋼的用途分類（1）合金結(jié)構(gòu)鋼：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)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：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）。（3）特殊性能鋼：抗氧化鋼、不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和易削鋼等。

3．按金相組織分類（1）按退火后的組織分：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、萊氏體鋼。（2）按正火后的組織分：鐵素體鋼、珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。4．按冶金質(zhì)量分類（1）普通低合金鋼（2）優(yōu)質(zhì)低合金鋼（3）優(yōu)質(zhì)低合金鋼（4）高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼（5）特高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼6.1.2合金鋼的牌號(hào)如：60Si2Mn、1Cr13、GCr151、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3、符號(hào)6.2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1、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3、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1、對(duì)熱處理的影響（1）對(duì)加熱過程中奧氏體化的影響（2）對(duì)過冷奧氏體的影響（3）對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響2、對(duì)焊接性能的影響3、對(duì)鍛造性能的影響6.3低合金鋼6.3.1低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成分：低碳，低合金性能：塑性、韌性、耐蝕性和焊接性均比同含碳素的碳鋼高。應(yīng)用：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器起重和線等。牌號(hào)：Q295各種容器、儲(chǔ)油罐、低壓鍋爐造船；Q345鍋爐、車輛等；Q390起重機(jī)等；Q420高壓容器、重型機(jī)械等。低合金耐鋼：車輛、塔架低合金專業(yè)用鋼6.3.2易切削結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：易切削鋼Y15、Y40Mn、Y15Pb性能：具有小的切削抗力，對(duì)刀具的磨損小，切屑易碎，便于排出用途：螺柱、螺母、螺釘自行車、縫紉機(jī)、計(jì)算機(jī)零件6.3.3低合金耐候鋼牌號(hào)：09CuP,09CuPCrNi

性能：良好的耐大氣腐蝕的能力

用途：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，鉚接和焊接件6.4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)1、分類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2、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、合金彈簧鋼由三部分組成，即由“二位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字”組成。前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍，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。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1.5%、2.5%、3.5%……，則在元素符號(hào)后相應(yīng)標(biāo)出2、3、4……。（2）滾動(dòng)軸承鋼高碳鉻軸承鋼的牌號(hào)“G+Cr+數(shù)字”，但不標(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。例如：平均含鉻量為1.50%的軸承鋼，其牌號(hào)表示為“GCr15”。6.4.2合金滲碳鋼化學(xué)成分：低碳熱處理特點(diǎn)：鍛造后進(jìn)行正火；滲碳后淬火和低溫回火。常用牌號(hào)：20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni46.4.3合金調(diào)質(zhì)鋼化學(xué)成分：中碳熱處理特點(diǎn)：調(diào)質(zhì)處理常用牌號(hào)：40Cr、35CrMo6.4.4合金彈簧鋼化學(xué)成分：中、高碳成分熱處理特點(diǎn)：淬火+中溫回火常用牌號(hào)：60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA6.4.5軸承鋼化學(xué)成分：高碳熱處理特點(diǎn)：預(yù)處理為球化退火；最終熱處理為淬火和低溫回火常用牌號(hào)：GCr4、GCr15、GCr15SiMn用途：制造滾動(dòng)軸承6.4.3高錳耐磨鋼化學(xué)成分：高碳熱處理特點(diǎn)：水韌處理常用牌號(hào)：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4、ZGMn13-5應(yīng)用：劇烈沖擊、較大壓力場合拖拉機(jī)、坦克的履帶板6.5合金工具鋼與高速工具鋼6.5.1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)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時(shí)，含碳量不標(biāo)出；當(dāng)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高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，故不再在牌號(hào)后標(biāo)出“A”字。如9SiCr表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%左右，鉻、硅各為1%左右。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。量具刃具鋼1、應(yīng)用場合：主要用來制造車刀、銑刀、鉆頭等金屬切削刀具。2、特點(diǎn)：高硬度、高耐磨性、韌性、熱硬性3、化學(xué)成分：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。4、常用量具鋼：如：9SiCr：制造絲錐、板牙、鉸刀等。CrWMn：制造長鉸刀、拉刀等。低合金刃具鋼的預(yù)備熱處理是球化退火，最終熱處理是淬火后低溫回火。2、冷作模具鋼應(yīng)用場合：冷態(tài)下（低于200-300℃），冷沖?；瘜W(xué)成分：常用鋼：熱處理：3、熱作模具鋼應(yīng)用場合：化學(xué)成分：常用鋼：熱處理：4、塑料模具鋼應(yīng)用場合：化學(xué)成分：常用鋼：熱處理：6.5.2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W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2等，但當(dāng)合金成分不相同時(shí)，對(duì)高碳者牌號(hào)前冠以“C”字。低鉻（平均鉻含量小于1%）的合金工具鋼，在鉻含量前加數(shù)字“0”。例如：平均含鉻量為0.60%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“SM”，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：SM45、SM3Cr2Mo。應(yīng)用場合：常用高速鋼：熱處理：性能特點(diǎn)：6.6不銹鋼與耐熱鋼1、不銹鋼常用不銹鋼的牌號(hào)有1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr17、00Cr30Mo2。含碳量較低的鋼1Cr13、2Cr13用于制造耐腐蝕、受沖擊載荷的零件。如汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥門等零件。含碳量較高的鋼3Cr13、3Cr13Mo、7Cr13等用于制造彈簧、軸承、醫(yī)療器械等鉻鎳不銹鋼鉻鎳不銹鋼常用牌號(hào)有0Cr19Ni9、1Cr18Ni9等，通稱為18－8型不銹鋼。2、耐熱鋼抗氧化鋼熱強(qiáng)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)量分?jǐn)?shù)的千倍，合金元素的表示方法與其它合金鋼相同。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.03%時(shí)，在牌號(hào)前冠以00”；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.08%時(shí)，在牌號(hào)前冠以“0”。如不銹鋼3Cr13的平均wC=0.3%、wCr≈13%；不銹鋼0Cr19Ni9的平均wC≤0.08%、wCr≈19%、wNi≈9%；00℃r19Ni11鋼的平均wC≤0.3%、wCr≈19%、wNi≈11%。另外，當(dāng)wSi≤1.5%%、wMn≤2%時(shí)，牌