第六章 低合金钢与合金钢

第6章低合金钢和合金钢

1、淬透性差

2、强度和屈强比较低

3、回火稳定性差

4、不能满足特殊性能的要求6.1合金钢的分类与牌号

6.1.1合金钢的分类1．按化学成分分类（1）按钢中所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。（2）按钢中合金元素总质量分数分，可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢。2．按钢的用途分类（1）合金结构钢：工程构件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。（2）合金工具钢：刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）。（3）特殊性能钢：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易削钢等。

3．按金相组织分类（1）按退火后的组织分：亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢。（2）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。4．按冶金质量分类（1）普通低合金钢（2）优质低合金钢（3）优质低合金钢（4）高级优质合金钢（5）特高级优质合金钢6.1.2合金钢的牌号如：60Si2Mn、1Cr13、GCr151、碳的质量分数数字2、合金元素的质量分数数字3、符号6.2合金元素对钢的影响6.2.1合金元素对钢力学性能的影响1、溶于铁，起强化基体作用2、形成碳化物，起第二相强化、硬化作用3、使结构钢中珠光体增加，起强化作用6.2.2合金元素对钢工艺性能的影响1、对热处理的影响（1）对加热过程中奥氏体化的影响（2）对过冷奥氏体的影响（3）对回火转变的影响2、对焊接性能的影响3、对锻造性能的影响6.3低合金钢6.3.1低合金高强度结构钢成分：低碳，低合金性能：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。应用：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重和线等。牌号：Q295各种容器、储油罐、低压锅炉造船；Q345锅炉、车辆等；Q390起重机等；Q420高压容器、重型机械等。低合金耐钢：车辆、塔架低合金专业用钢6.3.2易切削结构钢牌号：易切削钢Y15、Y40Mn、Y15Pb性能：具有小的切削抗力，对刀具的磨损小，切屑易碎，便于排出用途：螺柱、螺母、螺钉自行车、缝纫机、计算机零件6.3.3低合金耐候钢牌号：09CuP,09CuPCrNi

性能：良好的耐大气腐蚀的能力

用途：农业机械、运输机械、起重机械、铁路车辆、建筑、塔架等构件，铆接和焊接件6.4机械合金结构钢6.4.1机械合金结构钢的分类及牌号1、分类按用途及热处理特点：渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、超高强度钢等按冶金质量的不同：优质钢、高级优质钢、特级优质钢2、机械合金结构钢的牌号（1）合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢由三部分组成，即由“二位数字+元素符号+数字”组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。凡合金元素质量分数小于1.5%时，编号中只标明元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于1.5%、2.5%、3.5%……，则在元素符号后相应标出2、3、4……。（2）滚动轴承钢高碳铬轴承钢的牌号“G+Cr+数字”，但不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为1.50%的轴承钢，其牌号表示为“GCr15”。6.4.2合金渗碳钢化学成分：低碳热处理特点：锻造后进行正火；渗碳后淬火和低温回火。常用牌号：20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni46.4.3合金调质钢化学成分：中碳热处理特点：调质处理常用牌号：40Cr、35CrMo6.4.4合金弹簧钢化学成分：中、高碳成分热处理特点：淬火+中温回火常用牌号：60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA6.4.5轴承钢化学成分：高碳热处理特点：预处理为球化退火；最终热处理为淬火和低温回火常用牌号：GCr4、GCr15、GCr15SiMn用途：制造滚动轴承6.4.3高锰耐磨钢化学成分：高碳热处理特点：水韧处理常用牌号：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4、ZGMn13-5应用：剧烈冲击、较大压力场合拖拉机、坦克的履带板6.5合金工具钢与高速工具钢6.5.1合金工具钢表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当其平均碳的质量分数小于1%时，则牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。由于合金工具钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。如9SiCr表示平均碳的质量分数为0.9%左右，铬、硅各为1%左右。合金工具钢分为量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。量具刃具钢1、应用场合：主要用来制造车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具。2、特点：高硬度、高耐磨性、韧性、热硬性3、化学成分：低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。4、常用量具钢：如：9SiCr：制造丝锥、板牙、铰刀等。CrWMn：制造长铰刀、拉刀等。低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热处理是淬火后低温回火。2、冷作模具钢应用场合：冷态下（低于200-300℃），冷冲模化学成分：常用钢：热处理：3、热作模具钢应用场合：化学成分：常用钢：热处理：4、塑料模具钢应用场合：化学成分：常用钢：热处理：6.5.2高速工具钢不论碳的平均质量分数为多少均不予标出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2等，但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以“C”字。低铬（平均铬含量小于1%）的合金工具钢，在铬含量前加数字“0”。例如：平均含铬量为0.60%的合金工具钢，其牌号表示为“Cr06”。塑料模具钢在牌号头部加“SM”，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。应用场合：常用高速钢：热处理：性能特点：6.6不锈钢与耐热钢1、不锈钢常用不锈钢的牌号有1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr17、00Cr30Mo2。含碳量较低的钢1Cr13、2Cr13用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件。如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。含碳量较高的钢3Cr13、3Cr13Mo、7Cr13等用于制造弹簧、轴承、医疗器械等铬镍不锈钢铬镍不锈钢常用牌号有0Cr19Ni9、1Cr18Ni9等，通称为18－8型不锈钢。2、耐热钢抗氧化钢热强钢气阀钢不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍，合金元素的表示方法与其它合金钢相同。当碳的质量分数小于或等于0.03%时，在牌号前冠以00”；当碳的质量分数小于或等于0.08%时，在牌号前冠以“0”。如不锈钢3Cr13的平均wC=0.3%、wCr≈13%；不锈钢0Cr19Ni9的平均wC≤0.08%、wCr≈19%、wNi≈9%；00℃r19Ni11钢的平均wC≤0.3%、wCr≈19%、wNi≈11%。另外，当wSi≤1.5%%、wMn≤2%时，牌