7-15特殊钢的含义

特殊钢的含义对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10%）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的 70%。主要钢种优特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢,以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。钢的分类钢是用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的钢中含碳量低于 2.1%，并使其杂质（主要指S、P）含量降低到规定标准。钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用途等的不同，可对钢进行多种的分类。一■按冶炼方法分类转炉钢：是把空气或氧气吹入铁水中，使铁水中的 C、Mn、Si、P、S等迅速氧化、靠氧化时放出的热量来升温，而不靠燃料供热的炼钢方法。转炉钢由于节省燃料是目前主要炼钢设备。平炉钢：平炉钢靠燃料（煤气或重油）的燃烧来熔化炉料和提高钢水温度，靠炉气中的氧气和加入铁矿石进行氧化反应，由于平炉钢消耗大量燃料已逐渐淘汰，我国 99年平炉钢已降到2%左右，2000年将彻底淘汰平炉。电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。电炉钢主要生产高质量和高合金钢。二■按工艺方法（脱氧程度）分类脱氧：加入脱氧剂，如Mn铁、Si铁、Al等，把钢水中多作的氧去掉。沸腾钢：只用Mn铁（价格低、脱氧效果差）脱氧，所以钢中含氧较多，浇注时，钢中氧与碳发生作用析出大量Co。因此钢水在钢模内呈沸腾现象，称沸腾钢。沸腾钢成材率高，成本低。但化学成份不均匀、偏析、杂质多。沸腾钢钢号最后用 “F”示。镇静钢：除用Mn铁，还用Si铁（有时用Al）脱氧，钢中氧已很少，浇注时没有沸腾现象。镇静钢化学成分均匀，机械性能较好，但有缩孔，成本高。镇静钢钢号后加 “Z”半镇静钢：脱氧程度在镇静钢与沸腾之间，性能也介于之间，钢号后加 “b'半镇静钢应用较少。三■按化学成分分类非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值非合金钢普通质量非合金钢是指不规定生产过程中需要特别控制质量要求，但化学成分和机械性能必须保证在规定范围内，杂质（主要P、S等）必须在规定范围内。普通质量非合金钢合金元素只含碳，不含其它合金元素，也叫普通碳素钢。由于不含其它合金元素，工艺简单成本低、应用也较广，主要用于生产板、带、型等普通构件，大多不经热处理直接使用。碳素结构钢是钢中应用最多的、数量最大的。常轧制成板材、型材及异型材，一般不需要经热处理直接使用。用于一般结构和工程。钢的牌号由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、）脱氧方法符号等四部分按顺序组成。与GB700-88中的A3钢相当的Q235就是一种常用的碳素结构钢。除碳素结构钢外，其它普通质量非合金钢还有用于建筑、桥梁、车辆等热轧钢板和带钢，用于生产一级建筑钢筋钢的Q235，生产轻轨及配件的50Q和55Q等。优质碳素结构钢属优质钢，不仅要保证化学成分也要保证机械性能。同时要求杂质（ S、P）含量较低，其牌号用两位数字表示，代表钢中碳的名义万分含量，少数沸腾钢数字后加 “F；'其中含锰量不超过0.8%的为较低含锰量钢，0.8-1.2%Mn为较高含锰量钢，并在数字后面加 “Mr”。优质碳素结构钢的用途根据化学成分和性能不同而异。a•低碳碳结钢（C<0.25%），因塑性、韧性及焊接性能优良，主要用于轧制薄板、钢带、型钢及拉丝等。 08F多用于制造各种冲压件，如搪瓷制品、汽车外壳零件等。15、20、20Mn是常用的渗碳钢，可用于制造对心部强度要求不高的渗碳零件如机械、汽车、拖拉机齿轮、凸轮、活塞销等中碳碳结钢（ C0.25-0.60%）与低碳碳结钢相比，强度较高而塑性、韧性稍低，多轧掉型钢，用于制造轴类零件，经调质外理后使用，因此也称高质钢。45钢是应用十分广泛的中碳碳结钢，高碳碳结钢（ C>0.60%）具有较高的强度、硬度、弹性和耐磨性、多生产型钢，主要用于制造机具的易磨损零碎件和弹簧等，如农机的犁铧、耙片、轧机轧辊及减震弹簧、座垫弹簧65Mm、70Mn、70、75、80、85钢也属于特殊质量非合金钢（弹簧钢）。特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能（例如，控制淬透性和纯洁度）的非合金钢。碳素工具钢的含碳量高（0.65-1.35%）属高碳钢，具有高硬度，高耐磨性、良好的锻造性能和切削加工性，价格便宜，唯一不足的是淬透性低。其牌号由 碳”的汉语拼音字头（T）加数字组成，数字表示碳的名交千分含量，高级优质碳素工具钢在数字后而加字母 A。其它特殊质量非合金钢大多也都是为某种专用产吕需要，钢材要经过特殊处理的非合金钢，如为保证军工需要的航空用钢、兵器用钢、核压力容器用非合金钢；保证某种热处理需要的、保证淬透性钢、非合金调质钢、非合金表面硬化钢、火焰及感应淬火硬化钢；专用原料的焊条用钢、碳素弹簧钢、特殊盘条钢、冷顶锻和冷挤压钢、特殊易切削钢、碳素中空钢、具有规定导电性能的非合金电工钢，具有规定磁性能的非合金软磁材料、原料纯铁等。低合金钢低合金钢是指在钢中加入少量合金元素.由于合金元素的强化作用，低合金结构钢的屈服点比普通碳素钢高25-150%，加之大多低碳，而具有良好的塑性韧性和焊接性能，有的还具有耐腐蚀、耐低温等特性，因此，低合金钢是一类很有发展前途的钢，在钢的生产中比例越来越大。低合金钢按质量和用途分为普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢。合金钢合金钢分为优质合金钢和特殊质量合金钢。优质合金钢生产过程中需要特别控制质量和性能；特殊质量合金钢生产过程中要严格控制质量和性能。一般工程结构用合金钢属优质合金钢俗称合结钢。主要用于制造机械结构件，大多经热处理后使用。由于合金元素作用，增加淬透性（Mn,Mo,Cr）、细化晶粒（V,Ti…）提高淬火稳定性。低碳合金结构钢经过渗碳，氮淬火及低温回火处理后，构件表面耐磨，心部韧性好，也叫表面硬化钢；中碳合金结构钢经过调质处理，能获得良好的综合性能，叫调节器质钢。弹簧钢是用生20产各种板簧和螺旋弹簧或类似零件（如轧辊等）。弹簧是一种能产生大量弹性变形的结构零件，通过弹簧的弹性变形，可以吸收冲击能量、缓和冲击和震动的作用，因此对弹簧钢的要求必须有高的强度，特别是高的屈服强度和疲劳强度；要不易脱碳，有良好的表面质量，具有一定的淬透性和良好的工艺性能。有的弹簧还要求耐热、耐腐蚀等。因此弹簧钢含碳较高。 65、70、75、80等碳素弹簧钢淬透性能较差，多用于直径或厚度小于12毫米的弹簧；65Mn淬透性能较好，可用于制造截面尺寸为15~20毫米的弹簧，应用广泛。尺寸较大，用热轧成型法制造的弹簧大多采用 55Si2Mn、60Si2Mn,如铁道车厢、汽车、拖拉机上的钢板弹簧和螺旋弹簧等；大截面、重载荷的弹簧通常用50CrVa60Si2CrVa、50CrMn65Si2MnWa、等制造。滚动轴承钢也叫轴承钢。主要用来制造滚动轴承内外套圈、滚珠、滚粒、保持架等，但在量具、冷作模具、低合金刀具、柴油机高压油泵件等方面也有广泛应用。 轴承钢种类较多有较多高碳铬、渗碳、不锈、高温、无磁轴承钢。渗碳轴承钢牌号用“G为汉语拼音字头，后数字表示含碳的百分数。 Cr元素后数字表示铬含量名义百分数。后面用元素符号及其名义含量百分数表示。合金工具钢为克服碳素工具钢淬透性低的弱点，提高耐磨性，在保持较高含碳量的前提下，钢中加入 Si、Mn、Cr、W、Mo、V等，提高合工钢淬透性，广泛用于碳工钢性能有能满足要求的工具。合工钢的牌号由数字的化学元素符号组成，当钢中含碳量小于1.00%时，牌号前数字表示含碳量的名义千分含量，牌号前原数字者表示含碳量不低于1.00%元素符号后数字表示含金元素的名义百分数。合金工具钢按用途分为量具刃具钢、耐冲击工具钢、冷铁模具钢、热作模具钢、磁模钢和塑料模具钢。量具刃具钢是含碳0.08-1.45%，加入Cr、Mn、Si、W等合金元素。Cr、Si、Mn提高钢的淬透性；同时Cr、Si、还能提高回火稳定性；Mn还减小淬火变形；W提高耐磨，细化组织。这类钢主要用于制造车刀、刨刀、铰刀、拉刀等刃具及量规、样板、千分尺、塞规等量具。耐冲击工具钢有4Cr2Si、5CrW2Si、6CrW2Si，属中碳钨系钢。通过降低含碳量以冲加韧性，钨提高钢耐磨性，用于制造受冲击载荷大的工具，如冷作模具、顶锻模，风凿等。模具钢用于制造成型模具，包括冷作模具钢，热作模具钢，热作模具钢，无磁模具钢和塑料模具钢。 高速工具钢：为满足切削过程中，刀具线速度达 80米/分，刀刃温度高达60oC，刀具硬度HRC>60要求，在高碳钢中加入大量W、Mo、Cr、V等合金元素而获得高速钢，W和Mn可提高钢的热硬性，在回火温度500oC-600oC下，W、Mo析出并生成Mo2C和W2C,发生二次硬化（温度在500oC-600oC时钢的硬度不仅不下降，反而升高的现象叶二次硬化）。高速工具钢也叫高速钢,.其牌号表示方法同合工钢。高速工具钢中W18Cr4V是世界上最早生产，也是最常用高工钢，用来制造各种刀具，如车刀、插齿刀、扩孔钻、钻头等。但由于碳化物偏析严重、热塑性低等，限制了进一步使用。CW6MoCr4V2是以Mo代W的Mo系高速钢，其碳化物分布均匀，热塑性好，价格便宜（我国钼储量和产量高），只是热硬性稍低，仍是高速钢的主要钢性。四■按质量分类按质量主要指钢中含杂质（主要指 P、S等）和机械性能最低要求进行分类。五■按用途分类按钢使用用途把钢分成结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢结构钢又分为工程结构钢和机械结构钢。工程结构钢主要是指用作建筑、铁路、桥梁、容器等工程构件用钢，这种钢制成构料大多不再进行热处理。机械结构钢指机床、武器等另构件，构件大多要进行热处理。工具钢工具钢主要用来制造各种工具，如量具、刃具、模具，对工具钢制成的工具都要进行热处理。特殊用途钢特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作，对钢有特殊要求，如物理、化学、机械等性能。 特殊性能钢也是特殊质量合金钢，这些钢是指有电磁、光、声、热及电化学等效应和功能的钢。常用的有不锈钢、耐热钢、电工硅钢、电子纯铁及各种精密合金（软磁合金、象磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双合金、电阻合金、电偶材料等）。我国经过几十年的努力，钢铁工业已同过去的仅能生产 100多个钢种、400多个品种的钢材发展到现在能生产1000多个钢种、4万多个品种的钢材，特别是国防工业和高精尖技术，包括原子弹、氢弹、导弹、核潜艇、通讯卫星、火箭等需要的关键金属材料。都已由国内自行研制开发成功，最大限度满足了其需要的TOP模具钢基础知识一、基本分类钢材种类极杂且多，其中模具用钢材分三类：塑料模具钢：高抛光度热作工具钢：高强度、耐高温冷作工具钢：耐高压、耐磨损一一，高速工具钢？为其一分支常见牌号标志：JIS——日本工业规格ASTM――美国材料试验协会规格AISI――美国钢铁协会规格

D.DIN德国国家规格D.DIN德国国家规格二、使用惯例P20,最常用的塑料钢PDS5，类似P20,但比P20难加工，缺点是温度较高易硬化PDS1，不等于S45C，不是型腔用，使用在模架，以降低成本若要求耐用性，则模架材料S50C或S55C，国内常见克难办法为S45C锻打，硬度更高，耐磨性比 S50C更好注：曾有人表示S45C锻打优于S50C的耐磨性，事实上,该S50C恐有伪劣产品之嫌型腔钢材对硬度要求高于 P20时，可选用NAK80，利于耐用选择倾向：塑胶钢：即用在塑胶射出成模，再区分镜面抛光、耐蚀性等要求冷作钢：用在导柱套标准零件，也用在精密五金模或耐磨的塑胶模或冷冲模热作钢：铝或锌合金压铸模塑料钢许多都是预硬型，以免热处理变形各类钢材成份倾向：中碳：含 C量0.3—0.8%塑料钢：中碳或低碳少量镍铬系（1—10%）或中量接近SUS420不锈钢铬系（>10%）耐腐蚀热作钢：中C,少量Cr冷作钢：高C注：高速钢：高C,少量钨钼钒系（甚至加钴）。加少量铬可增加强度。大类区分解说：冷作钢：此类钢种在常温下使用，由于硬度高与耐磨要求，含碳量属于高碳钢（ C>0.8%）,甚至加入少量多钨钼钒元素，表助于提高耐磨性，另外，高硬度须防范发脆，故添加铬（约 4—12%）以提高韧性和强度，也常辅之以锰元素热作钢：此类钢种主要要求在于500—850C左右较高温度的使用环境，故而耐高温的钨钼钒系元素与冷作钢相当，因其耐磨性非主要要求，是以含碳量仅属于中碳钢（ 0.3—0.8%），且其进而对韧性的影响减少，故含铬量略下降（约3—5.2%）塑料钢：模腔表面的耐磨蚀为其主要要求，故属于低碳钢（ C<0.3%）以减少其氧化倾向，并添加中量铬或少量镍铬元素以提高其耐腐蚀性能三.模具钢的选择1.成形方法:可从两种基本材料类型中选择：A.热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。B.冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如 PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。模具尺寸：大尺寸模具常常使用预硬钢，整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。模具使用次数：长期使用（＞1000000次）的模具应使用高硬度钢，其硬度为 48—65HRC。中等长时间使用（100000—1000000次）的模具应使用预硬钢，其硬度为 30一45HRC。短时间使用（＜100000次）的模具应使用软钢，其硬度为 160—250HRC。表面粗糙度：许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣；当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降，硫含量高的钢也变得更脆。•我国钢号表示方法一、 我国钢号表示方法概述钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法，根据国家标准 《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即：钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如 Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用 “RE1（或“Xt”表示。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。钢中主要化学元素含量（ %）采用阿拉伯数字表示。二、 我国钢号表示方法的分类说明•碳素结构钢由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以 “Q；代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（^S为235MPa的碳素结构钢。必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为 A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即 Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。•优质碳素结构钢钢号开头的两位数字表示钢的碳含量， 以平均碳含量的万分之几表示， 例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45,”它不是顺序号，所以不能读成 45号钢。②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如 ②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如 50Mn。0.1%的半镇③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为静钢，其钢号为10b0.1%的半镇3．碳素工具钢钢号冠以“T”以免与其他钢类相混。钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如 “T8表示平均碳含量为0.8%。锰含量较高者，在钢号最后标出 “MH',例如“T8M”高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母 “A”以示区别，例如“T8MnA'。4．易切削钢钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。字母“Y'后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示， 例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30'。锰含量较高者，亦在钢号后标出 “Mb,例如“Y40Mno5．合金结构钢钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如 40Cro钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量v 1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字 “1，例如钢号“12CrMoV和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量》1.5%>2.5%>3.5%……时，在元素符号后面应标明含量， 可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。高级优质钢应在钢号最后加 “A；以区别于一般优质钢。专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的 30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSio6．低合金高强度钢钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如 16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为 “16Mn”汽车大梁的专用钢种为“16MnL,压力容器的专用钢种为“16MnRo7．弹簧钢弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结钢相同。8．滚动轴承钢钢号冠以字母“G,表示滚动轴承钢类。高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示