金属材料与热处理 第2版 课件 第八单元 低合金钢和合金钢

第八单元低合金钢和合金钢

Q

235

—

A

·

F沸腾钢A等级235MPa屈服强度

45

Wc=0.45%T

12

A高级优质Wc=1.2%碳素工具钢ZG

200-400Rm≥400MPaRel

≥200MPa铸钢碳钢在性能上的不足

淬透性低

一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10mm-20mm。强度较低

如普通碳钢Q235钢的Rel为235MPa，而低合金结构钢16Mn的ReL则为360MPa以上。40钢的Rel/Rm仅为0.43,而合金钢35CrNi3Mo的Rel/Rm

高达0.74。

碳钢在性能上的不足

回火稳定性差碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。不能满足特殊性能的要求碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。

碳钢不能完全满足科学技术和工业的发展要求。为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金元素所获得的钢种，称为合金钢。合金钢有较好的性能，但也有不少缺点。最主要的是由于含有合金元素，其生产和加工工艺比碳钢差，也比较复杂，价格也较昂贵。因此，在应用碳钢能够满足要求时，一般不使用合金钢。模块一概述

为了提高钢的性能，在冶炼时特意加入一些合金元素（主要是过渡族元素）所得到的钢称为合金钢。合金元素的作用：提高强度，塑韧性；提高淬透性提高高温强度、热硬性提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能碳钢的缺点：1.基本相(F、Fe3C)性能不够好；2.淬透性低；3.工具钢使用温度不能超过200℃；4.没有特殊性能，如耐腐蚀、抗氧化、高耐磨……。模块一概述钢中常用的合金元素Ni、Co、Si、Al、N、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr、Re。结合中国国情，树立具有中国特色的合金化思想。合金元素的存在形式合金元素在钢中可以两种形式存在：一是溶解于碳钢原有的相中，二是形成某些碳钢中所没有的新相，在高合金钢中还可能形成金属间化合物。

按合金元素含量多少，分为

低合金钢（合金元素总量低于5%）

中合金钢（合金元素总量为5%-10%）

高合金钢（合金元素总量高于10%）

按用途分类

合金结构钢

合金工具钢

特殊性能钢

按所含的主要合金元素，分为

铬钢（Cr-Fe-C)

铬镍钢（Cr-Ni-Fe-C)

锰钢（Mn-Fe-C)

硅锰钢（Si-Mn-Fe-C)按小试样正火或铸态组织，分为

珠光体钢

马氏体钢

铁素体钢

奥氏体钢

合金钢的性能比碳钢优良，原因是加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用，钢的合金化目的就是希望利用合金元素与改善钢的组织和性能。

模块二合金元素在钢中的作用

合金元素与铁、碳的作用

合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。

合金元素对钢的热处理的影响。一、合金元素与铁的作用几乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入铁中,形成合金铁素体或合金奥氏体；合金元素可溶于铁素体中，由于与铁的晶格类型和原子半径不同而造成晶格畸变；另外合金元素易分布于位错线附近，对位错线的移动起牵制作用，降低位错的易动性，从而提高塑变抗力，产生固溶强化效果。1.溶于基体中形成合金F或合金A1.溶于基体中形成合金F或合金A二、合金元素与碳的作用在一般的合金化理论中，按与碳亲合力的大小，可将合金元素分为碳化物形成元素与非碳化物形成元素两大类。

非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B；

碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti。

凡是在化学元素周期表中排在铁（第26号）右侧的合金元素，它们与碳的结合力小于铁，都是非碳化物形成元素，它们是Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。由于不能形成碳化物，除了在极少数高合金钢中可形成金属间化合物外，这些元素几乎都溶解在铁素体、奥氏体或马氏体中。凡是在化学元素周期表中排在铁左侧的合金元素，它们与碳的结合力大于铁，都是碳化物形成元素，与碳结合形成合金渗碳体或碳化物。而且离铁越远，越易形成比Fe3C更稳定的碳化物。按它们与碳结合的能力，由由强到弱为：Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti弱强

弱碳化物元素:Fe、Mn。

中强碳化物元素:Cr、Mo、W。

强碳化物元素:V、Ti、Nb、Zr。碳化物的影响

碳化物是钢中的重要相之一，碳化物的类型、数量、大小、形状及分布对钢的性能有很重要的影响。

熔点、硬度、耐磨性最高。细化晶粒。提高耐热性．

TiC、NbC、VC。圆、小、匀三、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响扩大奥氏体区缩小奥氏体区改变Ｅ和共析点Ｓ的参数1.合金元素对A、F相区的影响加入合金元素，可使α与γ存在范围发生变化。按照对α或γ的作用，可将合金元素分为两大类。

（1）扩大奥氏体区的合金元素扩大奥氏体区域的元素有镍、锰、碳、氮等，这些元素使A1和A3温度降低，使S点、E点向左下方移动，从而使奥氏体区域扩大。其中与γ－Fe无限互溶的元素镍或锰的含量较多时，可使钢在室温下以奥氏体单相存在而成为一种奥氏体钢。如Ni%>9%的不锈钢和Mn%>13%的ZGMn13耐磨钢均属奥氏体钢。Mn元素对奥氏体区的影响缩小奥氏体区的元素有铬、钼、硅、钨等，使A1和A3温度升高，使S点、E点向左上方移动，从而使奥氏体区域缩小。由于A1和A3温度升高了，这类钢的淬火温度也相应地提高了。当加入的元素超过一定含量后，则奥氏体可能完全消失，此时，钢在包括室温在内的广大温度范围内获得单相铁素体，通常称之为铁素体钢。如含17%～28%Cr的Cr17、Cr25、Cr28不锈钢就是铁素体不锈钢。（2）缩小奥氏体区的元素Cr元素对奥氏体区的影响2.改变Ｅ和共析点参数的元素扩大奥氏体相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度(A1)下降，缩小奥氏体相区的元素则使其上升。合金元素对S点的影响对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响由于共析温度降低或升高，直接地影响热处理加热的温度，所以锰钢、镍钢的淬火温度低于非合金钢，在热处理加热时容易出现过热现象；而含有缩小奥氏体相区元素的钢，其淬火温度就相应地提高了。由于S点的左移，使共析成分降低，与同样含碳量的亚共析钢相比，组织中的珠光体数量增加，而使钢得到强化。由于E点的左移，又会使发生共晶转变的含碳量降低，在C%较低时，使钢具有莱氏体组织。如在高速钢中，虽然含碳量只有0.7%~0.8%,但是由于E点的左移,在铸态下会得到莱氏体组织,成为莱氏体钢。三、合金元素对热处理的影响热处理有三个过程：加热、保温和冷却；合金元素对热处理的影响就是对上述三个过程的影响；

1．合金元素对加热转变的影响

对奥氏体形成速度的影响

1.大多数合金元素会迟缓奥氏体化过程，而Co、Ni等部分非碳化物使奥氏体的形成速度加快。

2、Al、Si、Mn等对奥氏体形成速度影响不大。

对奥氏体晶粒大小的影响

1.强碳化物形成元素Mo、W、V、Ti等抑制奥氏体晶粒长大；其中以钛的作用最强。

2.非碳化物形成元素Si、Co、Ni等阻止奥氏体晶粒长大的作用减弱。

3.Mn、P具有促进奥氏体晶粒长大的倾向。2．合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响

除Co外,几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性,推迟珠光体类型组织的转变,使C曲线右移,即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。进入下一节必须指出,加入的合金元素,只有完全溶于奥氏体时,才能提高淬透性。如果未完全溶解,则碳化物会成为珠光体的核心,反而降低钢的淬透性。另外,两种或多种合金元素的同时加入(如,铬锰钢、铬镍钢等),比单个元素对淬透性的影响要强得多。除Co、Al外,多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最强,Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降,使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下),以使其转变为马氏体;或进行多次回火,这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升,并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。3.合金元素对回火转变的影响

提高钢的回火稳定性

1.合金元素在回火过程中推迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变，提高了铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度，从而提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。

2.Si可提高钢的低温回火稳定性，使相同回火温度下的合金钢的硬度高于碳钢。由于合金钢的回火稳定性比非合金钢高，在相同的回火温度下，合金钢的强度、硬度高于非合金钢。若要求得到同样的回火硬度时，则合金钢的回火温度就比同样碳质量分数的非合金钢高，回火的时间也长，内应力消除得好，钢的塑性和韧度指标就高。产生二次硬化

一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时,硬度不是随回火温度升高而单调降低,而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大,并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。二次硬化现象与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450℃时,钢中析出渗碳体;在450℃以上渗碳体溶解,钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,使硬度重新升高,称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。合金元素对第二类回火脆性的影响

Mn、Ni、Cr都会促进第二类回火脆性。细化A晶粒Ti、V、Nb、Zr、Al提高淬透性除Co以外，如Mn、Cr、W、Mo提高回火抗力Cr、W、Mo、V固溶强化Si、Mn、Cr、Mo、W第二相强化Mn、Cr、Mo、W扩大A相Ni、Mn、Co；C、Cu、N扩大F相Si、Cr、W、Mo、V、Ti、Al在普通碳素结构钢基础上加少量合金元素形成的钢；主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。模块三低合金钢一、低合金钢的分类

碳素构件用钢（普碳钢）低合金结构钢（普低钢）新型及微合金化低碳高强度钢输油管线根据国家标准GB/T13304.2-2008《钢分类》第二部分，低合金钢分类如下。（1）按主要质量等级分为普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢三类。（2）按主要性能和使用特性分为一般用途的低合金高强度结构钢、桥梁用钢、船舶及海洋工程结构用钢、锅炉用钢、管线用钢、容器用钢、低合金耐候钢、低合金钢筋钢、低合金冲压钢、铁道用低合金钢、矿用低合金钢及低温用钢等。此外，在正火钢中，还有具有良好抗层状撕裂性能的Z向（沿厚度方向）钢，主要用于海上采油平台、核反应堆及潜艇等大型厚板结构。低合金钢高强度结构钢是在碳素工程结构钢的基础上，加入少量合金元素（主要是Mn、Si和微合金元素Nb、V、Ti等)而形成的钢。“低合金”和“高强度”是指相对于合金元素含量较高的合金钢和较低强度的普通碳素结构钢而言的。低合金钢高强度结构钢的名称几经变化，如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金钢等，至1994年叫做低合金高强度结构钢。二、低合金高强度结构钢

最新研究成果：如F晶粒尺寸细化到μ级，则F-P类低合金高强度钢的强度也可达到800MPa组织：10~25％片层状P+75~90％多边形F。P-F钢分类碳素工程结构钢（普通）低合金高强度钢微合金化低合金高强度钢

1.化学成分特点碳质量分数不超过0.20%。在微合金钢中为形成一定量的碳氮化物，碳的质量分数只需要0.01%～0.02%；所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善钢的韧度和焊接性能。主加元素为Mn，其主要作用是通过溶入铁素体中，起固溶强化作用；还通过细化晶粒，改善塑性、韧度，是一种固溶强化效果显著又比较便宜的元素，为保证钢的塑性和韧度加入量不超过1.8%。

低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳质量分数不超过0.20%。

加入以锰为主的合金元素，Mn1.8%以内。

加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。加入少量Cu（≤0.4%）和P（0.1%左右）等，可提高抗大气腐蚀性能。少量稀土元素RE(0.001%左右)不影响钢的强度。2.性能特点低合金高强度结构钢强度高，一般屈服强度在300MPa以上，使钢结构构件的强度、刚度、稳定性三个主要控制指标都能充分发挥。低合金高强度结构钢塑性、韧度好，并且韧-脆转变温度低。断后伸长率为15%～20%，室温冲击吸收能量大于30J。E级钢的韧-脆转变温度可达-50℃。低合金高强度结构钢具有良好的焊接性能和冷成形性能，抗大气腐蚀性高。1.大多数在热轧状态使用，组织为F＋P；2.有些钢种为了获得均匀组织和稳定的性能，可采用高温回火或调质处理；为低碳贝氏体组织或淬火成低碳马氏体组织。3.屈服强度要求高的材料还采用轧后控冷工艺；4.有些钢种还应用于冲压用钢，耐海水腐蚀的结构、化工设备和管线用钢，因此发展成为各种专业用钢。

3.使用状态Q355ND

质量等级为D级交货状态为正火ReH≥355MPa屈服强度4.牌号表示方法Q＋最小上屈服强度数值＋交货状态代号+质量等级代号交货状态为热轧时用AR表示，代号可省略。交货状态为正火或正火轧制时用N表示。交货状态为热机械轧制时用M表示。质量等级代号用B、C、D、E、F表示，字母排序越后，质量等级越高。交货代号质量等级代号Q355NDZ25

沿厚度方向的断面收缩率为25%当需方要求钢板具有厚度方向的性能时，则在上述规定的牌号后加上代表厚度方向(Z向)性能级别的符号。Q345响应一带一路，与国外接轨，与欧盟S355牌号对应Q355取代5.低合金高强度结构钢的工程应用在GB/T1591—2018中，低合金高强度结构钢分为Q355、Q390、Q420、Q460共4个主要牌号。Q355钢是我国低合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度比普通碳素结构钢Q235高约50%，耐大气腐蚀性能高20%～38%，用于桥梁、车辆、压力容器等钢结构。Q355钢Q390钢是中等级别强度钢中使用最多的钢种。钢中加入Nb、V、Ti等元素，使晶粒细化，提高强度，且韧度、焊接性及低温韧度也较好，被广泛用于制造桥梁、建筑构件和中等压力的容器。Q390钢Q390钢央视新大楼大量采用了Q390钢强度级别超过450MPa后，钢的显微组织为低碳贝氏体钢。Q460E钢含Mo、B元素，正火组织为贝氏体。通过控制碳的质量分数、微合金化和控制轧制，保证了钢的强度、低温韧性和焊接工艺性能。Q460钢Q460钢

机械制造结构用钢也称机器零件用钢，是用于制造各种机械零件的钢种。机械制造结构用钢是在优质碳素结构钢的基础上发展起来的，如各种齿轮零件、轴（杆）类零件、弹簧、轴承及高强度结构件等。广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、电站设备、飞机及火箭等装置上。模块四机械结构用钢渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢机械结构用钢的分类其他合金结构钢按热处理强化工艺特点，整体强化态钢和表面强化态钢。拨叉变速齿轮变速箱齿轮曲轴汽车万向节连杆弹簧离合器弹簧蝶形弹簧板弹簧拉力弹簧滚珠轴承滚珠轴承调心球轴承履带铁轨分道叉破碎机颚板挖掘机斗齿两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素百分含量数字+……当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量。一、牌号表示方法当合金元素的平均含量为1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5……等数字。如20CrNi3。高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。

所有合金钢的合金元素量标法相同20Mn2Ti

A等级:高级优质含钛量WTi＜1.5%含锰量WMn

2%含碳量WC

0.20%专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明。如:滚珠轴承钢，在钢号前标以“G”。

GCr15表示碳质量分数约1.0%、铬质量分数约1.5%(这是一个特例,铬质量分数以千分之一为单位的数字表示)的滚珠轴承钢。

Y40Mn,表示碳质量分数为0.4%、锰质量分数少于1.5%的易切削钢等等。

二、合金渗碳钢性能要求成分特点常用钢号热处理及组织渗碳件高精密独立导柱1.成分特点

低碳：碳质量分数一般为0.10%～0.25%，使零件心部有足够的塑性和韧性。

加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。

加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。

Wc≤0.25%Wc=0.15～0.25%合金元素:Cr、Mn、

Ni、B、V、W、

Mo、Ti等。表层:M回+Fe3C+A残心部:F+P表层:M回+Cm+A残心部:低碳M回

+F碳素渗碳钢合金渗碳钢化学成分热处理后的组织

2.常用钢种

20Cr低淬透性合金渗碳钢。淬透性较低，心部强度较低。

20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。淬透性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。

18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金渗碳钢。含有较多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韧性和低温冲击韧性。

低淬透性合金渗碳钢含合金元素总量＜3%，如15Cr、20Cr、20Mn2。用于力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴。活塞销(20Cr)中淬透性合金渗碳钢含合金元素总量在4%左右。如20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。高淬透性合金渗碳钢含合金元素总量在4%～6%。如18Cr2NiWA、

20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。柴油机曲轴

20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺曲线

三、合金调质钢性能要求成分特点常用钢号热处理及组织

调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度和良好的塑性、韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同零件受力情况不同，对淬透性的要求不一样。

合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。

1.成分特点

中碳：碳质量分数一般在0.25%～0.50%之间，以0.4%居多；

加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多；加入防止第二类回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性，其适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%，或W的质量分数为0.8%～1.2%。

合金调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。合金调质钢淬透性较高，一般都用油淬，淬透性特别大时甚至可以空冷，这能减少热处理缺陷。

合金调质钢的最终性能决定于回火温度。一般采用500℃～650℃回火。通过选择回火温度，可以获得所要求的性能。为防止第二类回火脆性，回火后快冷（水冷或油冷），有利于韧性的提高。2.热处理特点

合金调质钢常规热处理后的组织是回火索氏体。对于表面要求耐磨的零件（如齿轮、主轴），再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体。表面硬度可达55HRC～58HRC。合金调质钢淬透调质后的屈服强度约为800MPa,冲击韧性在800kJ/m2心部硬度可达22HRC～25HRC。若截面尺寸大而未淬透时，性能显著降低。3.常用的调质钢

在机械制造工业中，调质钢是按淬透性高低来分级的。DC为油淬临界直径

低淬透性合金钢:DC<30~40mm,有40Cr、40Mn2、42SiMn、42Mn2V等

中淬透性合金钢:DC:40~60mm,有35CrMo、40CrNi、42CrMo、40CrMn、30CrMnSi等高淬透性合金钢:DC≥60~100mm,有37CrNi3、40CrNiMo、40CrMnMo等

分析比较：40Cr→40CrNi→40CrNiMo淬透性回脆性回稳性塑韧性

40CrNiMo>40CrNi>40Cr

40CrNiMo>40CrNi>40Cr

40CrNiMo>40CrNi>40Cr

40CrNi>40Cr>40CrNiMo

四、合金弹簧钢性能要求成分特点常用钢号热处理及组织

合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。弹簧拉力弹簧离合器弹簧蝶形弹簧

1.性能要求高的弹性极限，尤其是高的屈强比以保证弹簧有足够高的弹性变形能力和较大的承载能力。高的疲劳强度，以防止在震动和交变应力作用下产生疲劳断裂。足够的塑性和韧性，以免受冲击时脆断。

此外，弹簧钢还要求有较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成形等。一些特殊弹簧钢还要求耐热性、耐蚀性等。2.成分特点

中、高碳高的屈强比要求弹簧钢的碳含量比调质钢高，碳的质量分数一般为0.50%～0.70%。碳含量过高时，塑性、韧性降低，疲劳抗力也下降。

加入以Si、Mn为主的提高淬透性的元素，Si和Mn同时也提高了屈强比。重要用途的弹簧钢还必须加入Cr、V、W等元素。基本工艺方式热成形弹簧冷成形弹簧大型弹簧

热成形后+淬火、回火小型弹簧冷变形或热处理强化+冷成形+低温退火3.弹簧的成形方式大型热卷弹簧热处理工艺淬火和中温回火回火托氏体具有一定的冲击韧度，较高的弹性极限、屈强比和最高的疲劳强度关键问题:弹性参数和韧性参数之间的平衡或最佳配合。4.弹簧钢的热处理冷成型弹簧（强化后成型）：小型弹簧，先最终热处理+成型+低温退火（200-400℃）（冷拔弹簧钢丝）热成形弹簧：用热轧钢丝或钢板制成，然后淬火+中温（450℃～550℃）回火，获得回火托氏体组织，具有很高的屈服强度和弹性极限，并有一定的塑性和韧性，一般用来制作为较大型的弹簧。

5.常用弹簧钢

1.碳素弹簧钢代表钢种：65钢特点：淬透性差，适用制作小截面弹簧，冷成形制造。

2.合金弹簧钢代表钢种：65Mn，60Si2Mn，50CrVA，60CrMnBA

特点：较好的强度、硬度、淬透性，制造较尺寸的弹簧。

60Si2Mn:①Si、Mn复合,强化F,→↑σe，σs/σb可达到0.8~0.9；

②

Si

/Mn

↑淬透性，Ms不过分↓,开裂倾向小;

③

Si有效↑回稳性,但↑脱C倾向;

④

Si、Mn复合，脱碳和过热敏感性较硅钢、锰钢为小.主要用于汽车、拖拉机和机车上的板簧和螺旋弹簧等。常用硅锰板簧钢有65Mn，60Si2Mn等。常用螺旋弹簧钢有50CrVA等。

50CrVA:①Cr、V均↑回稳性,韧性好；

②

V细化晶粒,↓过热敏感性;

③

含Si少,脱C敏感性↓,热处理不易脱C;

常用于受应力高的螺旋弹簧及<300℃工作的阀门弹簧.

五、滚动轴承钢(bearingsteel)性能要求成分特点常用钢号热处理及组织

1.性能要求高的硬度强度和耐磨性;高的接触疲劳强度;足够的韧性和耐蚀性;高的纯净度;

2.成分特点高碳,Wc=0.9～1.1%，以保证其高硬度、高耐磨性和高强度；主加Cr,铬提高淬透性；形成合金渗碳体(Fe,Cr)3C呈细密、均匀分布，提高钢的耐磨性,特别是疲劳强度。适宜的铬质量分数为0.40%～1.65%。加入硅、锰、钒等Si、Mn进一步提高淬透性，便于制造大型轴承。V部分溶于奥氏体中，部分形成碳化物VC，提高钢的耐磨性并防止过热。高的冶金质量轴承钢中非金属夹杂和碳化物的不均匀性对钢的性能尤其是接触疲劳强度影响很大。因此，轴承钢一般采用电炉冶炼和真空去气处理。

3.常用的滚动轴承钢G

Cr15

含Cr量WCr≈1.5%

滚动轴承钢

4.热处理特点球化退火+淬火+低温回火极细回火马氏体+细粒状碳化物+少量残余奥氏体

工艺特点是简单而要求高。热处理特点

球化退火→为最终淬火作组织准备淬回火工艺参数对疲劳寿命有很大影响一般采用保护气氛加热或真空加热160℃保温3h或更长回火，硬度62~66HRC如要求消除AR→淬火后立即冷处理,而后立即低温回火。GCr15轴承钢的典型成形与热处理工艺为：球化退火机加工（840

C左右）加热淬火立即低温回火（150~160

C/2~3h）磨削加工附加低温回火

GCr15正常的淬火、回火组织：

80%左右的回火马氏体（隐晶马氏体）+5%~10%颗粒状碳化物+5%~10%残余奥氏体

黑区为:回火隐针马氏体亮区为:回火细小的针状马氏体＋少量残余奥氏体白色小颗粒为碳化物。GCr15850℃淬火，160℃回火

模块五合金工具钢

模具刃具量具合金工具钢碳素工具钢高速工具钢国家标准GB/T221—2008含碳量+合金元素符号+该元素百分含量当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如8MnSi.当含碳量大于1.00%时，不标含碳量。一、合金工具钢的牌号表示方法

5CrNi

MoWMo≤1.5%WNi≤1.5%WCr≤1.5%

含碳量WC0.5%

Cr12MoVWV≤1.5%含钼量WMo≤1.5%含铬量WCr=12%

含碳量WC>1.0%高速钢不标含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含0.85%C).但当合金成分相同，仅碳质量分数不同时，对碳质量分数较高者牌号前冠以“C”字。如牌号W6Mo5Cr4V2和CW6Mo5Cr4V2，前者碳的质量分数为0.80%～0.90%，后者为0.95%～1.05%。含铬量小于1%时，在含铬量(以千分之一为单位)前加数字“0”，如Cr06。导入

T7～T13做低速切削的刃具和简单的冷冲模。淬透性低，断面尺寸小于15mm的、最高工作温度200℃以下的工具。

T7有较好塑韧性，宜做受冲击的刃具，如凿子等；

T8易过热，制造形状简单的木工工具等；

T10、T12耐磨性较好，强度高，但韧度低，制造不受冲击或冲击较小形状简单的工具，如车刀、铣刀等淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火.

成本低、工艺性能好、用量大。碳素工具钢为了克服碳素工具钢淬透性差，淬火易变形和开裂及热硬性差等缺点，在碳素工具钢的基础上加入少量的合金元素，总量一般不超过3%～5%，就形成了低合金刃具钢。

最高工作温度300℃以下的工具一、低合金刃具钢

1.性能要求：高硬度（≥60HRC）高耐磨性；有的高热硬性；含义:高温下保持高硬度的能力；表征：60HRC的温度或560℃下硬度。有较高的淬透性和较小的淬火变形倾向。工具钢基本性能及检测方法

强度塑性

静弯或扭转试验→弯曲强度、挠度和扭转强度、扭转角；?韧度硬度热稳定性一般采用无缺口冲击试样?一般硬度60HRC以上，K可适当↑硬度2~3HRC

对高速钢，通常就是红硬性碳质量分数含碳量一般为0.75%～1.50%，高的含碳量可保证钢在淬火后马氏体的高硬度及形成足够的合金碳化物，提高耐磨性。合金化

Cr、Si、W、Mo、Mn、V等元素，↑耐磨性和回稳性，↑淬透性→采用缓冷方式，↓变形开裂。2.化学成分

Cr:1%左右，细化K，均匀分布；

Mn:主要↑淬透性;Si:↑低温回稳性，Si强化F,↓切削加工性,↑脱碳敏感性，不单独加入；?W:0.5%~1.5%，W含量太多→K类型转变，且使K分布不均匀，恶化性能。

V:↓过热敏感性,细化晶粒,↑回稳性合金元素具体作用淬火工艺T淬为Ac1+30~50℃油冷，熔盐分级淬火，等温淬火(B等温淬火或M等温淬火)

一般组织含碳量0.5％~0.6％的M+未溶粒状K3.低合金刃具钢的热处理球化退火淬火+低温回火

4.常用的低合金刃具钢9SiCr：

①Si/Cr↑淬透性，D油<40mm；②Si/Cr↑回稳性，~250℃回火，>60HRC；③K细小、均匀→不容易崩刃；④分级淬火或等温淬火处理，变形较小；⑤Si使钢的脱碳倾向较大。

适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。9SiCr钢板牙球化退火工艺曲线9SiCr钢板牙淬火-回火工艺曲线板牙三、高速钢(high–speedsteel)在600℃时仍保持高的硬度，可达60HRC以上，故可在较高温度条件下保持高速切削能力和高耐磨性；同时具有足够高的强度，并兼有适当的塑性和韧度。高速钢---锋钢、风钢。车刀铣刀钻头

W18Cr4V热硬性好，在600℃仍保持650HV(56HRC)的高硬度。

T12、9SiCr、W18Cr4V的硬度与温度的关系

W18Cr4V的热硬性1.高速钢的分类按用途不同高速钢可分为通用型和特殊用途型两种。通用型主要包括钨系和钨相系高速钢。钨系高速钢的典型牌号为W18Cr4V（简称18-4-1），是广泛应用的钢种。钨钼系高速钢高速钢的典型牌号为W6Mo5Cr4V2（简称6-5-4-2），应用最普遍。特殊用途高速钢也称高性能高速钢、超硬型高速钢，包括分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢等四种。通用型高速钢：18-4-1、6-5-4-2特殊用途高速钢：高碳高钒型（C：1.2%-1.5%V：3%-5%65-67HRC，红硬性高于18-4-1W12Cr4V4Mo,W6Mo5Cr4V3）、含钴型（W7Mo4Cr4V2Co5W2Mo9Cr4VCo8）、超硬型（W6Mo5Cr4V2Co12(M44)和W6Mo5Cr4V2Al，68-70HRC）2.高速钢的化学成分C

定比碳经验规律设计→最大二次硬化效应

C%＝0.033%W+0.063%Mo+0.20%V+0.060%Cr→合金元素之间的相对控制法.必须解决成分-性能间数学模型,控制参数的数值范围。

一般高速钢含C量0.7%～1.65%。(质量分数)作用规律C↑:↑硬度，但↓熔点,易过热;↑K量,↑不均匀性;↑AR→↑回火次数;↓σ和KUWMo

钨是钢获得红硬性的主要元素。M6C型K，淬火加热（~1300℃）:约1/2溶入A→快冷M（高回火稳定性）→高温回火→回M（析出极高硬度、高弥散、与M共格的W2C）→二次硬化。（未溶的M6C细化A、↑耐磨性）W↓↓热导率→钢导热性差钼和钨相似，1％Mo可取代1.5%~2.0％WCr

Cr

加热时全溶，保证钢淬透性，4％Cr。改善抗氧化能力、切削能力。Co

Co可显著提高钢的红硬性，5%、8%和12％三个级别。但↓钢韧性、↑钢脱碳倾向。微量元素

微量氮增加硬度和热硬性，一般~0.10％。稀土可明显改善热塑性,↓硫在晶界的偏聚。V

V

显著↑红硬性、↑硬度和耐磨性，细化晶粒，↓过热敏感性。以VC存在。鱼骨状莱氏体（Ld）、黑色组织（δ共析体等）和白亮组织（M+AR）

W18Cr4V钢的铸态组织（400×）3.高速钢的铸态组织莱氏体δ共析体M+残余AW18Cr4V铸态组织420

锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理来消除，只能依靠反复多次锻打来击碎。K不均匀性结果①各向异性；②形变时易应力集中开裂；③热处理工艺性变坏关键是必须经过正确的锻造控制终锻温度；用合适的锻压比；锻造时先轻锤快打，后重锤锻打；?

锻后要缓慢冷却；锻后进行退火。?W18Cr4V锻造组织210

4.高速钢的热处理高速钢的热处理工艺较复杂，其预备热处理为锻造后球化退火，最终热处理为1220～1280℃淬火＋三次550～570℃回火.（1）球化退火:消除应力,调整组织,降低硬度，便于机加工,为淬火作好组织准备。W18Cr4V钢的退火组织退火后组织：S+30%K，200～250HBW，易切削

淬火目的:获得高合金元素含量的马氏体。因此淬火温度高(>1200℃)。特点：预热，高速钢导热性差；

加热温度高：高速钢淬火温度是在不发生过热的前提下，淬火温度越高越好。（2）淬火预热:高速钢工具一般在高温盐浴炉中加热，速度较快，常采用一次或多次预热

为什么？

预热有什么作用？高速钢导热性差,加热温度又高,预热—

①↓淬火加热过程中的变形开裂倾向；②缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；③准确地控制炉温稳定性。可采用一次预热和二次预热。思考题:

高速钢Ac1

在820~840℃范围，但其淬火加热温度必须在Ac1+400℃以上,

为什么？

为了在加热时获得高合金的奥氏体，淬火后获得高合金的马氏体，具有高的回火稳定性，在高温回火时析出弥散碳化物，产生二次硬化，使钢具有高的硬度和热硬性。高速钢中的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能使其溶入奥氏体，淬火温度一般较低合金刃具钢要高得多，必须在Ac1＋400℃，一般为1220～1280℃。淬火态加热时，K溶解顺序为：

M7C3\M23C6型在1000℃左右溶解完→

M6C型在1200℃时部分溶解→MC型比较稳定，在1200℃时开始少量溶解。过热过烧欠热

T淬过高，晶粒长大，K溶解过多，K发生角状化；奥氏体中合金度过高，冷却时易在晶界上析出网状K。

温度再高→晶界熔化→铸态组织特征，主要为鱼骨状共晶莱氏体及黑色组织。

淬火温度较低，大量K未溶,且晶粒特别细小。淬火温度：精确控制可以从金相组织上初步判断工艺因素金相组织

正常淬火组织(400X)

欠热组织(400X)

过热组织(400X)

过烧组织(200X).淬火后组织：

M+未溶碳化物(~10%)+AR(~20%)W18Cr4V钢的淬火组织

目的：主要为减少AR。稳定组织,消除内应力。常用560℃三次回火。回火时的组织变化：①析出W、Mo、V的碳化物，产生二次硬化。②碳及合金元素含量下降，Ms点上升，回火冷却时，AR转变为M。

③每次回火加热都使前一次的淬火马氏体回火。（3）回火在560℃回火时,产生二次硬化。高速钢硬度与回火温度关系高速钢一般需要在560℃左右三次回火淬火态

M+大约30%AR+K回火Ⅰ

M回

+M+>10%AR+K1回火Ⅱ回火Ⅲ

M回

+M+少量AR+K2

M回

+AR

（少量）+K3（K1

等以示区别）W18Cr4V钢淬火、回火后的组织

M回+颗粒状碳化物+AR（少量）

5.常用钢号及用途常用钢号为W18Cr4V(18-4-1)和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。用于高速切削刃具，如车刀、刨刀、铣刀、钻头等。车刀铣刀高速钢铣刀钻头根据工作条件的不同，模具钢又可分为冷作模具钢和热作模具钢两大类。使金属在冷状态下变形的冷模具钢，冷模具的工作温度小于250℃；使金属在热状态下变形的热模具钢，其模腔的表面温度高于600℃。合金模具钢(alloydiesteel)四、冷作模具钢

金属在冷态下变形

拉延、冲压、冷鐓或冷挤成形等共同特点

工作温度不高，模具主要承受高压力或冲击力，有强烈的摩擦

主要技术要求为具有高硬度和耐磨性，有一定韧性技术要求制造冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等，工作温度不超过200℃～300℃。典型冲压模及产品1.冷作模具钢的性能要求

冷作模具工作时承受很大的压力、弯曲力、冲击载荷和摩擦。主要失效形式是磨损，也常出现崩刃、断裂和变形等失效现象。因此，冷模具钢应具有以下基本性能：

①高硬度（58～62HRC）、高耐磨性;

②足够的韧性和疲劳抗力;

③热处理变形小;④良好的工艺性能（锻、切、淬硬性、热处理变形小）。2.成分特点①高碳碳质量分数多在1.0%以上，个别甚至达到2.0%，以保证高的硬度和高耐磨性。②加入Cr、Mo、W、V等合金元素形成难熔碳化物，提高耐磨性，尤其是Cr。典型钢种是Cr12型钢，铬的含量高达12%。铬与碳形成M7C3型碳化物，能极大提高钢的耐磨性，铬还显著提高钢的淬透性。3.钢种及牌号T7A、T8A、T10A、T12A等用于尺寸小、形状简单、轻负荷的冷模具9Mn2V、9SiCr、CrWMn

要求不高的冷模具用低合金刃具钢制造。Cr12、Cr12Mo、Cr12MoV、Cr6WV、Cr4W2MoV大型冷模具用钢，热处理变形很小，制造重载和形状复杂的模具。冷挤压模工作时受力很大，条件苛刻，选用基体钢（成分与高速钢基体相同）或马氏体时效钢制造。高铬和中铬模具钢

1）高碳高铬模具钢主要有Cr12、Cr12MoV钢。

Cr12MoV钢具有高淬透性，截面200~300mm以下可以完全淬透。

Cr12MoV钢主要制造大尺寸、形状复杂、承受载荷较大的模具，曾经有“冷作模具王牌”之称。一次硬化法

低淬和低回→晶粒细小，强韧性好。980~1030℃淬火×150~170℃回火，硬度为61~63HRC，残奥量少。12％左右未溶（Cr，Fe）7C3碳化物。一次硬化法使用较普遍二次硬化法

1050~l100℃×500℃左右多次回火，硬度回升到60~62HRC。热硬性较好，强韧性较低。二次硬化法适合于工作温度比较高（400~500℃）且受载荷不大或淬火后表面需要氧化处理的模具。

用于制造热锻模、热压模、热挤压模和压铸模等，工作时型腔表面温度可达600℃以上。五、热作模具钢

使热或液态金属获得所需形状

模具是在反复受热和冷却条件下工作.模具受热时间越长，受热程度就越严重.

许多模具还受到较大冲击力。工作条件苛刻模具钢应具有高抗热塑性变形能力、高韧性、高抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性服役条件技术要求1.热作模具钢的性能要求2.成分特点①中碳：0.3%～0.6%，以保证高强度、高韧性、较高的硬度（35HRC～52HRC）和较高的热疲劳抗力。②加入较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，同时和Ni一起提高钢的回火稳定性。Ni在强化铁素体的同时还增加钢的韧性，并与Cr、Mo一起提高钢的淬透性和耐热疲劳性能。③加入产生二次硬化的Mo、W、V等元素，Mo还能防止第二类回火脆性，提高高温强度和回火稳定性。5Cr06NiMo——适合形状复杂，冲击负荷重，要求强度和韧性较高的大型模具。5Cr08MnMo——与5CrNiMo相比，韧性和淬透性、疲劳性能稍差，但成本低，适用于中小型锤锻模。

使用最广泛的是5Cr06NiMo和5Cr08MnMo钢。

模块六特殊性能钢不锈钢(stainlesssteel)耐热钢(heat–resistantsteel)耐磨钢(wear–resistantsteel)

一、不锈钢不锈钢在石油、化工、原子能、宇航、海洋开发、国防工业和一些尖端科学技术及日常生活中都得到广泛应用，例如化工装置中的各种管道、阀门和泵，热裂设备零件，医疗手术器械，防锈刃具和量具，等等。不锈钢——在空气和弱腐蚀介质中抵抗腐蚀的钢耐酸钢——在酸、盐溶液等强腐蚀介质中抵抗腐蚀的钢由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。统称不锈耐酸钢，简称不锈钢。性能要求（1）不锈钢具有较高的耐蚀性（2）不锈钢应具有一定的力学性能。很多构件是在腐蚀介质下承受一定的载荷（3）不锈钢应有良好的工艺性能。管材、板材、型材等要经过加工变形制成构件，如容器、管道、锅炉等。因此不锈钢的工艺性也很重要，主要有焊接性、冷变形性等。

不锈钢的性能要求合金元素

不锈钢中常见的合金元素：C、Cr、Ni、Mn、Si、N、Nb、Ti、Mo奥氏体形成元素：Ni、Mn、Co；C、N、Cu等铁素体形成元素：Cr、Si、Ti、Nb、Al、Mo等

1.金属的腐蚀和控制金属在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀是导致材料失效的三大因素之一，世界每年因腐蚀而报废的钢村约占钢村年产量的1/4，所以金属的防腐是一个重要课题。化工管道的腐蚀裂解管内壁的高温腐蚀减薄

（1）化学腐蚀

金属与外界介质发生化学反应被破坏，如钢的高温氧化，这种腐蚀的产物一般覆盖在金属的表面。防止这种腐蚀发生发生的方法是在金属表面形成一层钝化膜，隔绝金属和腐蚀介质。如油漆、电镀、发蓝等，但对不锈钢来讲，最根本的是通过材料本身形成这层钝化膜，如加入Cr、Al、Si等。

（2）电化学腐蚀金属不仅与介质发生化学反应，而且有电流产生，如金属在常温下的氧化。合金中的不同相电极电位不同，一般固溶体相的电位低，而金属化合物的电位高，存在电位差。这样在存在酸、碱等溶液时便形成了原电池，电位差越大，原电池越多，腐蚀越快。电化学腐蚀是金属腐蚀更重要更普遍的形式，它是由于不同金属或金属的不同相之间，电极电位不同，构成原电池而产生的。

珠光体电化学腐蚀示意图用硝酸酒精浸蚀碳钢能显示珠光体就是这一原理。这种原电池腐蚀由于是在显微组织之间产生的，故称为微电池腐蚀。

电化学腐蚀的控制加入合金元素铬铬能提高钢基体的电极电位。每向钢中加入12.5%的铬，钢的电极电位急剧升高。铬在氧化性介质（如水蒸气、大气、海水、氧化性酸等）中极易钝化，生成致密的氧化膜、使钢的耐蚀性大大提高。加入镍可获得单相奥氏体组织，显著提高耐蚀性；或形成奥氏体或铁素体组织，通过热处理，提高钢的强度。

碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。耐蚀性要求愈高，碳含量应愈低。大多数不锈钢的碳含量为0.1%～0.2%。对要求提高碳含量时（可达0.85%～0.95%），应相应地提高铬含量。提高钢耐腐蚀性能的途径主要有：

（1）形成稳定保护膜，→Cr、Al、Si有效。（2）↑固溶体电极电位或形成稳定钝化区→Cr、Ni、Si：Ni贵而紧缺，Si易使钢脆化，Cr是理想的。（3）获得单相组织→Cr、Ni、Mn→单相铁素体、奥氏体组织。（4）机械保护措施或复盖层，如电镀、发兰、涂漆等方法。合金元素的表示方法同合金结构钢和合金工具钢。用两位或三位阿拉伯数字表示碳质量分数最佳控制值（以万分之几或十万分之几计)。

2.牌号表示方法（1）只规定碳质量分数上限者，当碳质量分数上限不大于0.10%时，以其上限的3/4表示碳质量分数；当碳质量分数上限大于0.10%时，以其上限的4/5表示碳质量分数。例如，碳质量分数上限为0.08%，碳质量分数以06表示；碳质量分数上限为0.20%，碳质量分数以16表示；碳质量分数上限为0.15%，碳质量分数以12表示。例如，碳质量分数不大于0.08%，Cr含量为18%～20%，Ni含量为8.0%～11.0%的不锈钢牌号为06Cr19Ni10。对超低碳不锈钢（即碳质量分数不大于0.030%)，用三位阿拉伯数字表示碳质量分数最佳控制值（以十万分之几计)。例如，碳质量分数上限为0.030%时，其牌号中的碳质量分数以022表示；碳质量分数上限为0.020%，其牌号中的碳质量分数以015表示。例如，碳质量分数不大于0.030%，Cr含量为16%～19%，Ti含量为0.10%～1.0%的不锈钢，牌号为022Cr18Ti。（2）规定上、下限者，以平均碳质量分数×100表示。例如，碳质量分数为0.16%～0.25％时，其牌号中的碳质量分数以20表示。例如，碳质量分数0.16%～0.25%，Cr含量为12.0%～14.0%的不锈钢，牌号为20Cr13。不锈钢统一数字代号GB/T17616—1998《钢铁及合金牌号统一数字代号体系》规定，不锈钢统一数字代号由“S+五位数字”组成，其中第一位数字表示不锈钢的类型，具体为：S1表示铁素体不锈钢；S2表示双相不锈钢；S3表示奥氏体不锈钢；S4表示马氏体不锈钢；S5表示沉淀硬化不锈钢。例如，S30408表示Cr-Ni奥氏体不锈钢06Cr19Ni10。

中外不锈钢牌号对照由于我国不锈钢进口量较大，所以实际工程中不锈钢还大量采用美国标准牌号，如304、316L等。不锈钢美国牌号主要采用AISI（美国钢铁学会标准）的编号系统，牌号由三位阿拉伯数字组成，第一位数表示不锈钢的类别。具体规定为：2—Cr-Mn-Ni-N奥氏体型不锈钢，3—Cr-Ni奥氏体型不锈钢，4—高铬马氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢，5—低铬马氏体型不锈钢，6—沉淀硬化型不锈钢。第二、三位数表示顺序号。如为超低碳不锈钢，则在牌号尾加“L”表示。序号中国（GB/T20878—2007）美国（AISI）日本(JIS)德国（DIN）数字代号牌号1S3535012Cr17Mn6Ni5N201SUS201X12CrMnNiN17-7-52S3545012Cr18Mn9Ni5N202SUS202—3S3011012Cr17Ni7301SUS301X5CrNi17-74S3021012Cr18Ni9302SUS302X10CrNi18-85S3040806Cr19Ni10304SUS304X5CrNi18-106S30403022Cr19Ni10304LSUS304LX2CrNi9-117S3160806Cr17Ni12Mo2316SUS316X5CrNiMo17-12-28S31603022Cr17Ni12Mo2316LSUS316LX2CrNiMo17-12-29S4101012Cr13410SUS410X12Cr1310S4202020Cr13420J1SUS420J1X20Cr1311S4312017Cr16Ni2431SUS431X17CrNi16-212S4407068Cr17440ASUS440A—13S44096108Cr17420CSUS440CX105CrMo1714S1134806Cr13Al405SUS405X6CrAl1315S22053022Cr23Ni5Mo3N2205——16S5174005Cr17Ni4Cu4Nb17-4PH，630SUS630X5CrNiCuNb16-4区分奥氏体铁素体双相钢沉淀系马氏体代表钢种3044302205630420耐蚀性◎○◎◎△加工性◎○○○△焊接性○△○○×制造难易度普通高高高普通3.常用的不锈钢

不锈钢按正火状态的组织可分为：

马氏体不锈钢；铁素体不锈钢；奥氏体不锈钢；双相不锈钢。

1.成分、牌号、特点成分：含Cr12%～14%，含C：0.1%～0.4%，Cr13型。常用牌号：（400系）12Cr13（410）、20Cr13（420）、30Cr13、40Cr13、68Cr17（440）等。特点：含碳量较高，淬火后得到马氏体组织；有较高的强度、硬度、耐磨性；通过热处理得到所要求的性能；切削加工性能较好。焊接性能差；有回火脆性。

（1）马氏体不锈钢碳含量低的12Cr13、20Cr13钢耐蚀性较好，且有较好的机械性能，一般调质处理，如做汽轮机叶片等；30Cr13、40Cr13钢因碳含量增加，强度和耐磨性提高，但耐蚀性降低，可以用于制造医疗器械和厨房刀具，如手术刀等。Cr13型不锈钢的另一外不足是硬度低、耐磨性不好，这就是一些家用刀具容易钝的原因。近来一些厂家使用68Cr17Mo取得了成功。

12Cr13（410）、20Cr13（420）医疗器械

30Cr13、40Cr13、68Cr17（440）菜刀是百姓日常生活必备的厨房刀具，非合金