合金钢
常用合金钢
常用合金钢（知识扩展）一.合金钢分类与编号二.低合金结构钢Q345、Q420 三. 机器零件用钢40Cr、65Mn、60Mn2Si、20Cr、20CrMnTi、GCr15 四.合金工具钢9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、Cr124Cr5MoSiV 五.特殊性能钢1Cr13、9Cr18、1Cr17、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13 合金钢分类 1.按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类低合金钢（合金总量低于5 %）中合金钢（合金总量为5 %～10 %）高合金钢（合金总量高于10 %）2.按用途分类：按用途分类：按用途分类合金结构钢低合金结构钢(也称普通低合金钢) 合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢滚珠轴承钢合金工具钢合金刃具钢(含低合金刃具钢、高速钢) 合金模具钢(含冷模具钢、热模具钢) 量具用钢特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢合金钢编号首部用数字标明碳质量分数: 结构钢以万分之一为单位的数字（两位数), 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳质量分数,而工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不标出。
在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明:平均质量分数少于 1.5%时不标数, 平均质量分数为 1.5%～2.49%、 2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。
专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明. 如GCr15表示碳质量分数约1.0%、铬质量分数约 1.5%(特例)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. 普通低合金钢Q345 用途主要用于制造桥梁,船舶,车辆,锅炉,压力容器,输油输气管道,大型钢结构等.在热轧空冷状态下使用,组织为细晶粒的F+P,不再热处理. 化学成分wt% C Mn Si V Nb Ti 0.015 0.18 ～ 1.0 ～0.55 0.02 0.20 1.6 ～0.15 ～0.06 厚度mm <16 16～35 35～50 σs MPa ≥345 ≥325 ≥295 σb MPa 470～630 0.02 ～0.2 机械性能δ5 % Akv(20℃) J 34 21～22 GB/T1591-1994 Q345包括旧钢号12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu Q420 普通低合金钢在正火状态下使用,组织为F+S 化学成分wt% V Nb Ti 0.02 ～0.2 0.015 ～0.06 0.02 ～0.2 δ5 % C ≤0.20 厚度mm <16 Mn Si Cr ≤0.40 Ni ≤0.70 1.0 ～0.55 1.7 34 18～19 16～35 GB/T1591-1994 ≥380 35～50 Q345包括旧钢号15MnVN ,14MnVTiRE 机械性能σs MPa σb MPa ≥420 520～680 ≥400 Akv(20℃) J 合金调质钢(低淬透性) 40Cr 热处理毛坯尺寸＜25mm 用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓、进气阀主要化学成分wt% C Mn Si Cr Mo 机械性能（≥）退火态H B 淬火℃回火℃σb σs δ5 ψ Akv % % J MP MP a a 0.37 0.5 0.17 0.8 0.07 850 520 980 785 9 45 47 2 0 油水～～～～～0.44 0.8 0.37 1.1 0.12 7 油（GB/T3077－1999）合金弹簧钢钢号C 65Mn 60Mn2Si 主要成分w % Mn Si Cr 热处理淬火℃回火℃机械性能σs MPa σb MPa δ10 ψ % % 65Mn 0.62 ～0.70 60Si2 0.56 Mn ～0.64 0.90 ～1.20 0.60 ～0.90 0.17 ～0.37 1.50 ～2.00 ≤ 830 540 0.25 油800 1000 8 30 ≤ 870 480 1200 1300 5 0.35 油GB/T1222-1985 25 65Mn 60Mn2Si钢应用举例：截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧合金渗碳钢(低淬透性合金渗碳钢低淬透性) 20Cr 低淬透性用途：可制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件.能同时承受强烈的摩擦磨损,较大的交变载荷,特别是冲击载荷机械性能（≥）主要化学成分wt% 热处理℃C Mn Si Cr 渗预淬回σb σs δ ψ Akv 5 碳备火火MP M J % % a P 处 a 理0.17 0.5 0.20 0.7 9 ～～～～3 0.24 0.8 0.40 1.0 0 8 8 0 水油780 2 0 ～820 0 水, 油8 3 5 5 4 0 毛坯尺寸m m 10 4 47 ＜0 1 5 GB/T3077-1999 合金渗碳钢(中淬透性合金渗碳钢中淬透性) 中淬透性20CrMnTi 主要化学成分wt% C Mn Si Cr Ti 毛渗预淬回σb σs δ ψ Ak 坯尺v 碳备火火MP MP % % 2 0 寸处℃m a a 理J m 9 3 0 8 8 0 油7 2 7 0 0 0 油1 85 1 4 55 < 0 0 0 5 15 8 GB/T3077-1999 0 热处理℃机械性能（≥）0.17 0.80 0.1 1.0 7～～～～0.23 1.10 0.3 1.3 7 0.04 ～0.10 滚珠轴承钢GCr15 用途：制造滚动轴承的滚动体(滚珠、滚柱、滚针),内外套圈等. 或制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件. 淬回回火火后火℃HRC ℃0.95 1.40 0.15 0.25 820 150 62 62～壁厚< 14mm,外径250mm 66 的套圈.直径25～200mm ～～～～～～的钢球.直径约25mm的滚1.05 1.65 0.35 0.45 840 160 柱. （GB/T18254-2002）主要化学成分wt% C Cr Si Mn 热处理规范性能主要用途低合金刃具钢9SiCr CrWMn 热处理Cr 油淬火淬火温度℃硬度HRC 化学成分wt% 钢号 C Mn Si 回火回火温度℃硬度HRC 应用举例9SiCr 0.85 0.3 1.2 ～～～0.95 0.6 1.6 CrWMn 860 180 60 板牙丝锥钻头～～～铰刀齿轮铣刀880 ≥ 200 62 冷冲模冷轧辊0.9 0.8 0.15 0.9 820 62 140 62 板牙拉刀量规～～～1.2 ～～形状复杂高精～～160 65 度的冲模等 1.05 1.1 0.35 W1.2 840 ～1.5 （GB/T1299-2000、GB/T9943-1988）0.95 ～1.25 高速钢C Mn Si W18Cr4V (18-4-1) Cr W V 制造高速切削用车0.7～0.1～0.2～3.8～17.5～1.0～刀，刨刀、钻头、0.8 0.4 0.4 4.4 19.0 1.4 铣刀等HV 950 750 550 350 100 300 500 使用温度℃700 冷模具钢Cr12 用途用于制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等,工作温度不超过300 ℃. 要求不高的冷模具用9SiCr等低合金刃具钢制造. Cr12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. 化学成分wt % 用途举例C Si Mn Cr V 2.00～≤0.40 ≤0.40 11.50～0.15～冷冲模 2.30 13.50 0.30 拉延模压印模油淬火退火回火滚丝模温度硬度温度温度硬度HB HRC ℃℃℃870～207～950～200～450 58～64 900 255 1000 GB/T1299-2000 热模具钢 C 0.32～0.42 Si 0.80 ～ 1.20 退火温度℃硬度HB 4Cr5MoSiV 化学成分wt % Mn Cr Mo ≤0.40 4.50～1.00～5.50 1.50 用途举例V 0.30 热镦模、～0.50 压铸模、热挤压模、油淬火回火精锻模温度℃温度℃硬度HRC 840～209～1000～540～40～54 900 229 1025 650 BG/T1299-2000 组织为回火马氏体粒状碳化物和少量残余奥氏体.为了保证热硬性,要进行多次回火. 量具用钢量具钢号平样板或卡板一般量规与块规高精度量规与块规抗蚀量具10、20或50、55、60、60Mn、65Mn T10A、T12A、9SiCr Cr（刃具钢）、CrMn、GCr15 4Cr13, 9Cr18(不锈钢) GCr15块规热处理一年内每10 mm长度的尺寸变量不超过0.1 ～0.2 ?m. 高精度且形状复杂的量规与块规CrWMn(低变形钢) 不锈钢不锈钢是指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种. 马氏体不锈钢1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等, 它们在氧化性介质中都有足够的耐蚀性, 碳含量低的1Cr13、2Cr13钢耐蚀性较好,且有较好的机械性能,3Cr13、4Cr13 钢因碳含量增加,强度和耐磨性提高,但耐蚀性降低. 铁素体型不锈钢1Cr17、1Cr17Ti等，这类钢的铬质量分数为17%～30%，碳质量分数低于0.15%，为单相铁素体组织，耐蚀性比Cr13型钢更好, 在退火或正火状态下使用，强度较低、塑性很好. 1Cr13船用螺旋桨奥氏体型不锈钢Cr18Ni9型（即18-8型不锈钢）,奥氏体不锈钢碳含量很低（约0.1%），耐蚀性很好。
4-合金钢ppt课件
2020/5/30
4
电厂金属材料
（二）合金工具钢
编号：一位数字（或无数字）+元素符号+数字。 一位数字表示含碳量的千分数，合金元素及其含量的表示方法与合金结构相同。如果合 金工具中的含碳等于或大于1.0%，用来表示含碳量的数字就省略。否则易与合金结构 的钢号混淆。
例如9Mn2V，表示钢中平均含碳量为0.90%，平均含锰量为2%，含铬量小于1%。又如CrW5，表示 钢中含铬量小于1.5%，平均含钨量为5%，含碳量则≥1%（经查表可知为1.25%~1.50%）。
（二）按用途分类
1．合金结构钢
合金结构钢又分为两类：一类为建筑及工程结构用钢，即普通低合金钢；另一类为机器 制造用钢，分为渗透钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。
2．合金工具钢
合金工具钢又分为三类：刃具钢（包括低合金刃具钢及高速钢）、模具钢（包括热模具 钢和冷模具钢）、量具钢。
3．特殊性能钢
特殊性能钢又按所具有的特殊物理、化学和机械能分为磁钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢 等。
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电厂金属材料
五、滚动轴承钢
• 滚动轴承钢含碳量较高以保证高硬度、高耐磨性，一般为 0.95%～1.10%。 主要加入的合金元素为Cr，最具代表性的是GCr15钢。
• 失效方式为接触疲劳破坏产生的麻点或剥落；长期摩擦造成磨损而丧失精 度；处于润滑环境下而带来的锈蚀。
• 滚动轴承钢的热处理一般为淬火+低温回火，处理后组织为回火马氏体+碳 化物，具有较高的硬度和耐磨性。
0.70 3.80 17.50 1.00
~
~
~
~
0.80 4.40 19.00 1.40
1260~
《低合金钢和合金钢》课件
火箭和卫星
低合金钢和合金钢可以用于制造火箭和卫星的外壳、支架等部件，提高其可靠性 和耐久性。
05
低合金钢和合金钢的市场前景
市场需求
总结词
随着工业化和城市化进程的加速，低合金钢和合金钢的市场需求持续增长。
详细描述
发动机部件
低合金钢和合金钢可以用于制造发动 机的缸体、曲轴等关键部件，提高发 动机的性能和可靠性。
船舶行业
船舶结构
低合金钢和合金钢可以用于制造船舶的船体、甲板等结构部 件，提高船舶的结构强度和耐腐蚀性。
船舶机械部件
低合金钢和合金钢可以用于制造船舶的机械部件，如推进器 、传动系统等。
航空航天行业
飞机结构
炼则是在真空环境下进行熔炼，适用于生产高纯度、高合金化的钢种。
轧制工艺
要点一
总结词
低合金钢和合金钢的轧制工艺主要包括热轧、冷轧、温轧 和异形轧制等方法。
要点二
详细描述
热轧是将熔炼后的钢锭加热至高温，然后进行轧制，适用 于大规模生产厚板和型材。冷轧是在室温下对钢材进行轧 制，适用于生产薄板和高精度钢材。温轧是将钢材加热至 一定温度后进行轧制，介于热轧和冷轧之间的一种工艺。 异形轧制可以生产各种形状复杂的钢材，如H型钢、工字 钢等。
。
镍元素还可以改善钢材的韧性 、耐腐蚀性和耐热性。
镍元素含量的增加，可能会提 高钢材的成本。
在某些情况下，镍元素可以提 高钢材的抗疲劳性能和焊接性 能。
钨元素
钨元素在低Leabharlann 金钢和合金 钢中主要起固溶强化和沉 淀硬化的作用，提高钢材 的强度和硬度。
钨元素含量的增加，可能 会提高钢材的成本。
第六章 合金钢
三、合金调质钢
1．成分及性能特点 成分特点：
这类钢的含碳量一般为0.25%～0.50%，含碳量过低，硬度不足； 含碳量过高，则韧性不足。合金调质钢中常加入少量铬、锰、硅、 镍、硼等合金元素以提高钢的淬透性，使铁素体强化并提高韧性。 加入少量钼、钒、钨、钛等碳化物形成元素，可阻止奥氏体晶粒长 大和提高钢的回火稳定性，以进一步改善钢的性能。例如40Cr钢的 强度比40钢提高了20%。
（2）热成形弹簧
当弹簧直径或板簧厚度大 于10mm时，采用热成形。热成 形后进行淬火及中温回火（400 ～520℃），可获得很高的 疲劳极限和弹性极限。
3．常用牌号和用途
牌号 55Si2Mn 60Si2Mn 50CrVA 用途 用于制造汽车、拖拉机减震板簧、 螺旋弹簧等 牌号表示法 合金弹簧钢牌 号的表示方法 与合金渗碳钢 相同，如 50CrVA表示 平均含碳量为 0.50%，平均 含铬、钒量都 ＜1.5%的高级 优质合金弹簧 钢。
第六章 合金钢
第一节 合金钢概述
合金钢概念：
所谓合金钢就是在碳素钢的基础上，为了 改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或 几种合金元素的钢。
一、合金元素在钢中的主要作用
1．强化铁素体 2．形成合金碳化物 3．细化晶粒 4．提高钢的淬透性 5．提高钢的回火稳定性
二、合金钢的分类
1．按用途分类 合金结构钢：用于制造机械零件和工程 结构的钢。 合金工具钢：用于制造各种工具的钢。 特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学 性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。 2．按合金元素总含量分类 低合金钢：合金元素总含量＜5%。 中合金钢：合金元素总含量5%～10%。 高合金钢：合金元素总含量＞10%。
合金 钢
.预计在21世纪，在解决音爆、高升阻比、 高温材料、一体化飞行推力控制系统等 问题的基础上，将推出一批新机型;
.届时，超音速客机的飞行速度将达2~3 倍音速，亚音速客机的最大载上一客页量下将一页达返回
热卷大弹簧
第九章 航空运输设施与设备
第一节 航空运输概述
第二节 航空运输设施与设备
第三节 航空运输管理
第一节 航空运输概述
航空运输是利用飞机运送进出口货物的 一种现代化运输方式。它具有速度快， 不受地形条件限制，货损率小，节省包
装、保险和储存费用等特点。因此，某
些急需物资，易损货物和体轻而贵重的 商品适宜航空运输。
1. 按主要用途分：Байду номын сангаас
（1）合金结构钢：制造重要的机械零件和工程结
构件
（2）合金工具钢：各类工具。
（3） 特殊性能钢：耐热钢、耐磨钢、不锈钢等。
2．按合金元素含量分：
（1） 低合金钢：W合 < 5% （2) 中合金钢：W合 = 5-10% （3) 高合金钢：W合 > 10%
如：9SiCr,W18Cr4V,ZGMn13
第二节 航空运输设施与设备
1.区域
航空港(Airport )，民用航空机场和有关 服务设施构成的整体。保证飞机安全起 降的基地和空运旅客、货物的集散地。 包括飞行区、客货运输服务区和机务维 修区三部分，具体是指:
(1)飞行区 为保证飞机安全起降的区域。 内有跑道、滑行道、停机坪和无线电通 信导航系统、目视助航设施及其他保障
第一节 航空运输概述
外贸企业办理航空运输时应注意:
合金钢主要成分
合金钢主要成分合金钢是一种通过添加其他元素来改善钢的性能的钢材。
它与普通碳素钢相比，具有更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
合金钢的主要成分包括以下几种：1. 碳：碳是合金钢中最重要的元素之一，它对钢的硬度和强度起着至关重要的作用。
碳含量在0.2%到2.1%之间不等，高碳含量可以提高钢的硬度和强度，但会降低其可塑性和韧性。
2. 铬：铬是一种常见的合金元素，在合金钢中占据着重要地位。
它可以提高钢材的耐腐蚀性和抗氧化能力，同时还能增加其硬度和强度。
铬含量在0.5%到20%之间不等。
3. 镍：镍可以提高合金钢的韧性、延展性和耐磨性。
它还能提高抗腐蚀能力，并增加对低温环境的适应能力。
镍含量在0.25%到5%之间不等。
4. 钼：钼是一种常用的合金元素，它可以提高合金钢的硬度、强度和耐磨性。
钼含量在0.25%到5%之间不等。
5. 锰：锰是一种强效的脱氧剂，可以有效地去除钢中的氧气和其他杂质。
它还能提高钢的硬度和强度，并增加其耐磨性。
锰含量在0.2%到1.5%之间不等。
6. 钛：钛是一种轻质、高强度的合金元素，可以提高合金钢的硬度、强度和抗腐蚀能力。
它还能减少钢中的碳化物形成，从而提高其可焊性和可加工性。
钛含量在0.05%到0.5%之间不等。
7. 铜：铜可以提高合金钢的耐腐蚀性、导电性和导热性。
它还能增加其硬度和强度，并改善其可塑性和韧性。
铜含量在0.2%到1.5%之间不等。
8. 磷：磷是一种重要的合金元素，可以提高合金钢的韧性、延展性和可塑性。
它还能减少钢中的杂质，并改善其可焊性和可加工性。
磷含量在0.03%到0.15%之间不等。
总之，合金钢的主要成分包括碳、铬、镍、钼、锰、钛、铜和磷等元素。
通过合理地控制这些元素的含量，可以生产出各种性能优异的合金钢，满足不同领域的需求。
金属材料-合金钢
~1.
0.20 ~0.06 0.20 0.70 16~35
70 Q460
0
WNi≤ 35~50
0.70
≥275 ≥255 ≥345 ≥325 ≥295 ≥390 ≥370 ≥350
≥420 ≥400 ≥380
≥460 ≥440 ≥420
70 470~6 21~22 34 30 490~6 19~20 34 50
中温高压容器。
厚度或
化学成分/%
直径
力学性能
钢号
/mm
应用举例
C
Mn Si
V
Nb Ti 其他
≤0.16 0.80 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~
<16
σs/MPa σ
δ5/% AKV/J(
b/MPa
20℃)
≥295 390~5 23 34 桥梁，车辆，
Q295
~1.
0.15 ~0.06 0.20
Q390 60
0
WNi≤ 35~50
0.70
≤0.20 1.00 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~ WCr≤ <16
~1.
0.20 ~0.06 0.20 0.40 16~35
Q420 70
0
WNi≤ 35~50
0.70
≤0.20 1.00 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~ WCr≤ <16
• 热处理：包括预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火
+低温回火)。组织为M回+颗粒状碳化物+A’(少量)；精密 轴承：淬火后进行冷处理(-60～-80℃), 可以减少A’、 稳定尺寸；然后低温回火；并在磨削后稳定化处理。
合金钢及合金工具钢
有些合金钢，含碳量很高，但由于有相当 数量的铁素体存在，其塑性、韧性仍然较高。
如：我国的Cr12W，2.3%C 美国的D6、D7，2.35%C
6、合金元素对钢加热时组织转变的影响
a、非碳化物形成元素（Ni、Cu）可以降低
2、 按钢的金相组织
铁素体钢 Cr17、Cr25、Cr28 奥氏体钢 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、Mn13 马氏体钢 3Cr13、4Cr13、1Cr11MoV、
1Cr12WmoV
珠光体钢 15CrMo、12CrMoV
贝氏体钢 12MoVWBSiRE
3、 按钢中S、P杂质含量
a、普通合金钢 S≤0.050% P≤0.045% b、优质合金钢 S≤0.035% P≤0.035% c、高级优质合金钢 S≤0.025% P≤0.025% d、特级优质合金钢 S≤0.015% P≤0.020%
这些合金元素会使A3下降，A4上升，使γ相 区扩大，这种作用与合金元素的含量有关。随着 合金含量的增加，会把γ相区扩大到一定范围，
其中Ni、Mn 随着含量的增加，会把γ相区扩大
到室温，即在室温下就能获得无磁性奥氏体钢。
如：13% Mn的 Mn13，9% Ni的 0Cr18Ni9。
b、扩大α相区（缩小封闭γ相区）的元素
Si、Cr、Mo、W、V、Ti、Al 等使临界点A3 上升，A4下降，有的元素还能使A3、A4重合，不
出现γ相。
如：17-28%Cr、Cr17、Cr25、Cr28，从室温
到熔点都不出现γ相，而是单一的α相。
5、 合金元素改变共析点的位置
合金元素在改变相变温度的同时，也改 变共析温度和共析成分，反映在Fe-Fe3C相图 上，共析点的位置发生改变。
合 金 钢
1、低合金工具钢 2、高速工具钢
1、低合金工具钢
高硬度、高耐磨性、较好的红硬性（250℃～300℃）
热处理： 等温球化退火→等温淬火+低温回火去应力
例：9Mn2V、9SiCr、Gr2、GrMn、 CrWMn 。
用途：主要用来制作低速切削及手动工具。 如：板牙、丝锥、绞刀、刨刀等
丝锥 板牙
2、高速工具钢
Q295A
（一）低合金高强度结构钢
1、牌 号
低合金高强度结构钢 的牌号：
Q295A
（1）代表屈服点的字母Q ； （2）代表屈服强度的数值； （3）钢的质量等级符号：A、B、C、D。
Q295A：表示屈服强度为295MPa，质
量等级为A的低合金高强度结构钢
2、用途：
① Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、 桥梁、车辆等大型钢结构。 ② Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中 等压力的压力容器。 ③ Q460钢含Mo、B，正火组织为贝氏体， 强度高,用于石化中温高压容器。
合金钢
【合金钢】 钢里除铁、碳外，加入其他的元
素，就叫合金钢。
在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多 种合金元素而构成的铁碳合金。 根据添加元素的不同，并采取适当的加工 工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、 耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。
合金钢
合金钢按用途分类有：
一、合金结构钢 二、合金工具钢 三、特殊性能钢
⑤性能特点：含C量在0.1%以下，比马氏体不锈钢的耐蚀性 好，好的冷变形性能，有好的韧性，焊接性。 ⑥用途: 食品设备、化工容器、管道等 ⑦不具有磁性或者弱磁性
2、耐热钢 定义:钢的耐热性是高温抗氧化性 和高温强度(热强性)的总称,耐热 钢通常分为抗氧化钢(不起皮钢) 和热强钢。
合金钢用途分类
合金钢用途分类合金钢是一种含有多种元素的钢材，通过添加不同的合金元素来改变其物理和化学特性。
由于其优异的性能，合金钢在各个领域都有着广泛的应用。
本文将从不同角度对合金钢的用途进行分类。
一、按用途分类1. 机械加工合金钢具有较高的硬度、强度和韧性，因此在机械加工领域中得到广泛应用。
例如，高速切削工具、铣刀、车刀等都是采用高速钢制成，而冷作模具则常采用高强度耐磨合金钢。
2. 航空航天航空航天领域对材料要求非常严格，需要耐腐蚀、耐高温、轻量化等特殊性能。
因此，在飞机发动机叶片、火箭发动机涡轮叶片等领域中经常采用镍基合金钢。
3. 建筑领域建筑领域对材料的要求主要是强度和耐久性。
因此，在建筑结构中经常采用高强度低合金结构钢或者耐腐蚀钢。
4. 汽车工业汽车工业对材料的要求主要是轻量化和强度。
因此，在汽车发动机、转向系统、底盘等部位常采用高强度低合金结构钢或者铝合金。
5. 电子领域电子领域对材料的要求主要是导电性和磁性。
因此，在电子元器件中经常采用不锈钢、铁氧体等材料。
二、按合金元素分类1. 钼合金钢钼合金钢具有良好的耐热性、耐蚀性和硬度，广泛应用于高温、高压环境下的机械零件制造，如航空发动机叶片、涡轮叶片等。
2. 铬合金钢铬合金钢具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于建筑结构、化工设备等领域。
3. 镍基合金钢镍基合金钢具有良好的抗氧化性和耐高温性能，广泛应用于航空航天领域中的涡轮叶片、发动机叶片等部件制造。
4. 钛合金钢钛合金钢具有优异的耐腐蚀性、高强度和轻量化等特点，广泛应用于航空航天领域中的结构件、导弹外壳等。
5. 铜合金钢铜合金钢具有良好的导电性和热传导性，广泛应用于电子领域中的电子元器件制造。
三、按加工方式分类1. 热轧合金钢热轧合金钢是指在高温下进行轧制加工的合金钢。
其主要特点是成型能力强，表面质量好，但机械性能相对较差。
2. 冷轧合金钢冷轧合金钢是指在常温下进行轧制加工的合金钢。
其主要特点是机械性能优异，但成型难度较大。
合金钢
低合金工具钢
1.合金刃具钢 2)高速钢 高速钢是一种含钨、铬、钒等多种元素的高合金刃具 钢。高速钢主要合金元素总量达到10%～25%，具有较 高的淬透性。经过适当热处理后，具有高的硬度、红硬 性和耐磨性。当其切削刃的温度高达600 ℃时，仍能使 硬度保持50HRC以上，从而保证其切削性能和耐磨性。 切削速度可达碳素工具钢的1~3倍。 高速钢主要用于制造切削速度较高的刃具（车刀、钻 头等）和形状复杂、负荷较重的成形刀具（铣刀、拉刀 等）。此外，高速钢还可用于制造冷冲模、冷挤压模以 及某些耐磨零件。常用的高速钢有：钨系高速钢，其代 表为W18Cr4V；钼系高速钢，其代表为W6Mo5Cr4V2。
阅读和思考
阅读P14，P17-18回答 1.合金工具钢的牌号表示方法。 2.9SiCr和Cr12MoV两个牌号表示的具体意义 是什么？ 3.合金工具钢的分类。
合金工具钢牌号表示方法
合金工具钢的牌号表示方法与合金结构钢相似， 其区别在于用一位数字表示平均碳含量的千分数， 即一位数字+元素符号+数字。当碳含量大于或等 于1.00%时则不予标出。如： 9SiCr，其中平均碳含量为0.9%，Si、Cr的含量 都小于1.5%； Cr12MoV，表示平均碳含量大于1.00%，铬含量 约为12%，钼和钒的含量都小于1.5%的合金工具 钢。
度高得多，而且还
和耐磨性。因此，采用低合金高强度钢代替普通碳素结构钢可减轻结
具有良好的塑性、韧性、焊接性
构重量，保证使用可靠，节约钢材。如用普低钢16Mn（Q345）代替Q235钢， 一般可节约钢材25%～30%以上。 低合金高强度钢大多数是在热轧状态下使用。加工过程中经常采用冷弯、 冷卷和焊接成构件后不再进行热处理。主加元素为锰（0.8%～1.8%），为 了某些需要，还加入钒、钛、铌、铜或铬、钼、硼等元素，合金元素总量一 般不超过3%。最常见的牌号有
合金钢生产工艺
合金钢生产工艺合金钢是一种具有优异性能和广泛应用的金属材料，其制造工艺相对复杂，需要经过多道工序。
下面是合金钢生产工艺的基本流程：1. 原料准备：合金钢的主要成分是铁和其他合金元素，如碳、铬、镍等。
在生产工艺开始之前，需要准备适量的铁矿石、合金元素和其他辅助原料。
2. 熔炼：将原料放入高温熔炉中，加热至适当温度，使其融化。
通过控制加热温度和保持时间，确保原料充分混合并达到理想的成分。
3. 精炼：通过在熔炼过程中加入合适的气体和化学剂，去除废气和杂质，提高合金的纯度和质量。
例如，通过加入氧气进行氧化，去除硫、磷等杂质。
4. 脱氧处理：在精炼过程中，还需要进行脱氧处理，以防止钢中产生气孔和夹杂物。
可以通过加入脱氧剂来去除熔体中的氧气，使其更纯净。
5. 钢水调质：将经过精炼和脱氧处理的钢液进行加热和保持温度，以使其达到合适的组织和性能，消除残留应力和变形。
6. 铸造：将钢液倒入预先准备好的铸型中，并通过冷却过程使其凝固成型。
根据不同的需求和使用，可以采用不同的铸造方法，如连铸、浇铸等。
7. 热处理：经过铸造后，合金钢的组织和性能还不够理想，需要通过热处理来进一步改善。
热处理包括退火、淬火、回火等工序，通过控制不同的温度和保持时间，调整合金钢的硬度、强度和韧性。
8. 成品加工：经过热处理后的合金钢，还需要进行成品加工，如锻造、轧制、切割等工艺，将其加工成各种形状和尺寸的工件，以满足不同的使用需求。
上述是合金钢生产工艺的基本流程，不同钢种和不同产品的生产工艺可能会有所差异。
合金钢的制造需要对原料的选择、温度控制、化学反应等方面进行精确的控制，以保证最终产品的质量和性能。
合金钢
三、合金调质钢
3、热处理及组织特点 调质件的加工工艺路线为：下料→锻造→退火→粗加工→调 质→精加工→装配 调质目的：获得良好综合力学性能 使用状态下的组织为：S回 为提高表面耐磨性，调质后可进行 表面淬火或氮化。
调质处理车间
回火索氏体
四、合金弹簧钢
制造弹簧或类似性能零件的钢种。 1、性能要求 弹簧是利用弹性变形储存能量或 缓和冲击的零件。 （1）高的σe，σs/σb； （2）高的σ-1；足够的塑性和韧性 （3）高的淬透性。
三、合金调质钢
1、性能特点 (1)调质处理后具有高强度与很好塑性及韧性的配合，即具 有良好的综合力学性能。 ⑵良好的淬透性。 2、成分特点
调质件（螺杆）
⑴ 中碳：0.25~0.5%C，以0.4%居多 ⑵ 合金元素作用： ①提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B ②强化铁素体: Mn、Si、Cr、Ni ③细化晶粒: Ti、V ④防止第二类回火脆性: W、Mo
渗碳件 高精密 独立导 柱
二、合金渗碳钢
3、常用钢种与牌号 低淬透性钢：20Cr、 20CrV。
活塞销(20Cr)
柴油机凸轮轴
用于受力小的 耐磨件，如柴油 机的活塞销、凸 轮轴等。
钢
汽 车 变 速 箱 齿 轮
3
用钢 中淬透性钢： 20CrMnTi。用于 中等载荷的耐磨 件，如变速箱齿 。 淬透性钢： 18Cr2Ni4WA。用 于 载荷的耐磨 件，如 。
制造各种量具用钢。如 千分尺、卡尺、块规、 塞规等。
卡尺
塞规
千分尺
三、量具用钢
1、性能要求 量具在使用过程中与被测零件接 触，承受摩擦和冲击。 ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 高的尺寸稳定性。 ⑶ 足够的韧性。
渐开线花键环 规、塞规
合金钢碳素钢
合金钢碳素钢
合金钢和碳素钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
本文将从合金钢和碳素钢的定义、特点、应用等方面进行介绍。
合金钢是一种含有其他元素的钢，通常是铬、镍、钼、钴、钒等元素。
这些元素的加入可以改变钢的性质，如提高硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。
合金钢的强度和硬度比碳素钢高，因此在制造高强度零件和机械零件时广泛应用。
例如，汽车发动机的曲轴、齿轮、轴承等都是用合金钢制造的。
碳素钢是一种含有碳元素的钢，通常含有0.05%至2.0%的碳。
碳素钢的强度和硬度较低，但具有良好的可塑性和可焊性。
碳素钢广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶等领域。
例如，建筑中的钢筋、汽车的车架、机械的轴承等都是用碳素钢制造的。
合金钢和碳素钢的区别在于合金钢中含有其他元素，而碳素钢只含有碳元素。
这些元素的加入可以改变钢的性质，使其具有更好的性能。
例如，铬元素可以提高钢的耐腐蚀性，钼元素可以提高钢的硬度和强度。
总的来说，合金钢和碳素钢都是重要的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
选择合适的材料可以提高产品的性能和质量，从而更好地满足人们的需求。
第六章 合金钢
共析点S 的含碳量下降，即向左移动。随着
合金元素含析点S含碳量只有0.30%。
共析点左移表明，在含碳量相同的条 件下，合金钢的珠光体组织比碳钢多，因 而强度高。
b、 当合金元素为碳化物形成元素时，由于这些 元素与碳形成稳定的碳化物，因而这部分碳 被固定，不参与共析反应，故共析点S右移。
珠光体钢 15CrMo、12CrMoV
贝氏体钢 12MoVWBSiRE
3、 按钢中S、P杂质含量 a、普通合金钢 S≤0.050% P≤0.045% b、优质合金钢 S≤0.035% P≤0.035%
c、高级优质合金钢 S≤0.025% P≤0.025%
d、特级优质合金钢 S≤0.015% P≤0.020%
普通低合金钢一般在热轧退火或正火状态下 使用，不需进行热处理。
1、成分特点
C%<0.20%；主强化元素是Mn<1.8%；加 入微量的Ti、V、Nb等细化晶粒；加入Cu提高 耐大气腐蚀能力。
常用钢号： 16Mn、16MnR、15MnV、15MnTi、14MnNb、 16MnCu
三、易切钢
在钢中添加S、Pb、Ca、P等合金元素，使 钢成为容易切削。 作用：使切屑易断，不易形成“切屑积瘤”， 减摩、降低切削力、切削热。但使钢 的性能下降。
8、合金元素对回火转变的影响
合金元素使淬火钢在回火过程中，组织 分解和转变速度减缓，增加了回火抗力，提 高回火稳定性，从而使合金钢的硬度回火后 下降程度减轻。某些碳化物形成元素，甚至 出现回火时二次硬化现象。
① 第一类回火脆性：
含Cr、Mn的合金结构钢，在250-400℃范围 回火，产生无法消除的脆性，称为第一类回火脆 性（或不可逆回火脆性）。产生原因尚无定论， 沿条状马氏体晶界析出碳化物薄片是重要原因。 也与S、P、As、Sb、Sn 等杂质有关。
中高合金钢分类标准
中高合金钢分类标准
中高合金钢的分类通常是根据合金元素的含量和种类来进行的。
以下是一些常见的中高合金钢分类标准：
1. 按合金元素含量分类：
高合金钢：合金元素含量在5%以上，一般含有铬、钼、钨、钴等元素。
中合金钢：合金元素含量在2%~5%之间，通常含有铬、钼、锰、硅等元素。
低碳高合金钢：合金元素含量在0.25%~2%之间，一般含有铬、钼、锰、硅等元素。
2. 按用途分类：
弹簧钢：含有较高的碳和锰，用于制造弹簧等弹性元件。
轴承钢：含有铬、钼等元素，具有良好的耐磨性和韧性，用于制造轴承等机械部件。
不锈钢：含有铬、镍等元素，具有良好的耐腐蚀性和美观性，用于制造厨具、餐具、化工设备等。
耐热钢：含有铬、钼、钨等元素，具有良好的高温强度和耐热性，用于制造高温工作部件。
3. 按组织结构分类：
奥氏体不锈钢：由奥氏体组织构成，具有良好的耐腐蚀性和加工性能。
马氏体不锈钢：由马氏体组织构成，具有较高的强度和硬度，但较难加工。
铁素体不锈钢：由铁素体组织构成，具有较高的耐热性和抗拉强度。
需要注意的是，不同的应用领域可能会有不同的分类标准和要求。
因此，在具体的工程设计和材料选择中，应根据实际需求和性能要求进行选择。
常用合金钢的定义、分类、编号及应用
常用合金钢的定义、分类、编号及应用合金钢分类所谓合金钢，即在碳钢的基础上加入一些合金元素，比如Si、Mn、W、V、Ti、Cr、Ni、Mo等，能够改善钢的强度、韧性、淬透性、可焊接性等性能。
合金钢可按照合金元素含量进行分类，而在工业生产生活中，合金钢会被具体地用到特定的行业，按照用途进行分类也很常见。
1、按照合金元素含量多少分类低合金钢：合金总量低于5%；中合金钢：合金总量为5~10%；高合金钢：合金总量高于10%。
2、按照用途分类合金结构钢：低合金结构钢(也称普通低合金钢)；合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢；滚珠轴承钢合金工具钢：合金刃具钢(含低合金刃具钢、高速钢)；合金模具钢(含冷模具钢、热模具钢)；量具用钢特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
3、合金钢编号1）低合金高强度结构钢其牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服极限数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三个部分按顺序排列。
例如Q390A，表示屈服强度σs＝390N/mm2、质量等级A的低合金高强度结构钢。
2）合金结构钢其牌号由“两位数字十元素符号+数字”三部分组成。
前面两位数字代表钢中平均碳质量分数的万倍，元素符号表示钢中所含的合金元素，元素符号后面数字表示该元素的平均质量分数的百倍。
合金元素的平均质量分数＜1.5%时，一般只标明元素而不标明数值；当平均质量分数≥1.5％、≥2.5％、≥3.5%，…时，则在合金元素后面相应地标出2， 3，4，…。
例如40Cr，其平均碳的质量分数Wc=0.4％，平均铬的质量分数WCr＜1.5％。
如果是高级优质钢，则在牌号的末尾加“A”。
例如38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。
3）滚动轴承钢在牌号前面加“G”(“滚”字汉语拼音的首位字母)，后面数字表示铬的质量分数的千倍，其碳的质量分数不标出。
例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数WCr＝1.5％的滚动轴承钢。
铬轴承钢中若含有除铬外的其它合金元素时，这些元素的表示方法同一般的合金结构钢。
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四、合金元素对回火转变影响
合金元素能使淬火钢在回火过程中的组织分解和转变速 度减慢，增加回火抗力，提高回火稳定性，从而使钢的 硬度随回火温度的升高而下降的程度减弱，在其碳化物 形成元素的作用下，甚至在回火时出现二次硬化现象。
§1 合金钢的基础知识
碳钢：价格低，但力学性能低，淬透性低，回火抗力差，不
由上面的 分析可以知道 1>含Mn或Ni相当高的钢，因扩大了γ区，有可能在 室温下只有A单项存在而成为一种A钢. 如含13% Mn的ZGMn13耐磨钢含9%Ni的 1Cr18Ni9不锈钢 等均属于A类钢。 2>含Cr相当高的钢。因缩小了γ区的结果 有可能在 室温下只有F单相存在而成为一种F钢。如含17~ 28%Cr的Cr17、Cr25、Cr28等铬不锈钢均属于F 类型的钢。 3>由于合金元素使相图的S点、E点发生移动。因而 共析点的含碳量就不在是0.77%（A中的最大溶解 度也不在是2.11%)
二、合金元素对铁碳相图的影响
为了说明合金元素对Fe-Fe3C相图的影 响规律， 先介绍一下合金元素与Fe的相互的作用。一些合金 元素与Fe相互作用，扩大了γ相区Ni、Mn、Co、C、 N、Cu；缩小γ区：Cr、V、Mo、W、Ti、Al、Si、 B、Nb、Ta、Zr 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 A3点是α-Fe== γ-Fe转变临界温度,A4是γ-Fe =δ-Fe 转变的临界温度。 1> 凡是能扩大γ区的元素会使A4点上升A3点下降从 而使 Fe-Fe3C 相图的γ区扩大E点和S点向右向下移 动。 2>凡是能缩小区的元素会使A4点下降A3点上升从 而使Fe- Fe3C 相图的γ区缩小E点和S点向左向上移 动。
2. 与碳作用形成合金碳化物如 (Fe， Mn)3C
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。 3. 单独形成特殊碳化物，如TiC、NbC、VC，具有高熔点、 高硬度、高耐磨的性能，且稳定性极高。
二．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
三、合金元素对钢在加热过程和冷却时的转变影响
3.1合金元素对钢的加热时相和组织的转变的影响 合金钢加热时A的形成过程中其上和碳钢有相同的 规律 即包括A的形成和长大、碳化物的溶解以及A的均匀化，全 过程都与合金元素有关。 1）合金钢中A的形成过程主要取决于C和合金元素的重新分 布和均匀化。其中C的扩散速度将是主导因素，合金元素本 身的扩散也将影响整个过程。例如Co和Li提高C在A中的扩 散速度加快A的形成速度；Si、Al、 Mn对A中C的扩散速度 影响较小所以对A的形成速度影响较小，碳化物形成元素Cr、 Mo、W、Ti、V等与C有较强的亲和力，显著减慢C在A中的 扩散速度，故使A的形成速度大大减慢。
合金元素对 S 点成分的影响
合金元素对A1线的影响
三．合金元素对钢的热处理的影响 1. 加热时对奥氏体形成的影响
① 减缓A化过程（Ni、Co除外）
合金碳化物熔点高、难分解，障碍C的扩散，热处理时要 提高加热温度或延长保温时间。 ② 影响A晶粒长大 强烈阻止A晶粒长大的元素：铝、钛、铌、锆
中等阻止A晶粒长大的元素：钨、钼、铬
能满足特殊性能要求（如耐热、耐低温、耐蚀等）。
合金钢 ：在碳钢的基础上，加入某些合金元素而得到的钢。 一．合金元素对钢中基本相的影响 二．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。 三． 合金元素对钢的热处理的影响。
一． 合金元素对钢中基本相的影响
1. 溶于基体中形成合金 F 或合金 A
合金元素溶入铁素体后，产生固溶强化，使铁素体的 强度、硬度提高，但塑性、韧性都有W、V等当溶于A后，对过 冷A等温转变曲线的影响是使C曲线右移，由于它们对推 迟P的转变和贝氏体转变的作用大小不同,使过冷A等温转 变曲线发生分离,出现两个过冷A最不稳定区，其上部为 珠光体转变区下部为贝氏体变区。在两区之间（约 500~600）过冷A具有较大的稳定性。 合金元素除 Co 和 Al 外大多数合金元素总是不同程度地 降低 M 的转变温度，并增加 A 残余 A 量。
2）对碳化物向A溶解过程中的影响 由于合金元素造成的 扩散困难，因此合金钢在加热时需要较高的温度和较长的 时间。 3）合金元素A中的均匀化，也是由于这些元素的扩散速度 决定的。合金元素的扩散速度远低于C的扩散速度，所以合 金钢需要较长的保温时间。 3.2 合金元素对过冷A转变的影响 合金元素对过冷A分解的影响总的说来除了Co以外,所有溶 入A中的合金元素都推迟过冷A的分解即使C曲线右移。 1. 其中非碳化物形成元素及弱碳化物形成元素如Ni、Mn、 Si、Cu、Al等都增加过冷A的稳定性，延长过冷A的转变使 曲线右移。
促进A晶粒长大的元素：锰、磷、碳
2. 冷却时对过冷A转变的影响
除Co外，合金元素的加入使C曲线右移。即增大过冷A的稳 定性，提高钢的淬透性。增强淬透性常用的元素有: Mn、Mo、Si、Ni、B等。 Cr、
1. 影响A和F相区的范围
Mn、Ni、Co等扩大γ相区，扩大A存在的区域，如
1Cr18Ni9和ZGMn13，室温下单相A Cr、Mo、W、V、Ti、Si缩小γ相区均缩小A存在区域，如 1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢
Mn对奥氏体区的影响
Cr对奥氏体区的影响
2. 使S、E点左移，并使A1线的温度变化。
§1 合金元素对钢中基本相、Fe-Fe3C相图以及钢中 转变的影响 一、合金元素对钢中基本相的影响
碳钢中的基本相在退火、正火及调质状态时相为F和 Fe3C 。当钢中加入少量合金元素时，有可能一部份溶于F形 成合金铁素体，而另一部分溶于Fe3C形成合金Fe3C 。 形成铁素体的元素：Ni、Si、AL、CO 形成合金渗碳体的元素：Cr、W、Mo、V、Nb 既溶于F又溶于Fe3C的元素：Mn 溶于F中的合金元素F对起强化作用表现在HB、AK方面。 而溶于Fe3C 中的合金元素提高了Fe3C的稳定性。