421合金结构钢资料
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量分数降低。 这类合金钢的珠光体的碳质量分数 不再是0.77％，而是小于0.77％。
如：4Cr13
某些合金钢碳质量分数小于2.11 ％时 就出现莱氏体，铸态就有莱氏体产生， 称为莱氏体钢。
如：W18Cr4V
Wc ×100
合金元素使S、E点左移
（3）合金元素对钢热处理的影响
1）合金元素对钢加热转变的影响 主要表现在改变奥氏体的形成速度和阻止奥氏体晶粒长大。
（3）合金工具钢
? 含碳量+合金元素符号+该元素百分数含量+……
? 当WC＜1.00% 时，含碳量用一位数字标明，数字表示平均含
碳量的千分之几，如9SiCr.
? 当WC＞ 1.00% 时，不标含碳量。
高速钢不标含碳量。如：W6Mo5Cr4V2 （含0.85%C ）
（4）特殊性能钢
牌号的表示法基本与工具钢相同。 例：不锈钢 3Cr13
第二节 低合金钢与合金钢
一、分类、编号及合金元素的作用
1、低合金钢与合金钢的分类
在实际生产中将低合金钢与合金钢混合按用途和性能分类。
（1）合金结构钢
机器结构钢 工程结构钢
渗碳钢 调质钢 弹簧钢 轴承钢 易切削钢
低合金结构钢 造船用钢 锅炉用钢 高耐候钢
（2）合金工具钢
刃具钢 模具钢 量具钢
（3）特殊性能钢
? 大型零件采用加入W、Mo 元素的合金钢制造。
合金钢冲击韧性与回火温度的关系
二、合金结构钢
合金结构钢是制造各种机器及各类工程结构的重要钢种，用于碳素 结构制造零件的性能不能满足要求的零件，其用途广，用量大。
1、工程结构钢
（1）低合金结构钢 铁素体－珠光体钢
按强度分： 低碳贝氏体钢 低碳马氏体钢
高强度钢 耐蚀钢 耐热钢 耐磨钢
铣刀 涡轮叶片
2、合金钢的编号
（1）合金结构钢 ? 两位数字+合金元素符号+该元素百分数含量+…… ? 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； 例：20CrMnTi ，60Si2Mn 等 ? 当合金元素的平均含量为1.50-2.49% 、2.50-3.49% ……时， 在相应的合金元素符号后标2、3……等数字。 例：20CrNi3 。
N
主要有V、W、Ti、 Cr、Mo、Al、Si
等元素。
E
当钢中这类合金元素含量达到一定 程度时，在室温下可获得单相铁素体
G S
组织，称为铁素体钢。
Wc ×100
Si对状态图中临界点的影响
当Cr? 13%时，奥氏体相区很小，室温下为单相铁素体组织。
例：铬不锈钢钢1Cr17
3）某些合金元素的作用，使铁碳合金状态图的S、E点左移，碳 质
2）对碳化物的影响
合金元素溶于渗碳体或形成特殊碳化物
Fe 、Mn 、Cr 、Mo 、W 、V、
Ti
弱
强
? 弱碳化物元素: Fe、Mn。 形成(Fe，Mn3） C? 中强碳化物元素: Cr 、Mo、W。 形成(Fe ，Cr)3 C、Cr7C3 ? 强碳化物元素: V、Ti、Zr。 形成 VC、ZrC
铬对C曲线的影响
3）合金元素对马氏体转变的影响
除Co、Al 外，大多数合金元素在不同程度上使马氏体转变Ms 和 Mf 线降低并增加了残余奥氏体的含量。
合金元素含量 /%
对马氏体转变温度的影响
合金元素含量 /%
对残余奥氏体量的影响
4）合金元素对淬火钢回火转变及性能的影响
① 提高回火稳定性： 合金钢的回火稳定性高，即钢在 较高的温度回火仍能保持较高的强 度和硬度。
当Wc＜0.08 时，碳质量分数用0表示，0Cr13 当Wc＜0.03 时，碳质量分数用00表示，00Cr18Ni10
3、合金元素在钢中的作用
（1）合金元素对钢的基本相的影响 1）对铁基固溶体的影响 合金元素溶于铁素体内，形成合金铁素体， （置换固溶体或间隙固溶体），起固溶强化作用。
合金元素对铁素体性能的影响
? 高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2Mn A。
? 特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE 。
（2）滚动轴承钢
? G+Cr+铬含量(不标含碳量) ? “G”表示“滚动轴承钢”。
? 铬含量以千分之一为单位.
? 如“GCr15 ”的平均含铬量为
1.5% ? 滚动轴承钢均为高级优质钢，
但牌号后不加A。
? 以上碳化物均会产生强化作用 — 比Fe3C有更高的熔点和稳定性， 难溶于A，阻碍A长大，硬度高，分布合理，能提高强度和耐磨性，
起弥散强化作用。
（2）合金元素对Fe-Fe3C状态图的影响
1）凡能扩大A区的合金元素可使N点上升， E、S点向左下移，G点、A1线下降。
主要有Mn 、Co、Ni 、C、Cu 等元素。
① 大多数合金元来自百度文库（ 除镍、钴以外）都减缓钢的奥氏体化 过程。（碳化物对C扩散速度的影响）
② 大多数合金元素（除锰、磷以外）都能阻止奥氏体晶粒的 长大，细化晶粒。（碳化物的影响）
? 因此，一般合金钢应采用较高的加热温度和较长的保温时间， 才能获得成分均匀的奥氏体。
2）合金元素对过冷奥氏体转变的影响 对C曲线和淬透性的影响：除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素均使 C曲线右移，淬透性提高。
原因：回火过程中特殊碳化物析出、 残余A转变为M回或B下所致，起 弥散强化作用。
钼对淬火钢回火后硬度的影响
③ 防止第二类回火脆性
产生原因： 合金元素促进了锑、锡、磷等杂质元素在原奥氏体晶界上的偏聚和
析出，削弱了晶界联系，降低了晶界强度而造成的。
防止措施:
? 在500～600 ℃快速冷却， 适用于小型零件。
合金元素能阻碍马氏体分解及 碳化物的析出与聚集。
回火时的硬度变化
? 当回火硬度相同时，合金钢比同含碳量碳钢回火温度高。如果 相同温度回火，合金钢硬度比碳钢高。
② 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。
当钢中这类合金元素含量达到一定程度时， 在室温下可获得稳定的奥氏体组织，称为
奥氏体钢。
Wc ×100
Mn 对状态图中临界点的影 响
当Mn? 13% 或Ni?9%时，S点降到0℃以下，室温下为单相奥氏体组织，
例：1Cr18Ni9 ，Mn13
2）凡能缩小A区的合金元素可使N点降低，
E、S点向左上移，G点、A1线升高。
如：4Cr13
某些合金钢碳质量分数小于2.11 ％时 就出现莱氏体，铸态就有莱氏体产生， 称为莱氏体钢。
如：W18Cr4V
Wc ×100
合金元素使S、E点左移
（3）合金元素对钢热处理的影响
1）合金元素对钢加热转变的影响 主要表现在改变奥氏体的形成速度和阻止奥氏体晶粒长大。
（3）合金工具钢
? 含碳量+合金元素符号+该元素百分数含量+……
? 当WC＜1.00% 时，含碳量用一位数字标明，数字表示平均含
碳量的千分之几，如9SiCr.
? 当WC＞ 1.00% 时，不标含碳量。
高速钢不标含碳量。如：W6Mo5Cr4V2 （含0.85%C ）
（4）特殊性能钢
牌号的表示法基本与工具钢相同。 例：不锈钢 3Cr13
第二节 低合金钢与合金钢
一、分类、编号及合金元素的作用
1、低合金钢与合金钢的分类
在实际生产中将低合金钢与合金钢混合按用途和性能分类。
（1）合金结构钢
机器结构钢 工程结构钢
渗碳钢 调质钢 弹簧钢 轴承钢 易切削钢
低合金结构钢 造船用钢 锅炉用钢 高耐候钢
（2）合金工具钢
刃具钢 模具钢 量具钢
（3）特殊性能钢
? 大型零件采用加入W、Mo 元素的合金钢制造。
合金钢冲击韧性与回火温度的关系
二、合金结构钢
合金结构钢是制造各种机器及各类工程结构的重要钢种，用于碳素 结构制造零件的性能不能满足要求的零件，其用途广，用量大。
1、工程结构钢
（1）低合金结构钢 铁素体－珠光体钢
按强度分： 低碳贝氏体钢 低碳马氏体钢
高强度钢 耐蚀钢 耐热钢 耐磨钢
铣刀 涡轮叶片
2、合金钢的编号
（1）合金结构钢 ? 两位数字+合金元素符号+该元素百分数含量+…… ? 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； 例：20CrMnTi ，60Si2Mn 等 ? 当合金元素的平均含量为1.50-2.49% 、2.50-3.49% ……时， 在相应的合金元素符号后标2、3……等数字。 例：20CrNi3 。
N
主要有V、W、Ti、 Cr、Mo、Al、Si
等元素。
E
当钢中这类合金元素含量达到一定 程度时，在室温下可获得单相铁素体
G S
组织，称为铁素体钢。
Wc ×100
Si对状态图中临界点的影响
当Cr? 13%时，奥氏体相区很小，室温下为单相铁素体组织。
例：铬不锈钢钢1Cr17
3）某些合金元素的作用，使铁碳合金状态图的S、E点左移，碳 质
2）对碳化物的影响
合金元素溶于渗碳体或形成特殊碳化物
Fe 、Mn 、Cr 、Mo 、W 、V、
Ti
弱
强
? 弱碳化物元素: Fe、Mn。 形成(Fe，Mn3） C? 中强碳化物元素: Cr 、Mo、W。 形成(Fe ，Cr)3 C、Cr7C3 ? 强碳化物元素: V、Ti、Zr。 形成 VC、ZrC
铬对C曲线的影响
3）合金元素对马氏体转变的影响
除Co、Al 外，大多数合金元素在不同程度上使马氏体转变Ms 和 Mf 线降低并增加了残余奥氏体的含量。
合金元素含量 /%
对马氏体转变温度的影响
合金元素含量 /%
对残余奥氏体量的影响
4）合金元素对淬火钢回火转变及性能的影响
① 提高回火稳定性： 合金钢的回火稳定性高，即钢在 较高的温度回火仍能保持较高的强 度和硬度。
当Wc＜0.08 时，碳质量分数用0表示，0Cr13 当Wc＜0.03 时，碳质量分数用00表示，00Cr18Ni10
3、合金元素在钢中的作用
（1）合金元素对钢的基本相的影响 1）对铁基固溶体的影响 合金元素溶于铁素体内，形成合金铁素体， （置换固溶体或间隙固溶体），起固溶强化作用。
合金元素对铁素体性能的影响
? 高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2Mn A。
? 特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE 。
（2）滚动轴承钢
? G+Cr+铬含量(不标含碳量) ? “G”表示“滚动轴承钢”。
? 铬含量以千分之一为单位.
? 如“GCr15 ”的平均含铬量为
1.5% ? 滚动轴承钢均为高级优质钢，
但牌号后不加A。
? 以上碳化物均会产生强化作用 — 比Fe3C有更高的熔点和稳定性， 难溶于A，阻碍A长大，硬度高，分布合理，能提高强度和耐磨性，
起弥散强化作用。
（2）合金元素对Fe-Fe3C状态图的影响
1）凡能扩大A区的合金元素可使N点上升， E、S点向左下移，G点、A1线下降。
主要有Mn 、Co、Ni 、C、Cu 等元素。
① 大多数合金元来自百度文库（ 除镍、钴以外）都减缓钢的奥氏体化 过程。（碳化物对C扩散速度的影响）
② 大多数合金元素（除锰、磷以外）都能阻止奥氏体晶粒的 长大，细化晶粒。（碳化物的影响）
? 因此，一般合金钢应采用较高的加热温度和较长的保温时间， 才能获得成分均匀的奥氏体。
2）合金元素对过冷奥氏体转变的影响 对C曲线和淬透性的影响：除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素均使 C曲线右移，淬透性提高。
原因：回火过程中特殊碳化物析出、 残余A转变为M回或B下所致，起 弥散强化作用。
钼对淬火钢回火后硬度的影响
③ 防止第二类回火脆性
产生原因： 合金元素促进了锑、锡、磷等杂质元素在原奥氏体晶界上的偏聚和
析出，削弱了晶界联系，降低了晶界强度而造成的。
防止措施:
? 在500～600 ℃快速冷却， 适用于小型零件。
合金元素能阻碍马氏体分解及 碳化物的析出与聚集。
回火时的硬度变化
? 当回火硬度相同时，合金钢比同含碳量碳钢回火温度高。如果 相同温度回火，合金钢硬度比碳钢高。
② 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。
当钢中这类合金元素含量达到一定程度时， 在室温下可获得稳定的奥氏体组织，称为
奥氏体钢。
Wc ×100
Mn 对状态图中临界点的影 响
当Mn? 13% 或Ni?9%时，S点降到0℃以下，室温下为单相奥氏体组织，
例：1Cr18Ni9 ，Mn13
2）凡能缩小A区的合金元素可使N点降低，
E、S点向左上移，G点、A1线升高。