合金钢的分类和牌号
常用合金钢牌号及其应用
合金含量 <3%其强度显著高于相同含碳量 的碳素钢低合金钢且具有良好的塑性、韧 性、焊接性能比碳钢更低的冷脆转变温度主 要用于桥梁、锅炉压力容器、车辆、船舶、大型 钢结构等
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
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 Mn139% Ni的 0Cr18Ni9
b、扩大α相区缩小封闭γ相区的元素
同碳素渗碳钢一样渗碳后需热处理 淬火+低温回火获得外硬内韧组织
常用钢号： 15Cr、20Cr、15Mn2、20Mn2、 15CrMn、20CrMnTi、 20CrMnMo、 12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4W
应用举例： 用20CrMnTi制造汽车变速齿轮 技术要求： 渗碳层厚度1.2~1.6mm 碳浓度1.0% 齿轮硬度HRC58~60 心部硬度HRC30~45 工艺路线： 坯料→锻造→正火→加工齿形铣、插→ 局部镀铜→渗碳→预冷淬火→低温回火→喷丸→ 磨齿→成品
5、不能满足某些特殊性能要求 如：耐低温、高磁性、无磁性等 碳钢的冷脆性转变温度较高-20 ~ -30℃ 故碳钢的使用温度应≥-20℃
因此发展合金钢成为必然二十一世 纪结构材料的重要发展方向之一就是利用 新技术、新工艺改造传统材料——微合金 化高强钢低合金超高强钢
合金钢分类、军工钢牌号
军工钢军工钢高强钢具有硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。
军工钢高强钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。
退火状态的军工钢高强钢的主要军工钢元素有多、钼、铬、钒，还有一些军工钢高强钢中加入了钴、铝等元素。
这类钢属于高碳高军工钢莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。
铸态高速工军工钢高强钢具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。
这些碳化物对低军工钢高强钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。
碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。
工具钢分析仪分析钨、钼是军工钢高强钢的主要元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。
铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。
钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
火温度很高，接近熔点，军工钢其目的是使军工钢碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。
低军工钢高强钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。
淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火(化学成分不同，回火温度不同)出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化，这是低军工钢高强钢的重要特性。
军工钢属于合金钢的一种用途，因为强度，硬度，耐腐蚀性等各性能更强，适用于军用设备的特殊材料。
合金钢钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢，是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。
《合金钢的分类和牌号》教案
合金钢的分类和牌号
教学目标
了解并掌握合金钢的分类和牌号
教学重点
合金钢的分类和牌号
教学难点
合金钢的分类和牌号
教学准备
教学过程
§5－2合金钢的分类和牌号
二、合金钢的牌号
1．合金结构钢
两位数字（碳含量）＋元素符号（或汉字）＋数字表示。
前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数。
元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金元素。
作业设计
1、合金结构钢的牌号？
2、合金工具钢的牌号？
教学反思
如：滚动轴承钢中高铬轴承钢的前面标“G’，（“滚”字的汉语拼音字母字头）而不标含碳量，如GCr15。而牌号中铬元素后面的数字是表示含铬量的千分数，其他元素仍按百分数表示，如GCrl5SiMn表示含铬量为1.5％，硅、锰含量均小于1.5％的滚动轴承钢。
易切钢也是在牌号前冠以拼音字母“Y”，如“Biblioteka 15”，表示含碳量0.15％的易切钢。
当含碳量上限≤0.03%，（超低碳），则以三位数表示含碳量最佳控制值（十万分数计），如：015Cr19Ni11是一种含碳量上限为0.02%，最佳控制值为0.015%；平均含铬量为19%，含镍量为11%的极低碳不锈钢。
当含碳量规定上下有限时，则采用平均含碳量表示（两位数，万分数计）。如20Cr13其含碳量为0.16~0.25%，平均含碳量为0.20%，含铬量为13%。
与合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用1位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量≥1.0％时，则不予标出。合金元素含量表示方法与合金结构钢相同，当平均含铬量小于1%时，在铬含量（以千分数计）前加数字“0”。
4．高速钢
含碳量均不标出，如W18Cr4V钢的平均含碳量为0.7％～0.8％。
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:
第二章 钢的分类
3．按冶金质量分类 普通低合金钢：wS≤0.05%，wP≤0.045% 优质低合金钢：wS≤0.035%， wPபைடு நூலகம்0.035% 高级优质合金钢：wS≤0.02% wP≤0.03% 特高级优质合金钢：wS≤0.015%， wP≤0.025%。
1.3 合金钢的分类、牌号
4．按金相组织分类 按退火后的组织合金钢可分为： 亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢 （在铸态组织中有莱氏体）。 按正火后的组织合金钢可分为： 铁素体钢 珠光体钢 贝氏体钢 马氏体钢 奥氏体钢
第二章
钢的分类
一、合金钢的分类 1．按化学成分分类 按钢中所含合金元素的种类 ，合金钢分为： 锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。 按钢中合金元素总质量分数，合金钢分为： 低合金钢（Me总质量分数小于5%） 中合金钢（ Me总质量分数在5%~10%）
高合金钢（ Me总质量分数大于10%）
按正火后的金相组织和用途特点 不锈钢分为 马氏体型不锈钢 、铁素体型不锈 钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体型-铁素体型不 锈钢及沉淀硬化型不锈钢等， 耐热钢分为 马氏体型耐热钢 、铁素体型耐热 钢、奥氏体型耐热钢等； 把化学成分和用途结合起来分类的方法，如 把不锈钢分为铬不锈钢、镍铬不锈钢、铬锰 不锈钢等。
（2）优质碳素钢：wS≤0.035%，
wP≤0.035%。
（3）高级优质碳素钢：wS≤0.02%，
wP≤0.03%。
（4）特级优质碳素钢：wS≤0.015%，
wP≤0.025%。
3．按钢的用途分类，碳钢可分为 （ 1 ）碳素结构钢：主要用于各种工程构件， 如桥梁、船舶、建筑构件等。也可用于不太 重要的机件。 （ 2 ）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机 器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等。 （ 3 ）碳素工具钢：主要用于制造各种工具， 如刃具、模具、量具等。 （ 4 ）一般工程用铸造碳素钢：主要用于制造 形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。
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。
合金钢材 (2)
合金钢材1. 简介合金钢是一种由铁和其他元素（如碳、铬、镍、钼等）合金化制成的钢材。
相比普通钢材，合金钢具有更高的强度、硬度和耐磨性。
由于其出色的性能，合金钢广泛用于制造工程机械、汽车零部件、航空航天器材和船舶等领域。
2. 合金钢的种类合金钢可以根据其成分和性能分为多种不同的类型，下面介绍几种常见的合金钢。
2.1. 碳钢碳钢中主要合金元素是碳，通常含碳量在0.2%至2.11%之间。
碳可以提高钢的硬度和强度，但会降低其韧性。
碳钢广泛应用于建筑和桥梁等领域。
2.2. 铬钢铬钢中添加了铬元素，通常含铬量在12%至30%之间。
铬能提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性能。
铬钢常用于制造不锈钢、汽车零部件和压力容器等。
2.3. 镍钢镍钢中加入了镍元素，通常含镍量在3%至25%之间。
镍能提高钢的韧性和耐腐蚀性。
镍钢广泛应用于船舶和航空航天器材等领域。
2.4. 钼钢钼钢中添加了钼元素，通常含钼量在0.25%至5%之间。
钼能提高钢的强度和韧性，同时还具有耐磨性和耐高温性能。
钼钢常用于制造高速切削工具和先进的合金材料。
3. 合金钢的制造合金钢的制造过程可以分为以下几个步骤：3.1. 配料首先，根据合金钢的配方要求，将铁矿石、废钢、回炉料等原料按照一定比例混合。
同时，根据不同的合金元素要求，加入适量的合金元素粉末。
3.2. 炼钢配料完成后，原料进入炼钢炉进行冶炼。
在冶炼过程中，高温下的还原剂将氧化铁还原为金属铁，并与合金元素结合，形成合金钢。
3.3. 出钢冶炼完成后，将熔融的合金钢浇铸成坯料。
根据需要，坯料可以进一步加工成不同形状的钢材，如板材、型材、圆钢等。
3.4. 热处理为了提高合金钢的性能，常常需要进行热处理。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等。
通过热处理，可以改善合金钢的硬度、强度和韧性。
4. 合金钢的应用合金钢由于其优异的性能，被广泛应用于各个领域。
•在工程机械制造中，合金钢可用于制造挖掘机斗齿、履带链轮以及高强度的传动轴等零部件。
《金属材料及热处理》-8.合金钢
2、成分特点: 碳的质量分数的WC＝0.1%～0.25%，Wme 主要有Cr、Ni、Mn、B、V、Ti、W、Mo等。
3、热处理特点: 渗碳、淬火加低温回火
4、牌 号: 牌号的表示方法 “数字（两位）+元素符号+ 数字”组成。其中前两位数字是以平均万分数表示的碳的质量 分数，元素符号表钢中所含的合金元素，元素符号后的数字是 以名义百分数表示的该元素的质量分数。
类 别
牌号
40Cr
低 40Mn2 淬 透 性 40MnB 钢
40MnVB
中 35CrMo 淬 透 性 钢 35CrMnSi
用途举例
重要的齿轮、轴、套筒、连 杆等
轴、半轴、蜗杆、连杆等
可代替40Cr作小截面重要零 件：如汽车转向节、半轴、蜗 杆、花键轴等
可代替40Cr作作柴油机缸头 螺柱、花键轴等
用作截面不大而要求力学性 能高的重要零件，如主轴、曲 轴、锤杆等
5、5CrMnMo
6、60Si2Mn
7、4Cr13
8、ZGMn13
9、GCr15
10、9SiCr
11、 W18Cr4V
12 、 Q460Fra bibliotek13、 45
14、T10
15、30CrMnSiA
16、 30CrMnSiNi2A
材料科学基础8、合金钢
作者：陈儒军
一、合金元素在钢中的作用
Material Science
20MnVB
代替20CrMnTi，作汽车齿轮、重型 机床上的轴、齿轮等。
有良 好的
高 淬
12Cr2Ni4
大截面重要渗碳件，如大齿轮、轴、 飞机发动机齿轮等。
透
性
大截面、高强度、高韧性的重要渗碳
中职化工机械基础教案：合金钢(全2课时)
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案教学内容（一）、产生发展合金钢已有一百多年的历史了。
工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。
1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5%Mn-7%W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。
1870年在美国用铬钢(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为 158.5米的大桥；稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁，或用于修造军舰。
1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。
1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢，进一步把切削速度提高到30米/分。
20世纪20年代以后，不锈钢和耐热钢在这段期间问世了。
1920年德国人毛雷尔 (E.Maurer) 发明了18-8型不锈耐酸钢，1929年在美国出现了Fe-Cr-Al电阻丝。
1939年德国在动力工业开始使用奥氏体耐热钢。
（二）、合金元素合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。
其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。
（三）、作用1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；第二次世界大战以后至60年代，主要是发展高强度钢和超高强度钢的时代，由于航空工业和火箭技术发展的需要，出现了许多高强度钢和超高强度钢新钢种，如沉淀硬化型高强度不锈钢和各种低合金高强度钢等是其代表性的钢种。
合金钢的分类和牌号
当不锈钢中有意加入铌、钛、锆、氮等元素时，虽然含量很低也应在牌号 中标出。如022Cr18Ti为一种含碳量不大于0.03%,最佳控制值为0.022%，含铬量 18%，含钛量小于1.0%的不锈钢。
易切钢也是在牌号前冠以拼音字母 “Y”，如“Y15”，表示含碳量0.15％ 的易切钢。
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法 表示符号（GB/T 221—2000）
名称
符号 位置
名称
碳素结构钢
Q
头 桥梁用钢
低合金高强度钢 Q
头 锅炉用钢
易切削钢
Y
头 焊接气瓶用钢
碳素工具钢
T
头 车辆车轴用钢
(滚珠)轴承钢
③ 当0.1%>含碳量上限> 0.03%时，以“0”表示，如 0Cr18Ni9（含碳量上限为0.08%）
④ 当0.03%≥含碳量上限>0.01%时（超低碳），以
“03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限为0.03%） ⑤ 当含碳量上限≤0. 01%时
(极低碳)，以“01”表示，
如01Cr19Ni11（含碳量上
4．高速钢
含碳量均不标出，如W18Cr4V钢的平均含碳量为0.7％～0.8％。
5．特殊性能钢
不锈钢或耐热钢的牌号用两位或三位阿拉伯数字表示含碳量的最佳控制值 （以万分之几或十万分之几计），合金元素含量的表示方法与合金结构钢相同， 当材料只规定含碳量上限时，若含碳量上限≤0.10%，则以其上限值的3/4表示，若 含碳量上限＞0.1%时，则以其上限值的4/5表示（两位数，万分数计）。
合金钢的分类及牌号
根据用途，合金钢可以分为结构钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等。根据合金元素的种类和含量，合金钢可以分为 低合金钢、中合金钢、高合金钢等。根据金相组织，合金钢可以分为珠光体钢、奥氏体钢、马氏体钢等。这些分 类方式并不是互斥的，而是可以根据实际情况进行交叉分类。
PART 02
合金钢的分类
PART 02
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2023 WORK SUMMARY
合金钢的分类及牌号
REPORTING
目录
• 引言 • 合金钢的分类 • 合金钢的牌号 • 合金钢的应用领域 • 总结
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目录
• 引言 • 合金钢的分类 • 合金钢的牌号 • 合金钢的应用领域 • 总结
汽车工业
总结词
汽车工业是合金钢的重要应用领域之一，主 要用于制造汽车零部件和车身结构件。
详细描述
由于合金钢具有高强度、高韧性、良好的耐 腐蚀性和加工性能等特点，因此在汽车工业 中被广泛应用。例如，汽车的车身结构件、 底盘件、发动机部件等重要零部件多采用合 金钢制造，以提高汽车的安全性和可靠性。
汽车工业
建筑行业
总结词
建筑行业是合金钢的重要应用领域之一，主要用于桥梁、高层建筑、工业厂房等 大型建筑的结构件和连接件。
详细描述
由于合金钢具有高强度、高韧性、良好的焊接性能和耐腐蚀性等特点，因此在建 筑行业中被广泛应用。例如，高层建筑的梁、柱、板等结构件多采用合金钢制造 ，以提高建筑的安全性和稳定性。
机械制造
按化学成分分类
低合金钢
含有少量合金元素，如锰、硅、磷等， 主要用于制造对强度和韧性要求不高 的结构和机械零件。
中合金钢
高合金钢
含有大量合金元素，如铬、镍、钨、 钴等，主要用于制造对强度、韧性和 耐腐蚀性要求极高的工模具、不锈钢 和耐热钢等。
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
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
合金工具钢
工具钢可分为碳素工具钢与合金工具钢两种。碳素 工具钢容易加工，价格便宜。但其热硬性差（温度 高于200℃时，硬度、耐磨性会显著降低），淬透性 低且容易变形和开裂。因此，尺寸大、精度高，形 状复杂及工作温度较高的工具，模具都采用合金工 具钢制造。合金工具钢按主要用途分为刃具钢、模 具钢和量具钢三大类。
合金钢
合金结构钢
合金渗碳钢 渗碳钢通常是指经渗碳、淬火、低温回火后使用的钢。 合金渗碳钢的性能有如下特点： 1）渗碳淬火后，渗碳层硬度高，具有优异的耐磨性和 接触疲劳强度； 2）渗碳件心部具有高的韧性和足够高的强度； 3）具有良好的热处理工艺性能，在高的渗碳温度 （900～950℃）下奥氏体晶粒不易长大，淬透性也好。
合金钢
合金工具钢
合金量具钢 量具是用来测量和检验零件尺寸的工具如千分尺、游 标卡尺、量块、样板等。量具的最终热处理主要是淬 火和低温回火，目的是获得高硬度和高耐磨性。对于 精度要求高的量具，为保证尺寸稳定性，常在淬火后 立即进行一次冷处理，以降低组织中残余奥氏体量。 在低温回火后还应进行一次稳定化（100～150℃、 24～36h），以进一步稳定组织和尺寸，并消除淬火 内应力。有时在磨削加工后，还要在120～150℃保温 8h进行二次稳定化处理，以消除磨削产生的残余内应 力，从而进一步稳定尺寸。
机械工程材料
合金钢
合金结构钢
低合金结构钢 低合金结构钢的特点是低碳（wC<0.20%）、低合金（一 般合金元素总量wMe<3%）、以锰为主要合金元素，并辅 加以钒、钛、铌、硅、铜、磷、稀土等。锰、硅的主要 作用是强化铁素体；钒、钛、铌等主要是细化晶粒，提 高钢的强度、塑性和韧性；少量的铜和磷主要是提高钢 的耐用消费品腐蚀性；加入少量稀土元素主要是脱硫去 气，消除有害杂质，进一步改善钢的性能。 低合金结构钢的性能特点是： 1）具有高的屈服强度与良好的塑性和韧性。 2）良好的焊接性。 3）较好的耐蚀性。 常用低合金结构钢的牌号、性能及用途见表7.1。
合金钢中各元素作用及牌号
合金钢各元素的作用及牌号碳钢是经热处理后又良好的力学性能，且冶金工艺简单，压力加工和机加工性能好，价格低廉，是工业生产中应用最广的金属材料。
但存在淬透性低、不能用于大型结构件、不能在高温、低温、腐蚀性等特殊环境使用的缺点。
为此，人们在碳钢的基础上特意加入某些合金元素，以弥补碳钢的不足。
这些钢称为合金钢。
1合金钢按照合金元素总含量（质量分数）分类(1) 低合金钢<5%；(2) 中合金钢5%~10%；(3) 高合金钢>10%。
1. 合金元素在钢中的存在形式常用合金元素Cr, Mn, Ni, Co, Cu, Si, Al, B, W, Mo, V, Ti, Nb,Zr, RE合金元素在钢中的存在形式：(1) 固溶体固溶于奥氏体，铁素体，渗碳体；(2) 碳化物与碳形成特殊碳化物；(3) 金属间化合物与铁或其它合金元素形成金属间。
首先我来看合金元素在钢中的作用。
常用合金元素包括Cr, Mn, Ni, Co, 稀土等。
它们在钢中存在如下形式，一是固溶于奥氏体、铁素体以及渗碳体，二是与钢中的碳形成特殊碳化物，三是与铁或其它合金元素形成金属间混合物。
不同的形式将对合金性能起不同作用。
2. 合金元素在钢中的作用1) 合金元素改善钢的热处理工艺性能：大多数合金元素都会减缓钢在加热、冷却及回火时的组织转变。
(1) 细化奥氏体晶粒加热时阻碍奥氏体晶粒长大（除了Mn）；(2) 提高淬透性冷却时阻碍过冷奥氏体转变（除了Co、Al）；(3) 提高回火抗力，产生二次硬化，防止高温回火脆性。
回火抗力是指淬硬钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力首先，合金元素的加入，往往能够能够改善钢的热处理工艺性能，这是因为大多数合金元素，在钢中不论以固溶态还是以化合物存在，一般都会减缓钢在加热、冷却及回火时的组织转变，因而会在热处理加热时，细化奥氏体晶粒，冷却时提高淬透性，回火时提高回火抗力或回火稳定性，并防止高温回火脆性。
2. 合金元素在钢中的作用2) 合金元素提高钢的强度：(1) 固溶强化固溶于基体中，产生晶格畸变，阻碍位错运动；(2) 第二相强化固溶于渗碳体，提高其稳定性。
5.2 合金钢的分类和牌号
《金属材料与热处理》导学案主备人：栾义审核人：栾义编号：017§5-2 合金钢的分类和牌号【使用说明】1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完成导学案，小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。
2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。
3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔做好标记。
【学习目标】1、知识与技能：掌握合金钢的分类和牌号。
2、学习与方法：通过研读课本，积极讨论，踊跃展示，能识别一般的合金钢牌号，并能根据牌号分析其用途。
3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。
【重点难点】合金钢的分类合金钢的牌号【自主学习】合金钢的分类重要级别：★★★★★合金结构钢重要级别：★★★★★合金工具钢重要级别：★★★★★高速钢重要级别：★★★★★特殊性能钢重要级别：★★★★★【合作探究】1、合金钢的分类方法。
2、合金钢的牌号编制有何特点？班级：姓名：使用时间：年月日3、简述合金结构钢的牌号表示方法，并标出40Cr、60Si2Mn等牌号的含义。
4、简述合金工具钢的牌号表示方法，并标出9SiCr、Cr12MoV等牌号的含义。
5、简述高速钢的牌号表示方法，并标出W18Cr4V等牌号的含义。
6、简述特殊性能钢的牌号表示方法，并标出2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr30Mo2等牌号的含义。
7、简述特殊专用钢的牌号表示方法，并标出GCr15、GCr15SiMn、Y15等牌号的含义。
8、简述高级优质合金钢的牌号表示方法，并标出38CrMoAlA等牌号的含义。
【课后作业】(自己默写，组长监督)1、理解掌握本导学案内容，并完成习题册第五章第二节相关题目。
【学后反思】。
合金钢的类别与牌号
碳素钢、合金钢的类别以及牌号一、碳素钢的分类、合金钢的分类碳素钢：含碳量大于0.0218%,小于2.11%的碳素合金钢。
1、碳素钢的分类：1）按含碳量分：低碳钢（含碳量小于0.25%)、中碳钢（含碳量0.25%----0.60%)、高碳钢（含碳量大于0.60%）2）按用途分：结构钢（含碳量小于0.70%）、工具钢（含碳量大于0.70%）3）按质量（硫、磷含量大小）分：普通钢、优质钢、高级优质钢。
2、合金钢的分类按用途分：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢按合金含量分：低合金钢（小于5％）、中合金钢（5％－－10％）、高合金钢（大于10％）。
二、碳素钢、合金钢的牌号产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。
当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。
1、碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大类。
通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”。
屈服点数值(单位为MPa)和规定的质量等级、脱氧方法等符号，按顺序组成牌号。
例如：碳素结构钢牌号表示为：Q235AF，Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C，Q345D。
碳素结构钢的牌号组成中，镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略，例如：质量等级分别为C 级和D级的Q235钢，其牌号表示应为Q235CZ和Q235DTZ，但可以省略为Q235C和 Q235D专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1中规定的代表产品用途的符号等表示，例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；耐候钢其牌号表示为：Q340NH。
根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(以万分之几计平均含碳量)和标准的元素符号组成；专用低合金高强度结构钢的牌号，除一般组成外，尚应加写表1中规定代表产品用途的符号。
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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合金钢的分类和牌号教学设计说课
哈尔滨市第十八职业中学
李玉玲
《合金钢的分类和牌号》教学设计说课
[课题]合金钢的分类和牌号（中国劳动社会保障出版社金属材料与热处理第四版第７章第２节）
[课型]新授课
[教学模式]引导学生自主学习
[教学目标]
·知识目标
掌握合金钢的分类和合金钢的牌号。
·技能目标
让学生自主或以合作交流的方式，研究合金钢在生产和生活中的应用，培养其自主学习及知识迁移能力，以促进学习者问题解决能力的伸展。
·情感目标
激发学生学习金属材料的兴趣；培养学生积极独立思考的意识。
[教学重点]
合金钢的分类和牌号。
[教学方法]
通过任务驱动法来引导学生自主学习。
[教学手段]
讲述、教具、生活中的实例。
[课时安排]
[课前准备]
提前预备一些教具。
[讲授过程]
（一）复习：
1、上节课我们学习碳素钢和合金钢，二者有何相同点和不同点。
（学生思考并做出回答……）
2、碳素钢的分类方法有哪些？(学生思考并做出回答……)
（二）导入：碳素钢的冶炼、加工简单，价格便宜，但有一些重要零件若选用碳素钢，就达不到性能要求。
因此，人们在机械制造业中广泛使用合金钢。
（明确研究方向，激发探究欲望）
（任务一：合金钢按用途分类）结合碳素钢按用途分类用类比的方法或小组讨论完成合金钢的分类。
培养学生整理知识的能力。
每一种钢的用途不同。
教师提出问题：
（１）桥梁上的钢筋使用碳素结构钢好还是使用合金钢结构钢好（扩大学生知识面）
（２）碳素工具钢是用来制造刀具、量具、模具。
合金工具钢是否也用来制造刀具、量具、模具？
（３）特殊性能钢具有某种特殊物理、化学性能的钢。
在日常生活中你们接触过特殊性能钢？
通过层层设疑，引领学生不断思考，积极探究，让学生感受知识发生发展的过程，从而培养生学习兴趣，增强学生的探究意识。
（任务二：合金钢按合金元素总含量分类）低合金钢、中合金钢、高合金钢抓住中间的合金钢含量就可以快速确定两头合金钢。
思考问题：
合金钢含量的多少是否取决于加入合金元素的种类？如何判别低合金钢、中合金钢、高合金钢？
教师通过设疑和点拨，引领学生得出低、中、高合金钢分类只与合金元素总含量有关。
（任务三：合金钢的牌号）
1、合金结构钢
注：元素符号后无数字，说明该元素含量＜1.5%
2、合金工具钢
３、特殊性能钢：
特殊性能钢的牌号和合金工具钢的表示方法相同。
渗透类比
(任务四：课堂练习)
解释牌号并判别属于哪一类钢。
60si2Mn 9Mn2V 3Cr13
通过例题和练习的设置不仅达到巩固知识的目的，同时也实现了将知识向能力的转化。
（任务五：小结、布置作业）
通过总结，关注学生课堂的整体感觉，使学生进一步将知识系统化。
[课后反思]
1、本节课的设计符合新课标的理念和要求。
学生在学习过程中。
有较
高的学习积极性，在教师有目的引导下，能主动地发现、分析、解决问题，充分发挥了学生的主体性和主动性，体现了教师的主导作用。
2、在自主学习中，给学生布置相应的练习，巩固当堂所学的知识点，
找出不足之处。
3、通过本节课的学习，学生掌握了合金钢的分类和牌号，能运用所学的知识应用到实际中。