工程材料中合金钢汇总
工程材料中合金钢汇总
工程材料中合金钢汇总精美排版————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2工程材料中合金钢部分总结机13 白生文2011010462钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途低合金高强度结构钢Q345,Q420高强度，高韧性，良好的冷成型性能和焊接性能，低的冷脆性转变温度，良好的耐蚀性<0.20% Mn:固溶强化；降低奥氏体分解温度，细化F和P；使S点左移，使P相对增多。
提高强度和韧度。
Nb,Ti,V：形成细的碳氮化合物，防止奥氏体长大，细化铁素体；冷却时弥散析出，弥散强化。
热轧空冷铁素体和索氏体大型结构，桥梁，船舶，车辆，锅炉等合金渗碳钢20CrMnTi 表面渗碳层硬度较高，心部强韧性较好，良好的热处理工艺性能0.10%~0.25%Cr，Ni，Mn：Cr提高淬透性，提高表面渗碳层耐磨性；Ni提高心部韧性。
Ti，V，W，Mo：形成稳定碳化物，防止A长大；提高渗碳层硬度和耐磨性渗碳+淬火+低温回火表层：回火马氏体+合金渗碳体+残余奥氏体心部：回火马氏体+屈氏体+少量铁素体受冲击载荷、交变载荷。
如变速齿轮、内燃机凸轮轴、活塞销等合金调45CrNiMo 强韧塑综合性0.25%~ Cr,Ni,Mn,Si,B：提高淬火+高温回回火索氏体汽车、拖拉机、机床上的受力3质钢能较好0.50% 淬透性W，Mo：防止二类回火脆性（油冷回火）火较复杂的齿轮、轴、连杆等非调制机械结构钢F45MnVS 替代调质钢，减少工艺难度0.32~0.52,0.09~0.16V细化晶粒，弥散强化；Mn细化P，使P增加；B得粒状T热轧空冷（正火）索氏体+铁素体注：微合金化，控制轧制，控制冷却钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途合金弹簧钢60Si2Mn 高的弹性极限，高的屈强比；高的疲劳强度；足够的塑韧性。
中高碳0.50%~0.70%Si，Mn：提高淬透性和屈强比Cr，W，V：不宜过热，不易脱碳，冲击强度和高温强度提高。
工程材料学 第7章 合金钢(rev 2)
第七章合金钢合金元素在钢中的作用2Outline分类及编号1合金结构钢3合金工具钢4特殊钢5工程材料学分类及编号一、合金钢介绍为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能，在冶炼时特意往钢中加入的一些化学元素(即通常称为合金元素)，所得到的钢称为合金钢。
改善对象：1.提高强度2.提高淬透性3.提高高温强度、热硬性4.提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能工程材料学钢中常用合金元素钢的成分中含有的元素一般除Fe 、C 外，还包括：常存合金元素Si 、Mn 未清除净的杂质S 、P 、H 、O 主要元素(含量较高) Cr 、Ni 、W 、Mo强碳化物元素V 、Nb 、Ti 、Zr 、B 其他元素Re(稀土)、Al一、合金钢介绍分类及编号工程材料学1．按用途分类合金结构钢主要用来制造承受力结构零部件，其中就热处理或专门构件的类型可分别称呼为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。
合金工具钢主要用来制造加工其它零件的工具或模具，其中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。
特殊性能钢具有特殊性能而作某项专用的钢，其中又分为不锈钢、耐热钢、电工钢等。
2．按钢的成分分类碳钢仅含有一定量非人为特意加入的常存元素Si 、Mn 等。
合金钢为达到某种性能要求，人为加入了必要的合金元素。
按其加入的量较多元素又有铬钢、锰钢、铬锰钢、钨钼钢等；按其总量分为低、中、高合金钢。
<5% 5-10% >10%一、合金钢介绍分类及编号工程材料学二、合金钢的牌号各个国家钢的牌号命名的方法各不相同，仅介绍我国统一命名的一般规定。
（碳钢已介绍过）（1）合金结构钢牌号的组成为：两位数字＋元素符号＋数字＋…＋字母第一部分用两位数字表示钢的含碳量的万分之几；第二部分用化学元素符号表示钢中的所含主要或关键合金元素，平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……；第三部分的字母为级别标志，注明特殊要求或专门用途。
合金钢的种类和典型牌号
合金钢的种类和典型牌号第一篇嘿，朋友！今天咱们来聊聊合金钢的那些事儿。
你知道吗，合金钢的种类可多啦！就比如说，有合金结构钢。
像40Cr 这种牌号的，那可是在机械制造里经常能见到的“明星”呢。
它强度高，韧性也不错，好多重要的零件都靠它撑场面。
还有合金工具钢，这里面有名的像 9SiCr 。
这家伙硬度高，耐磨，做刀具啥的可厉害啦。
再有就是特殊性能合金钢，不锈钢就是其中的一类哟。
像1Cr18Ni9Ti ，耐腐蚀性超棒，在各种恶劣环境里都能稳稳站住脚。
说起模具钢，Cr12MoV 可是当仁不让，用它做模具，那质量杠杠的。
还有高速钢，像 W18Cr4V ，切削速度快得很，是机械加工的一把好手。
啊，合金钢的种类繁多，每种都有自己独特的本事，在不同的领域大放异彩。
怎么样，是不是觉得合金钢很神奇呀？第二篇亲，咱们又见面啦，这次来好好唠唠合金钢的种类和典型牌号。
先来说说耐热钢，像 12Cr1MoV ，高温下工作都不带怕的，特别适合在那些热环境里冲锋陷阵。
接着是耐磨钢，像 ZGMn13 ，耐磨性能一流，好多容易磨损的地方都靠它来抵挡。
低合金高强度钢也不能落下，像 Q345 ，强度高不说，还比较经济实惠，建筑、桥梁这些地方都有它的身影。
弹簧钢你听说过没？像 60Si2Mn ，弹性好得很，弹簧制造就靠它发挥大作用。
还有调质钢，比如 40CrNiMo ，综合性能出色，经过调质处理后，那表现简直绝了。
每种合金钢都有自己的特点和优势，就像我们每个人一样，都有着独特的闪光点。
典型的牌号就是它们的名片，让我们能一下子就记住它们的厉害之处。
你是不是也对合金钢有了更深的了解呢？。
合金钢的种类
合金钢的种类
合金钢是一种合金性质的金属材料，由碳钢、合金元素和其他材料组成。
它具有优异的力学性能，耐腐蚀，高温强度，综合性能，抗磨损性能等等，是许多工业和科研领域的重要材料。
合金钢的分类有很多种，根据其构成不同，可分为低合金钢、高合金钢、特殊合金钢等。
一、低合金钢
低合金钢的含量在碳钢中较低，具有良好的韧性和抗冲击性，机械性能和高磨损性能较为优异，通常用于焊接材料、建筑材料和冷锻件等。
常见的低合金钢有Q235、Q255、Q275等。
二、高合金钢
高合金钢是将钢中的碳含量控制在0.2％以下，在此基础上添加一定量的合金元素，使其耐热性和韧性可以大幅度提高，而且还能提高钢的抗腐蚀性、抗氧化性、抗热膨胀性等特性。
常见的高合金钢有45马氏体、4Cr13、3Cr13等。
三、特殊合金钢
特殊合金钢是含有一系列难以溶解的元素，如钨、钼、铬、钒、铬、铜、铝等的钢，它们的特性比普通钢型更优越，拥有良好的耐腐蚀性、抗冲击性、高温性、抗磨损性能等。
常见的特殊合金钢有 9Cr18、9Cr18MoV等。
最后，不论是低合金钢、高合金钢还是特殊合金钢，在工业和科研领域皆发挥着重要的作用，其特性也决定了它们在不同领域的适用
范围。
为了更好的掌握它们的特性，并尽可能的扩展应用范围，我们需要不断进行实验和研究，期待能给人们带来更多的惊喜。
以上就是关于合金钢的种类介绍，希望能给大家一些参考。
工程材料合金钢的分类
奥氏体：理，稳定化处理，去应力退火
铁素体：退火
耐磨钢
ZGMn13
MnSi
均匀单一的奥氏体组织
高的耐磨性和韧性
制造承受严重磨损和强烈冲击的零件
水韧处理
耐热钢
铁素体：0Cr13Al
奥氏体：1Cr18Ni9TI
马氏体：1Cr13
Cr Si
淬火得到马氏体，高温回火后为回火索氏体
抗氧化性，热强性
用于加热炉，锅炉，燃气轮机等高温装置中。
退火
固溶处理
淬火
高温回火
用于制造使各种模具淬火和多次回火塑料模具钢40cr3cr2mospbca良好的综合力学性能良好的切削加工性能好的预硬化性能制造各种塑料和橡胶制品模具合金量具钢cr12gcr15crwmn高的硬度和耐磨性高的尺寸稳定性热处理变形小一定的韧性和耐蚀性制造各种测量工具不锈钢马氏体
合金模具钢
冷Cr12
热4Cr5MoSiV
合金量具钢
Cr12
GCr15
Cr W
Mn
高的硬度和耐磨性、
高的尺寸稳定性，热处理变形小
一定的韧性和耐蚀性
制造各种测量工具
不锈钢
马氏体：1Cr13
铁素体：1Cr17
奥氏体：1Cr18Ni9
Cr Si
Al
马氏体
奥氏体
铁素体
有抵抗电化学腐蚀的能力，有较好的加工性能
耐化学蚀性好，用于制作医疗器械建筑装饰，雕饰。
CrMn
W Mo
回火马氏体
碳化物
残余奥氏体
冷：高强度，高耐磨性，足够的强度和韧性，良好的工艺性能
热：高的抗热疲劳性能和抗氧化，淬透性和良好的导热性，高的回火稳定性。
83种钢合金材成分介绍
83种钢合金材成分介绍(1)碳素钢指碳含量一般为0.02%〜2%的铁碳合金。
其中含有限量的硅、锰和磷、硫及其他微量残余元素。
一般统称为非合金钢，但碳素钢的内涵没有非合金钢广泛，不包括具有特殊性能的非合金钢。
碳素钢按碳含量分类：①低碳钢。
碳含量小于0.25%的碳素钢。
②中碳钢。
碳含量为0.25%〜0.60%的碳素钢。
③高碳钢。
碳含量大于0.60%的碳素钢。
(2)微合金化钢。
指微合金化低合金高强度钢，是在低碳钢或低合金高强度钢中加人一种或多种能形成碳化物、氮化物或碳氮化物的微量合金元素的钢。
常用的微合金元素为铌、钒和钛，可加一种或多种，如加人多种，其总含量一般不大于0.22%。
(3)低合金钢。
至少应有一种合金元素的含量在GB/T13304相应规定界限范围内，合金元素总含量大于5%的钢。
(4)髙合金钢。
合金元素含量大于10%的合金钢。
高合金钢通常包括不锈钢、耐热钢、铬不锈轴承钢、高速工具钢及部分合金工具钢、无磁钢等。
以下为按用途及使用特性分类的钢：(5)碳素结构钢。
用于建筑、桥梁、船舶、车辆及其他结构，必须有一定的强度、必要时要求冲击性能和焊接性能的碳素钢。
(6)低合金高强度结构钢。
用于建筑、桥梁、船舶、车辆、压力容器及其他结构，碳含量（熔炼分析）一般不大于0.20%,合金元素含量总和一般不大于2.5%，屈服强度不小于295MPa,具有较好的冲击韧性和焊接性能的低合金钢。
(7)耐候钢（耐大气腐蚀钢)。
加人铜、磷、铬、镍等元素提高耐大气腐蚀性能的钢。
这类钢分为高耐候钢和焊接结构用耐候钢。
(8)建筑结构用钢。
用于建造高层和重要建筑结构的钢。
要求具有较高的冲击韧性、足够的强度、良好的焊接性能、一定的屈强比，必要时还要求厚度方向性能。
(9)桥梁用钢。
用于建造铁路和公路桥梁的钢。
要求具冇较高的强度和足够的韧性、低的缺口敏感性、良好的低温韧性、抗时效敏感性、抗疲劳性能和焊接性能。
主要用钢为Q345q、Q370q、Q420q等低合金高强度钢。
工程材料7合金钢
2、对过冷奥氏体转变的影响 ⑴ 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。 常用提高淬透性的元素为Mn、Mo、Si、Cr、Ni、B。 ⑵ 对Ms、Mf点的影响 除Co、 Al外，所有元素 使Ms、Mf点下降，钢中 A'增多。
3、对回火转变的影响 ⑴ 提高耐回火性： ⑵ 产生二次硬化 ⑶ 防止第二类回火脆性（高温，与P有关） 碳钢
⑵ Ti、 V、 Cr、Mo、 W、 Si、Al等元素缩小奥氏体区。
锰对奥氏体相区的影响
铬对奥氏体相区的影响
A、扩大γ区并与γ -Fe无限互溶的Fe-Me 相图（Me=Mn、Ni、Co)室温下形成单 相A
B、部分扩大γ区的Fe-Me 相图（Me=C、N、Cu)
与a-Fe有限互溶
与a-Fe无限互溶
3、常用钢号及用途
①低淬透性（油淬临界直径30-
40mm）:
40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,
如齿轮,主轴
圆
锥
②中淬透性（油淬临界直径4060mm）:
齿 轮
35CrMo截面尺寸较大零件,
如曲轴,连杆.
③高淬透性（油淬临界直径60100mm）:
40CrNiMo大截面重载重要零件,如汽 轮机主轴、叶轮、航空发动机轴
焊接用钢及合金
T ××××× U ××××× W ×××××
低合金钢
L ×××××
§7-2 结构钢
§7-2-1 工程构件用钢 一、工程构件用钢对性能的要求
使用性能以强韧性为主。 工艺性能以可焊性、冷变形性为主。 合金结构钢除少量为中高合金钢外，其余都是
低合金钢。
二、低合金高强度结构钢
1、性能要求:
C、缩小并封闭γ区，与a-Fe有 限互溶的Fe-Me相图
合金钢材料简要介绍
合金钢板合金钢板steel sheet(s) and plate(s)钢板是平板状，矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成。
钢板按厚度分，薄钢板<4毫米（最薄0.2毫米），厚钢板4~60毫米，特厚钢板60~115毫米。
[1]钢板按轧制分，分热轧的和冷轧的。
薄板的宽度为500~1500毫米；厚的宽度为600~3000毫米。
薄板按钢种分，有普[1][2]通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等；按专业用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板等；按表面涂镀层分，有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。
厚钢板的钢种大体上和薄钢板相同。
在品各方面，除了桥梁钢板、锅炉钢板、汽车制造钢板、压力容器钢板和多层高压容器钢板等品种纯属厚板外，有些品种的钢板如汽车大梁钢板（厚2.5~10毫米）、花纹钢板（厚2.5~8毫米）、不锈钢板、耐热钢板等品种是同薄板交叉的。
另，钢板还有材质一说，并不是所有的钢板都是一样的，材质不一样，其钢板所用到的地方，也不一样。
合金钢（一）概述随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足：(1) 淬透性低一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。
40钢的σs /σb仅为0.43, 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差由于回火稳定性差，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。
(4) 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。
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
工程材料及热加工—合金钢
3.2成分特点 含碳量较高，一般为(0.95~1.1)%，碳素弹簧钢取上限， 但碳量不宜过高，否则材料变脆； 主加元素为： Cr 辅加元素为： Si、Mn Cr、Si、Mn的主要作用是提高淬透性，强化铁素体， 提高碳化物稳定性；同时细化组织，提高回火稳定性。但 合金含量过高会使残余奥氏体Ar增多，导致钢硬度和零件 的尺寸稳定性降低； 轴承钢高的接触疲劳性能要求对材料微小缺陷十分敏感， 故材料中的非金属夹杂应尽量避免，即应大大提高其冶金 质量，严格控制其S、P含量（S<0.02%，P<0.02%）。
1.2成分特点 含碳量低（＜0.2%），合金含量低（ ＜ 3% ） 主加元素为：Mn（固溶强化；细化晶粒） 辅加元素为：V、Ti、Nb、AL（细化晶粒；沉淀强化） Cr、Au、P（抗腐蚀） 1.3使用 在热轧态空冷或正火态使用，不需要进行强化热处理；特 殊情况也有在淬火回火态使用。 组织一般为大量铁素体+少量珠光体。 1.4常用钢种
Hale Waihona Puke 渗碳后的淬火 a) 直接淬火：预冷淬火（高淬透性） b) 一次淬火：渗碳空冷后，淬表面。 c) 二次淬火：渗碳空冷后，第一次淬心部，第二次淬表 面。 典型加工工艺路线 材料为20CrMnTi 下料--锻造--正火--机械加工齿形--渗碳（930℃）--预冷淬火 （830 ℃ ）--低温回火（200 ℃ ）--磨削精加工--装配 2.4常用钢种
机器零件用钢 机器零件用钢是用来制作各种机器零件的钢种，是机 械制造行业中用量最多的钢种。 可分为：调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等 用途 对不重要的机器零件，当综合力学性能要求不高时 可选用中碳钢，经正火即可。 综合力学性能要求较高的零件，可选用调质钢，经 调质即可。 表面要求耐磨，心部要求较高强韧性的零件，可选 用渗碳钢，经渗碳、淬火、低温回火即可。 对要求有高的弹性极限和疲劳强度的弹簧，可选用 高碳钢，经淬火、中温回火即可。
常用合金钢成分
正火、渗碳+淬火+低温回火
1.表层高硬度、高耐磨；
2.心部良好韧性。
20Mn2、20Cr 20MnV 20CrMnTi
20CrMo、20、
齿轮和轴类件、活塞销、变速箱齿轮等。
调质钢
Wc=0.30—0.50%
Cr V B Mn Si Al
回火索氏体
淬火+高温回火
良好的综合力学性能
40Cr、40MnVB
常用合金钢成分、组织、性能及用途表
钢种
化学成分
组织
热处理方法
性能
常见钢号
用途
结构钢
Wc=0.2%
WMe=3.0%
铁素体、
珠光体
热轧退火
1.高强度；
2.良好的塑韧性
Q295、Q345、
Q420、Q390
桥梁、船舶、建筑、压力容器、焊接件等。
渗碳钢
Wc=0.10—0.25%
Cr B WNiMo
表层：高碳M回+Fe3C粒
热作模具钢
Wc=0.3—0.5%
CrMoV Mn
回火索氏体
回火屈氏体
淬火+高（中）温回火
1.高的强度及热硬性；
2.良好的断裂抗力及韧性；
3.高的热疲劳抗力；
4.良好的淬透性。
5CrNiMnMoV、3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1、
8Cr3
5CrNiMo
锤锻模、机锻模、压铸模、热冲裁模。
塑料模具钢
WMn=11—14%
M+A
水韧处理
高硬度及高耐磨性
ZGMn13-1 ZGMn13-2 ZGMn13-3 ZGMn13-4
拖拉机、装甲车履带板，碎石机颚板，铁路道岔，挖掘机铲斗，防弹板等。
十.常用合金钢
奥氏体不锈钢
1Cr18Ni9Ti
GB/T1220-1992
σb σ0.2 δ5 ψ HB 化学成分 wt% MPa MPa % % 钢号 C Cr Ni Ti 0Cr18 ≤0.08 17- 9- 5×[w(C)- ≥ ≥ ≥ ≥ ≥ Ni10Ti ≤0.12 19 12 0.02]～0.8 520 205 40 50 187 1Cr18 固溶处理:加热至1050 -1150 ℃使碳化物充分溶 Ni9Ti 解,水冷,得单相奥氏体组织,提高耐蚀性. A型
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
用途:耐酸容器及设备衬里,输送管道等设备和零 件,抗磁仪表,医疗器械,具有较好的耐晶间腐蚀性.
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 µm.
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.
工程材料知识点总结(全)
第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。
缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。
2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小，压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。
4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示。
分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。
5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象。
6、蠕变：恒温、恒应力下，随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。
7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构。
为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。
晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数。
①体心立方晶格晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4，每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。
属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）典型金属（金、银、铝、铜等）。
③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。
典型金属锌等。
一般工程用合金钢
18、一般工程结构用合金钢
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。
合结钢牌号用两位阿拉伯数字和合金元素符号及数字表示，数字表示平均含碳量万分数，平均合金含量小于1.5%时，钢号中仅标明元素符号，不标明含量，含量大于1.5%时，用数字标明。
其牌号、化学成分、性能见表5-21和表5-22。
表5-21、合金结构钢牌号及化学分根据（GB3077-88）
表5-22、合金结构钢机械性能（根据GB3077-88）。
工程材料-合金钢
（４）其他分类方法 除上述分类方法外，还有许多其他的分类方法，如按工 艺特点可分为铸钢、渗碳钢、易切削钢等； 按质量可分为普通质量钢、优质钢和高级质量钢，其区别 主要在于钢中所含有害杂质元素（Ｓ、Ｐ）的多少。
２ .２
合金钢的编号
（１）合金结构钢的牌号表示方法 根据国家标准规定，合金结构钢的牌号用“两位数字＋元 素符号＋数字”表示。 元素符号前的两位数字表示钢的平均碳的质量分数ｗＣ， 以万分之一为单位计。元素符号用合金元素的符号表示，其后 面的数字表示该合金元素的质量分数，以百分之一为单位计。 当ｗＭｅ＜１.５％时，只标明元素名称，不标明质量分数； 当ｗＭｅ＝（１.５％ ～２.４％），（２.５％ ～３.４ ％），…时，则在元素符号后相应地标上２，３，４，…。 如１５ＭｎＶ，表示碳的平均质量分数为０．１５％，锰、 钒的平均质量分数均小于１.５％的合金结构钢。若为高级优质 钢，则在钢的牌号末尾加上“Ａ”，如１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ。
（１）用途 主要用于制造各种滚动轴承的零件，如滚珠、滚柱、轴 承内外套圈等。 此外，其化学成分类似于低合金工具钢，因而，也可以 用于制造某些刃具、量具、模具及精密构件。 （２）性能特点 具有高而均匀的硬度（６１～６５ＨＲＣ）和耐磨性； 高的接触疲劳强度，轴承元件工作时受很大的交变接触应力 （３０００～３５００ＭＰａ），往往发生接触疲劳破坏， 易产生麻点或剥落；一定的韧性、淬透性及耐腐蚀性（对大 气或润滑剂）。
（２）形成碳化物 锰是弱碳化物形成元素，与碳的亲和力比铁强，可溶于 渗碳体中，形成合金渗碳体（Ｆｅ，Ｍｎ）３Ｃ，这种碳化物 的熔点较低、硬度较低、稳定性较差。 铬、钼、钨属于中强碳化物形成元素，既能形成合金渗 碳体.
２
２ .１
合金钢的分类与编号
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。
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工程材料中合金钢汇总
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
2
工程材料中合金钢部分总结
机13 白生文2011010462
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
低合金高强度结构钢Q345,
Q420
高强度，高韧
性，良好的冷成
型性能和焊接
性能，低的冷脆
性转变温度，良
好的耐蚀性
<0.20% Mn:固溶强化；降低
奥氏体分解温度，细
化F和P；使S点左
移，使P相对增多。
提高强度和韧度。
Nb,Ti,V：形成细的碳
氮化合物，防止奥氏
体长大，细化铁素体；
冷却时弥散析出，弥
散强化。
热轧空冷铁素体和索氏体大型结构，桥梁，船舶，车辆，
锅炉等
合金渗碳钢20CrMnTi 表面渗碳层硬
度较高，心部强
韧性较好，良好
的热处理工艺
性能
0.10%~
0.25%
Cr，Ni，Mn：Cr提
高淬透性，提高表面
渗碳层耐磨性；Ni提
高心部韧性。
Ti，V，W，Mo：形
成稳定碳化物，防止
A长大；提高渗碳层
硬度和耐磨性
渗碳+淬火+
低温回火
表层：回火马氏体+合金
渗碳体+残余奥氏体
心部：回火马氏体+屈氏
体+少量铁素体
受冲击载荷、交变载荷。
如变
速齿轮、内燃机凸轮轴、活塞
销等
合金调45CrNiMo 强韧塑综合性0.25%~ Cr,Ni,Mn,Si,B：提高淬火+高温回回火索氏体汽车、拖拉机、机床上的受力
3
质钢能较好0.50% 淬透性
W，Mo：防止二类回
火脆性（油冷回火）
火较复杂的齿轮、轴、连杆等
非调制机械结构钢F45MnVS 替代调质钢，减
少工艺难度
0.32~0.5
2,0.09~0
.16
V细化晶粒，弥散强
化；Mn细化P，使P
增加；B得粒状T
热轧空冷（正
火）
索氏体+铁素体注：微合金化，控制轧制，控
制冷却
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
合金弹簧钢60Si2Mn 高的弹性极限，
高的屈强比；
高的疲劳强度；
足够的塑韧性。
中高碳
0.50%~
0.70%
Si，Mn：提高淬透性
和屈强比
Cr，W，V：不宜过
热，不易脱碳，冲击
强度和高温强度提
高。
1、热成形：
淬火+中温回
火（喷丸强
化）
2、冷成性
（具体见书）
回火屈氏体弹簧，弹性元件
滚珠轴承钢GCr15 高接触疲劳强
度；高硬度和耐
磨性；足够的韧
性和淬透性
高碳
0.95%~
1.10%
Cr：提高淬透性和耐
磨性，提高接触疲劳
强度
Si，Mn：提高淬透性
V：形成碳化物，防止
过热（A长大）
球化退火+淬
火+低温回火
冷处理：
-60~-80度。
时效处理：
120~130度
回火马氏体+粒状碳化
物+残余奥氏体
注：严格控制夹杂物，
解除疲劳起源于夹杂物
滚珠、轴承、滚针、内外套圆、
精密量具、丝杠、冷冲模
低合金刃具钢9SiCr
CrWMn
高硬度和耐磨
性；
足够的韧性和
塑性；
高碳
0.9%~
1.1%
Cr，Mn，Si提高淬
透性；Si提高回火稳
定性；W，V提高硬
度和耐磨性，细化晶
粒，防止过热
球化退火+淬
火+低温回火
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
低速刃具，丝锥、板牙、量块
等
高速钢W18Cr4V 高热硬性；
高硬度和耐磨高碳
0.7%~
Cr提高淬透性，提高
抗氧化抗脱碳能力；
球化退火：
870~880
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
各种刀具，高速切割的刀具
4
性；
足够的韧性和塑性；1.5% W，Mo保证热硬性；
V形成细碳化物，提
高硬度和耐磨性，防
止过热。
淬火：
1220~1280
（W，V）
回火三次：
550~570
捶打破鱼骨状粗大共晶碳化物
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
冷作模具钢9SiCr
CrWMn
Cr12
高硬度和耐磨
性；
足够韧性和抗
疲劳能力；
热处理变形小
高碳
1.0%~
2.0%
Cr，V，W，Mo提高
耐磨性和淬透性
一次硬化：
淬火+低温回
火。
二次硬化：较
高温度淬火+
较高温度回
火三次。
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
各种冷作模
热作模具钢热锻模钢：
5CrNiMo
5CrMnMo
热压模钢：
4Cr5MnSiV
高热硬性和高
温耐磨性；
高抗氧化能力；
高的热强性和
韧性；
高抗疲劳能力；
高淬透性和导
热性。
中碳
0.3~
0.6%
Cr，Ni，Mn，Si提
高淬透性；
Mo，W，V产生二次
硬化，提高热硬性。
热锻：调质处
理；
热压：淬火+
在略高于二
次硬化的温
度回火。
回火索氏体——回火屈
氏体；
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
各种热作模
量具用钢高硬度和耐磨
性；
高尺寸稳定性，
热处理变形小；
高碳
0.9%~
1.5%
Cr，W，Mn提高淬
透性
为保证尺寸
稳定性：
1在保证硬度
前提下淬火
大都为回火马氏体+碳
化物+少量残余奥氏体
根据钢种而不同
各种量具
5
温度要低，减
少残奥；
2冷处理；
3时效处理。
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
马氏体不锈钢12Cr13
20Cr13
30Cr13
40Cr13
强度和耐磨性
相对较好；
耐蚀性相对较
差。
低碳Cr在氧化性介质中
钝化，耐腐
根据用途：
调质
淬+低回
淬+中回
相应组织，注意是低碳
马氏体
医疗，弹簧，结构零件
奥氏体不锈钢12Cr18Ni9
06Cr18Ni11Ti
强硬度很低，无
磁性；
耐蚀性很好；
加工强化比铁
素体不锈钢好
很低
0.1%左
右
Cr耐腐；
Ni获得单相奥氏体组
织；
Ti，Nb优先形成稳定
碳化物，防止晶界贫
铬。
固溶处理：加
热至1050到
1150度水冷，
获得单一奥
氏体组织。
稳定化处理：
加热至850到
880度缓慢冷
却，碳和Nb、
Ti形成碳化
物析出，防止
晶界贫铬。
消除应力退
火：300到350
度消除冷加
单相奥氏体化学工业用具，医疗，抗磁仪
表等
6
工应力；850度以上消除焊接应力
铁素体不锈钢10Cr17
10Cr17Mo
耐蚀性较好；
强度低，塑性较
好。
较低
小于
0.15%
Cr：单一铁素体组织；正火or退火
状态下使用
（不能淬火）
单相铁素体耐蚀性高但强度不高：化工用
具、容器管道、食品工厂设备
等。
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
耐磨钢ZGMn13-1
ZGMn13-2 高的耐磨性和
韧性
不超过
1.4%
高Mn（11%~14%）：
获得完全的奥氏体组
织，提高加工硬化效
果及良好的韧性；
一定量的Si：改善钢
水流动性，固溶强化；
但过多导致晶界碳化
物过多，龟裂。
（0.3%~0.8%）
水韧处理：加
热至1000到
1100度保温，
使碳化物溶
解，水冷，获
得单一奥氏
体组织。
加工硬化：表
面在使用过
程中受强烈
压力变形时
硬化；心部高
韧性。
心部：奥氏体
表面：马氏体
坦克履带，铁轨等
耐热钢
7。