合金钢中的残余奥氏体比碳钢多
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2、碳化物形成元素：包括Fe、Mn、Cr、W、Mo、V、 Zr、Nb、Ti、Ta等。均可与碳作用，在钢中形成碳化物， 均属于元素周期表中的过渡族元素。
三、钢中的碳化物
钢中的基本强化相，其种类、数量、形状、大小及其在 基体中的分布等，对钢的力学性能和工艺性能有强烈影响。
1、形成规律
属于间隙相，具有金属性，过渡族金属与碳作用形成。
使A3点↑，A4点↓，在较宽的成分范围内，促进铁素体形 成，依缩小γ相区的程度又分为两小类。
a、封闭γ相区的元素，无限扩大α相区的元素：有Cr、 V(与α- Fe无限互溶)、Mo、W、Ti、Si、Al、P、Be(与α- Fe 有限互溶)，使γ相区缩小到一个很小的面积，形成由γ+α两相 区封闭的γ相圈。
钢中除基本元素C以外，不是“特别添加”的元 素，又称为“杂质”或“残余元素”。
同一元素既可作为杂质又可能作为添加的合金元 素，一般根据其含量而定。
如P、S一般看作杂质元素，其含量≤0.05%。
易切削钢中，S含量可达0.3~0.4%，是作为改善 切削性能的合金元素。
在耐蚀钢中，P含量可达0.06~0.15%，可看作是 提高耐蚀性的合金元素。
使“Fe-Me”二元相图出现扩大γ相区和缩小γ 相区两个大类型。
每个大类再分为两小类，合金元素也可依此类 型分为奥氏体形成元素和铁素体形成元素两大类。
1、奥氏体形成元素(扩大γ相区元素或γ稳定化元素)
成，使即A扩3大点了↓，γ相A4区点。↑，能在与较γ-宽F的e形成成分固范溶围体内，，依促扩使大奥γ氏相体区形 的程度可分为两小类。
平均碳含量 ——数字。
结构钢：两位，以 0.01%为一个单位；
工具钢：一位，以0.1%为一个单位，≥1%，不标。 合金元素符号 —— 以汉字或化学元素符号表示。 合金元素平均含量 —— 数字，以1%为一个单位，含量 ≤1.5%，不标出。 高级优质钢，钢号尾部加 “A”。 特级优质钢，钢号尾部加 “E”。 例：12CrNi3A、9SiCr。
调质钢
机器零件用钢
弹簧钢 渗碳钢
滚动轴承钢
合金工具钢
刃具钢
模具钢 量具钢
特殊性能钢
不锈钢 耐热钢 耐磨钢
在给钢产品命名时，往往把成分、质量和用 途分类方法结合起来。
如：优质碳素结构钢，合金工具钢等。
三、合金钢的编号原则
GB221—2000《钢铁产品牌号表示方法》中给予了规定。 一般原则为：
平均碳含量+合金元素符号+合金元素平均含量
滚动轴承钢的编号为特例：
GCr×× “G” ——“滚”字汉语拼音的第一个字母，表 示专用钢；
“Cr”——合金元素铬的化学符号； “××”——铬含量，以0.1%为单位，而含 碳量不标出。
例：GCr15。
§1-2 合金元素的分类及与铁和碳的相互作用
一、按与铁的相互作用分类
合金元素可以改变铁的同素异晶转变温度A3 （α γ）和A4（γ δ）。
二、按与碳的相互作用分类
合金元素与碳的相互作用主要表现在：是否易于形成 碳化物，或者形成碳化物倾向性的大小。
碳化物是钢中最重要的强化相，对于决定钢的组织和 性能具有极其重要的意义。
合金元素按照与C的相互作用，可分为两大类：
1、非碳化物形成元素：包括Ni，Co、Al、Cu、Si、 N、P、S等。不能与碳相互作用而形成碳化物，但可溶入 Fe中形成固溶体，或者形成金属间化合物等其它化合物； 其中硅反而能起促进碳化物分解（石墨化）的作用。
b、缩小γ相区的元素，有B、Nb、Ta、Zr等，这类元素 与γ- Fe和α- Fe均形成有限固溶体，使γ相区缩小，但并未完 全封闭。
3、通过控制钢中合金元素的种类和含量可 获得所需的组织。
如：
欲发展奥氏体钢时，需向钢中的加入Ni、 Mn、N等奥氏体形成元素。
欲发展铁素体钢时，需向钢中的加入Cr、Si、 Al、Ti等铁素体形成元素。
体和马氏体中。
（有利）
（2）形成强化相，形成碳化物或金属间化合物。（有 利）
（3）形成非金属夹杂物，如氧化物（Al2O3、SiO2 等），氮化物和硫化物（MnS、FeS等）（有害、尽量减
少）
（4）以游离态存在，如C以石墨状态存在（一般也有 害）
元素以哪种形式存在，取决于元素的种类、含量、 冶炼方法及热处理工艺等。
Байду номын сангаас
二、合金钢定义与分类
1、定义： 合金钢：在化学成分上特别添加合金元素 用以保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组 织与性能的铁基合金。
2、分类：
按化学成分 按冶金质量
碳素钢 (非合金钢)
低碳钢(C≤0.25%) 中碳钢(0.25%＜ C≤0.60%) 高碳钢(C＞0.60%)
低合金钢(Me ≤5%)
目前钢铁中常用的合金元素有十几个，分属于 元素周期表中不同周期：
第二周期：B、C、N 第三周期：Al、Si、P、S 第四周期：Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu 第五周期：Ｚr、Nb、Mo 第六周期：W、Ta 第七周期：稀土元素
元素在钢中的存在形态
（1）以溶质形式溶入固溶体，如：溶入铁素体，奥氏
a、无限扩大γ相区的元素：有Mn、Ni、Co等。与γ- Fe 形成无限固溶体与α- Fe形成有限固溶体。当合金元素超过 某一限量后，可在室温得到稳定的γ相。
b、有限扩大γ相区的元素，有C、N、Cu、Zn、Au。 它们与γ- Fe形成有限的固溶体，与α- Fe形成更加有限的固 溶体。
2、铁素体形成元素(缩小γ相区元素或α稳定化元素)
过渡族金属元素的原子均有一个未填满的次d电子层。 当形成碳化物时，碳原子的外层电子填入该次d电子层中， 产生强的金属键(所以有金属性)，也有可能产生部分共价键。
D层愈未填满，则金属与碳的结合力愈强，即形成碳化 物的能力愈强，所形成的碳化物愈稳定。
同一周期中，从左至右，原子序数增加，次d层电子填 满程度增加，金属原子与碳原子的结合力下降，所形成的C， N化物的稳定性减小，同一族中这种变化不甚明显。
合金钢 中合金钢(5%＜Me≤10%)
高合金钢(Me ＞10%)
普通钢(S ≤0.050%，P ≤0.045%)
优质钢(S ≤0.035%，P ≤0.035%) 高级优质钢(S ≤0.025%，P ≤0.025%)
特级优质钢(S ≤0.015%，P ≤0.025%)
按用途
合金结构钢
工程构件用钢(桥梁、船舶、建筑等)
三、钢中的碳化物
钢中的基本强化相，其种类、数量、形状、大小及其在 基体中的分布等，对钢的力学性能和工艺性能有强烈影响。
1、形成规律
属于间隙相，具有金属性，过渡族金属与碳作用形成。
使A3点↑，A4点↓，在较宽的成分范围内，促进铁素体形 成，依缩小γ相区的程度又分为两小类。
a、封闭γ相区的元素，无限扩大α相区的元素：有Cr、 V(与α- Fe无限互溶)、Mo、W、Ti、Si、Al、P、Be(与α- Fe 有限互溶)，使γ相区缩小到一个很小的面积，形成由γ+α两相 区封闭的γ相圈。
钢中除基本元素C以外，不是“特别添加”的元 素，又称为“杂质”或“残余元素”。
同一元素既可作为杂质又可能作为添加的合金元 素，一般根据其含量而定。
如P、S一般看作杂质元素，其含量≤0.05%。
易切削钢中，S含量可达0.3~0.4%，是作为改善 切削性能的合金元素。
在耐蚀钢中，P含量可达0.06~0.15%，可看作是 提高耐蚀性的合金元素。
使“Fe-Me”二元相图出现扩大γ相区和缩小γ 相区两个大类型。
每个大类再分为两小类，合金元素也可依此类 型分为奥氏体形成元素和铁素体形成元素两大类。
1、奥氏体形成元素(扩大γ相区元素或γ稳定化元素)
成，使即A扩3大点了↓，γ相A4区点。↑，能在与较γ-宽F的e形成成分固范溶围体内，，依促扩使大奥γ氏相体区形 的程度可分为两小类。
平均碳含量 ——数字。
结构钢：两位，以 0.01%为一个单位；
工具钢：一位，以0.1%为一个单位，≥1%，不标。 合金元素符号 —— 以汉字或化学元素符号表示。 合金元素平均含量 —— 数字，以1%为一个单位，含量 ≤1.5%，不标出。 高级优质钢，钢号尾部加 “A”。 特级优质钢，钢号尾部加 “E”。 例：12CrNi3A、9SiCr。
调质钢
机器零件用钢
弹簧钢 渗碳钢
滚动轴承钢
合金工具钢
刃具钢
模具钢 量具钢
特殊性能钢
不锈钢 耐热钢 耐磨钢
在给钢产品命名时，往往把成分、质量和用 途分类方法结合起来。
如：优质碳素结构钢，合金工具钢等。
三、合金钢的编号原则
GB221—2000《钢铁产品牌号表示方法》中给予了规定。 一般原则为：
平均碳含量+合金元素符号+合金元素平均含量
滚动轴承钢的编号为特例：
GCr×× “G” ——“滚”字汉语拼音的第一个字母，表 示专用钢；
“Cr”——合金元素铬的化学符号； “××”——铬含量，以0.1%为单位，而含 碳量不标出。
例：GCr15。
§1-2 合金元素的分类及与铁和碳的相互作用
一、按与铁的相互作用分类
合金元素可以改变铁的同素异晶转变温度A3 （α γ）和A4（γ δ）。
二、按与碳的相互作用分类
合金元素与碳的相互作用主要表现在：是否易于形成 碳化物，或者形成碳化物倾向性的大小。
碳化物是钢中最重要的强化相，对于决定钢的组织和 性能具有极其重要的意义。
合金元素按照与C的相互作用，可分为两大类：
1、非碳化物形成元素：包括Ni，Co、Al、Cu、Si、 N、P、S等。不能与碳相互作用而形成碳化物，但可溶入 Fe中形成固溶体，或者形成金属间化合物等其它化合物； 其中硅反而能起促进碳化物分解（石墨化）的作用。
b、缩小γ相区的元素，有B、Nb、Ta、Zr等，这类元素 与γ- Fe和α- Fe均形成有限固溶体，使γ相区缩小，但并未完 全封闭。
3、通过控制钢中合金元素的种类和含量可 获得所需的组织。
如：
欲发展奥氏体钢时，需向钢中的加入Ni、 Mn、N等奥氏体形成元素。
欲发展铁素体钢时，需向钢中的加入Cr、Si、 Al、Ti等铁素体形成元素。
体和马氏体中。
（有利）
（2）形成强化相，形成碳化物或金属间化合物。（有 利）
（3）形成非金属夹杂物，如氧化物（Al2O3、SiO2 等），氮化物和硫化物（MnS、FeS等）（有害、尽量减
少）
（4）以游离态存在，如C以石墨状态存在（一般也有 害）
元素以哪种形式存在，取决于元素的种类、含量、 冶炼方法及热处理工艺等。
Байду номын сангаас
二、合金钢定义与分类
1、定义： 合金钢：在化学成分上特别添加合金元素 用以保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组 织与性能的铁基合金。
2、分类：
按化学成分 按冶金质量
碳素钢 (非合金钢)
低碳钢(C≤0.25%) 中碳钢(0.25%＜ C≤0.60%) 高碳钢(C＞0.60%)
低合金钢(Me ≤5%)
目前钢铁中常用的合金元素有十几个，分属于 元素周期表中不同周期：
第二周期：B、C、N 第三周期：Al、Si、P、S 第四周期：Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu 第五周期：Ｚr、Nb、Mo 第六周期：W、Ta 第七周期：稀土元素
元素在钢中的存在形态
（1）以溶质形式溶入固溶体，如：溶入铁素体，奥氏
a、无限扩大γ相区的元素：有Mn、Ni、Co等。与γ- Fe 形成无限固溶体与α- Fe形成有限固溶体。当合金元素超过 某一限量后，可在室温得到稳定的γ相。
b、有限扩大γ相区的元素，有C、N、Cu、Zn、Au。 它们与γ- Fe形成有限的固溶体，与α- Fe形成更加有限的固 溶体。
2、铁素体形成元素(缩小γ相区元素或α稳定化元素)
过渡族金属元素的原子均有一个未填满的次d电子层。 当形成碳化物时，碳原子的外层电子填入该次d电子层中， 产生强的金属键(所以有金属性)，也有可能产生部分共价键。
D层愈未填满，则金属与碳的结合力愈强，即形成碳化 物的能力愈强，所形成的碳化物愈稳定。
同一周期中，从左至右，原子序数增加，次d层电子填 满程度增加，金属原子与碳原子的结合力下降，所形成的C， N化物的稳定性减小，同一族中这种变化不甚明显。
合金钢 中合金钢(5%＜Me≤10%)
高合金钢(Me ＞10%)
普通钢(S ≤0.050%，P ≤0.045%)
优质钢(S ≤0.035%，P ≤0.035%) 高级优质钢(S ≤0.025%，P ≤0.025%)
特级优质钢(S ≤0.015%，P ≤0.025%)
按用途
合金结构钢
工程构件用钢(桥梁、船舶、建筑等)