熱處理工藝學(xué)(第六章)

1、第六章金屬材料的牌號(hào)、性能和用途第六章金屬材料的牌號(hào)、性能和用途第一節(jié)第一節(jié) 碳鋼碳鋼一、綱中常存雜質(zhì)對(duì)組織和性能的影晌一、綱中常存雜質(zhì)對(duì)組織和性能的影晌 鋼中除碳和特意加入的元素外，由于冶煉的原因鋼中除碳和特意加入的元素外，由于冶煉的原因不可避免的含有錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)及微量的氣不可避免的含有錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)及微量的氣體元素如氯、氧等。它們對(duì)鋼的組織和性能均有影體元素如氯、氧等。它們對(duì)鋼的組織和性能均有影響響.1.硫硫 硫是在冶煉時(shí)由礦石和燃料帶入鋼中的雜質(zhì)，硫是在冶煉時(shí)由礦石和燃料帶入鋼中的雜質(zhì)，煉鋼時(shí)難以除盡。硫在鐵中溶解度極小，與鐵形成煉鋼時(shí)難以除盡。硫在鐵中溶解度極小，與鐵形成

2、化合物化合物 F e S（熔點(diǎn)（熔點(diǎn) 1190 ） Fe S 與與 Fe 能形成能形成低熔點(diǎn)的共晶體（熔點(diǎn)低熔點(diǎn)的共晶體（熔點(diǎn) 985 ），分布在晶界上），分布在晶界上.當(dāng)鋼在當(dāng)鋼在 10001200 進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，由于進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，由于 Fe S- Fe共晶體已經(jīng)熔化從而導(dǎo)致加工時(shí)開裂。這種在共晶體已經(jīng)熔化從而導(dǎo)致加工時(shí)開裂。這種在熱加工過程中所表現(xiàn)的脆裂現(xiàn)象稱為熱脆。熱加工過程中所表現(xiàn)的脆裂現(xiàn)象稱為熱脆。 硫?qū)︿摰暮附有阅芤灿胁涣嫉挠绊懥驅(qū)︿摰暮附有阅芤灿胁涣嫉挠绊?即容易導(dǎo)致即容易導(dǎo)致焊縫熱裂焊縫熱裂.在接焊過程中，硫易于氧化生成在接焊過程中，硫易于氧化生成 SO2以致以致造成焊

3、縫中產(chǎn)生氣孔和疏松造成焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松. 為了消除硫的有害影響，應(yīng)使鋼中具有一定的為了消除硫的有害影響，應(yīng)使鋼中具有一定的錳含量。因?yàn)殄i和硫有更大的親和力，形成錳含量。因?yàn)殄i和硫有更大的親和力，形成 M ns ，其熔點(diǎn)其熔點(diǎn) 1620 ，高于鋼的熱加工溫度不會(huì)造成熱，高于鋼的熱加工溫度不會(huì)造成熱脆。脆。 鋼中的硫一般看作是有害雜質(zhì)，要限制硫的含鋼中的硫一般看作是有害雜質(zhì)，要限制硫的含量。但硫能改善鋼材的切削加工性，對(duì)于制造強(qiáng)度量。但硫能改善鋼材的切削加工性，對(duì)于制造強(qiáng)度要求不高而粗糙度要求較細(xì)的零傲可采用含硫量較要求不高而粗糙度要求較細(xì)的零傲可采用含硫量較高的易切削鋼。高的易切削鋼。2 磷

4、的影響磷的影響 磷也是從礦石中帶入鋼中的雜質(zhì)，煉綱時(shí)難以磷也是從礦石中帶入鋼中的雜質(zhì)，煉綱時(shí)難以除盡。鋼中磷的含量即便只有千分之幾，也會(huì)因析除盡。鋼中磷的含量即便只有千分之幾，也會(huì)因析出脆性化合物出脆性化合物 Fe3C ，使綱的脆性增加，特別在低，使綱的脆性增加，特別在低溫時(shí)更為顯著。合金在溫度下降時(shí)所表現(xiàn)的韌性劇溫時(shí)更為顯著。合金在溫度下降時(shí)所表現(xiàn)的韌性劇烈下降現(xiàn)象，稱為冷脆。磷會(huì)降低鋼的可焊性，含烈下降現(xiàn)象，稱為冷脆。磷會(huì)降低鋼的可焊性，含量過高焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋。因此，一般將磷看作是量過高焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋。因此，一般將磷看作是有害雜質(zhì)，并嚴(yán)格控制磷含量。有害雜質(zhì)，并嚴(yán)格控制磷含量。 3.錳

5、的影響錳的影響 錳是煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的雜質(zhì)。錳是煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的雜質(zhì)。錳能夠消除鋼中的錳能夠消除鋼中的 Fe O , 改善鋼的質(zhì)量，與硫化合改善鋼的質(zhì)量，與硫化合成熔點(diǎn)較高的成熔點(diǎn)較高的 M n S （溶點(diǎn)（溶點(diǎn) 1620 ），呈顆粒狀），呈顆粒狀分布在晶內(nèi)，從而使鋼具有足夠的塑性減輕硫的有分布在晶內(nèi)，從而使鋼具有足夠的塑性減輕硫的有害作用。此處，錳還能溶于鐵素體中，提高鋼的強(qiáng)害作用。此處，錳還能溶于鐵素體中，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。錳是有益元素。在碳鋼中。其含量一般度和硬度。錳是有益元素。在碳鋼中。其含量一般為為 0.25 0.80。 4.硅的影響硅的影響 硅是作為脫氧

6、劑加入鋼中的。硅的脫氧作用較硅是作為脫氧劑加入鋼中的。硅的脫氧作用較錳還強(qiáng)，能消除錳還強(qiáng)，能消除 Fe O 對(duì)鋼的影響。硅能溶入鐵素對(duì)鋼的影響。硅能溶入鐵素體而提高鋼為強(qiáng)度。硅是有益元素，在碳鋼中。其體而提高鋼為強(qiáng)度。硅是有益元素，在碳鋼中。其含量一般小于含量一般小于0.50.5.氧的影響氧的影響 煉鋼過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)氧化過程，為了促進(jìn)碳煉鋼過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)氧化過程，為了促進(jìn)碳和雜質(zhì)的氧化必須加入氧化劑和雜質(zhì)的氧化必須加入氧化劑(或吹氧或吹氧).因此因此,鋼中常鋼中常有過翻的氧存在，雖在冶煉末期進(jìn)行脫氧，仍不能有過翻的氧存在，雖在冶煉末期進(jìn)行脫氧，仍不能除盡。鋼中的氧大部分熔入鐵素體中相成除盡

7、。鋼中的氧大部分熔入鐵素體中相成FeO、Si0 、Al2O3等氧化物，而成為鋼中的非金屬夾雜物等氧化物，而成為鋼中的非金屬夾雜物.它們使鋼的機(jī)械性能變壞。隨著含氧量的增加鋼的它們使鋼的機(jī)械性能變壞。隨著含氧量的增加鋼的強(qiáng)度、塑性降低，特別是使鋼的疲勞強(qiáng)度顯著下降強(qiáng)度、塑性降低，特別是使鋼的疲勞強(qiáng)度顯著下降,冷熱加工性能變壞。凡脫氧不完全的鋼，其可焊性冷熱加工性能變壞。凡脫氧不完全的鋼，其可焊性很差很差,易產(chǎn)生氣孔和裂紋。此外，氧化鋁等夾雜物具易產(chǎn)生氣孔和裂紋。此外，氧化鋁等夾雜物具有高硬度，對(duì)切削加工不利。有高硬度，對(duì)切削加工不利。 6.氫的影響氫的影響 氫一般是由銹蝕、含水的爐料和澆注系統(tǒng)帶

8、入的。氫一般是由銹蝕、含水的爐料和澆注系統(tǒng)帶入的。鋼中含氫，會(huì)引起氫脆，白點(diǎn)等缺陷。鋼中含氫，會(huì)引起氫脆，白點(diǎn)等缺陷。 所謂氫脆是指氫能擴(kuò)散到鋼中的應(yīng)力集中區(qū)，所謂氫脆是指氫能擴(kuò)散到鋼中的應(yīng)力集中區(qū)，并間隙溶解到承受拉應(yīng)力的晶格中并間隙溶解到承受拉應(yīng)力的晶格中,使其塑性下降到使其塑性下降到幾乎等于零。幾乎等于零。 所謂白點(diǎn)是指熱軋鋼坯中一種特殊的小裂紋所謂白點(diǎn)是指熱軋鋼坯中一種特殊的小裂紋（也稱發(fā)紋）其形成主要是由氫脆和內(nèi)應(yīng)力共同作（也稱發(fā)紋）其形成主要是由氫脆和內(nèi)應(yīng)力共同作用的結(jié)果，降低鋼液的含氫量，能有效防止氫脆和用的結(jié)果，降低鋼液的含氫量，能有效防止氫脆和白點(diǎn)的產(chǎn)生。白點(diǎn)的產(chǎn)生。二、碳鋼

9、的分類二、碳鋼的分類 碳鋼的分類方法很多，常用的方法如下：碳鋼的分類方法很多，常用的方法如下： 1.按鋼的含碳量分按鋼的含碳量分: 低碳鋼低碳鋼-含碳量小于含碳量小于0.25 。 中碳綱中碳綱-含碳量介于含碳量介于0.250.6 高碳鋼高碳鋼-含碳量大于含碳量大于0.6 2.按脫氧方法分類按脫氧方法分類 1.沸騰鋼沸騰鋼-在熔煉末期，鋼液僅用弱脫氧劑在熔煉末期，鋼液僅用弱脫氧劑(錳鐵錳鐵)不不完全脫氧，在鋼液中保留相當(dāng)量的完全脫氧，在鋼液中保留相當(dāng)量的Fe O.在澆注凝在澆注凝固時(shí)固時(shí),由于由于C與與Fe O發(fā)生反應(yīng)，鋼液中不斷析出發(fā)生反應(yīng)，鋼液中不斷析出CO而沸騰，故稱沸騰鋼。而沸騰，故稱沸

10、騰鋼。 這種鋼的內(nèi)部分布著許多氣孔這種鋼的內(nèi)部分布著許多氣孔.軋成鋼坯后，軋成鋼坯后，頭部切除量很少頭部切除量很少,成材率較高成材率較高,成本較低成本較低.在扎制的鋼在扎制的鋼錠表層有一定厚度的致密細(xì)晶帶錠表層有一定厚度的致密細(xì)晶帶, 因此宜用來扎制因此宜用來扎制冷沖壓薄板件。但是沸騰鋼的成分偏析、組織不致冷沖壓薄板件。但是沸騰鋼的成分偏析、組織不致密、性能不均勻、沖擊韌性軟差密、性能不均勻、沖擊韌性軟差,機(jī)械性能要求高的機(jī)械性能要求高的零件不宜用沸騰鋼。零件不宜用沸騰鋼。 2.鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼鋼液在澆注前經(jīng)過完全脫氧鋼液在澆注前經(jīng)過完全脫氧,凝固時(shí)不再凝固時(shí)不再沸騰，稱鎮(zhèn)靜鋼沸騰，稱鎮(zhèn)靜鋼. 這

11、種鋼的鋼錠結(jié)構(gòu)致密這種鋼的鋼錠結(jié)構(gòu)致密,質(zhì)最較高質(zhì)最較高,但成材率較低。但成材率較低。 3.半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼-脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼。鋼。 沸騰鋼在牌號(hào)后面加沸騰鋼在牌號(hào)后面加 “F ”表示。鎮(zhèn)靜鋼不用符表示。鎮(zhèn)靜鋼不用符號(hào)號(hào),半鎮(zhèn)靜鋼加半鎮(zhèn)靜鋼加“ b ”表示。表示。3.按鋼的質(zhì)量按鋼的質(zhì)量 碳鋼質(zhì)量的高低碳鋼質(zhì)量的高低,主要根據(jù)鋼中雜質(zhì)主要根據(jù)鋼中雜質(zhì) S 、 P 的的含量來解劃分含量來解劃分,可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼三類。級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼三類。 a.普通碳素鋼普通碳素鋼- 鋼中鋼中 S 、 P 含

12、量較高含量較高 ,S 不大于不大于0.055 % , P 不大于不大于0. 045 % b.優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼-鋼中鋼中 S、 P 含量較低含量較低, S不大于不大于0. 045 % , P 不大于不大于0.040 c.高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼- 鋼中含鋼中含 S 、 P 雜質(zhì)很低雜質(zhì)很低 ,S 含含量不大于量不大于0. 003 % , P 不大于不大于0.035 。 普通碳素鋼普通碳素鋼 一般是用轉(zhuǎn)爐和大型平爐冶煉的一般是用轉(zhuǎn)爐和大型平爐冶煉的,產(chǎn)產(chǎn)量大量大,成本低。在普通碳素鋼生產(chǎn)中，低碳鋼占很大成本低。在普通碳素鋼生產(chǎn)中，低碳鋼占很大比重比重,主要作為各類工程用鋼，用作各種金屬結(jié)構(gòu)

13、、主要作為各類工程用鋼，用作各種金屬結(jié)構(gòu)、橋梁、車輛，船舶等。橋梁、車輛，船舶等。 優(yōu)質(zhì)碳素鋼一般是用平爐冶煉的，主要用作各優(yōu)質(zhì)碳素鋼一般是用平爐冶煉的，主要用作各種機(jī)器零件及工具。優(yōu)質(zhì)鋼件一般都經(jīng)過熱處理后種機(jī)器零件及工具。優(yōu)質(zhì)鋼件一般都經(jīng)過熱處理后使用。使用。 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼大部分是用電爐冶煉的，質(zhì)量最好，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼大部分是用電爐冶煉的，質(zhì)量最好，成本最高。這種鋼主要用作工模具及少數(shù)要求很高成本最高。這種鋼主要用作工模具及少數(shù)要求很高的機(jī)器零件的機(jī)器零件.其表示方法是在碳素鋼牌號(hào)后面加其表示方法是在碳素鋼牌號(hào)后面加“ A ”。 4.按用途分按用途分 a.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼-用于制造機(jī)械零件和

14、工程結(jié)構(gòu)的碳用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的碳鋼，含碳量在鋼，含碳量在0.7%以下以下. b.碳素工具鋼碳素工具鋼-用于制造各種如工工具用于制造各種如工工具,含碳量一般含碳量一般在在0.7%以上以上.三、碳素結(jié)構(gòu)鋼三、碳素結(jié)構(gòu)鋼1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 按鋼廠出廠時(shí)保證的技木條件不同可分為三類。按鋼廠出廠時(shí)保證的技木條件不同可分為三類。 (1)甲類鋼甲類鋼 這類鋼供應(yīng)時(shí)保證機(jī)械性能其鋼號(hào)用這類鋼供應(yīng)時(shí)保證機(jī)械性能其鋼號(hào)用“ A ”字字加上順序數(shù)字表示加上順序數(shù)字表示:A0 、 Al A7 。隨著序號(hào)的。隨著序號(hào)的遞增，鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也相應(yīng)增加。遞增，鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也相應(yīng)增加

15、。 甲類鋼多以型材形式供應(yīng)，并在熱扎決態(tài)下直甲類鋼多以型材形式供應(yīng)，并在熱扎決態(tài)下直接使用接使用,其中以其中以 A3 鋼應(yīng)用最廣，大多用于制造鉚釘、鋼應(yīng)用最廣，大多用于制造鉚釘、螺釘、螺帽、墊片等不重要的零件，一般多不進(jìn)行螺釘、螺帽、墊片等不重要的零件，一般多不進(jìn)行熱處理。熱處理。 (2)乙類鋼乙類鋼 這類鋼供應(yīng)時(shí)只保證化學(xué)成分而不保證機(jī)械性這類鋼供應(yīng)時(shí)只保證化學(xué)成分而不保證機(jī)械性能。其鋼號(hào)用能。其鋼號(hào)用“ B ” 上順序數(shù)字表示上順序數(shù)字表示:B0 、 B1、 B7 。隨順序號(hào)的增大，鋼中的含碳量也相。隨順序號(hào)的增大，鋼中的含碳量也相應(yīng)增加。應(yīng)增加。 乙類鋼在機(jī)械制造中，多用于制造一般要求的

16、乙類鋼在機(jī)械制造中，多用于制造一般要求的沖壓件。由于乙類鋼與甲類鋼性能較接近沖壓件。由于乙類鋼與甲類鋼性能較接近,在實(shí)際生在實(shí)際生產(chǎn)中可以互換使用。產(chǎn)中可以互換使用。 (3)特類鋼特類鋼 這類鋼供應(yīng)時(shí)，既保證機(jī)械性能又保證化學(xué)成這類鋼供應(yīng)時(shí)，既保證機(jī)械性能又保證化學(xué)成分。其鋼號(hào)以分。其鋼號(hào)以“ c ”加上順序數(shù)字表示。所保證的加上順序數(shù)字表示。所保證的機(jī)械性能與相應(yīng)順序號(hào)的甲類鋼相同，而化學(xué)成分機(jī)械性能與相應(yīng)順序號(hào)的甲類鋼相同，而化學(xué)成分分別與相應(yīng)順序號(hào)的乙類鋼相同。在實(shí)際生產(chǎn)中很分別與相應(yīng)順序號(hào)的乙類鋼相同。在實(shí)際生產(chǎn)中很少使用這類鋼。少使用這類鋼。 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳

17、素結(jié)構(gòu)鋼既保證機(jī)械住能又保證化學(xué)成優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼既保證機(jī)械住能又保證化學(xué)成分，且含硫、磷雜質(zhì)及非金屬雜質(zhì)較少分，且含硫、磷雜質(zhì)及非金屬雜質(zhì)較少,表面質(zhì)量及表面質(zhì)量及組織均勻性好組織均勻性好.根據(jù)化學(xué)成分的不同，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為普根據(jù)化學(xué)成分的不同，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為普通含錳量和較高含錳量鋼兩類。通含錳量和較高含錳量鋼兩類。 (1)普通含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼普通含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 含碳量小于含碳量小于0.25的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，含錳量在在 0.350.60 范圍內(nèi)，含碳量大于范圍內(nèi)，含碳量大于 0.25的優(yōu)質(zhì)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，含錳量在碳素結(jié)構(gòu)鋼，含錳量在0.5

18、0 0.80范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 這類鋼的鋼號(hào)用兩位數(shù)字來表示，數(shù)字代表鋼這類鋼的鋼號(hào)用兩位數(shù)字來表示，數(shù)字代表鋼中的平均含碳量，并以中的平均含碳量，并以 0 . 01 為單位為單位.如如 45 鋼，鋼，即表示平均含碳量為即表示平均含碳量為0.45 的鋼。的鋼。 (2)較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 含碳量為含碳量為0.150.60%的鋼的鋼,其含錳量為其含錳量為0.701.0%;含碳量大于含碳量大于0.60%的鋼的鋼,其含錳量為其含錳量為0.91.2%. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，用于制造機(jī)械零件中比較重要優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，用于制造機(jī)械零件中比較重要的零件的零件.這類鋼多經(jīng)熱處理后使用

19、。這類鋼多經(jīng)熱處理后使用。 四、碳素工具鋼四、碳素工具鋼 碳素工具鋼都是高碳鋼，脆性較大碳素工具鋼都是高碳鋼，脆性較大.為了降低為了降低其脆性，將鋼中影響其脆性的有害雜質(zhì)硫、磷限制其脆性，將鋼中影響其脆性的有害雜質(zhì)硫、磷限制在更低的范圍。鋼號(hào)以代號(hào)在更低的范圍。鋼號(hào)以代號(hào)“ T ”及附后的數(shù)字來及附后的數(shù)字來表示。數(shù)字表示其平均含碳量的千分之幾表示。數(shù)字表示其平均含碳量的千分之幾,以以0.1%為單位。例如為單位。例如 T 10鋼，其平均含碳量為鋼，其平均含碳量為1%.碳素工碳素工具鋼隨含碳量的增加，硬度耐磨性增加，韌性下降。具鋼隨含碳量的增加，硬度耐磨性增加，韌性下降。碳素工具鋼，一般都要經(jīng)過

20、熱處理后，才使用。碳素工具鋼，一般都要經(jīng)過熱處理后，才使用。 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 為了提高鋼的機(jī)械性能或獲得某些特殊的能為了提高鋼的機(jī)械性能或獲得某些特殊的能(耐耐腐蝕、抗氧化、耐磨和紅硬性腐蝕、抗氧化、耐磨和紅硬性),常在鋼中特意加入常在鋼中特意加入其它元紊。所謂合金鋼實(shí)質(zhì)是以鐵碳合金為基的多其它元紊。所謂合金鋼實(shí)質(zhì)是以鐵碳合金為基的多元合金。元合金。 合金鋼不但具有較高的強(qiáng)度，而且具有更為良合金鋼不但具有較高的強(qiáng)度，而且具有更為良好的綜合機(jī)械性能。即在同樣的強(qiáng)度下，合金鋼的好的綜合機(jī)械性能。即在同樣的強(qiáng)度下，合金鋼的塑性、韌性好；在同樣的塑性、韌性下，合金鋼的塑性、韌性好；在同樣的

21、塑性、韌性下，合金鋼的強(qiáng)度更高。此外，合金鋼具有比碳鋼更好的高溫機(jī)強(qiáng)度更高。此外，合金鋼具有比碳鋼更好的高溫機(jī)械性能（即在高溫下保持較高的強(qiáng)度和硬度）、低械性能（即在高溫下保持較高的強(qiáng)度和硬度）、低溫韌性以及耐磨性。合金鋼比碳鋼具有更好的淬透溫韌性以及耐磨性。合金鋼比碳鋼具有更好的淬透性故淬火時(shí)能全部淬透性故淬火時(shí)能全部淬透. 一般碳鋼即使使用最強(qiáng)烈一般碳鋼即使使用最強(qiáng)烈的淬火冷卻，其淬透深度也不超過的淬火冷卻，其淬透深度也不超過 25 毫米，合金毫米，合金綱淬透深度達(dá)數(shù)百毫米，因此可以制造大截面零件綱淬透深度達(dá)數(shù)百毫米，因此可以制造大截面零件.由于合金鋼淬透性好，可以在較緩和的介質(zhì)中，淬由于

22、合金鋼淬透性好，可以在較緩和的介質(zhì)中，淬火變形，開裂傾向性小?；鹱冃危_裂傾向性小。 合金鋼可具備某些特殊的物理、化學(xué)性能，如合金鋼可具備某些特殊的物理、化學(xué)性能，如耐熱鋼和不誘訶在高溫下不起氧化皮，在某些介質(zhì)耐熱鋼和不誘訶在高溫下不起氧化皮，在某些介質(zhì)中不受腐蝕，有些則具有良好的導(dǎo)磁性、強(qiáng)鐵磁性中不受腐蝕，有些則具有良好的導(dǎo)磁性、強(qiáng)鐵磁性或無磁性或無磁性. 合金鋼中，常加入的合金元素有硅（合金鋼中，常加入的合金元素有硅（ s i 0.4、錳錳M n 0.8 % ）、鉻（）、鉻（ Cr ）、鎳）、鎳( Ni ）、鎢）、鎢（ W ) 、鉬（、鉬（ Mo）、釩（）、釩（V) 、 鈦（鈦（ Ti ）

23、、鋁）、鋁（ Al ）、硼（）、硼（ B ） 、 鈷（鈷（ C o） 、 氮（氮（ N）及）及稀土元素（稀土元素（ Re ）等。）等。 一、合金元素在鋼中的作用一、合金元素在鋼中的作用 在鐵碳合金中，奧氏體、鐵素體和滲碳體是基在鐵碳合金中，奧氏體、鐵素體和滲碳體是基本的相結(jié)構(gòu)。合金元素加入后，主要是通過對(duì)這些本的相結(jié)構(gòu)。合金元素加入后，主要是通過對(duì)這些基本相結(jié)構(gòu)的影響而發(fā)揮作用的?；鞠嘟Y(jié)構(gòu)的影響而發(fā)揮作用的。 1.合金元素對(duì)鐵素體的作用合金元素對(duì)鐵素體的作用 絕大多數(shù)合金元素都能在不同程度上溶入鐵素絕大多數(shù)合金元素都能在不同程度上溶入鐵素體中，使晶格發(fā)生不向程度的畸變，結(jié)果使鐵素體體中，使晶

24、格發(fā)生不向程度的畸變，結(jié)果使鐵素體的強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性卻有下降的趨勢(shì)。的強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性卻有下降的趨勢(shì)。如果合金元素的原子大小及晶體結(jié)構(gòu)與鐵原子差別如果合金元素的原子大小及晶體結(jié)構(gòu)與鐵原子差別越大，則產(chǎn)生畸變和強(qiáng)化效果也越大。硅、錳，鎳越大，則產(chǎn)生畸變和強(qiáng)化效果也越大。硅、錳，鎳等合金元素對(duì)鐵素體強(qiáng)化效果最顯著，鉻、鎢、釩等合金元素對(duì)鐵素體強(qiáng)化效果最顯著，鉻、鎢、釩等合金元素則不如前者。等合金元素則不如前者。 合金元素在鐵素體中的溶解量越多，則強(qiáng)化效合金元素在鐵素體中的溶解量越多，則強(qiáng)化效果就越大。當(dāng)其溶解度超過一定限度時(shí)，在強(qiáng)化鐵果就越大。當(dāng)其溶解度超過一定限度時(shí)，在強(qiáng)

25、化鐵素體的同時(shí)，韌性則顯著下降。因此，鋼中合金元素體的同時(shí)，韌性則顯著下降。因此，鋼中合金元素的含量一般應(yīng)拉制在一定范圍內(nèi)素的含量一般應(yīng)拉制在一定范圍內(nèi). 2.合金元素與碳的作用合金元素與碳的作用 碳是提高鋼的強(qiáng)度和硬度最有效的元素碳是提高鋼的強(qiáng)度和硬度最有效的元素.合金元合金元素在鋼中與碳的相互作用素在鋼中與碳的相互作用,將對(duì)鋼的性能起決定作用將對(duì)鋼的性能起決定作用. 鋁、鎳、銅、鈷、硅等元素在鋼中基本上不鋁、鎳、銅、鈷、硅等元素在鋼中基本上不能與碳化合，對(duì)碳化物結(jié)構(gòu)也無明顯影響，而以原能與碳化合，對(duì)碳化物結(jié)構(gòu)也無明顯影響，而以原子狀態(tài)存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。鈦、鈮、子狀態(tài)存在于奧氏

26、體、鐵素體等固溶體中。鈦、鈮、鋯、釩等元素和鐵的結(jié)合能力強(qiáng)，形成各種類型的鋯、釩等元素和鐵的結(jié)合能力強(qiáng)，形成各種類型的碳化物。因此，滲碳體（碳化物。因此，滲碳體（ Fe3C）就不是鋼中唯一）就不是鋼中唯一的碳化物。鈦、鈮、鋯、釩等元素與碳的結(jié)合能少的碳化物。鈦、鈮、鋯、釩等元素與碳的結(jié)合能少 特別強(qiáng)，形成特別強(qiáng)，形成TIC 、 V C 等特殊碳比物。錳與碳的等特殊碳比物。錳與碳的結(jié)合能力較弱，多溶于滲碳體中形成滲碳體類型的結(jié)合能力較弱，多溶于滲碳體中形成滲碳體類型的碳化物。鎢、鉬、鉻等元素與碳的結(jié)合力適中碳化物。鎢、鉬、鉻等元素與碳的結(jié)合力適中, 當(dāng)當(dāng)其含量較低（其含量較低（0.53%）時(shí)，大

27、多溶入滲碳體中形成）時(shí)，大多溶入滲碳體中形成 ( Fe 、 W)3C 、和（、和（ Fe 、 Cr ) 3C 等合金滲碳體，等合金滲碳體，只有當(dāng)其含量足夠高時(shí)只有當(dāng)其含量足夠高時(shí)(大于大于5%) ，才單獨(dú)形成，才單獨(dú)形成（ Cr 、 Fe ) 7C 3、（、（ W 、 Fe )6 C 等特殊碳化物。等特殊碳化物。 為什于合金會(huì)比碳鋼更耐磨，具有在較高溫度為什于合金會(huì)比碳鋼更耐磨，具有在較高溫度下仍能保持高硬度等優(yōu)點(diǎn)，就是因?yàn)楹鹬杏泻辖鹣氯阅鼙３指哂捕鹊葍?yōu)點(diǎn)，就是因?yàn)楹鹬杏泻辖饾B碳休，尤其是待殊碳化物不易溶解、聚集和長(zhǎng)大滲碳休，尤其是待殊碳化物不易溶解、聚集和長(zhǎng)大的緣故的緣故. 3.合金元素

28、在鋼中的分布合金元素在鋼中的分布 確切地判斷合金元素在鋼中分布狀況和作用是確切地判斷合金元素在鋼中分布狀況和作用是比較困難的比較困難的,特別是隨熱處理?xiàng)l件的不同特別是隨熱處理?xiàng)l件的不同,更難以定更難以定量地找出各種元素的分配比例。一般說，在退火狀量地找出各種元素的分配比例。一般說，在退火狀態(tài)下態(tài)下,合金元素的分布大致遵循如下規(guī)律合金元素的分布大致遵循如下規(guī)律:(1)所有與所有與碳結(jié)合力較弱的合金元素幾乎全部溶入固溶體碳結(jié)合力較弱的合金元素幾乎全部溶入固溶體; (2)所有與碳結(jié)臺(tái)力強(qiáng)的合金元素幾乎全部形成碳化物。所有與碳結(jié)臺(tái)力強(qiáng)的合金元素幾乎全部形成碳化物。(3)當(dāng)合金元素含量不變，而含碳量增加

29、時(shí)，則將有當(dāng)合金元素含量不變，而含碳量增加時(shí)，則將有更多的碳化物形成元素形成碳化物。反之更多的碳化物形成元素形成碳化物。反之,若含碳量若含碳量不變，而合金元素含量增多時(shí)，則碳化物形成元素不變，而合金元素含量增多時(shí)，則碳化物形成元素將更多地溶入固溶體中。將更多地溶入固溶體中。 (4)當(dāng)鋼中有幾種碳化物形成元素，而含碳量不足當(dāng)鋼中有幾種碳化物形成元素，而含碳量不足以使之全部滲成碳化物時(shí)，則強(qiáng)碳化物形成元素首以使之全部滲成碳化物時(shí)，則強(qiáng)碳化物形成元素首先形成碳化物。較弱的碳化物形成元素將更多地溶先形成碳化物。較弱的碳化物形成元素將更多地溶入固溶體中。入固溶體中。 值得指出的是，隨著溫度的升高，碳化物

30、在奧值得指出的是，隨著溫度的升高，碳化物在奧氏體中的溶解度也將增加氏體中的溶解度也將增加,不同類型的碳化物不同類型的碳化物,其溶其溶解度也不相同。如強(qiáng)碳化物形成元素所形成的待殊解度也不相同。如強(qiáng)碳化物形成元素所形成的待殊碳化物碳化物(TIC 、 V C) 需要很高的溫度才能溶解于奧需要很高的溫度才能溶解于奧氏體中，而弱碳化物形成元素所形成的碳化物氏體中，而弱碳化物形成元素所形成的碳化物( Fe 、 Mn)3C反而促使?jié)B碳體易于溶解到奧氏體中反而促使?jié)B碳體易于溶解到奧氏體中,這也是這也是含錳的鋼易于過熱的原因之一。含錳的鋼易于過熱的原因之一。 4.合金元素對(duì)鐵碳合金狀態(tài)圖的影響合金元素對(duì)鐵碳合金

31、狀態(tài)圖的影響 在鐵碳合金申，加入某種合金元素后，相當(dāng)于在鐵碳合金申，加入某種合金元素后，相當(dāng)于鐵碳二元合金變成了三元合金鐵碳二元合金變成了三元合金,而鐵、碳、合金元素而鐵、碳、合金元素三者之間的相互作用是極其復(fù)雜的，必須助于三元三者之間的相互作用是極其復(fù)雜的，必須助于三元合金狀態(tài)圖來分析合金狀態(tài)圖來分析. 實(shí)際使用時(shí)總是以某一合金示索的濃度保特恒定，實(shí)際使用時(shí)總是以某一合金示索的濃度保特恒定，以鐵碳合金狀態(tài)圖為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。合金元素的加以鐵碳合金狀態(tài)圖為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。合金元素的加入必然使原來的鐵碳合金狀態(tài)圖中的相區(qū)、相組成、入必然使原來的鐵碳合金狀態(tài)圖中的相區(qū)、相組成、臨界點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)變化。臨界

32、點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)變化。(1)合金元素改變鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度合金元素改變鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度 A3為為 轉(zhuǎn)變的臨界溫度；轉(zhuǎn)變的臨界溫度；A4為為 轉(zhuǎn)變的臨界溫度。加入合金元素轉(zhuǎn)變的臨界溫度。加入合金元素后，狀態(tài)圖上的后，狀態(tài)圖上的 A 3與與 A 4點(diǎn)均發(fā)生變化。錳、鎳、點(diǎn)均發(fā)生變化。錳、鎳、鈷、銅等合金元素使入鈷、銅等合金元素使入,使使 A4點(diǎn)上升點(diǎn)上升, A 3點(diǎn)下降，點(diǎn)下降，使奧氏體相區(qū)擴(kuò)大。如鋼中含有大量的使奧氏體相區(qū)擴(kuò)大。如鋼中含有大量的 M n 、Ni 時(shí)可使奧氏體相區(qū)延至室溫以下，其室溫組織為奧時(shí)可使奧氏體相區(qū)延至室溫以下，其室溫組織為奧氏體。硅、鉻、鉬、鎢、鋁、鈦等合金元素使氏體。硅

33、、鉻、鉬、鎢、鋁、鈦等合金元素使 A 4點(diǎn)下降，點(diǎn)下降， A3點(diǎn)上升，使奧氏體相區(qū)縮小，如鋼中點(diǎn)上升，使奧氏體相區(qū)縮小，如鋼中含有大量的含有大量的 Cr和和Mo，可使奧氏體相區(qū)完全消失，可使奧氏體相區(qū)完全消失，其室溫組織為鐵素體。其室溫組織為鐵素體。FeFeFeFe (2)對(duì)共析轉(zhuǎn)變溫度對(duì)共析轉(zhuǎn)變溫度 A 1的影響的影響 凡擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的合金元素，均降低凡擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的合金元素，均降低 A 1溫溫度。如度。如 Ni 、 M n ; 凡縮小奧氏體相區(qū)的合金元素，凡縮小奧氏體相區(qū)的合金元素，均提高均提高 A 1溫度。如溫度。如 W 、 Cr 、 Mo等。因此，合等。因此，合金鋼的熱處理溫度和相

34、同含碳量的碳鋼不同。金鋼的熱處理溫度和相同含碳量的碳鋼不同。 (3)對(duì)奧氏體最大溶碳量對(duì)奧氏體最大溶碳量 E 點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響 鐵碳合金中，鐵碳合金中， E 點(diǎn)成分碳濃度為點(diǎn)成分碳濃度為 2 . 11 。在含有在含有 Si 、Cr 、 W 、 M o 、 V等合金元素的鋼等合金元素的鋼中，奧氏體最大溶碳量顯著降低，即中，奧氏體最大溶碳量顯著降低，即 E 點(diǎn)左移。合點(diǎn)左移。合金元素含量越多，金元素含量越多， E 點(diǎn)左移越甚。點(diǎn)左移越甚。 E 點(diǎn)左移后，點(diǎn)左移后，使含碳量低于使含碳量低于 2 . 11 的鋼可能出現(xiàn)萊氏體組織。的鋼可能出現(xiàn)萊氏體組織。如含碳量為如含碳量為0.8 左右的高速鋼，就屬于

35、萊氏體鋼。左右的高速鋼，就屬于萊氏體鋼。 5.合金元素對(duì)熱處理組織轉(zhuǎn)變的影響合金元素對(duì)熱處理組織轉(zhuǎn)變的影響 合金元素對(duì)鋼的組織轉(zhuǎn)變的影響合金元素對(duì)鋼的組織轉(zhuǎn)變的影響,要是合金元要是合金元素對(duì)奧氏體、鐵素體和碳化物的影響，對(duì)臨界點(diǎn)相素對(duì)奧氏體、鐵素體和碳化物的影響，對(duì)臨界點(diǎn)相組成的影響以及對(duì)原子擴(kuò)散的影響等。組成的影響以及對(duì)原子擴(kuò)散的影響等。 二、合金鋼的分類及編號(hào)二、合金鋼的分類及編號(hào) 1.合金鋼的分類合金鋼的分類 (1)按用途分按用途分 可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼三大類。合金可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼三大類。合金結(jié)構(gòu)鋼用于制造各種機(jī)械零件及金屬結(jié)構(gòu)件，合金結(jié)構(gòu)鋼用于制造各種機(jī)械零件及金屬

36、結(jié)構(gòu)件，合金工具鋼用于制造各種切削刃具，模具和量具。特殊工具鋼用于制造各種切削刃具，模具和量具。特殊鋼具有各種特殊的物理化學(xué)性能，如不銹鋼，耐熱鋼具有各種特殊的物理化學(xué)性能，如不銹鋼，耐熱鋼等。鋼等。 (2)按化學(xué)成分按化學(xué)成分 1)按合金元素含量的多少可分為按合金元素含量的多少可分為: 低合金鋼低合金鋼-合金元素總含量合金元素總含量 5 % 中合金鋼中合金鋼-合金元素總含盤合金元素總含盤 5 10 % 高合金鋼高合金鋼-合金元素總含量合金元素總含量 10 % 2)按所含合金元素的種類可分為：錳鋼、鉻鋼、硼按所含合金元素的種類可分為：錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼等。鋼、鉻鎳鋼等。 (3)按金相組織

37、分按金相組織分 主要按正火后（一定截面中主要按正火后（一定截面中 25 毫米的試樣加毫米的試樣加熱后在靜止空氣中冷卻）鋼的室溫組織分類。熱后在靜止空氣中冷卻）鋼的室溫組織分類。 1 ）珠光體鋼）珠光體鋼 室溫組織為珠光體或珠光體加鐵素體。室溫組織為珠光體或珠光體加鐵素體。 2 ）馬氏體鋼）馬氏體鋼 室溫組織以馬氏體為主。室溫組織以馬氏體為主。 3 ）貝氏體鋼）貝氏體鋼 室溫組織以貝氏體為主。室溫組織以貝氏體為主。 4 ）奧氏體鋼）奧氏體鋼 室溫組織為奧氏體。室溫組織為奧氏體。 5 ）鐵素體鋼）鐵素體鋼 室溫組織為鐵素體。室溫組織為鐵素體。 2.合金鋼的編號(hào)合金鋼的編號(hào) 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合金鋼

38、按鋼的含碳量以及按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合金鋼按鋼的含碳量以及所含合金元素的種類、數(shù)量和用途進(jìn)行編號(hào)。其基所含合金元素的種類、數(shù)量和用途進(jìn)行編號(hào)。其基本原則如下本原則如下 (1)采用數(shù)字加元素化學(xué)符號(hào)（或漢字）和加數(shù)字采用數(shù)字加元素化學(xué)符號(hào)（或漢字）和加數(shù)字的方法。的方法。 前面數(shù)字表示鋼的平均含碳量。合金元素在鋼前面數(shù)字表示鋼的平均含碳量。合金元素在鋼中用國(guó)際化學(xué)符號(hào)或漢字標(biāo)明，其后面數(shù)字表示合中用國(guó)際化學(xué)符號(hào)或漢字標(biāo)明，其后面數(shù)字表示合金元素的含量。若合金元素含量小于金元素的含量。若合金元素含量小于1.5 時(shí)，元時(shí)，元素符號(hào)后面的數(shù)字不寫，只標(biāo)出元素的符號(hào)即可。素符號(hào)后面的數(shù)字不寫，只標(biāo)出元素的

39、符號(hào)即可。如其平均含量等于或大于如其平均含量等于或大于 1.5而小子而小子 2.5時(shí)，則時(shí)，則在元素符號(hào)后標(biāo)以在元素符號(hào)后標(biāo)以 2 ；如其含量在；如其含量在2.53.5 之間之間則標(biāo)以則標(biāo)以 3 ，以此類推。，以此類推。 (2)如果是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號(hào)末尾加注如果是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號(hào)末尾加注“ A ”或或“高高”字。字。 (3)為了表示鋼的特殊用途為了表示鋼的特殊用途,在鋼號(hào)前面冠以字母或在鋼號(hào)前面冠以字母或漢字。如滾動(dòng)軸承鋼，即在鋼號(hào)前面加上漢字。如滾動(dòng)軸承鋼，即在鋼號(hào)前面加上“滾滾”或或“ G ”字表示。因而其鋼號(hào)為字表示。因而其鋼號(hào)為 GCr15,讀為滾鉻讀為滾鉻15鋼。鋼。 (4)

40、合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)中的含碳量，即以鋼號(hào)前面的兩合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)中的含碳量，即以鋼號(hào)前面的兩位數(shù)字表示其平均含碳量的萬分之幾，例如位數(shù)字表示其平均含碳量的萬分之幾，例如 40Cr 鋼，其平均含碳量為鋼，其平均含碳量為 0 。 4 。 合金工具鋼中的含碳量超過合金工具鋼中的含碳量超過 1 時(shí)，鋼號(hào)中不時(shí)，鋼號(hào)中不標(biāo)出其含碳量標(biāo)出其含碳量;若小于若小于 1 時(shí)時(shí),則在鋼號(hào)前以含碳量則在鋼號(hào)前以含碳量的千分之幾的數(shù)字來表示的千分之幾的數(shù)字來表示. 高速工具鋼中的含碳量一般不在鋼號(hào)中標(biāo)出。高速工具鋼中的含碳量一般不在鋼號(hào)中標(biāo)出。不銹鋼和耐熱鋼中的含碳量在鋼號(hào)前面以其含量的不銹鋼和耐熱鋼中的含碳量在鋼號(hào)前面以其

41、含量的千分之幾的數(shù)字來表示，如千分之幾的數(shù)字來表示，如 ICr13 、 2Cr13 等，其等，其平均含碳量相應(yīng)為平均含碳量相應(yīng)為 0 . 1 及及0. 2 。 (5)普通低合金鋼，如果是用堿性或者酸性轉(zhuǎn)妒冶練普通低合金鋼，如果是用堿性或者酸性轉(zhuǎn)妒冶練的，則應(yīng)在其鋼號(hào)前冠以的，則應(yīng)在其鋼號(hào)前冠以“ J “(堿堿 )或或“ S ” (酸酸)字字以區(qū)別于平爐鋼，如以區(qū)別于平爐鋼，如 J16 M n 、S16Mn 等。等。 三、合金結(jié)構(gòu)鋼三、合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入 Si、 M n 、V 、B 、 Ti、Cr 等元素。等元素。 1.普通低合金

42、結(jié)構(gòu)鋼（普低鋼）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼（普低鋼） 普低鋼主要用于制造各種鋼鐵結(jié)構(gòu)件普低鋼主要用于制造各種鋼鐵結(jié)構(gòu)件,以取代普以取代普通低碳素鋼。其含碳量較低（通低碳素鋼。其含碳量較低（0.10.25%），僅含），僅含有有 2 3 %的合金元素。由于合金元素的強(qiáng)化作用，的合金元素。由于合金元素的強(qiáng)化作用，其屆服極限比普通碳素鋼高其屆服極限比普通碳素鋼高25150%左右，且塑性左右，且塑性仍較高，能進(jìn)行冷彎、冷卷等變形加工。此外，普仍較高，能進(jìn)行冷彎、冷卷等變形加工。此外，普低鋼工藝性能特別是焊接性能較好，故在實(shí)際生產(chǎn)低鋼工藝性能特別是焊接性能較好，故在實(shí)際生產(chǎn)中大量用作焊接結(jié)構(gòu)件。普低鋼強(qiáng)度較高當(dāng)取代

43、普中大量用作焊接結(jié)構(gòu)件。普低鋼強(qiáng)度較高當(dāng)取代普通碳素鋼時(shí)，除了可以大量鋼材，提高產(chǎn)品可靠性，通碳素鋼時(shí)，除了可以大量鋼材，提高產(chǎn)品可靠性，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量并減輕自重。由于工程用鋼的產(chǎn)還能提高產(chǎn)品質(zhì)量并減輕自重。由于工程用鋼的產(chǎn)量一般約占鋼材總產(chǎn)量的量一般約占鋼材總產(chǎn)量的70以上，由此可見廣泛以上，由此可見廣泛使用普低鋼的重要性。普低鋼一般是在熱軋狀態(tài)或使用普低鋼的重要性。普低鋼一般是在熱軋狀態(tài)或經(jīng)過一次正火后使用。經(jīng)過一次正火后使用。 2.合金滲碳鋼合金滲碳鋼 合金滲碳鋼是在低碳鋼（含碳量合金滲碳鋼是在低碳鋼（含碳量0.10.25 %）的基礎(chǔ)上，加入的基礎(chǔ)上，加入 Cr 、 Ni 、 M n

44、、 B 、 Si 、 Mo、 W 、 v 、 Ti 等合金元素的低合金鋼。在滿足韌性等合金元素的低合金鋼。在滿足韌性的前提下的前提下,也可適當(dāng)提高含碳量至也可適當(dāng)提高含碳量至0.30 % ，以保證，以保證足夠的強(qiáng)度足夠的強(qiáng)度. 合金滲碳鋼主要用作在高速、較強(qiáng)烈的沖擊載合金滲碳鋼主要用作在高速、較強(qiáng)烈的沖擊載荷和高摩擦條件下工作的零件荷和高摩擦條件下工作的零件,如汽車、拖拉機(jī)齒輪、如汽車、拖拉機(jī)齒輪、內(nèi)燃機(jī)、凸輪等。因此，對(duì)于這些零件要求具有高內(nèi)燃機(jī)、凸輪等。因此，對(duì)于這些零件要求具有高的表面硬度與較高的心部強(qiáng)度和足夠的韌性。低碳的表面硬度與較高的心部強(qiáng)度和足夠的韌性。低碳鋼不能適應(yīng)受力大、形狀

45、復(fù)雜零件的要求，故大都鋼不能適應(yīng)受力大、形狀復(fù)雜零件的要求，故大都采用合金滲碳鋼。用這類鋼制造的零件，一般都需采用合金滲碳鋼。用這類鋼制造的零件，一般都需經(jīng)滲碳，淬火和低溫回火處理。經(jīng)滲碳，淬火和低溫回火處理。20 Cr M n Ti 是普是普遍使用的一種合金滲碳鋼，它是在遍使用的一種合金滲碳鋼，它是在 20Cr 鋼的基礎(chǔ)鋼的基礎(chǔ)上加入上加入 Cr 、 M n 、Ti 合金元素，使鋼獲得較高的合金元素，使鋼獲得較高的強(qiáng)度和沖擊韌性，特別是具有較高的低溫沖擊韌性。強(qiáng)度和沖擊韌性，特別是具有較高的低溫沖擊韌性。鋼經(jīng)滲碳、淬火租回火后，具有較高的耐磨性，且鋼經(jīng)滲碳、淬火租回火后，具有較高的耐磨性，且

46、淬火變形小，故一般用于制造截面在淬火變形小，故一般用于制造截面在 30 毫米以下，毫米以下，承受高速、中等或重載荷以及承受沖擊和摩擦的重承受高速、中等或重載荷以及承受沖擊和摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸等。要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸等。 3 .合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼是中碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼是中碳鋼(含碳量含碳量0.250.6%,一般不一般不超超0.5%)的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上,常加入常加入Si、Cr 、Mo 、Ni 、W 、 Ti等合金元素以提高鋼的淬透性，使大截面的零件等合金元素以提高鋼的淬透性，使大截面的零件能夠淬透性能夠淬透性.鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理(淬火十高溫回火）可獲淬火十高

47、溫回火）可獲得高強(qiáng)度和高韌性得高強(qiáng)度和高韌性, 能承受高的沖擊、扭轉(zhuǎn)和彎曲能承受高的沖擊、扭轉(zhuǎn)和彎曲交變載荷交變載荷. 對(duì)承受高摩擦的零件，可通過表面強(qiáng)化對(duì)承受高摩擦的零件，可通過表面強(qiáng)化熱處理，進(jìn)一步提高表面硬度和耐磨性熱處理，進(jìn)一步提高表面硬度和耐磨性. 合金調(diào)質(zhì)鋼中，大多數(shù)鋼種都由一種或多種合合金調(diào)質(zhì)鋼中，大多數(shù)鋼種都由一種或多種合金元素金元素,通過適當(dāng)配比加入鋼中通過適當(dāng)配比加入鋼中,合金元素總量一般合金元素總量一般不超過不超過5% ，屬低合金鋼。，屬低合金鋼。 40Cr 鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼中最常用的鋼種，其強(qiáng)度比中最常用的鋼種，其強(qiáng)度比40鋼高鋼高 20 % ，井有良，井有

48、良好的塑性。含有好的塑性。含有 1 的鉻，增加了鋼的淬透性和回的鉻，增加了鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，火穩(wěn)定性， 40 Cr 鋼廣泛用作汽車，拖拉機(jī)的三傳鋼廣泛用作汽車，拖拉機(jī)的三傳動(dòng)軸、齒輪及機(jī)床主軸、蝸桿等零件。動(dòng)軸、齒輪及機(jī)床主軸、蝸桿等零件。 4.合金彈簧鋼合金彈簧鋼 碳素彈簧鋼碳素彈簧鋼(含碳量在含碳量在0.60.9%)淬火性差淬火性差,只只能制造小截面的彈簧能制造小截面的彈簧.為此為此,在碳素結(jié)構(gòu)鋼在碳素結(jié)構(gòu)鋼(含碳量在含碳量在0.450.7%)的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上,加入加入M n 、Si 等合金元素以等合金元素以提高鋼的淬透性和屈服強(qiáng)度提高鋼的淬透性和屈服強(qiáng)度. 65 M n 、60Si

49、2 M n是應(yīng)用比較廣泛的合金彈是應(yīng)用比較廣泛的合金彈簧鋼簧鋼. 四、合金工具鋼四、合金工具鋼 用于制造各種切削刃具用于制造各種切削刃具 、冷熱變形模具、冷熱變形模具 、量、量具和其它工具的鋼統(tǒng)稱工具鋼具和其它工具的鋼統(tǒng)稱工具鋼.各種工具既要求高硬各種工具既要求高硬度、耐磨性一定的度、耐磨性一定的 l強(qiáng)度，足夠的韌性等性能，又強(qiáng)度，足夠的韌性等性能，又有各自的特殊性能要求。如紅硬性、耐沖擊、尺寸有各自的特殊性能要求。如紅硬性、耐沖擊、尺寸穩(wěn)定性等穩(wěn)定性等. 碳素工具鋼淬透性差，淬火變形及開裂傾向性碳素工具鋼淬透性差，淬火變形及開裂傾向性大，紅硬性也差大，紅硬性也差,故只能用來制造形狀簡(jiǎn)單、截面尺故只能用來制造形狀簡(jiǎn)單、截面尺寸較小的工具。為了彌補(bǔ)以上不足，在碳素工具鋼寸較小的工具。為了彌補(bǔ)以上不足，在碳素工具鋼（含碳量（含碳量0.71.4）的基礎(chǔ)上，加入一定量的）的基礎(chǔ)上，加入一定量的C