(51)--3.4.1 合金钢概述金属材料及热处理.ppt

3.4.1合金钢合金钢 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。物理、化学性能的要求。碳钢已不能完全满足要求。为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金元素，所获为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金元素，所获得的钢种称为得的钢种称为合金钢合金钢。1、合金钢的概念、合金钢的概念p碳钢在性能上主要有以下几方面的不足：碳钢在性能上主要有以下几方面的不足：（1）淬透性）淬透性低低一般一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有只有10mm20mm。（2）强度和屈强比较低）强度和屈强比较低普通普通碳钢碳钢Q235钢的钢的s为为235MPa低低合金结构钢合金结构钢Q345(16Mn)的的s则为则为360MPa以上以上40钢钢的屈强比的屈强比s/b仅仅为为0.43（3）回火稳定性差）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。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）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。等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。2、合金钢的分类、合金钢的分类（1）按合金元素含量多少分）按合金元素含量多少分类：低合金低合金钢（合金元素（合金元素总量低于量低于5%）中合金中合金钢（合金元素（合金元素总量量为5%10%）高合金高合金钢（合金元素（合金元素总量高于量高于10%）（2）按所含的主要合金元素分）按所含的主要合金元素分类：铬钢（Cr-Fe-C）铬镍钢（Cr-Ni-Fe-C）锰钢（Mn-Fe-C）硅硅锰钢（Si-Mn-Fe-C）（3）按小）按小试样正火或正火或铸态组织分分类：珠光体珠光体钢马氏体氏体钢铁素体素体钢奥氏体奥氏体钢莱氏体莱氏体钢（4）按用途分）按用途分类：合金合金结构构钢合金工具合金工具钢特殊性能特殊性能钢3、合金钢的编号、合金钢的编号合金钢编号时，牌号首部用数字标明合金钢编号时，牌号首部用数字标明碳质量分数碳质量分数。p（1）合金合金结构钢结构钢以万分之一为单位的数字（两位数）表示碳以万分之一为单位的数字（两位数）表示碳含量。含量。钢钢号：号：两位数字两位数字+n（元素符号（元素符号+数字数字）p（2）工具钢和特殊性能钢）工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳质量分数，而来表示碳质量分数，而工具钢的碳质量分数超过工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不时，碳质量分数不标出标出。钢号：钢号：一位数字（或无数字）一位数字（或无数字）+n（元素符号（元素符号+数字）数字）在表明碳在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元中主要合金元素，素，质量分数由其后面的数字量分数由其后面的数字标明，明，平均平均质量分数小于量分数小于1.5%时不不标出出，平均平均质量分数量分数为1.5%2.49%、2.5%3.49%时，相，相应地地标以以2、3。例如：例如：合金结构钢合金结构钢40Cr，平均碳，平均碳质量分数量分数为0.40%（40/10000），主），主要合金元素要合金元素Cr的的质量分数在量分数在1.5%以下。以下。合金工具钢合金工具钢5CrMnMo，平均碳，平均碳质量分数量分数为0.5%（5/1000），主要合金），主要合金元素元素Cr、Mn、Mo的的质量分数均在量分数均在1.5%以下。以下。p（3）专用钢）专用钢用用其用途的其用途的汉语拼音字首来拼音字首来标明明。易切削易切削钢：Y40Mn表示碳表示碳质量分数量分数为0.4%、锰质量分数少于量分数少于1.5%的易的易切削切削钢等等。等等。滚动轴承承钢：在：在钢号前号前标以以“G”。GCr15表示碳表示碳质量分数量分数约1.0%、铬质量分数量分数约1.5%。这是一个特例，是一个特例，铬质量分数以千分之一量分数以千分之一为单位的数字表示的位的数字表示的滚动轴承承钢。高高级优质钢：则在在钢的末尾加的末尾加“A”字表明，例如字表明，例如20Cr2Ni4A等。等。4、合金结构钢、合金结构钢用于制造重要工程用于制造重要工程结构和机器零件的合金构和机器零件的合金钢称称为合金合金结构构钢。主要有：主要有：1.工程构件用工程构件用钢低合金高低合金高强度度结构构钢2.机器零件用机器零件用钢：如：如轴类、齿轮、紧固件、固件、轴承、高承、高强度度结构件，主要构件，主要承受承受拉、压、弯、扭、冲击、疲劳应力拉、压、弯、扭、冲击、疲劳应力，且往往是几种，且往往是几种载荷同荷同时作用。作用。合金渗碳合金渗碳钢、合金、合金调质钢、合金、合金弹簧簧钢、滚动轴承承钢、氮化、氮化钢、易、易切削切削钢。钢号钢号：两位数字：两位数字+n（元素符号（元素符号+数字）数字）（1）前面二位数字表示平均含碳量的万分之几。）前面二位数字表示平均含碳量的万分之几。（2）元元素素符符号号后后的的数数字字表表示示该元元素素平平均均含含量量的的百百分分之之几几，但但小小于于1.5%时不不标数字。数字。（3）高高级优质钢在在钢号号后后加加 A，例例如如：20Mn2,20CrMnTi,30CrMnSi,40Cr,40MnB,60Si2Mn,18Cr2Ni4WA例外：例外：（4）普普通通低低合合金金钢的的钢号号与与普普通通碳碳素素结构构钢相相同同：如如：Q295,Q345,Q460（5）滚动轴承承钢的的钢号号前前加加G，Wc1%，Cr数数字字表表铬含含量量的的千千分分之之几几，如：如：GCr15，GCr15SiMn等。等。