文档介绍：合金钢
为改善钢的性能,特意加入一种或数种合金元素的钢称为合金钢。目前常用的合金元素有硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、镍(Ni)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、钛(Ti)、铝(Al)、硼(B)、铌(Nb)、锆(Zr)和稀土元素(Re)等。
稀土元素
稀土元素是钪、钇和镧等17种元素的总称。包头市有“稀土之城”之美誉。稀土除具有金属通用性以外,还具有自己的一些“绝招”。钢中加入适量稀土,可细化晶粒,改善加工性能,提高钢的耐高温、抗腐蚀的本领。铸铁中加入稀土,可大大提高铸铁的塑性。
第一节合金钢的优良性能
合金元素在钢中不仅与铁和碳这两个基本元素发生作用,而且合金元素之间也可能相互作用,从而使合金钢具有优良的性能。
力学性能好
合金元素溶入铁后,形成合金铁素体,使铁素体的强度和硬度提高。强化铁素体最显著的合金元素是硅、锰和镍。
钛、钒、钨、钼、铬、锰这些与碳亲和力大的合金元素,能与碳形成较稳定的特殊碳化物,显著提高钢的强度、硬度和耐磨性,而对塑性和韧性影响不大。
因此,我们可以发现,与碳钢相比,合金钢具有优良的力学性能。
红硬性高
合金元素在淬火时大部分能溶入马氏体,因而在回火过程中,合金元素对扩散过程起阻碍作用,使马氏体不易分解,碳化物不易析出,使钢在回火过程中硬度下降较慢。淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称为耐回火性。
高的耐回火性使钢在较高的温度条件下,仍能保持高硬度和耐磨性。金属材料在高温(>550℃)下保持高硬度(≥60HRC)的能力,称为红硬性。
碳钢制造的***只能在200℃以下保持高硬度,而合金钢的红硬性最高可达600℃。红硬性高的材料可用于制造切削速度高的***,在金属切削加工中发挥重要作用。
淬透性好
合金元素(除钴外)溶入奥氏体后,能增加过冷奥氏体的稳定性,从而使C曲线右移,减小了钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性。
淬透性好的钢能使大截面的零件淬透,且可用冷却能力弱的介质淬火,减少零件的变形与开裂。
具有特殊的物理、化学性能
加入铬、镍、钼等合金元素,可使钢有很好的耐腐蚀性和耐热性;加入11%——14%的锰元素,钢将具有特别高的耐磨性。
(钨和钢中的碳结合,生成很硬的碳化钨)
第二节合金钢的分类和牌号
合金钢的分类
按合金元素含量分类
低合金钢,合金元素总含量≤5%。
中合金钢,合金元素总含量5%——10%。
高合金钢,合金元素总含量≥10%。
按主要用途分类
合金结构钢,主要用于制造重要的机械零件和工程结构件。
合金工具钢,主要用于制造重要工具。
特殊性能钢,是具有某些特殊物理、化学性能的合金钢,如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
合金钢的价格较碳钢贵,一般在碳钢难以胜任工作时才考虑使用合金钢。
合金钢牌号表示方法
合金结构钢牌号的表示方法
除低合金高强度结构钢和特殊专用钢,合金结构钢牌号采用下列方法表示:
二位数字+ 元素符号+ 数字
平均含碳的合金元素合金元素平均
万分之几百分含量
例如,40Mn2表示含C %,Mn %;20Cr2Ni4表示含C %,%,Ni %。若高级优质钢,则在牌号后加“A”,特级优质钢在牌号后加“E”,如20Cr2Ni4A。
合金工具钢牌号的表示方法
合金工具钢的牌号采用下列方法表示:
一位数字+ 元素符号+ 数字
平均含碳的合金元素合金元素平均
千分之几百分含量
注意:当C≥%时,牌号中不予标出。
例如,3Cr2W8V表示含C %,Cr %,V %;Cr12MoV表示含C≥%,Cr %,V %。
特殊性能钢牌号的表示方法
特殊性能钢牌号的表示方法基本上与合金工具钢相同,%——%之间时,牌号中用0表示;当含碳量≤%时,牌号中用00表示。
除此以外,还有一些特殊专用钢,为表示钢的用途,在钢的牌号前面冠以汉语拼音字母字头,而不标含碳量,合金元素含量的标注也特殊。例如,滚动轴承钢牌号的表示方法是:在牌号前加“
G”(“滚”字的汉语拼音字首,)如GCr15、GCr15SiMn、GCr9。这里应特别注意牌号中铬元素后面的数字是表示铬的千分之几,其他元素仍按百分之几表示。%,%,%的滚动轴承钢。
第三节合金结构钢
合金结构钢按照用途可分为工程用钢和机械制造用钢两大类。
工程用钢主要用于各种工程结构。这类钢是含少量合金元素的低碳结构钢,过去称为普通低合金结构钢,现今称为低合金高强度结构钢。
机械制造用钢主要用于制造机械零件,按其用途和热处理特点,又分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等