1、第第6 6章章 低合金钢和合金钢低合金钢和合金钢1 1、淬透性差、淬透性差2 2、强度和屈强比较低、强度和屈强比较低3 3、回火稳定性差、回火稳定性差4 4、不能满足特殊性能的要求、不能满足特殊性能的要求6.1合金钢的分类与牌号合金钢的分类与牌号6.1.1合金钢的分类合金钢的分类1按化学成分分类按化学成分分类（1）按钢中所含合金元素的种类分，）按钢中所含合金元素的种类分，可分为：可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。铬锰钛钢等。（2）按钢中合金元素总质量分数分，）按钢中合金元素总质量分数分，可分为：可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢。低合金钢、中合金钢和高合
2、金钢。2按钢的用途分类按钢的用途分类（1）合金结构钢：）合金结构钢：工程构件用钢（低合金高强度工程构件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。（2）合金工具钢：）合金工具钢：刃具钢（低合金刃具钢和高速刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）。钢）。（3）特殊性能钢）特殊性能钢：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易削钢等。耐磨钢和易削钢等。3按金相
3、组织分类按金相组织分类（1）按退火后的组织分：）按退火后的组织分：亚共析钢、共析亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢。钢、过共析钢、莱氏体钢。（2）按正火后的组织分：）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。4按冶金质量分类按冶金质量分类（1）普通低合金钢）普通低合金钢（2）优质低合金钢）优质低合金钢（3）优质低合金钢）优质低合金钢（4）高级优质合金钢）高级优质合金钢（5）特高级优质合金钢）特高级优质合金钢6.1.2 合金钢的牌号合金钢的牌号 如：如：60Si2Mn、1Cr13、GCr15 1、碳的质量分数数字、碳的
4、质量分数数字 2、合金元素的质量分数数字、合金元素的质量分数数字 3、符号、符号6.2 合金元素对钢的影响合金元素对钢的影响 6.2.1 合金元素对钢力学性能的影响合金元素对钢力学性能的影响 1、溶于铁，起强化基体作用、溶于铁，起强化基体作用 2、形成碳化物，起第二相强化、硬化作用、形成碳化物，起第二相强化、硬化作用 3、使结构钢中珠光体增加，起强化作用、使结构钢中珠光体增加，起强化作用 6.2.2 合金元素对钢工艺性能的影响合金元素对钢工艺性能的影响 1、对热处理的影响、对热处理的影响（1）对加热过程中奥氏体化的影响）对加热过程中奥氏体化的影响（2）对过冷奥氏体的影响）对过冷奥氏体的影响（3
5、）对回火转变的影响）对回火转变的影响 2、对焊接性能的影响、对焊接性能的影响 3、对锻造性能的影响、对锻造性能的影响6.3 低合金钢低合金钢6.3.1低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢 成分成分：低碳，低合金：低碳，低合金 性能性能：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳：塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。素的碳钢高。应用应用：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重：桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重和线等。和线等。牌号牌号：Q295 各种容器、储油罐、低压锅炉造船；各种容器、储油罐、低压锅炉造船；Q345 锅炉、车辆等；锅炉、车辆等；Q390 起重机等；起重机等；Q420 高压
6、容器、重型机械等。高压容器、重型机械等。低合金耐钢：车辆、塔架低合金耐钢：车辆、塔架 低合金专业用钢低合金专业用钢6.3.2 易切削结构钢易切削结构钢 牌号牌号：易切削钢：易切削钢Y15、Y40Mn、Y15Pb 性能性能：具有小的切削抗力，对刀具的磨损：具有小的切削抗力，对刀具的磨损小，切屑易碎，便于排出小，切屑易碎，便于排出 用途用途：螺柱、螺母、螺钉：螺柱、螺母、螺钉 自行车、缝纫机、计算机零件自行车、缝纫机、计算机零件6.3.3 低合金耐候钢低合金耐候钢 牌号牌号：09CuP,09CuPCrNi 性能性能：良好的耐大气腐蚀的能力：良好的耐大气腐蚀的能力 用途用途：农业机械、运输机械、起重
7、机械、：农业机械、运输机械、起重机械、铁路车辆、建筑、塔架等构件，铆接和焊铁路车辆、建筑、塔架等构件，铆接和焊接件接件6.4 机械合金结构钢机械合金结构钢 6.4.1 机械合金结构钢的分类及牌号机械合金结构钢的分类及牌号 1、分类、分类 按用途及热处理特点：渗碳钢、调质钢、按用途及热处理特点：渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、超高强度钢等弹簧钢、滚动轴承钢、超高强度钢等 按冶金质量的不同：优质钢、高级优质钢、按冶金质量的不同：优质钢、高级优质钢、特级优质钢特级优质钢2、机械合金结构钢的牌号、机械合金结构钢的牌号（1）合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢 由三部
8、分组成，即由由三部分组成，即由“二位数字二位数字+元素符号元素符号+数字数字”组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。表示合金元素含量的百倍。凡合金元素质量分数小于凡合金元素质量分数小于1.5%时，编号中只标明时，编号中只标明元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于量分数等于或大于1.5%、2.5%、3.5%，则，则在元素符号后相应标出在元素符号后相应标出2、3、4。（2）滚动轴承钢滚
9、动轴承钢 高碳铬轴承钢的牌号高碳铬轴承钢的牌号“G+Cr+数字数字”，但，但不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为例如：平均含铬量为1.50%的轴承钢，其牌的轴承钢，其牌号表示为号表示为“GCr15”。6.4.2 合金渗碳钢合金渗碳钢 化学成分化学成分：低碳：低碳 热处理特点热处理特点：锻造后进行正火；渗碳后淬：锻造后进行正火；渗碳后淬火和低温回火。火和低温回火。常用牌号常用牌号：20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4 6.4.3 合金调质钢合金调质钢 化学成分化学
10、成分：中碳：中碳 热处理特点热处理特点：调质处理：调质处理 常用牌号常用牌号：40Cr、35CrMo 6.4.4 合金弹簧钢合金弹簧钢 化学成分化学成分：中、高碳成分：中、高碳成分 热处理特点热处理特点：淬火：淬火+中温回火中温回火 常用牌号常用牌号：60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA 6.4.5 轴承钢轴承钢 化学成分化学成分：高碳：高碳 热处理特点热处理特点：预处理为球化退火；最终热：预处理为球化退火；最终热处理为淬火和低温回火处理为淬火和低温回火 常用牌号常用牌号：GCr4、GCr15、GCr15SiMn 用途用途：制造滚动轴承：制造滚动轴承 6.4.3 高锰耐磨钢高锰耐磨
11、钢 化学成分化学成分：高碳：高碳 热处理特点热处理特点：水韧处理：水韧处理 常用牌号常用牌号：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4、ZGMn13-5 应用应用：剧烈冲击、较大压力场合：剧烈冲击、较大压力场合 拖拉机、坦克的履带板拖拉机、坦克的履带板6.5 合金工具钢与高速工具钢合金工具钢与高速工具钢6.5.1 合金工具钢合金工具钢 表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均碳的质量分数大于平均碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当时，含碳量不标出；当其平均碳的质量分数小于其平均碳的质量分数小于1%时，则牌号前的数
12、字时，则牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。由于合金工具钢都属于方法与合金结构钢相同。由于合金工具钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。字。如如9SiCr 表示平均碳的质量分数为表示平均碳的质量分数为0.9%左右，铬、左右，铬、硅各为硅各为1%左右。左右。合金工具钢分为量具刃具钢、冷作模具钢、热作合金工具钢分为量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。模具钢、塑料模具钢等。量具刃具钢量具刃具钢 1、应用场合应用场合：主要用来制造车刀、铣刀、钻头：主要用来制造车刀、铣
13、刀、钻头等金属切削刀具。等金属切削刀具。2、特点特点：高硬度、高耐磨性、韧性、热硬性：高硬度、高耐磨性、韧性、热硬性 3、化学成分化学成分：低合金刃具钢是在碳素工具钢的：低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。基础上加入少量合金元素的钢。4、常用量具钢常用量具钢：如：如：9 SiCr：制造丝锥、板牙、：制造丝锥、板牙、铰刀等。铰刀等。CrWMn：制造长铰刀、拉刀等。：制造长铰刀、拉刀等。低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热低合金刃具钢的预备热处理是球化退火，最终热处理是淬火后低温回火。处理是淬火后低温回火。2、冷作模具钢冷作模具钢应用场合：冷态下（低于应用场合：冷态下（低
14、于200-300），冷冲模），冷冲模化学成分：化学成分：常用钢：常用钢：热处理：热处理：3、热作模具钢热作模具钢应用场合：应用场合：化学成分：化学成分：常用钢：常用钢：热处理：热处理：4、塑料模具钢塑料模具钢应用场合：应用场合：化学成分：化学成分：常用钢：常用钢：热处理：热处理：6.5.2 高速工具钢高速工具钢 不论碳的平均质量分数为多少均不予标出。如不论碳的平均质量分数为多少均不予标出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2 等，等，但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以“C”字。字。低铬（平均铬含量小于低铬（平均铬含量小于1
15、%）的合金工具钢，在铬）的合金工具钢，在铬含量前加数字含量前加数字“0”。例如：平均含铬量为。例如：平均含铬量为0.60%的合金工具钢，其牌号表示为的合金工具钢，其牌号表示为“Cr06”。塑料模具钢在牌号头部加塑料模具钢在牌号头部加“SM”，牌号表示方法，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。应用场合：应用场合：常用高速钢：常用高速钢：热处理：热处理：性能特点：性能特点：6.6 不锈钢与耐热钢不锈钢与耐热钢1、不锈钢、不锈钢常用不锈钢的牌号有常用不锈钢的牌号有1 Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr17、00
16、Cr30Mo2。含碳量较低的钢含碳量较低的钢1 Cr13、2 Cr13用于制造耐腐蚀、受冲击载荷用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件。的零件。如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。含碳量较高的钢含碳量较高的钢3 Cr13、3 Cr13 Mo、7Cr13等用于制造弹簧、等用于制造弹簧、轴承、医疗器械等轴承、医疗器械等铬镍不锈钢铬镍不锈钢铬镍不锈钢常用牌号有铬镍不锈钢常用牌号有0 Cr19 Ni9、1 Cr18 Ni9等，通称为等，通称为188型不锈钢。型不锈钢。2、耐热钢、耐热钢u抗氧化钢抗氧化钢u热强钢热强钢u气阀钢气阀钢 不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量不锈钢
17、及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍，合金元素的表示方法与其它合金钢分数的千倍，合金元素的表示方法与其它合金钢相同。相同。当碳的质量分数小于或等于当碳的质量分数小于或等于0.03%时，在牌号前时，在牌号前冠以冠以00”；当碳的质量分数小于或等于；当碳的质量分数小于或等于0.08%时，时，在牌号前冠以在牌号前冠以“0”。如不锈钢如不锈钢3Cr13 的平均的平均wC=0.3%、wCr13%；不；不锈钢锈钢0Cr19Ni9 的平均的平均wC0.08%、wCr19%、wNi9%；00r19Ni11钢的平均钢的平均wC0.3%、wCr19%、wNi11%。另外，当。另外，当wSi1.5%、wM
18、n2%时，牌号中不予标出。时，牌号中不予标出。特殊物理性能钢：特殊物理性能钢：永磁钢、软磁钢、无磁钢、永磁钢、软磁钢、无磁钢、高电阻钢、合金。高电阻钢、合金。低温钢：低温钢：是指用于制作温度在是指用于制作温度在0以下的零以下的零件盒结构件的钢种，广泛用于低温下工作的设件盒结构件的钢种，广泛用于低温下工作的设备。主要性能指标是低温冲击韧度和韧脆转变备。主要性能指标是低温冲击韧度和韧脆转变温度。温度。铸钢：铸钢：铸铁是含碳量大于铸铁是含碳量大于2.11的铁碳合金。的铁碳合金。一般合金钢的牌号前加一般合金钢的牌号前加“ZG”。一般用于制造。一般用于制造高耐磨的坦克履带、挖土机掘斗等。高耐磨的坦克履带、挖土机掘斗等。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
