合金钢
第六章工业用钢第一节钢的分类
第二节碳钢
一、碳素结构钢（工程构件用钢）
1．质量：普通S≤0.035%-0.050%，P≤0.035%-0.045%；
2．含碳量：中、低，C=0.06%-0.38%；
3．牌号：
F（Z、b、TZ）脱氧程度
MPa
4．热处理：热轧、正火
5．性能：强度不高，塑性较好，锻造和焊接等加工性能良好，价格便宜；
6．应用：一般工程构件和机器结构件不重要零件，如焊接件、铆接件，螺栓等。
二、优质碳素结构钢（机器零件用钢）
1．质量：优质S≤0.035%，P≤0.035%；
2．含碳量：低、中、高，C=0.08%-0.85%；
3．牌号：
两位有效数+ （Mn）
当Mn=0.7%-1.3%标出
含碳量的万分数
例：45 45 Mn
4．牌号、性能、热处理和应用
三、碳素工具钢
1．质量：优质S 、P ≤0.035%，P ≤0.035%；高级S ≤0.02%，P ≤0.03%； 2．含碳量：高，C=0.7%-1.3%； 3．牌号：例：T12A T + 数字 + A
高级
含碳量的千分数 “碳”
4、碳素工具钢的性能：硬度高、塑性和韧性低、淬透性与红硬性差。淬火+低温回火后硬度为58-62HRC 。
5、碳素工具钢的应用：多用于制造低速刃具、手用工具和量具。
四、碳素铸钢
1、质量：优质，P、S ≤0.04 % 。
2、含碳量：中、低，C = 0.2 % ~ 0.6 % 。
3、牌号：ZG + 屈服强度-抗拉强度值，例ZG200-400；
4、性能：力学性能优于铸铁、铸造性能较差；
5、应用：形状复杂，同时要求力学性能好的铸造零件。
五、碳钢的不足
①淬透性低；
②回火抗力差；
③不具备特殊的物理化学性能；
④屈强比低：碳钢屈强比的数值大约为0.6，而合金钢屈强比的数值一般为0.85～0.9。
因此，为了满足使用要求，在很多情况下必须先用合金钢。
第三节合金钢
一、钢的合金化
1．合金元素对钢中基本相的影响
1）形成合金铁素体
与碳亲合力很弱的合金元素，在钢中不和碳化合，而是溶入铁素体内形成合金铁素体，对基体起固溶强化作用，见下图和表。
2）形成合金渗碳体
与碳亲合力较强的合金元素，一般能够置换渗碳体中的铁原子而形成合金渗碳体。
它较渗碳体为稳定，硬度也较高，是一般低合金钢中存在的主要碳化物。
3）形成特殊碳化物
与碳亲合力很强的碳化物形成元素，倾向于形成特殊碳化物。
它比合金渗碳体具有更高的溶点、硬度与耐磨性，而且更稳定。
2．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
1）绝大多数合金元素的加入使S点和E点左移
（1）致使含碳量小于0.77%的钢成为过共析钢。
例1、餐具厂用4Cr13钢制作餐刀是由于大量Cr的加入使S点左移，虽然它的平均含碳量为0.4%，但已是过共析钢了。
（2）绝大多数合金元素的加入使E点左移，致使含碳量小于2.11%的钢中出现莱氏体（称这类钢为莱氏体钢）。
例2、如高速钢W18Cr4V中的平均含碳量为0.7%～0.8%，但它属于莱氏体钢。
2）扩大或缩小 区的合金元素：
当加入量达一定值时，可能使室温下的组织成为单相奥氏体或单相铁素体。
例3、Ni > 27% →奥氏体钢；9%Ni + 18%C r →奥氏体钢。
例4、C r > 17% →铁素体钢。
3）影响钢的热处理温度A1、A3、A cm：偏高。
3．合金元素对钢热处理的影响
1）细化晶粒
除了镍和钴以外，大多数合金元素均减缓奥氏体的形成过程。
除了锰和硼以外，大多数合金元素有阻碍奥氏体晶体晶粒长大的作用。
2）增加钢的淬透性，同时增加残余奥氏体量
除了Co以外，其它合金元素均使C曲线右移，增加钢的淬透性。
除了Co的Al以外，其它合金元素均使M s点、M z点下移，使钢在淬火后残余奥氏体量增多。
淬透性对钢的性能的影响举例：
3）对钢回火转变的影响
1）增大回火抗力（回火稳定性）
在保持相同硬度的条件下，合金钢的回火温度比碳钢高些，从而使内应力消除得充分一些，韧性也就更高一些。
2）产生二次硬化现象
（1）二次硬化：
（2）机理：造成二次硬化的主要原因是钢中加入强碳化物形成元素以后，在500～600℃回火时，从马氏体中析出与母相保持共格关系的高度弥散的特殊碳化物（如Mo2C，W2C，VC等）使硬度反而上升。
3）出现第II类回火脆性
（1）第II类回火脆性：镍铬钢在450～650℃回火后缓慢冷却会出现冲击韧度剧烈下降。
（2）产生的原因：镍、铬造成杂质在晶界偏析。
（3）防止措施：
①在此温度范围内回火后快冷，用于小零件；
②在钢中加响应W1%或Mo0.5%，用于大零件。
总结
1、合金元素的主要作用；
2、合金钢优点:
① 透性好，可油淬，变形小； ② 红硬性高；
③ 屈强出的数值一为0．85－0.9;
④ 可节省20－30 ％材料，可制作大尺寸、复杂、高强零件。
二、合金结构钢
（一）低合金高强度结构钢（工程建筑用钢）
1、性能要求
（1）具有良好的综合力学性能：
MPa x 650350-=σ，%23%16-=δ，2/7060cm J a x -=。
（2）良好的工艺性能：易于冷热加工成形，且具有优良的焊接性。
（3）较好的抗蚀性。
（4）较低的临界脆性化温度一般为-30℃左右。
2、成分特点
（1）含碳量较低，多数为0.1%-0.2%；
（2）锰为主加元素用来强化铁素体；
（3）加元素V、Ti等起细铁素体晶粒作用；
（4）加P、Cu等提高耐腐蚀性能。
3、牌号、成分、性能与用途
C 质量等级符号——旧牌号“16Mn”
屈服强度，单位MPa
“屈”
4、供货状态
热轧；热处理：正火；
显微组织：铁素体—珠光体组织。
5、应用
锅炉、压力容器、船舶、桥梁等工程构件，占总钢量的15.4%左右。（二）调质钢
1、工作条件
较大的弯矩，传递扭矩；且受力是交变的；在启动工作或刹车时有较大冲击；有些轴类零件与轴承配合时还会有摩擦磨损；总之，受力复杂。
2、其性能要求
有良好的综合机械性能，即高强韧性的统一。
3、成分特点
1）中碳；2）Cr、Mn提高淬透性；3）Mo抑制第二类回火脆；4）Ti细化晶粒。
4、主要钢种：4
5、40Cr、35CrMo
5、加工工艺路线
下料→锻造→预备热处理→粗加工→调质（淬火+高温回火）→（局部感应淬火+ 低温回火）→磨削精加工→装配。
局部硬化：采用表面感应淬火及自回火，得到表面组织为回火马氏体，使耐磨性提高；
6、应用：机床主轴、汽车半轴、曲轴、连杆和高强螺拴等零件。
（三）渗碳钢
1、工作条件
拉伸、曲、转等变形破；表面磨损及接触疲劳破坏；受强烈冲击。
2、性能要求：“外硬里韧”或“外硬里强韧”。
3．成分特点：1）低碳；2）Cr、Mn提高淬渗性；3）Ti细化晶粒。
4. 主要钢种：20、20Cr、20CrMnTi。
5．加工工艺路线
下料→锻造→正火→机械加工→渗碳（930℃）→（直接或一次或二次）淬火（830℃）→低温回火（200℃）→磨削精加工→装配。
（四）弹簧钢
1、性能要求：
1）作用：减振储性；
2）失效形式：疲劳断裂和失去弹性。
3）性能要求：
（1）高的σS、σ-1和σs/σb；（2）一定的σ、αk；（3）淬透性好；（4）好的环境稳定性。
2、成分特点
1）含碳量中、高；2）加Si、Mn提高淬透性，强化铁素体F。
3、常用弹簧钢钢种：65Mn、60Si2Mn。
4、加工工艺
1）冷成形弹簧：
对小型弹簧，一般在热处理强化后冷拔或冷卷成形，其强度极限可达1600MPa以上，且表面质量好。
2）热成形弹簧：
对于中大型弹簧加热至奥氏体区进行热卷成型，经淬火+中温回火+喷丸处理，得到回火屈氏体组织，保证了高的弹性极限和足够韧性。
（五）滚动轴承钢
1、工作条件
受载面积很小，有很高的集中交变载荷；接触部位滚动和滑动摩擦。
2、性能要求
（1）高的表面硬度61-65HRC，提高耐磨性；
（2）高的弹性极限和接触疲劳强度；
（3）足够的霞性和淬透性；
（4）良好尺寸稳定性；
（5）一定的耐蚀性。
3、成分特点
1）高碳低铬：0.95-1.15%C、Cr<1.6%，形成铬碳化物；
2）Cr、Mn、Si等提高淬透性，强化铁素体；
3）严控S、P，确保接触疲劳性能。
4．牌号:GCr15、GCr9（数字表含Cr量为千分之几）。
5、加工工艺路线（与工具钢相同）
锻造→正火+球化退火→机械精加工→淬火+冷处理→低温回火→磨削→去应力回火。
6、显微组织：回火马氏体+ 细小弥散碳化物。
三、合金工具钢
（一）刃具钢
1、工作条件：承受切削力、切削热、冲击、震动、强烈摩擦等作用。
2、性能要求
1）高硬度、高耐磨性（HRC>60）；2）高的红硬性；3）一定的强韧性，防止刀刃折断、崩刃。
3、成分特点
1）高碳：0.7-1.3%；
2）常加入合金元素Cr、W、Mo、V等，提高红硬性、耐磨性、淬透性及防止其变形。
3）严格限制S、P含量，保证工具钢具有一定韧性。
4、加工工艺路线
下料→锻造→正火+球化退火→机械精加工→淬火→低温回火→磨削→装配
5、常用刃具钢牌号与热处理
（二）模具钢
1．冷作模具钢----冲裁模、拉拨模、冷镦模
1）工作条件
冲击载荷、强烈摩擦、很高压应力和弯应力、切削温度高达200~300℃。
失效形式：磨损、崩刃、变形、断裂。
2）性能要求
（1）高硬度和耐磨性；（2）高强度和疲劳抗力；（3）一定的韧性；好的淬透性；（4）热处理变形小。
3）化学成分
（1）高碳；（2）高合金（提高淬透性、二次硬化、防回火脆性）。
4）热处理工艺：淬火+ 低温回火。
5）组织：M回+ 合金碳化物+ Ar
6）常用冷作模具钢：Cr12、Cr12MoV
7）选择原则
（1）对于尺寸小，形状简单的模具，可选用淬透性低有碳素工具钢；（2）形状复杂的模具，可用低合金工具钢。
（3）若加工批量大，要求寿命高或载荷较重的可选择Cr12型钢，其中Cr12MoV应用最广，有微变形钢的美称。
（4）对于承受重载荷的或要求高热硬性时可用高速钢制作模具。
2．热作模具钢------锤锻模、热压模、压铸模
1）工作条件
载荷复杂；强烈摩擦、工作温度500~900℃、冷热循环。
失效形式：磨损、崩裂、塌陷、龟裂。
2）性能要求
（1）高温综合性能好；（2）高淬透性：（3）低回火脆性；（4）良好的韧性；（4）良好的抗氧化和冷热疲劳的能力。
3）化学成分
（1）中碳；（2）中高合金：提高淬透性、韧性；二次硬化；防回火脆性。
4）热处理工艺
（1）热锻模：5CrNiMo
热处理工艺：调质处理（淬火+高温回火）。
组织：S回和T回
（2）热压模：3Cr2W8V
热处理工艺：淬火+ 三次560℃回火。
组织：M回+ 合金碳化物+ Ar
四、不锈钢
不锈钢：在一定腐蚀介质中不受腐蚀或抗蚀性很高的钢称为不锈钢。
腐蚀：是指钢与周围介质发生化学作用或电化学作用而受到破坏的现象。
金属抵抗腐蚀的能力称为金属的抗蚀性。
1、金属的腐蚀和防护
腐蚀形式：面腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等。
主要原因：电化学腐蚀。
1）电化学腐蚀的条件
①必须有两种或两相金属；
②有电解质溶液存在；
③三者互相接触，形成微电池。
由于大气中含有蒸气、CO2和SO2等气体，在两种或两相金属之间很容易形成上述条件，所以常温下的腐蚀几乎都是电化学腐蚀。
2）防止金属腐蚀的方法
（1）表面保护：发蓝、磷化、钝化、阳极化、喷漆、电镀等。
（2）合金化
在金属中加入一定的合金元素，使其本身的抗蚀性提高。这是一种最有效的方法，可以从根本上防止金属腐蚀。
钢铁材料基础知识讲解
钢铁材料基础知识 1 材料：金属、非金属 2 金属材料： 共性：有光泽、良的导热导电性能，金属学中分为晶体 黑色金属：铁、钴、镍 有色金属（非黑色金属） 3 钢铁材料 纯铁、钢材、铸铁 3.1 纯铁： 铁的密度为7.9克/立方厘米，熔点，是1534℃， 3.2 钢： 铁中加入碳，0.02-2.11%之间，理论上讲，我们使用的是钢，丌是铁，有时将低碳钢叫做铁，是错误的。 3.3 钢的一些性能 物理性能 熔点在1148℃以上；密度在7.85克/立方厘米；线膨胀系数 10.6-12×10-6×/℃；弹性模量E=210GPa 材料力学中 简支梁公式 y=PX/12EI×（3l2/4-x2）最大挠度y=PL3/48EJ I 惯性矩 悬臂梁 y=PX2/6EI×（3l-x）最大挠度y= PL3/3EJ Rmax=Mmax/WZ
力学性能： GB228-1987 金属拉伸试验方法 GB/T228-2002 金属材料室温拉伸试验方法开始改 GB/T228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 抗拉强度Re（σb）；屈服强度Rm（σs）；断后伸长率A%；硬度（HB、HR、）不 抗拉强度紧密相关大约是Re=0.3-0.6HB GB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 冲击吸收能量K（94标准为吸收功） 化学性能： 五大元素 C Si Mn S P 影响韧性 碳对钢材性能的影响 铁中加入碳之后，随着碳含量增加，钢材的抗拉强度增加。韧性下降 4 钢材的种类 按化学成份分类 (1) 碳素钢： a.低碳钢（C≤0.25%）； b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）； c.高碳钢（C≥0.60%）。 (2)合金钢： a.低合金钢（合金元素总含量≤5%） b.中合金钢（合金元素总含量>5~10%） c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。 按用途分 (1)普通钢 a.碳素结构钢：。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢 (2)优质钢（包括高级优质钢）
合金钢练习题及参考答案汇总
（合金钢） （一）填空题 1. 根据各种合金元素规定含量界限值，将钢分为、、 三大类。 2. Q235AF表示σ= MPa，质量为级的钢。s 3.Q390A表示σ= MPa，质量为级的钢。s 4.钢中提高淬透性元素的含量大，则过冷奥氏体，甚至在空气中 冷却也能形成马氏体组织，故可称其为空淬钢。 5.高的回火稳定性和二次硬化使合金钢在较高温度（500～600℃）仍保持高硬度（≧60HRC），这种性能称为。 6.易切削钢是指钢中加入S，Pb、等元素，利用其本身或与其他元素 形成一种对切削加工有利的化合物，来改善钢材的切削加工性。 7.钢的耐热性是和的综合性能。耐热钢按性能和用 途可分为和两类。8.常用的不锈钢按组织分为、、。 （二）判断题 1.随着合金元素在钢中形成碳化物数量的增加，合金钢的硬度、强度提高，塑性、韧性下降。（） 2.合金元素中的镍、锰等合金元素使单相奥氏体区扩大。（） 3.高速钢的铸态组织中存在莱氏体，故可称为莱氏体钢。（） 4.高熔点的合金碳化物、特殊碳化物使合金钢在热处理时不易过热。（） 5.由于合金钢的C曲线向右移，临界冷却速度降低，从而使钢的淬透性下降。（） 6.Q345钢属于非合金钢。（） 7.合金渗碳钢是典型的表面强化钢，所以钢中含碳量w＞0.25％。（）C截面较大的弹簧经热处理后一般还要进行喷丸处理，使其表面强化。8. （） 9.GGr15钢中铬的质量分数为1.5％，只能用来制造滚动轴承。（） 10.20CrMnTi是应用最广泛的合金调质钢。（） （三）选择题 1.钢中的元素引起钢的热脆，钢中元素引起钢的冷脆。 A.Mn B.S C. Si D.P 2.含有Cr、Mn、Mo、W、V的合金钢，经高温奥氏体充分均匀化并淬火后，至
常用合金钢
常用合金钢（知识扩展）一.合金钢分类与编号二.低合金结构钢Q345、Q420 三. 机器零件用钢40Cr、65Mn、60Mn2Si、20Cr、20CrMnTi、GCr15 四.合金工具钢9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、Cr124Cr5MoSiV 五.特殊性能钢1Cr13、9Cr18、1Cr17、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13 合金钢分类 1.按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类低合金钢（合金总量低于5 %）中合金钢（合金总量为5 %～10 %）高合金钢（合金总量高于10 %）2.按用途分类：按用途分类：按用途分类合金结构钢低合金结构钢(也称普通低合金钢) 合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢滚珠轴承钢合金工具钢合金刃具钢(含低合金刃具钢、高速钢) 合金模具钢(含冷模具钢、热模具钢) 量具用钢特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢合金钢编号首部用数字标明碳质量分数: 结构钢以万分之一为单位的数字（两位数), 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳质量分数,而工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不标出。在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明:平均质量分数少于 1.5%时不标数, 平均质量分数为 1.5%～2.49%、 2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明. 如GCr15表示碳质量分数约1.0%、铬质量分数约 1.5%(特例)的滚珠轴承钢. Y40Mn,表示碳质量分数为0.4%、锰质量分数少于 1.5%的易切削钢. 普通低合金钢Q345 用途主要用于制造桥梁,船舶,车辆,锅炉,压力容器,输油输气管道,大型钢结构等.在热轧空冷状态下使用,组织为细晶粒的F+P,不再热处理. 化学成分wt% C Mn Si V Nb Ti 0.015 0.18 ～ 1.0 ～0.55 0.02 0.20 1.6 ～0.15 ～0.06 厚度mm <16 16～35 35～50 σs MPa ≥345 ≥325 ≥295 σb MPa 470～630 0.02 ～0.2 机械性能δ5 % Akv(20℃) J 34 21～22 GB/T1591-1994 Q345包括旧钢号12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu Q420 普通低合金钢在正火状态下使用,组织为F+S 化学成分wt% V Nb Ti 0.02 ～0.2 0.015 ～0.06 0.02 ～0.2 δ5 % C ≤0.20 厚度mm <16 Mn Si Cr ≤0.40 Ni ≤0.70 1.0 ～0.55 1.7 34 18～19 16～35 GB/T1591-1994 ≥380 35～50 Q345包括旧钢号15MnVN ,14MnVTiRE 机械性能σs MPa σb MPa ≥420 520～680 ≥400 Akv(20℃) J 合金调质钢(低淬透性) 40Cr 热处理毛坯尺寸＜25mm 用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓、进气阀主要化学成分wt% C Mn Si Cr Mo 机械性能（≥）退火态H B 淬火℃回火℃σb σs δ5 ψ Akv % % J MP MP a a 0.37 0.5 0.17 0.8 0.07 850 520 980 785 9 45 47 2 0 油水～～～～～0.44 0.8 0.37 1.1 0.12 7 油（GB/T3077－1999）合金弹簧钢钢号C 65Mn 60Mn2Si 主要成分w % Mn Si Cr 热处理淬火℃回火℃机械性能σs MPa σb MPa δ10 ψ % % 65Mn 0.62 ～0.70 60Si2 0.56 Mn ～0.64 0.90 ～1.20 0.60 ～0.90 0.17 ～0.37 1.50 ～2.00 ≤ 830 540 0.25 油800 1000 8 30 ≤ 870 480 1200 1300 5 0.35 油GB/T1222-1985 25 65Mn 60Mn2Si钢应用举例：截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧合金渗碳钢(低淬透性合金渗碳钢低淬透性) 20Cr 低淬透性用途：可制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件.能同时承受强烈的摩擦磨损,较大的交变载荷,特别是冲击载荷机械性能（≥）主要化学成分wt% 热处理℃C Mn Si Cr 渗预淬回σb σs δ ψ Akv 5 碳备火火MP M J % % a P 处 a 理0.17 0.5 0.20 0.7 9 ～～～～3 0.24 0.8 0.40 1.0 0 8 8 0 水油780 2 0 ～820 0 水, 油8 3 5 5 4 0 毛坯尺寸m m 10 4 47 ＜0 1 5 GB/T3077-1999 合金渗碳钢(中淬透性合金渗碳钢中淬透性) 中淬透性20CrMnTi 主要化学成分wt% C Mn Si Cr Ti 毛渗预淬回σb σs δ ψ Ak 坯尺v 碳备火火MP MP % % 2 0 寸处℃m a a 理J m 9 3 0 8 8 0 油7 2 7 0 0 0 油1 85 1 4 55 < 0 0 0 5 15 8 GB/T3077-1999 0 热处理℃机械性能（≥）0.17 0.80 0.1 1.0 7～～～～0.23 1.10 0.3 1.3 7 0.04 ～0.10 滚珠轴承钢GCr15 用途：制造滚动轴承的滚动体(滚珠、滚柱、滚针),内外套圈等. 或制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件. 淬回
钢材知识详解
钢材知识 目录：钢材分类 什么是特殊钢？ 理论重量计算方法 对钢材性能产生影响的元素 冶金术语 金属材料性能 金属材料的检验 金属型铸造 钢材分类 线材：普线高线螺纹钢 型材：工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢H型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿轮钢六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴承圆钢矩型管弹簧钢 板材：中厚板容器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷板镀锌板电镀锌板电镀锌卷锰板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热轧带钢 管材：焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝 一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。 1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔
炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。 铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。 2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。 3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。 二、钢的分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种： 1、按品质分类 (1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%） (2) 优质钢（P、S均≤0.035%） (3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%） 2.、按化学成份分类 (1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。 (2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。 3、按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。
合金钢与特殊钢知识摘要
合金钢与特殊钢知识摘要 1.合金钢是指碳钢添加一种或一种以上合金元素所形成的钢料。碳 钢除了碳以外，若是含超过微量的其它元素，例如：含锰量在1.65％以上、含硅量在0.60％以上或含铜量在0.06％以上等等，就属于合金钢， 2.合金钢依其用途来区分，可分为构造用合金钢和特殊钢，构造用 合金钢是使用在一般机械的构成组件或建筑土木构造上，特殊钢是使用在需要高温硬度、耐蚀、耐热、磁性等特别的场合。 3.一般构造用合金钢由于使用的场合不同，可以分为非热处理型和 热处理型两类，前者大多是属于低含碳量和低合金量，构成之后也无法再实施热处理，包括高强度低合金钢、易切钢等，后者多属于热处理用中合金钢，包括镍钢、铬钢、镍铬钢、铬钼钢、镍铬钼钢等。 4.工具钢的材料大致包括：高碳工具钢、合金工具钢、高速钢、工 具用硬质合金等。除硬质合金之外，工具用钢料之中以高碳工具钢的合金量少，价钱比较便宜，而高合金量的工具钢或高速钢，价钱较昂贵。 5.工具钢必须强韧、耐磨耗、且具有常温及高温硬度等特性，以其 合金成份和构造用合金钢相较，则除了含碳量增加之外，Cr、Mo、Ni等仍然为基本元素(或是增加其含量)，另外必要时在添加耐高温的W、V及Co等。
6.在钢中添加Cr和Ni可以增加钢的耐蚀性。钢的耐蚀性主要随Cr 的含量而增加，一般耐蚀钢的分类，含Cr量在12﹪以上之Fe-Cr 合金，几乎不会被侵蚀称为不锈钢，含Cr量在12﹪以下之Fe-Cr 合金，则称为耐蚀钢，实用上是以不锈钢为主。 7.弹簧用的钢料必须具备耐冲击、疲劳限高而且不产生永久变形的 特性，适用的钢料大致可以分为：碳钢、硅锰钢、硅锰铬钢三类。 弹簧的制造必须先韧化、成形，然后在实施热处理之后使用。
碳素钢与合金钢
碳素钢与合金钢的区别 钢是泛指铁碳合金,或者叫做碳元素在晶体铁中的固溶体. 20 30 35 40 45号钢分别表示含碳量为0.2%、0.3%、0.35%、0.45%的优质碳素钢 所谓碳素钢,即除了铁元素外,材料中一般只有碳硅锰磷硫这五大天然元素，而再没有添加其他合金元素. 合金钢,是钢中除了铁和五大天然元素以外,还人为添加了另外的合金元素,以改变或者提高钢的某些特性.如CrNiMnMoWVB等。 可以理解为，碳素钢不含有其他合金元素；含有其他合金元素的钢即是合金钢。 马氏体不锈钢： 强度高，但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。锻造、冲压后需退火。铁素体不锈钢： 含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 奥氏体不锈钢： 含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的C<0.08%，钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等，另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷或风冷，以获得单相奥氏体组织。
第七章 合金钢简答题
第七章合金钢 碳钢具备很多优点，在机器制造业中获得了广泛应用。但是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具备特殊的物理、化学性能，且屈强比低，约为0.6。而合金钢屈强比一般为0.85～0.9。在零件设计时，屈服强度是设计的依据。所以，碳钢的强度潜力不能充分发挥。为了满足使用要求，必须选用合金钢。 1、合金元素对钢中基本相有哪些影响？ 答：⑴与碳亲合力很弱的合金元素，溶入铁素体内形成合金铁素体，对基体起固溶强化作用，与碳不发生化合反应。 ⑵与碳亲合力较强的合金元素，一般能置换Fe3C中的铁原子，形成合金Fe3C。合金Fe3C较Fe3C稳定性略高，硬度较为提高，是低合金钢中存在的主要碳化物。 ⑶与碳亲合力很强的合金元素，且含量大于5％，易形成特殊碳化物。它比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度、耐磨性和回火稳定性。 2、普通低合金钢与含碳量相同的碳素钢相比有什么特点？这类钢常用于哪些场合？钢中合金元素主要作用是什么？ 答：普通低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢，其含碳量＜0.2％，合金元素含量＜3％。与具有相同含碳量的碳素钢相比具有较高的强度，较高的屈服强度，因此，在相同受载条件下，使结构的重量减轻20～30％。具有较低的冷脆转变温度（-30℃）。 普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。因此它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。 钢中合金元素的主要作用：Mn—强化铁素体基体；V、Ti—细化铁素体晶粒，形成碳化物起弥散强化的作用；Cu、P—提高钢对大气的抗蚀能力。 3、普通低合金钢常用于哪些场合？对性能有何要求？如何达到这些性能要求？ 答：普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。 由于它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。因此对它的性能要求如下：良好的综合力学性能，ζs＝350～650 MPa，δ＝16～23％，αk＝60～70 J/cm2；良好的焊接性、冷热加工性；较好的抗蚀性；低的冷脆转化温度，一般为-30℃。 为了达到这些要求，普通低合金钢碳含量低，一般为0.1～0.2％；合金元素含量低，一般＜3％。主加元素Mn用来强化铁素体基体；辅加元素V、Ti用来形成碳化物起弥散强化的作用，同时细化铁素体晶粒；Cu、P用来提高钢对大气的抗蚀能力。 4、合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？为什么合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高？ 答：合金钢中的合金元素能溶入铁素体基体起固溶强化作用，只要加入量适当并不降低钢的韧性；除了Co和Al外，其它合金元素均使C曲线右移，使合金钢淬火时临界冷却速度下降，淬透性提高，从而使力学性能在工件整个截面上均匀（特别是ζs和αk）。故合金钢力学性能好。 合金钢淬透性高，临界冷却速度小，故可用较小的冷却速度进行淬火，使热应力大大降低，所以，合金钢的热处理变形小。 合金工具钢中存在合金渗碳体和特殊炭化物，比碳素工具钢中的渗碳体具有更高的硬度和稳定性，弥散度高，故耐磨性高。
合金钢的分类和牌号
合金钢的分类和牌号教学设计说课 哈尔滨市第十八职业中学 李玉玲
《合金钢的分类和牌号》教学设计说课 [课题]合金钢的分类和牌号（中国劳动社会保障出版社金属材料与热处理第四版第７章第２节） [课型]新授课 [教学模式]引导学生自主学习 [教学目标] ·知识目标 掌握合金钢的分类和合金钢的牌号。 ·技能目标 让学生自主或以合作交流的方式，研究合金钢在生产和生活中的应用，培养其自主学习及知识迁移能力，以促进学习者问题解决能力的伸展。·情感目标 激发学生学习金属材料的兴趣；培养学生积极独立思考的意识。 [教学重点] 合金钢的分类和牌号。 [教学方法] 通过任务驱动法来引导学生自主学习。 [教学手段] 讲述、教具、生活中的实例。 [课时安排]
[课前准备] 提前预备一些教具。 [讲授过程] （一）复习： 1、上节课我们学习碳素钢和合金钢，二者有何相同点和不同点。（学生思考并做出回答……） 2、碳素钢的分类方法有哪些？(学生思考并做出回答……) （二）导入：碳素钢的冶炼、加工简单，价格便宜，但有一些重要零件若选用碳素钢，就达不到性能要求。因此，人们在机械制造业中广泛使用合金钢。（明确研究方向，激发探究欲望） （任务一：合金钢按用途分类）结合碳素钢按用途分类用类比的方法或小组讨论完成合金钢的分类。培养学生整理知识的能力。每一种钢的用途不同。 教师提出问题： （１）桥梁上的钢筋使用碳素结构钢好还是使用合金钢结构钢好（扩大学生知识面） （２）碳素工具钢是用来制造刀具、量具、模具。合金工具钢是否也用来制造刀具、量具、模具？ （３）特殊性能钢具有某种特殊物理、化学性能的钢。在日常生活中你们接触过特殊性能钢？ 通过层层设疑，引领学生不断思考，积极探究，让学生感受知识发生发展的过程，从而培养生学习兴趣，增强学生的探究意识。
工程材料中合金钢汇总
工程材料中合金钢汇总 精美排版
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
工程材料中合金钢部分总结 机13 白生文2011010462 钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途 低合金高强度结构钢Q345, Q420 高强度，高韧 性，良好的冷成 型性能和焊接 性能，低的冷脆 性转变温度，良 好的耐蚀性 <0.20% Mn:固溶强化；降低 奥氏体分解温度，细 化F和P；使S点左 移，使P相对增多。 提高强度和韧度。 Nb,Ti,V：形成细的碳 氮化合物，防止奥氏 体长大，细化铁素体； 冷却时弥散析出，弥 散强化。 热轧空冷铁素体和索氏体大型结构，桥梁，船舶，车辆， 锅炉等 合金渗碳钢20CrMnTi 表面渗碳层硬 度较高，心部强 韧性较好，良好 的热处理工艺 性能 0.10%~ 0.25% Cr，Ni，Mn：Cr提 高淬透性，提高表面 渗碳层耐磨性；Ni提 高心部韧性。 Ti，V，W，Mo：形 成稳定碳化物，防止 A长大；提高渗碳层 硬度和耐磨性 渗碳+淬火+ 低温回火 表层：回火马氏体+合金 渗碳体+残余奥氏体 心部：回火马氏体+屈氏 体+少量铁素体 受冲击载荷、交变载荷。如变 速齿轮、内燃机凸轮轴、活塞 销等 合金调45CrNiMo 强韧塑综合性0.25%~ Cr,Ni,Mn,Si,B：提高淬火+高温回回火索氏体汽车、拖拉机、机床上的受力 3
质钢能较好0.50% 淬透性 W，Mo：防止二类回 火脆性（油冷回火） 火较复杂的齿轮、轴、连杆等 非调制机械结构钢F45MnVS 替代调质钢，减 少工艺难度 0.32~0.5 2,0.09~0 .16 V细化晶粒，弥散强 化；Mn细化P，使P 增加；B得粒状T 热轧空冷（正 火） 索氏体+铁素体注：微合金化，控制轧制，控 制冷却 钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途 合金弹簧钢60Si2Mn 高的弹性极限， 高的屈强比； 高的疲劳强度； 足够的塑韧性。 中高碳 0.50%~ 0.70% Si，Mn：提高淬透性 和屈强比 Cr，W，V：不宜过 热，不易脱碳，冲击 强度和高温强度提 高。 1、热成形： 淬火+中温回 火（喷丸强 化） 2、冷成性 （具体见书） 回火屈氏体弹簧，弹性元件 滚珠轴承钢GCr15 高接触疲劳强 度；高硬度和耐 磨性；足够的韧 性和淬透性 高碳 0.95%~ 1.10% Cr：提高淬透性和耐 磨性，提高接触疲劳 强度 Si，Mn：提高淬透性 V：形成碳化物，防止 过热（A长大） 球化退火+淬 火+低温回火 冷处理： -60~-80度。 时效处理： 120~130度 回火马氏体+粒状碳化 物+残余奥氏体 注：严格控制夹杂物， 解除疲劳起源于夹杂物 滚珠、轴承、滚针、内外套圆、 精密量具、丝杠、冷冲模 低合金刃具钢9SiCr CrWMn 高硬度和耐磨 性； 足够的韧性和 塑性； 高碳 0.9%~ 1.1% Cr，Mn，Si提高淬 透性；Si提高回火稳 定性；W，V提高硬 度和耐磨性，细化晶 粒，防止过热 球化退火+淬 火+低温回火 回火马氏体+碳化物+少 量残余奥氏体 低速刃具，丝锥、板牙、量块 等 高速钢W18Cr4V 高热硬性； 高硬度和耐磨高碳 0.7%~ Cr提高淬透性，提高 抗氧化抗脱碳能力； 球化退火： 870~880 回火马氏体+碳化物+少 量残余奥氏体 各种刀具，高速切割的刀具 4
合金钢知识点
结构钢（低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、高锰耐磨钢） 一、低合金高强度结构钢 1、性能要求⑴高强度及足够韧性。⑵良好的焊接性能。⑶良好的耐蚀性及低的韧脆转变温度。 2、成分特点（1）低碳：≤0.2%C. ⑵合金元素：主要是Mn，还有少量V、Ti、Nb等。① Mn的作用是强化铁素体；增加珠光体的量。 ② V、Ti、Nb等起细化晶粒和弥散强化作用。③另外加Cu、P可提高耐蚀性；加RE可提高韧性、疲劳极限，降低冷脆转变温度。 3、热处理：大多数热轧空冷后使用。少数可用正火+高温回火处理。 4、使用状态下组织：F+P 5、用途： Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的压力容器。 Q460钢含Mo、B，正火组织为贝氏体，强度高,用于石化中温高压容器 二、渗碳钢 1、性能要求⑴表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧。⑵良好的热处理性能,如淬透性和渗碳能力。 2、成分特点（1）低碳：0.1~0.25%C ⑵合金元素作用①提高淬透性：Cr、Mn、Ni、B ②强化铁素体：Cr、Mn、Ni③细化晶粒 W、Mo、Ti、V 3、热处理特点渗碳件的加工工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火；正火目的为调整硬度，便于切削加工；淬 火温度一般为Ac1+30-50℃。 4、使用状态下组织心部：M回+F 表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量)； 5、常用钢号及用途低淬透性钢：20、20Cr 用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性钢：20CrMnTi。用于中等 载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。高淬透性钢：18Cr2Ni4WA.用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。 三、调质钢 1、性能要求⑴良好的综合力学性能. ⑵良好的淬透性。 2、成分特点⑴中碳：0.3~0.5%C ⑵合金元素作用：①提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B②强化铁素体: Mn、Si、Cr、Ni③细化晶粒: Ti、V④防止第二类回火脆性: W、Mo 3、热处理及组织特点调质件的加工工艺路线为：下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→(表面淬火+低温回火)→装配；调质目的： 获得良好综合力学性能①为表面淬火作组织准备；②获得最终心部组织.表面： M回；心部：S回使用状态下的组织为：S回，为提高表面耐磨性，调质后可进行表面淬火或氮化。 4、常用钢号及用途①低淬透性钢：D0油<30~40mm, 常用 4 5、40Cr, 用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等。②中淬透性钢： D0油≈40~60mm， 常用40CrNi，用于制造大中型零件。③高淬透性钢：D0油>60mm, 常用40CrNiMo, 用于制造大截面重载荷零件，如曲轴等。 四、弹簧钢 1、性能要求：弹簧是利用弹性变形储存能量或缓和冲击的零件。⑴高屈服强度（σs），σs/σb；高的σ-1；足够的韧性⑵高的淬透性。 2、成分特点⑴中高碳：碳素弹簧钢为0.6~0.9%C，合金弹簧钢为0.45~0.7%C ⑵合金元素作用：①提高淬透性、强化铁素体：Mn、Si、 Cr②提高σs/σb：Si③细化晶粒：V 3、热处理及组织特点⑴冷成型弹簧：冷拔→冷成型→定型处理(250~300℃)。用于<φ10mm弹簧。⑵热成型弹簧：热成型→淬火+中温 回火使用状态下的组织：T回用于大截面弹簧(>φ10mm) 4、常用钢号及用途（1Si、Mn弹簧钢，如65Mn、60Si2Mn，用于制造较大截面弹簧。（2Cr、V弹簧钢，如50CrV，用于大截面、大载荷、 耐热的弹簧。 五、滚动轴承钢 1、性能要求⑴高而均匀的硬度和耐磨性。⑵高的R m和接触疲劳强度。⑶足够的韧性、淬透性和耐蚀性. 2、成分特点⑴高碳：0.95~1.10%C ⑵合金元素：以Cr为主,加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性，Cr还提高耐磨性（形 成合金渗碳体）和耐蚀性。当>1.65%Cr时,会因A’增加而使硬度和稳定性下降。 3、热处理和组织特点滚动轴承钢是过共析钢。⑴热处理：球化退火+淬火+低温回火⑵组织： M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 淬火后 进行冷处理(-60 ~ -80℃), 可以减少A’、稳定尺寸. 4、常用钢号及用途应用最广的是GCr15，大量用于大中型轴承；大型轴承用GCr15SiMn。这类钢还可用于制造模具、量具等. 六、高锰耐磨钢（是指在冲击载荷作用下发生冲击硬化的高锰钢，只有ZGMn13一个钢号） 1、成分特点⑴高碳：1.0~1.3%C 以保持高耐磨性。⑵高锰：11~14%Mn 以保证形成奥氏体组织. 2、热处理及组织（1铸态组织为奥氏体+碳化物, 性能硬而脆.（2热处理采用水韧处理。即将钢加热到1100℃，使碳化物溶入奥氏体，并进 行水淬。（3室温组织为过饱和单相奥氏体。 3、使用及用途（1水韧处理后，韧性高，硬度低.使用时必须伴随着压力和冲击作用。（2在压力及冲击作用下，表面奥氏体迅速加工硬化， 形成马氏体并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，获得高耐磨性。而心部仍为奥氏体组织,具有高耐冲击能力。（3高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带板、球磨机衬板、破碎机牙板、挖掘机铲齿和铁路辙岔等. 合金工具钢（按用途分为:刃具钢、模具钢、量具钢） 一、刃具钢：用来制造各种切削刀具的钢种。 ㈠性能要求1、高硬度 (≥HRC60),主要取决于含碳量。 2、高耐磨性靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。3、高热硬性即高温下保持高硬度的能力。4、足够的韧性以防止脆断和崩刃。 ㈡低合金工具钢由碳素工具钢基础上加入少量合金元素(≤3~5)形成。
合金钢材质对照
合金结构钢牌号对照 Alloy Steel Material Comparision 中国 美国 德国 日本 法国 英国 GB1591 GB/T1591 ASTM DIN JIS NF BS 09MnV 09MnNb 09Mn2 12Mn Q295 13Mn6 12MF4 18Nb 09MnCuPTi 10MnSiCu Q345 12MnV 14MnNb 16Mn SA299Gr.1、Gr.2A SA455Ty.1、Ty.2 SA414Gr.G 17Mn4 19Mn5 19Mn6 SPV32 A52C1 A52C2 A52CR1 A52CR2 1633GR.L 16MnRE 10MnPNbRE Q345 15MnV A255Gr.A A255Gr.B 15MnV 15MnTi 16MnNb Q390 14MnVTiRE Q420 中国 美国 德国 日本 法国 英国 国际 GB3077 AISI DIN JIS NF BS ISO 20Mn2 1320 1221 20Mn5 SMn21 20M5 150M19 30Mn2 1330 30Mn5 SMn24 32M5 150M28 35Mn2 1335 36Mn5 SMn1 35M5 150M36 40Mn2 1340 1341 SMn2 40M5 45Mn2 1345 46Mn7 SMn3 45M5 50Mn2 1052 50Mn7 55M5 20MnV 20MnV6 30Mn2MoW 27SiMn 27MnSi5 35SiMn 37MnSi5 38MS5 42SiMn 38MnSi4 46MnSi4 38MS5 20SiMn2MoV 25SiMn2MoV 37SiMn2MoV 40B 14B35 35B2 45B 50B46H 45B2 50B 14B50 I A N J I N P R O F O U N D M E T A L M A T E R I A L C O .,L T D .
ASTM A320-1999 低温用合金钢螺栓材料规格
SPECIFICATION FOR ALLOY STEEL BOLTING MATERIALS FOR LOW-TEMPERATURE SERVICE SA-320/SA-320M (Identical with ASTM Speci?cation A 320/A 320M-99.) 1.Scope 1.1This speci?cation covers alloy steel bolting mate-rials for pressure vessels,valves,?anges,and ?ttings for low-temperature service.The term “bolting material”as used in this speci?cation covers rolled,forged,or strain hardened bars,bolts,screws,studs,and stud bolts.The bars shall be hot-wrought.The material may be further processed by centerless grinding or by cold drawing.Austenitic stainless steel may be solution annealed or annealed and strain-hardened.When strain-hardened austenitic stainless steel is ordered,the pur-chaser should take special care to ensure that Appendix X1is thoroughly understood. 1.2Several grades are covered,including both ferritic and austenitic steels designated L7,B8,etc.Selection will depend on design,service conditions,mechanical properties,and low-temperature characteristics.The me-chanical requirements of Table 1indicate the diameters for which the minimum mechanical properties apply to the various grades and classes,and Table 2stipulates the requirements for Charpy impact energy absorption.The manufacturer should determine that the material can conform to these requirements before parts are manufactured.For example,when Grade L43is speci-?ed to meet the Table 2impact energy values at ?150°F [?101°C],additional restrictions (such as procuring a steel with lower P and S contents than might normally be supplied)in the chemical composition for AISI 4340are likely to be required. NOTE 1—The committee formulating this speci?cation has included several grades of material that have been rather extensively used for the present purpose.Other compositions will be considered for inclusion by the committee from time to time as the need becomes https://www.wendangku.net/doc/6e1784796.html,ers should note that hardenability of some of the grades mentioned may restrict the maximum size at which the required mechanical properties are obtainable. 508 1.3Nuts for use with this bolting material are covered in Section 9and the nut material shall be impact tested.1.4Supplementary Requirements (S1,S2,and S3)of an optional nature are provided.They shall apply only when speci?ed in the inquiry,contract and order.1.5This speci?cation is expressed in both inch-pound units and in SI units.However,unless the order speci?es the applicable “M”speci?cation designation (SI units),the material shall be furnished to inch-pound units. 1.6The values stated in either inch-pound units or SI units are to be regarded separately as standard.Within the text,the SI units are shown in brackets.The values stated in each system are not exact equivalents;therefore,each system must be used independently of the https://www.wendangku.net/doc/6e1784796.html,bining values from the two systems may result in nonconformance with the speci?cation. 2.Referenced Documents 2.1ASTM Standards: A 29/A 29M Speci?cation for Steel Bars,Carbon and Alloy,Hot-Wrought and Cold-Finished,General Re-quirements for A 194/A 194M Speci?cation for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High-Pressure and High-Tempera-ture Service A 276Speci?cation for Stainless Steel Bars and Shapes A 370Test Methods and De?nitions for Mechanical Test-ing of Steel Products A 751Test Methods,Practices,and Terminology for Chemical Analysis of Steel Products E 18Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Super?cial Hardness of Metallic Materials
合金钢简介.doc
低合金钢简介 目录 第一部分 参考文献 (1) 第二部分 低碳合金钢的发展和应用 (1) 2.1低碳合金钢的发展 (1) 2.2低碳合金钢的应用 (2) 第三部分 低碳钢的简介 (3) 第四部分 低碳合金高强度钢的焊接性 (4) 4.1焊接热影响区组织和性能 (4) 4.2热应变脆化 (4) 4.3冷裂纹敏感性 (5) 4.4热裂纹敏感性 (5) 4.5再热裂纹敏感性 (5) 4.6层状撕裂倾向 (5) 第五部分 Q345钢焊接工艺 (6) 5.1材料介绍 (6) 5.2焊接施工流程 (6) 5.3焊接工艺参数的选择 (7) 5.31焊接材料的选用 (7) 5.32坡口形式 (7) 5.33焊接方法的选择 (7) 5.34焊接热输入的控制 (8) 5.35焊接接头的力学性能 (8) 5.36焊接电流 (9) 5.37预热温度：预热及焊道层间温度 (9) 5.38焊后热处理参数 (10) 第六部分 总结 (11) Q345焊接工艺总结 (11)
低合金钢的焊接工艺分析 参考文献： 焊接冶金学-材料焊接性机械工业出版社李亚江 金属焊接性基础化学工业出版社孟庆森 金属学与惹出了机械工业出版社崔忠圻覃耀春 金属工艺学哈尔滨工业大学出版社邢忠文张学仁 金属材料焊接工艺机械工业出版社李荣雪 金属材料焊接工艺化学工业出版社雷玉成 结构钢的焊接冶金工业出版社荆洪阳（译）1．低合金钢的发展和应用 随着科学的发展和技术的进步，焊接结构设计日趋向高参数、轻量化及大型化发展，对钢材的性能提出可越来越高的要求。低合金钢由于性能优异和经济效益显著，在焊接结构中得到了越来越广泛的应用。 低合金钢的发展大体经历了三个阶段。20世纪20年代以前，工程上钢结构的制造主要采用铆接，设计参数主要是抗拉强度。钢的强化主要是靠碳以及单一合金元素，如Mn、Si、Cr等，总质量分数达到2%~3%,甚至更高一些。20世纪20~60年代，钢结构制造中逐步采取了焊接技术，设计参数要考虑材料的屈服强度、韧性、和焊接性要求。为了防止焊接裂纹，刚的化学成分低碳多合金化发展方向，碳的质量分数一般在0.2%一下，含2~4个有利于焊接性的合金元素并铺以热处理强化等工艺措施。20世纪70年代以后，低合金高强度钢得到快速发展，钢中碳的质量分数降低到0.1%一下，有的钢向超低碳含量方向发展。Ti、V、Nb等合金微量元素逐步引起关注，而且像多元复合合金化方向发展。 现代低合金钢的重大进展，自20世纪70年代以来，世界范围内低合金高强度钢的发展进入了一个全新时期，以控制轧制技术和微合金化的冶金学为基础，形成了现代低合金高强度钢即微合金化钢的新概念。进入80年代，一个涉及广泛工业领域和专用材料门类的品种开发，借助于冶金工艺技术方面的成就达到了顶峰。在钢的化学成分—工艺—组织—性能的四位一体的关系中，第一次突出了钢的组织和微观精细结构的主导地位，也表明低合金钢的基础研究已趋于成熟，以前所未有的新的概念进行合金设计。 低合金钢的应用，低合金钢在建筑、桥梁。工程机械等产业不能得到广泛的应用。当合金钢用于桥梁、海上建筑和起重机械等重要焊接结构时，应根据结构的最低温度提出冲击韧度的要求。对于在大气环境下工作的低合金结构钢，冲击吸收功（0℃、V形缺口冲击试样）至少应达到27J的最对要求。 对于车辆、船舶、工程机械的运动结构，减轻自重可以节约能源，提出运载能力和工业效率。因此采用焊接性好的低碳调质钢可以促进工程结构向大量化、轻量化和高效能方向发展。由于壁厚减薄，重量减轻，从而减少了焊接工作量，为野外施工，吊装创造了条件。这类钢强韧性和综合性能好，可以大大提高设备的耐用性，延长期使用寿命。WCF-80钢是我国继WCF-62之后开发的焊接裂纹敏感性小的高强度焊接结构钢，这种钢具有很高的抗冷裂纹和低温韧性，主要用于大型水电站、石化和露天煤矿等。 抗拉强度700MPa的低碳调质钢又较好的缺口冲击韧度，可用于低温下服役