模塊八工業(yè)用鋼

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金屬材料與熱處理（第二版）2015年１月出版HeatTreatment大連理工大學(xué)出版社主編：王書(shū)田“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材高職高專(zhuān)焊接技術(shù)及自動(dòng)化類(lèi)課程規(guī)劃教材

1模塊八工業(yè)用鋼鋼是以鐵、碳為主要成分并含有其他元素的多元合金，它的含碳量通常小于2.11%，是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的金屬材料。鋼的種類(lèi)很多，鋼的分類(lèi)最為繁雜。為了便于管理、選用、熟悉和比較，根據(jù)某些特性，從不同角度出發(fā)，把鋼劃分為若干具有共同特點(diǎn)的類(lèi)別，這些類(lèi)別的名稱(chēng)，最常見(jiàn)的有以下幾種：

2工業(yè)用鋼的分類(lèi)1、按用途分類(lèi)按用途分類(lèi)是主要的分類(lèi)方法，我國(guó)鋼的標(biāo)準(zhǔn)一般都是按用途分類(lèi)編制的。按用途可劃分為：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類(lèi)。①結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種機(jī)器零件及鋼制構(gòu)件的鋼種。結(jié)構(gòu)鋼可分為工程構(gòu)件用鋼和機(jī)器制造用鋼。工程構(gòu)件用鋼：屬于這類(lèi)鋼的有普通碳素鋼、普通低合金鋼，這類(lèi)鋼很大一部分是做成型鋼、鋼筋、角鋼、鋼板等，廣泛用于建筑、鐵路、車(chē)輛、造船、橋梁、石油、化工、電站、國(guó)防等國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)。機(jī)器制造用鋼：屬于這類(lèi)鋼有調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。

3工業(yè)用鋼的分類(lèi)②工具鋼：制造各種工具的鋼種。根據(jù)工具的用途，工具鋼又可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。刃具鋼：屬于這類(lèi)鋼的有碳素刃具鋼、合金刃具鋼和高速鋼。模具鋼：有冷變形模具鋼和熱變形模具鋼。量具鋼：用于制造各種測(cè)量工具的鋼。③特殊性能鋼：具有某種特殊物理或化學(xué)性能的鋼種。特殊性能鋼可分為不銹耐酸鋼、耐熱鋼(氧化鋼和熱強(qiáng)鋼）、耐磨鋼、電工鋼。

4工業(yè)用鋼的分類(lèi)2、按化學(xué)成分分類(lèi)①按合金元素種類(lèi)分為碳鋼、鉻鋼、錳鋼、硼鋼、硅錳鋼、鉻鎳鋼等②按合金元素含量劃分按碳量分：低碳鋼（含碳量≤0.25%）；中碳鋼（含碳量0.25%~0.6%）；高碳鋼（含碳量＞0.6%）按合金元素分：低合金鋼（元素總含量＜5％）；中合金鋼（元素總含量為5％～10％）；高合金鋼（元素總含量＞10％）。

5工業(yè)用鋼的分類(lèi)3、按金相組織分類(lèi)①按平衡狀態(tài)或退火狀態(tài)的組織分類(lèi)可以分為亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼和萊氏體鋼。②按正火組織分類(lèi)可以分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。③按加熱、冷卻和室溫時(shí)的金相組織分類(lèi)鐵素體鋼：加熱和冷卻時(shí)，始終保持鐵素體組織。奧氏體鋼：加熱和冷卻時(shí)，始終保持奧氏體組織。復(fù)相鋼：如半鐵素體鋼或半馬氏體鋼。

6工業(yè)用鋼的分類(lèi)4、按質(zhì)量分類(lèi)：根據(jù)鋼中所含硫、磷量雜質(zhì)的多少，工業(yè)用鋼分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。普通鋼：在碳素結(jié)構(gòu)鋼中，A級(jí)含硫量≤0.050％、含磷量≤0.045％；B級(jí)含硫量、磷量均≤0.045%；C級(jí)含硫、磷量均≤0.040％；D級(jí)含硫、磷量均≤0.035％。低合金結(jié)構(gòu)鋼：含硫、磷量均≤0.045％優(yōu)質(zhì)鋼：在結(jié)構(gòu)鋼中，含硫、磷量均≤0.035％，在工具鋼中，含硫量≤0.030％，含磷量≤0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：在結(jié)構(gòu)鋼中，含硫、磷量均≤0.025％，在碳素工具鋼中，含硫量≤0.020％，含磷量≤0.030%在合金工具鋼中，含硫、磷量均≤0.035%特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：含硫、磷量均≤0.015％

7工業(yè)用鋼的分類(lèi)除此之外，還有其他分類(lèi)方法：按脫氧制度分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼按工藝特點(diǎn)分為鑄鋼、滲碳鋼、氮化鋼、易切鋼按冶煉爐襯分為酸性鋼、堿性鋼按冶煉設(shè)備分為轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼；電爐鋼又可分為電弧爐鋼、感應(yīng)爐鋼、真空爐鋼等等；上述分類(lèi)方法，主要是為了方便和實(shí)際需要，因此同一種鋼，可以根據(jù)其不同特點(diǎn)，劃分為不同類(lèi)型。例如：軸承鋼，按用途特點(diǎn)可以歸于結(jié)構(gòu)鋼；按成分分類(lèi)是高碳鉻鋼，按質(zhì)量分類(lèi)屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼；按退火組織分類(lèi)是過(guò)共析鋼。

8鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T221-2008）規(guī)定，鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)的命名，采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)及阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語(yǔ)拼音字母表示產(chǎn)品名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表產(chǎn)品名稱(chēng)的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母。當(dāng)和另一個(gè)產(chǎn)品所選用的字母重復(fù)時(shí)，可改用第二個(gè)字母或第三個(gè)字母，或同時(shí)選取兩個(gè)漢字中的第一個(gè)拼音字母為了便于現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索，我國(guó)還規(guī)定了鋼鐵及合金牌號(hào)統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)體系。凡列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鋼鐵及合金產(chǎn)品應(yīng)同時(shí)列入產(chǎn)品牌號(hào)和統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)，相互對(duì)照，兩種表示方法均有效。

9鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法1．碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼這類(lèi)鋼分為通用鋼和專(zhuān)用鋼兩類(lèi)。通用結(jié)構(gòu)鋼采用代表屈服點(diǎn)的拼音字母Q，屈服點(diǎn)數(shù)值（單位為MPa)和規(guī)定的質(zhì)量等級(jí)、脫氧方法等符號(hào)表示，按順序組成牌號(hào)。例如：碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示為Q235AF、Q235BZ；低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示為Q345C、Q345D。

10鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)組成中，表示鎮(zhèn)靜鋼的符號(hào)Z和表示特殊鎮(zhèn)靜鋼的符號(hào)TZ可以省略低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，在牌號(hào)的組成中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼一般采用代表鋼屈服點(diǎn)的符號(hào)Q、屈服點(diǎn)數(shù)值和規(guī)定的代表產(chǎn)品用途的符號(hào)等表示，例如：壓力容器用鋼牌號(hào)表示為Q345R，焊接氣瓶用鋼牌號(hào)表示為Q295HP；鍋爐用鋼牌號(hào)表示為Q390g；橋梁用鋼表示為Q420q等。耐候鋼是抗大氣腐蝕用的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為Q340NH，Q340GNH。

11鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法2．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼采用阿拉伯?dāng)?shù)字或阿拉伯?dāng)?shù)字和規(guī)定的符號(hào)表示，以兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量（以萬(wàn)分之幾計(jì)）。沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，在牌號(hào)尾部分別加符號(hào)F和b。例如：平均含碳量為0.08％的沸騰鋼，其牌號(hào)表示為08F；平均含碳量為0.10％的半鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)表示為10b。鎮(zhèn)靜鋼一般不標(biāo)符號(hào)。例如：平均含碳量為0.45％的鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)表示為45。較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，在表示平均含碳量的阿拉伯?dāng)?shù)字后加錳元素符號(hào)。例如：平均含碳量為0.50％，含錳量為0.70％~1.00％的鋼，其牌號(hào)表示為50Mn。

12鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)后加符號(hào)A。例如：平均含碳量為0.20％的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為20A。特級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)后加符號(hào)E。例如：平均含碳量為0.45％的特級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為45E。優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼的牌號(hào)表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。專(zhuān)用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，采用阿拉伯?dāng)?shù)字（平均含碳量）和規(guī)定的代表產(chǎn)品用途的符號(hào)表示。例如：平均含碳量為0.20％的鍋爐用鋼，其牌號(hào)表示為20g。

13鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法3．易切削鋼易切削鋼采用規(guī)定的符號(hào)和表示平均含碳量（以萬(wàn)分之幾計(jì)）的阿拉伯?dāng)?shù)字表示。加硫易切削鋼和加硫、磷易切削鋼，在符號(hào)Y和阿拉伯?dāng)?shù)字后不加易切削元素符號(hào)。例如：平均含碳量為0.15％的易切削鋼，其牌號(hào)表示為Y15。較高含錳量的加硫或加硫磷易切削鋼，在符號(hào)“Y”和阿拉伯?dāng)?shù)字后加錳元素符號(hào)。例如：平均含碳量為0.40%，含錳量為1.20％~1.55％的易切削鋼，其牌號(hào)表示為Y40Mn含鈣、鉛等易切削元素的易切削鋼，在符號(hào)Y和阿拉伯?dāng)?shù)字后加易切削元素符號(hào)。例如：平均含碳量為0.15％，含鉛量為0.15％~0.35％的易切削鋼，其牌號(hào)表示為Y15Pb；平均含碳量為0.45％，含鈣量為0.002％~0.006％的易切削鋼，其牌號(hào)表示為Y45Ca。

14鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法4．合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)采用阿拉伯?dāng)?shù)字和規(guī)定的合金元素符號(hào)表示。用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量（以萬(wàn)分之幾計(jì)），放在牌號(hào)頭部。合金元素含量表示方法為：平均含量小于1.50％時(shí)，牌號(hào)中僅標(biāo)明元素，一般不標(biāo)明含量，平均合金含量為1.50％~2.49％、2.50％~3.49％、3.50％~4.49％、4.50％~5.49％……時(shí)，在合金元素后相應(yīng)寫(xiě)成2、3、4、5……。例如：碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.30％、0.95％、0.85％、1.05％的合金結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為30CrMnSi；碳、鉻、鎳的平均含量分別為0.20％、0.75％、2.95％的合金結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為20CrNi3。

15鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào)A表示。例如30CrMnSiA。特級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào)E表示，例如：30CrMnSiE。專(zhuān)用合金結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)頭部（或尾部）加規(guī)定的代表產(chǎn)品用途的符號(hào)表示。例如：碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.30％、0.95％、0.85％、1.05％的鉚螺鋼，其牌號(hào)表示為ML30CrMnSi。合金彈簧鋼的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。例如：碳、硅、錳的平均含量分別為0.60％、1.75％、0.75％的彈簧鋼，其牌號(hào)表示為60Si2Mn。高級(jí)優(yōu)質(zhì)彈簧鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào)A。

16鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法5．非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)的頭部分別加符號(hào)“F”表示熱鍛用非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼，加符號(hào)“YF”表示易切削非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼。后面的牌號(hào)表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。例如：平均含碳量為0.35％，含釩量為0.060~0.13％的易切削非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為“YF35V”；平均含碳量為0.45％，含釩量為0.06％~0.13％的熱鍛用非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼，其牌號(hào)表示為“F45V”。

17鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法6．工具鋼工具鋼分為碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼三類(lèi)。（1）碳素工具鋼采用規(guī)定的符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量的以千分之幾。普通含錳量碳素工具鋼，在表示工具鋼符號(hào)T后為阿拉伯?dāng)?shù)字。例如：平均含碳量為0.90％的碳素工具鋼，其牌號(hào)表示為T(mén)9。較高含錳量碳素工具鋼，在表示工具鋼符號(hào)T和阿拉伯?dāng)?shù)字后加錳元素符號(hào)。例如：平均含碳量為0.80％、含錳量為0.40％~0.60％的碳素工具鋼，其牌號(hào)表示為“T8Mn”。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào)A。例如：平均含碳量為1.0％的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，其牌號(hào)表示為T(mén)10A。

18鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法（2）合金工具鋼表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。但一般不標(biāo)明含碳量數(shù)字，若平均含碳量＜1.00%，用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示含碳量的千分之幾。例如：平均含碳量為1.60％，含鉻量為11.75％，含鉬量為0.50％，含釩量為0.22％的合金工具鋼，其牌號(hào)表示為Cr12MoV；平均含碳量為0.90％，含硅量為1.40％，含鉻量為1.10％的合金工具鋼，其牌號(hào)表示為9SiCr。

19鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法（3）高速工具鋼無(wú)論含碳量是多少均不標(biāo)出。平均含碳量為0.85％，含鎢量為6.00％，含鉬量為5.00％，含鉻量為4.00％，含釩量為2.00％的高速工具鋼，其牌號(hào)表示為W6Mo5Cr4V2。（4）低鉻（平均含鉻量小于1％）合金工具鋼在含鉻量（以千分之幾計(jì)）前加數(shù)字“0"。例如：平均含鉻量為0.60％的合金工具鋼，基牌號(hào)表示為“Cr06”。

20鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法（5）塑料模具鋼在牌號(hào)頭部加符號(hào)“SM”，牌號(hào)表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼相同。例如：平均含碳量為0.45％的碳素塑料模具鋼，其牌號(hào)表示為“SM45”；平均含碳量為0.34％，含鉻量為1.70％，含鉬量為0.42％的合金塑料模具鋼，其牌號(hào)表示為“SM3Cr2Mo”。

21鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法7．軸承鋼分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等（1）高碳鉻軸承鋼在牌號(hào)頭部加符號(hào)G，但不標(biāo)明含碳量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。例如：平均含鉻量為1.50％的軸承鋼，其牌號(hào)表示為GCrl5。（2）滲碳軸承鋼采用合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法，僅在牌號(hào)頭部加符號(hào)G。例如：平均含碳量為0.20％，含鉻量為0.35％~0.65％，含鎳量為0.40％~0.70％，含鋁量為0.10％~0.35％的滲碳軸承鋼，其牌號(hào)表示為G20CrNiMo。高級(jí)優(yōu)質(zhì)滲碳軸承鋼，在牌號(hào)尾部加A，例如：G20CrNiMoA。

22鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法（3）高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼采用不銹鋼和耐熱鋼的牌號(hào)表示方法，牌號(hào)頭部不加符號(hào)G。例如，平均含碳量為0.90％，含碳量為0.18％的高碳鉻不銹軸承鋼，其牌號(hào)表示為9Cr18；平均含碳量為1.02％，含鉻量為14％，含鉬量為4％的高溫軸承鋼，其牌號(hào)表示為l0Cr14Mo4。

23鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法8．不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)采用規(guī)定的合金元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。易切削不銹鋼和耐熱鋼在牌號(hào)頭部加Y。①含碳量：用兩位或三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示碳含量最佳控制值（以萬(wàn)分之幾或十萬(wàn)分之幾計(jì)）。只規(guī)定碳含量上限者，當(dāng)碳含量上限不大于0.10％時(shí)，以其上限的3/4表示碳含量；當(dāng)碳含量上限大于0.10％時(shí)，以其上限的4/5表示碳含量。例如：碳含量上限為0.08％，碳含量以06表示；碳含量上限為0.15％，碳含量以12表示。

24鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法對(duì)碳含量不大于0.030％，用三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示碳含量最佳控制值（以十萬(wàn)分之幾計(jì)）。例如：碳含量上限為0.030％時(shí)，其牌號(hào)中的碳含量以022表示。規(guī)定上、下限者，以平均碳含量X100表示。例如：碳含量為0.16～0.25％時(shí)，其牌號(hào)中的碳含量以20表示。②合金元素含量：合金元素含量表示方法同合金結(jié)構(gòu)鋼。鋼中有意加入的鈮、鈦、鋯、氮等含量很低的合金元素，也應(yīng)在牌號(hào)中標(biāo)出。

25鋼產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法9．焊接用鋼焊接用鋼包括焊接用碳素鋼、焊接用合金鋼和焊接用不銹鋼等，其牌號(hào)表示方法是在各類(lèi)焊接用鋼牌號(hào)頭部加符號(hào)H。例如：H08、H08Mn2Si、HlCr19Ni9。高級(jí)優(yōu)質(zhì)焊接用鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào)A。例如：H08A、H08Mn2SiA。

26合金元素的作用為改善和提高鋼的某些性能或使之獲得某些特殊性能而有目的在冶煉過(guò)程中加入的元素稱(chēng)為合金元素。非有目的加入的元素通常稱(chēng)為雜質(zhì)元素。鋼中常用的合金元素有鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鎢（W）、釩（V）、鈦（Ti）、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈷(Co)、硅(Si)、錳(Mn)、鋁(Al)、銅(Cu)、硼(B)、稀土(RE)等。磷(P)、硫(S)、氮(N)等在某些情況下也起到合金元素的作用。不同國(guó)家常使用的合金元素與各國(guó)的資源條件有很大的關(guān)系。

27合金元素的作用一、合金元素的分類(lèi)1．根據(jù)與鐵的作用分類(lèi)鐵在加熱和冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多晶型性轉(zhuǎn)變。鋼中的合金元素對(duì)α-Fe、γ-Fe和δ-Fe的相對(duì)穩(wěn)定性以及多型性轉(zhuǎn)變溫度A3和A4均有極大的影響。合金元素溶入α-Fe中形成以α-Fe為基的固溶體，溶于γ-Fe形成以γ-Fe為基的固溶體。對(duì)于那些在γ-Fe中有較大的溶解度，并穩(wěn)定γ-Fe固溶體的合金元素，稱(chēng)為奧氏體形成元素；在α-Fe有較大的溶解度，使γ-Fe不穩(wěn)定的合金元素，稱(chēng)為鐵素體形成元素。在純鐵加熱和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的多晶型性轉(zhuǎn)變是在恒定溫度下進(jìn)行的。加入合金元素后，這個(gè)轉(zhuǎn)變就成為在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，這樣，α相或者δ相在這個(gè)溫度范圍內(nèi)就會(huì)與γ相在平衡狀態(tài)下同時(shí)存在。

28合金元素的作用根據(jù)合金元素加入后形成的相平衡圖類(lèi)型，可將合金元素分為兩類(lèi)，每類(lèi)分為兩組。（1）擴(kuò)大γ相區(qū)的奧氏體形成元素：這類(lèi)合金元素能夠擴(kuò)大與鐵形成合金的γ相區(qū)域。合金元素含量越多，A3和A4的距離越大，即A3點(diǎn)下降而A4上升。根據(jù)擴(kuò)大γ相區(qū)的情況又可分為兩組。①開(kāi)啟γ相區(qū)元素：如鎳、鈷、錳、鉑、銥等元素與γ-Fe可以無(wú)限固溶，使γ相區(qū)存在的溫度范圍變寬，使α和δ相區(qū)縮小。②擴(kuò)大γ相區(qū)元素：如碳、氮、銅、鋅、金、氫等元素，它們雖然使γ相區(qū)擴(kuò)大、但與γ-Fe是有限固溶，碳、氮形成間隙固溶體，銅形成置換固溶體。這些元素也是屬于奧氏體形成元素。

29合金元素的作用（2）縮小γ相區(qū)的鐵素體形成元素：這類(lèi)合金元素能夠縮小與鐵形成合金的γ相區(qū)域。合金元素含量越多，A3和A4的距離越近，即A3點(diǎn)上升而A4下降。根據(jù)擴(kuò)大γ相區(qū)的情況又可分為兩組。①封閉γ相區(qū)元素：這類(lèi)元素使A3升高，A4下降，在一定濃度處匯合,γ相區(qū)為α相區(qū)所封閉，在相圖上形成γ圈。屬于這類(lèi)元素有釩、鉻、鈦、鎢、鉬、鋁、磷、錫、銻、砷等。其中釩、鉻與α-Fe無(wú)限固溶，其余都與α-Fe有限溶解。②縮小γ相區(qū)：這類(lèi)元素與封閉γ相區(qū)相似，但由于出現(xiàn)了金屬間化合物，破壞了γ圈。這類(lèi)元素有硼、鋯、鈮、鉭、硫、鈰等。

30合金元素的作用2．根據(jù)與碳的作用分類(lèi)根據(jù)合金元素加入鋼中與碳發(fā)生作用情況，可以將合金元素分為兩類(lèi)。（1）非碳化物形成元素：這一類(lèi)元素包括Ni、Si、Co、A1、Cu等，以溶入α-Fe或γ-Fe中的形式存在，有的可形成非金屬夾雜物和金屬間化合物。另外，Si的含量高時(shí)，可使?jié)B碳體分解，使碳游離并以石墨狀態(tài)存在，所以，Si也稱(chēng)為石墨化元素。（2）碳化物形成元素：這一類(lèi)元素包括Ti、Nb、Zr、V、Mo、W、Cr、Mn等，它們中的一部分可以溶入奧氏體和鐵素體中，另一部分與碳形成碳化物，各元素在這兩者之間的分配，決定于它們形成碳化物的強(qiáng)弱程度及含量。

31合金元素的作用2．根據(jù)與碳的作用分類(lèi)合金元素與碳的親和力越大，形成碳化物的趨勢(shì)就越強(qiáng)，這種碳化物也就越穩(wěn)定，越不易分解。合金元素形成碳化物的穩(wěn)定程度由強(qiáng)到弱的排列次序?yàn)椋篢i、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Fe。其中的Ti、Zr、V、Nb為強(qiáng)碳化物形成元素，它們和碳有極強(qiáng)的化合力，只要有足夠的碳，在適當(dāng)?shù)臈l件下，就能形成它們自己特殊的碳化物，僅在缺少碳的情況下，才以原子狀態(tài)溶入固溶體中。中強(qiáng)碳化物形成元素為W、Mo、Cr，當(dāng)其含量較少時(shí)，多半溶于滲碳體中，形成合金滲族體，當(dāng)其含量較高時(shí)，則可能形成新的特殊碳化物。Mn為弱碳化物形成元素，除少量可溶于滲碳體中形成合金滲碳體外，幾乎都溶解于鐵素體和奧氏體中。

32合金元素的作用根據(jù)碳原子半徑rC與金屬原子半徑rM的比值，可以將碳化物分為兩類(lèi)：當(dāng)rC/rM＞0.59時(shí)，形成間隙化合物，如Cr23C6、Cr7C3、Mn3C、Fe3C、M6C（如Fe3Mo3C、Fe3W3C）等。當(dāng)rC/rM<0.59時(shí)，形成間隙相，或稱(chēng)之為特殊碳化物，如WC、VC、TiC、W2C、Mo2C等，與間隙化合物相比，它們的熔點(diǎn)、硬度高，很穩(wěn)定，熱處理時(shí)不易分解，不易溶于奧氏體中。合金元素還可以溶入碳化物中形成多元碳化物，如Fe4Mo2C、Fe21Mo2C6、Fe21W2C6等，其中Fe、W或Fe、Mo的比例常有變化，而且還能溶解其他金屬，故常以M6C、M23C6表示。合金元素溶于滲碳體中即為合金滲碳體，如（FeCr）3C、（FeMn)3C等，常以(FeM)3C表示。

33合金元素的作用二、合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響Fe-C相圖是研究鐵碳合金的相變以及對(duì)碳鋼進(jìn)行熱處理時(shí)選擇加熱溫度的重要依據(jù)。合金元素對(duì)鋼的作用非常復(fù)雜，特別是多種元素同時(shí)加入鋼中時(shí)更是如此，由于超過(guò)三元的相圖現(xiàn)在還無(wú)法建立，就是三元相圖也很復(fù)雜，因此，合金元素對(duì)鋼的作用就轉(zhuǎn)化為對(duì)Fe-C相圖的相區(qū)、溫度臨界點(diǎn)、成分點(diǎn)的影響的研究，需要說(shuō)明的是，這些影響只能是定性的，到現(xiàn)在為止還無(wú)法定量。

34合金元素的作用1．對(duì)奧氏體相區(qū)的影響凡是擴(kuò)大γ相區(qū)的元素均使A1、A3線下降，這樣，如果使γ相區(qū)擴(kuò)展到室溫以下，就可能在室溫得到奧氏體鋼，如含錳為13%的ZGMn13就是奧氏體鋼。凡是縮小γ相區(qū)的元素均使A1、A3線上升。這樣，如果使γ相區(qū)縮小到很小區(qū)域，就可能得到鐵素體鋼，如含鉻為17%的1Cr17就是鐵素體鋼。

35合金元素的作用2．對(duì)溫度臨界點(diǎn)的影響凡是擴(kuò)大γ相區(qū)的元素均使溫度臨界點(diǎn)A1、A3、Acm線下降，凡是縮小γ相區(qū)的元素均使溫度臨界點(diǎn)A1、A3、Acm線上升。從而改變奧氏體化的臨界溫度。3．對(duì)成分點(diǎn)位置的影響大多數(shù)合金元素均使Fe-C相圖中的成分點(diǎn)S點(diǎn)、E點(diǎn)左移，這意味著合金鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不足0.77％時(shí)會(huì)成為共析鋼或過(guò)共析鋼而析出二次滲碳體；鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不足2.11%時(shí)，就會(huì)相應(yīng)地出現(xiàn)共晶萊氏體，成為萊氏體鋼。如含碳為0.4％的4Cr13鋼已不是亞共析鋼而是過(guò)共析鋼，含碳為0.7~0.8％的W18Cr4V高速鋼，在鑄態(tài)組織中已出現(xiàn)了萊氏體，因此，不是共析鋼或過(guò)共析鋼而是萊氏體鋼。

36合金元素的作用三、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響1．合金元素對(duì)鋼加熱的影響合金鋼加熱進(jìn)行奧氏體化是為了獲得成分均勻的奧氏體，希望有盡可能多的合金元素溶入奧氏體中，只有溶入奧氏體，合金元素才能發(fā)揮其提高淬透性的作用。除了少數(shù)元素之外，大多數(shù)元素均減慢奧氏體的形成過(guò)程，奧氏體成分均勻化的時(shí)間要比碳鋼長(zhǎng)得多。因此，為了使奧氏體成分均勻化，必須將合金鋼加熱到更高的溫度和保溫更長(zhǎng)的時(shí)間。合金鋼加熱也希望獲得細(xì)小晶粒的奧氏體組織，因?yàn)閵W氏體的晶粒大小決定著冷卻轉(zhuǎn)變生成物的實(shí)際晶粒大小。合金元素除Mn、P、C、N之外都有阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，但作用的強(qiáng)弱程度有所不同。一些強(qiáng)碳化物形成元素，如Ti、V、Zr、Nb都有強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，所以含有這些元素的合金鋼即使在高溫下加熱，也易于獲得細(xì)晶粒組織。

37合金元素的作用2．合金元素對(duì)鋼冷卻的影響合金元素對(duì)鋼冷卻的影響表現(xiàn)在對(duì)過(guò)冷奧氏體分解C-曲線的影響上，除了Co之外，其他的合金元素均使C-曲線右移，提高了過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，也就是提高了鋼的淬透性，其中有些元素還使C-曲線的形狀發(fā)生變化。（1）對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變的影響：除了Co和Al外，只要加熱時(shí)合金元素能夠溶入奧氏體，都會(huì)或多或少地推遲奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變。因此。合金鋼的退火和正火工藝比碳素鋼的加熱溫度要高，保溫時(shí)間要長(zhǎng)，冷卻速度要慢。（2）合金元素對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變的影響：Cr、Mn、Ni等元素對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變有較大的推遲作用。Si對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變也有著強(qiáng)烈地阻滯作用。強(qiáng)碳化物形成元素W、Mo、V、Ti對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變有一定的延緩作用。（3）合金元素對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變的影響除Co、Al之外，大多數(shù)固溶于奧氏體的合金元素均使Ms溫度降低，其中碳的作用最強(qiáng)烈，依次是Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。

38合金元素的作用3．合金元素對(duì)鋼淬火后回火的影響合金元素主要提高了鋼的回火穩(wěn)定性，使回火過(guò)程的轉(zhuǎn)變速度減慢，并把轉(zhuǎn)變溫度推向更高的溫度。（1）對(duì)馬氏體分解的影響:碳化物形成元素V、Nb、Cr、Mo、W等使馬氏體分解減慢。在碳鋼中，碳從馬氏體中的析出溫度約在250~300℃左右，而在含碳化物形成元素的鋼中，可將這一過(guò)程推移到更高的溫度（400~500℃），其中V、Nb的作用比Cr、W、Mo更強(qiáng)烈。非碳化物形成元素對(duì)這一過(guò)程影響不大，但Si可以顯著減慢馬氏體的分解速度。（2）對(duì)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的影響:合金元素大都使殘余奧氏體的分解溫度向高溫方向推移，其中Cr、Mn的作用最顯著。在含有較多的W、Mo、V等元素的高合金鋼中，殘余奧氏體在回火過(guò)程中析出碳化物，在冷卻過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體?；鼗鹬螅慊痄摰挠捕炔坏唤档?，反而有所升高，這種現(xiàn)象稱(chēng)為二次硬化。

39合金元素的作用（3）對(duì)碳化物的形成、聚集和長(zhǎng)大的影響：隨著回火溫度的升高，合金元素能夠進(jìn)行明顯地?cái)U(kuò)散時(shí)，開(kāi)始在α相和滲碳體間重新分配，碳化物形成元素向滲碳體中富集，置換Fe原子，形成合金滲碳體。非碳化物形成元素將離開(kāi)滲碳體。與此同時(shí)，將發(fā)生合金滲碳體的聚集長(zhǎng)大，Ni對(duì)其聚集長(zhǎng)大沒(méi)有影響，而Si和V、W、Mo、Cr則對(duì)其聚集長(zhǎng)大過(guò)程起阻礙作用。在含有Ti、Nb、Zr、V、Mo強(qiáng)碳化物形成元素較多的鋼中，在回火時(shí)可能析出細(xì)小彌散的特殊碳化物，使鋼的強(qiáng)度、硬度顯著提高，產(chǎn)生二次硬化。（4）對(duì)鐵素體回復(fù)再結(jié)晶的影響：大部分合金元素均延緩鐵素體的回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程，其中Co、Mo、W、Cr、V顯著提高α相的再結(jié)晶溫度，Si、Mn的影響次之，Ni的影響不大。合金元素可以顯著地提高再結(jié)晶溫度

40合金元素的作用（5）對(duì)回火脆性的影響：第一類(lèi)回火脆性不可能用熱處理和加入合金元素的方法消除，但Si、Mn等元素可將脆化溫度提高至350~370℃，從而避開(kāi)在正常溫度回火產(chǎn)生的第一類(lèi)回火脆性。Ni、Cr、Mn增加第二類(lèi)回火脆性的脆向，而Mo和W則有抑制和減輕回火脆性的傾向。

41合金元素的作用四、合金元素對(duì)鋼性能的影響鋼中加入合金元素的主要目的是為了使鋼具有更優(yōu)異的性能，對(duì)于結(jié)構(gòu)材料來(lái)說(shuō)，首先是提高其力學(xué)性能，即既要有高的強(qiáng)度，又要保證材料具有足夠的韌性。鋼材除了具有優(yōu)良的力學(xué)性能之外，還應(yīng)具有良好的工藝性能（如鑄造性能、冷成型性能、壓力加工性能、切削性能、焊接性能及熱處理工藝性能等），若鋼材的工藝性能不能滿足要求，盡管力學(xué)性能優(yōu)異，也很難被接受。合金元素加入鋼中主要是通過(guò)固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化等來(lái)提高鋼的強(qiáng)度。

42合金元素的作用四、合金元素對(duì)鋼性能的影響1、通過(guò)加入合金元素的固溶方法來(lái)強(qiáng)化鋼，使鋼具有高的強(qiáng)度，根據(jù)固溶強(qiáng)化的規(guī)律，隨著溶質(zhì)原子的增多，強(qiáng)度、硬度上升，而塑性、韌性下降，強(qiáng)化效果越大，則塑性韌性下降得越多，使材料的可靠性受到較大的損害，因此為了使鋼既具有較高的強(qiáng)度，又有適當(dāng)?shù)乃苄?，?duì)溶質(zhì)濃度應(yīng)當(dāng)加以控制。2、細(xì)化晶粒不但可以提高鋼的強(qiáng)度，而且可以提高鋼的塑性和韌性，這一點(diǎn)是其他強(qiáng)化方式所不具備的。為此，可向鋼中加入Al、Ti、V、Zr、Nb等元素，形成難溶的第二相粒子，這些粒子越彌散細(xì)小，數(shù)量越多，則對(duì)奧氏體化時(shí)晶界遷移的阻力越大，從而細(xì)化奧氏體晶粒。奧氏體晶粒越細(xì)小，則冷卻轉(zhuǎn)變后得到的鐵素體、馬氏體等的尺寸越小。

43合金元素的作用3、第二相粒子可以有效地阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。第二相粒子越細(xì)小，粒子越彌散，其間距越小，則強(qiáng)化效果越好。合金元素的作用主要是為造成均勻彌散分布的第二相粒子提供必要的成分條件。第二相粒子對(duì)鋼的塑性有危害作用。而均勻彌散分布的細(xì)小球狀粒子可改善鋼的塑性，可采用控制碳化物尺寸、數(shù)量、形狀及分布，減少鋼中夾雜物，將片狀珠光體改變?yōu)榱钪楣怏w的方法改善鋼的塑性。4、金屬中的位錯(cuò)密度越高，金屬的強(qiáng)度越高。這種用增加位錯(cuò)密度提高金屬?gòu)?qiáng)度的方法稱(chēng)為位錯(cuò)強(qiáng)化。鋼中的相變，尤其是馬氏體轉(zhuǎn)變，不論是在母相還是在新相中，均能形成大量的位錯(cuò)。合金元素的作用是在塑性變形時(shí)使位錯(cuò)易于增殖，加入合金元素細(xì)化晶粒，提高鋼的淬透性，造成彌散分布的第二相和形成固溶體等，都是增加位錯(cuò)密度十分有效的方法。這也是馬氏體能夠提高鋼的強(qiáng)度的一個(gè)重要原因。

44工程結(jié)構(gòu)鋼工程結(jié)構(gòu)鋼是指專(zhuān)門(mén)用來(lái)制造工程結(jié)構(gòu)件的一大類(lèi)鋼種，它廣泛應(yīng)用于國(guó)防、化工、石油、電站、車(chē)輛等領(lǐng)域，如用于制造船體、建筑鋼結(jié)構(gòu)件、油井或礦井架、高壓容器、輸送管道、橋梁等，在鋼總產(chǎn)量中占90%左右。工程結(jié)構(gòu)鋼包括碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

45工程結(jié)構(gòu)鋼一、工程結(jié)構(gòu)鋼的基本要求工程結(jié)構(gòu)鋼大多用于制造工程結(jié)構(gòu)件，其主要性能要求為足夠的強(qiáng)度和良好的焊接性能、成形工藝性及一定的耐蝕性。1.足夠的強(qiáng)度和韌性工程結(jié)構(gòu)鋼要求有足夠的強(qiáng)度，工程結(jié)構(gòu)件就能承受較大的載荷，減輕整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。2.良好的焊接性和成形工藝性焊接是構(gòu)成金屬結(jié)構(gòu)的常用方法，因此要求有優(yōu)良的焊接性。金屬結(jié)構(gòu)件成形時(shí)，常需要塑性變形，如剪切、沖孔、熱彎、深沖等，因此還要求有良好的冷、熱加工性和成形性等工藝性能。3.良好的耐腐蝕性主要指鋼在各類(lèi)氣候條件下的抗腐蝕能力。

46工程結(jié)構(gòu)鋼二、碳素結(jié)構(gòu)鋼1.性能特點(diǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼一般是含碳量低于0.25%的低碳結(jié)構(gòu)鋼，它含有害元素及非金屬夾雜物較多，但由于冶煉容易、工藝性能好、價(jià)格低廉，而且力學(xué)性能也能滿足一般使用要求，因此，常用于制造普通的工程結(jié)構(gòu)件及普通零件。碳素結(jié)構(gòu)鋼在熱軋狀態(tài)下供應(yīng)，可制成鋼板或各種型鋼如槽鋼、角鋼、扁鋼、圓鋼、工字鋼、鋼筋等。2.牌號(hào)的表示方法碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)的表示方法:Q+數(shù)字+（質(zhì)量等級(jí)）+（脫氧方法）+（專(zhuān)門(mén)用途）符號(hào)。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼。對(duì)于專(zhuān)門(mén)用途的碳素結(jié)構(gòu)鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，在鋼號(hào)最后附加表示用途的字母。例如Q345R表示為壓力容器用鋼，Q345q為橋梁的專(zhuān)業(yè)用鋼。

47工程結(jié)構(gòu)鋼3.常用碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性及用途常用鋼可分為Q195、Q215、Q235和Q275四個(gè)牌號(hào)Q195、Q215(AB)具有高的塑性、韌性和焊接性能，良好的壓力加工性能，但強(qiáng)度低用于制造鐵釘和各種薄板，如黑鐵皮、白鐵皮（鍍鋅薄鋼板）、馬口鐵（鍍錫薄鋼板），也可用作沖壓板材或焊接結(jié)構(gòu)件Q235(ABCD)具有良好的塑性、韌性、焊接性能、冷沖壓性能，以及一定的強(qiáng)度和好的冷彎性可以滿足鋼結(jié)構(gòu)的要求，應(yīng)用最廣、最多，常軋制成各種型鋼、鋼板、鋼筋、棒材等，用來(lái)制造各種鋼結(jié)構(gòu)以及機(jī)器零件，如拉桿、螺栓、連桿、焊接件等Q275具有較高的強(qiáng)度、較好的塑性和切削加工性能、一定的焊接性能。小型零件可以淬火強(qiáng)化。用于制造強(qiáng)度要求較高的零件，如齒輪、軸、鏈輪、鍵、螺栓、螺母、農(nóng)機(jī)用型鋼、鏈條等

48工程結(jié)構(gòu)鋼三、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是指在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加一種或多種少量合金元素（低于3%），使鋼的強(qiáng)度明顯高于碳素結(jié)構(gòu)鋼的一類(lèi)工程結(jié)構(gòu)用鋼。目前工業(yè)上廣泛使用的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的使用狀態(tài)多為熱軋或正火，冶金廠都是軋制成鋼板、型鋼和鋼管供制造廠家選用。一般要經(jīng)過(guò)塑性變形和焊接加工，除厚板、高強(qiáng)度鋼焊接件外，一般不進(jìn)行熱處理。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼主要用于各類(lèi)工程結(jié)構(gòu)中承載大、自重輕、高強(qiáng)度的工程結(jié)構(gòu)件。

49工程結(jié)構(gòu)鋼1.成分特點(diǎn)：含碳量較低，多數(shù)為0.1%～0.2%。一般以稍高含量的Mn（0.8%～1.8%）和適當(dāng)含量的Si來(lái)固溶強(qiáng)化，附加V、Ti、Nb等合金元素產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。加入少量的Cr、Ni及Al，可以提高鋼的耐大氣腐蝕性，尤其是在鋼中同時(shí)含Cu、P時(shí)，效果更佳。

50工程結(jié)構(gòu)鋼2.性能特點(diǎn)（1）高的強(qiáng)度和良好的塑性（2）良好的焊接性能（3）良好的低溫韌性：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度約為-40℃，而碳素結(jié)構(gòu)鋼在-20℃左右，因而低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼適宜制造在寒冷地區(qū)使用的構(gòu)件。（4）良好的耐蝕性：由于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的截面尺寸較小，又常在室外使用，故要求比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼有更高的抵抗大氣、海水、土壤腐蝕的能力。在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中加入少量的Cu、P及Al等，可使耐蝕性明顯提高。

51工程結(jié)構(gòu)鋼3.常用牌號(hào)和用途這類(lèi)鋼按屈服強(qiáng)度可分為Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690等牌號(hào)。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼按用途還可分為結(jié)構(gòu)鋼、耐腐蝕鋼、低溫鋼、耐磨鋼、鋼筋鋼、鋼軌鋼及其他專(zhuān)用鋼按顯微組織可分為鐵素體-珠光體鋼、微珠光體鋼、針狀鐵素體鋼、低碳回火馬氏體鋼、低碳貝氏體鋼和雙相鋼。

52工程結(jié)構(gòu)鋼Q345、Q390鋼綜合力學(xué)性能好，焊接性、冷、熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級(jí)鋼具有良好的低溫韌性用于船舶、鍋爐、壓力容器、石油儲(chǔ)罐、橋梁、電站設(shè)備、起重運(yùn)輸機(jī)械及其他較高載荷的焊接結(jié)構(gòu)件Q420鋼強(qiáng)度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有較高的綜合力學(xué)性能。用于大型船舶，橋梁，電站設(shè)備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機(jī)車(chē)車(chē)輛，起重機(jī)械，礦山機(jī)械及其他大型焊接結(jié)構(gòu)件Q460鋼經(jīng)正火或淬火+回火后有很高的綜合力學(xué)性能，冶煉時(shí)用Al脫氧，質(zhì)量等級(jí)為C、D、E級(jí)，可保證鋼的良好韌性，用于各種大型工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高、載荷大的輕型結(jié)構(gòu)

53機(jī)器零件用鋼機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼又稱(chēng)為機(jī)器零件用鋼，主要用于制造各種機(jī)械零件，如各種類(lèi)型的軸、齒輪、軸承、彈簧、連桿、緊固件等。它們要求有良好的服役性能，有足夠高的強(qiáng)度、塑性、韌性和疲勞極限等。根據(jù)鋼的生產(chǎn)工藝和用途，應(yīng)用較多的有滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動(dòng)軸承鋼等根據(jù)化學(xué)成分，又分為碳素鋼和合金鋼兩類(lèi)。機(jī)器零件用鋼與工程結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷等有害雜質(zhì)限制在較低范圍內(nèi)，鋼的質(zhì)量等級(jí)都是優(yōu)質(zhì)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)。另外，為了更好地發(fā)揮鋼的性能，一般均應(yīng)進(jìn)行熱處理。

54機(jī)器零件用鋼二、滲碳鋼1.工作條件和性能要求工作條件：滲碳鋼用來(lái)制造齒輪、凸輪、活塞銷(xiāo)等。這些零件往往在滑動(dòng)、滾動(dòng)等相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工況下工作，工件之間有摩擦，同時(shí)還承受了一定交變彎曲應(yīng)力和接觸疲勞應(yīng)力，有時(shí)還有一定的沖擊力。這些零件常見(jiàn)的失效形式有過(guò)量磨損、表面剝落，甚至斷裂等。性能要求：表面具有高硬度、高耐磨性、高接觸疲勞抗力，而心部應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能。用滲碳鋼制造的零件，通過(guò)滲碳淬火工藝，使表面有高的彎曲和疲勞極限及耐磨性，而心部又有高的強(qiáng)度和韌性。實(shí)際上，經(jīng)過(guò)滲碳處理后的鋼是一種很好的復(fù)合材料，表層相當(dāng)于高碳鋼，而心部是低碳鋼。

55機(jī)器零件用鋼2.化學(xué)成分滲碳鋼中碳的含量決定了滲碳零件心部的強(qiáng)度和韌性，從而影響到零件整體的性能。一般滲碳鋼的碳含量為0.12%～0.25%，個(gè)別鋼種可達(dá)到0.28%。低的碳含量可保證心部在淬火時(shí)得到強(qiáng)韌性好的板條馬氏體組織。滲碳鋼中常用的合金元素Mn、Cr、Ni的主要作用是提高滲碳鋼的淬透性，使較大尺寸的零件在淬火時(shí)心部能得到大量板條馬氏體組織，以獲得較高的強(qiáng)度和良好的韌性。根據(jù)零件承受負(fù)荷大小的不同情況，心部需要的顯微組織也有所差別。Mo、W、V、Ti等合金元素可以阻止奧氏體晶粒在高溫滲碳時(shí)長(zhǎng)大，能細(xì)化晶粒。

56機(jī)器零件用鋼3.常用滲碳鋼及熱處理①常用滲碳鋼：滲碳鋼都是低碳鋼或低碳合金鋼。常用滲碳鋼按淬透性大小可分為低淬透性鋼、中淬透性鋼和高淬透性鋼三類(lèi)。低淬透性鋼的典型代表是20和20Cr鋼。由于滲碳時(shí)晶粒容易長(zhǎng)大，所以不宜采用滲碳后直接淬火工藝。淬透性低，正火、退火后硬度低，切削性能不良，用于制造截面較小、載荷小的零件等。

57機(jī)器零件用鋼中淬透性鋼的典型代表是20CrMnTi鋼。由于多元復(fù)合合金元素的作用，其淬透性好，滲碳淬火后具有較高的耐磨性和高的強(qiáng)韌性，特別是低溫沖擊韌性比較好;鋼的滲碳工藝性較好，晶粒長(zhǎng)大傾向小，可直接淬火，變形也比較小。一般制造承受高速、中載或重載及承受沖擊的滲碳零件。高淬透性滲碳鋼18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等。12Cr2Ni4具有高的綜合力學(xué)性能，沖擊韌性高，有回火脆性和形成白點(diǎn)傾向，工藝性能較差。用于制造截面較大且承受重負(fù)荷的重要滲碳零件。18Cr2Ni4WA有良好的強(qiáng)韌性配合，缺口敏感性小，高淬透性，工藝性能較差，一般情況下切削性、磨削性較差，可進(jìn)行滲碳、氮化處理，也可在其他熱處理后使用。用于大截面、高強(qiáng)度又需要良好韌性和缺口敏感性很小的重要滲碳零件。

58機(jī)器零件用鋼②滲碳鋼的熱處理一般滲碳件的滲碳熱處理溫度為930℃左右，滲碳后淬火處理常有直接淬火、一次淬火和二次淬火等方法。碳素鋼和低合金鋼常用直接淬火和一次淬火。例如20CrMnTi鋼齒輪在930℃滲碳后可以預(yù)冷到870℃直接淬火18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等中合金滲碳鋼，經(jīng)滲碳后直接淬火，滲碳層將存在大量殘留奧氏體，因此，一般是淬火后進(jìn)行冷處理或者是淬火前進(jìn)行高溫回火，使殘留奧氏體分解，生產(chǎn)上常用高溫回火、淬火后再低溫回火，使?jié)B碳表層獲得高硬度和高耐磨性的回火馬氏體加上細(xì)小碳化物，而心部組織則根據(jù)鋼的淬透性及零件尺寸而定，可獲得低碳回火馬氏體或其他組織，它們具有足夠的強(qiáng)度和塑性，使零件達(dá)到表硬里韌的要求。

59機(jī)器零件用鋼三、調(diào)質(zhì)鋼1.工作條件和性能要求這類(lèi)鋼主要用來(lái)制造在多種負(fù)荷下工作，受力情況比較復(fù)雜，要求具有良好綜合力學(xué)性能的連桿、螺栓、主軸、半軸等。調(diào)質(zhì)鋼要具有一定的綜合力學(xué)性能，首先是要求有足夠的淬透性，使經(jīng)淬火后零件的截面上得到盡可能厚而均勻的馬氏體層，再加上回火控制碳化物尺寸和彌散度，這樣才可保證達(dá)到性能要求。調(diào)質(zhì)鋼在機(jī)械零件中是用量最大的一類(lèi)鋼種。

60機(jī)器零件用鋼2.化學(xué)成分大多數(shù)調(diào)質(zhì)鋼的碳含量為0.25%～0.45%。隨著碳含量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性升高，而塑性、韌性下降。因此，應(yīng)根據(jù)零件的具體性能要求來(lái)選擇鋼材的碳含量，在保證強(qiáng)度的前提下，盡量選擇較低的碳含量，以保證零件的韌性。調(diào)質(zhì)鋼中常用的合金元素有Cr、Mn、Mo、V、Si、Ni、B、W、Ti等，Mn、Cr、Si、Ni、B等主要作用是提高鋼的淬透性，尤其是幾種元素的復(fù)合作用效果更好。W、Mo、V、Ti等細(xì)化晶粒及提高鋼的回火穩(wěn)定性，;W、Mo防止或減緩高溫回火脆性，使鋼具有更好的綜合力學(xué)性能。

61機(jī)器零件用鋼3.常用調(diào)質(zhì)鋼及熱處理調(diào)質(zhì)鋼是按淬透性高低來(lái)分的。一般分為低淬透性鋼、中淬透性鋼和高淬透性鋼。低淬透性調(diào)質(zhì)鋼中，應(yīng)用最多的是45和40Cr鋼等。45鋼等碳素鋼生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，用于制造力學(xué)性能要求不高、形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小的零件，也可經(jīng)表面淬火代替滲碳鋼制造各種齒輪、軸、活塞銷(xiāo)等。而40Cr鋼用于制造較重要的調(diào)質(zhì)件及表面淬火件，如汽車(chē)上的傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向節(jié)及機(jī)床上的主軸、變速齒輪等。為了節(jié)省鉻，可用40MnB、42SiMn等鋼代替40Cr鋼。

62機(jī)器零件用鋼中淬透性合金鋼有40CrNi、42CrMo、40CrMn、30CrMnSi鋼等。高淬透性的調(diào)質(zhì)鋼有40CrNiMo、37CrNi3、40CrMnMo鋼等。調(diào)質(zhì)鋼的熱處理一般采用淬火后再進(jìn)行500～650℃高溫回火（調(diào)質(zhì)處理），得到回火索氏體，使其具有良好的綜合力學(xué)性能。具體溫度則取決于鋼的成分和零件的性能要求。高溫回火時(shí)應(yīng)注意防止某些合金鋼產(chǎn)生的高溫回火脆性。如果零件還要求表面有很好的耐磨性，還可再進(jìn)行表面淬火或化學(xué)熱處理（氮化）。

63機(jī)器零件用鋼四、彈簧鋼1.工作條件和性能要求彈簧是機(jī)械和儀器上的重要零件，應(yīng)用非常廣泛。彈簧主要有板簧、螺旋彈簧和其他彈性元件。彈簧的主要作用是儲(chǔ)能、減振，它一般在動(dòng)負(fù)荷下工作，即在沖擊、振動(dòng)或長(zhǎng)期均勻的周期改變應(yīng)力的條件下工作，起到緩和沖擊力的作用，使與它配合的零部件不致受到?jīng)_擊而早期破壞。板簧主要承受彎曲載荷，螺旋彈簧根據(jù)它的不同用途有壓簧、拉簧和扭簧等，主要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。彈簧主要失效形式為疲勞破壞。彈簧是利用其彈性變形來(lái)吸收和釋放外力的，所以要求彈簧有高的彈性極限和較高的屈強(qiáng)比。為防止在交變應(yīng)力下發(fā)生疲勞和斷裂，彈簧應(yīng)具有高的疲勞極限和足夠的塑性和韌性。對(duì)于特殊條件下工作的彈簧，還要有某些特殊性能，如耐蝕性、耐熱性等。在工藝性能上，對(duì)于淬火強(qiáng)化處理的彈簧鋼還應(yīng)有足夠的淬透性。

64機(jī)器零件用鋼2.化學(xué)成分普通常用的彈簧材料是碳素鋼和低合金彈簧鋼，碳素鋼碳的含量為0.6%～1.05%;低合金彈簧鋼碳的含量為0.40%～0.74%，常加入Si、Mn、Cr、V等合金元素。合金元素的主要作用是:Cr和Mn提高淬透性;Si提高彈性極限;V提高淬透性和細(xì)化晶粒。為保證彈簧有高的疲勞壽命，要求鋼的純凈度高，非金屬夾雜少，表面質(zhì)量高。另外，Si和V還能提高回火穩(wěn)定性，以進(jìn)一步提高鋼的彈性極限、屈強(qiáng)比及耐熱性。

65機(jī)器零件用鋼3.常用彈簧鋼根據(jù)彈簧的尺寸及性能要求不同，彈簧鋼分碳素鋼及低合金鋼。碳素鋼有60、65及60Mn、65Mn等。這類(lèi)鋼價(jià)格較便宜，熱處理后具有一定的強(qiáng)度，但由于淬透性差，故只適宜制作直徑小于10mm的不太重要的彈簧60Si2Mn是合金彈簧鋼中最常用的鋼號(hào)，它淬透性較高，彈性極限高，疲勞極限也較高，主要用于250℃以下工作的鐵路機(jī)車(chē)、汽車(chē)、拖拉機(jī)上的鋼板彈簧。50CrVA淬透性高，彈性極限和疲勞極限也很高，可用于制造特別重要的承受大應(yīng)力的多種尺寸螺旋彈簧以及大截面、工作溫度在300℃以下的重要彈簧。

66機(jī)器零件用鋼4.彈簧鋼的熱處理彈簧的尺寸不同，其成形與熱處理方法也不同。彈簧絲直徑＜8～10mm的彈簧，常用冷拔彈簧鋼絲后冷卷成形。在冷成形后進(jìn)行200～400℃去應(yīng)力退火即可，保留著冷加工的強(qiáng)化作用。有的可在冷成形前進(jìn)行鹽浴等溫淬火，得到索氏體；有的在冷拔鋼絲中間進(jìn)行再結(jié)晶退火，以便于繼續(xù)加工。

67機(jī)器零件用鋼彈簧絲直徑或彈簧鋼板厚度大于10～15mm的螺旋彈簧或板彈簧，一般在熱態(tài)成形;根據(jù)彈簧的性能要求，熱成形彈簧的熱處理為淬火+中溫回火，以獲得回火屈氏體組織。熱成形彈簧一般是將淬火加熱與熱成形結(jié)合起來(lái)，即加熱溫度略高于淬火溫度，加熱后進(jìn)行熱卷成形，然后利用余熱立即進(jìn)行淬火。淬火后根據(jù)性能要求選350-500℃中溫回火。為了提高彈簧的強(qiáng)度和疲勞壽命，形變熱處理及噴丸、滲氮等表面處理工藝在彈簧制造中得到了廣泛的應(yīng)用。

68機(jī)器零件用鋼五、滾動(dòng)軸承鋼1.工作條件和性能要求滾動(dòng)軸承是各種機(jī)械傳動(dòng)部分的基礎(chǔ)零件之一。滾動(dòng)軸承由內(nèi)、外套圈和滾動(dòng)體及保持架組成。滾動(dòng)軸承鋼主要用于制造內(nèi)、外套圈及滾動(dòng)體，保持架用08F和10鋼制造。工作條件：滾動(dòng)軸承工作時(shí)，套圈和滾動(dòng)體之間呈點(diǎn)接觸或線接觸，在接觸面上承受著極大的交變負(fù)荷，從而容易造成疲勞破壞。滾動(dòng)軸承鋼在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，既有滑動(dòng)摩擦，也有滾動(dòng)摩擦，并不時(shí)受到?jīng)_擊，還要受到大氣及潤(rùn)滑劑的腐蝕作用。因此，滾動(dòng)軸承是在繁重而惡劣的條件下工作的，疲勞剝落和磨損是其主要損壞形式。性能要求：滾動(dòng)軸承鋼必須具有足夠的抗壓強(qiáng)度和疲勞極限；高的硬度、耐磨性及一定的韌性；耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性。為了滿足軸承的性能要求，對(duì)于軸承鋼來(lái)說(shuō)，正確的化學(xué)成分、高的冶金質(zhì)量和合理的加工工藝是保證性能要求的三個(gè)關(guān)鍵因素。

69機(jī)器零件用鋼2.化學(xué)成分軸承鋼其含碳量為0.95%～1.15%，高的碳含量是為了保證軸承鋼具有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。常加的合金元素是Cr用以提高鋼的淬透性，并使其在熱處理后與碳形成均勻細(xì)小的碳化物，提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，同時(shí)還能提高鋼的耐蝕性。但Cr含量過(guò)高，則會(huì)增加淬火后殘余奧氏體量，使硬度及尺寸穩(wěn)定性下降，同時(shí)會(huì)增加碳化物的不均勻性，從而使疲勞極限下降。制造大型軸承的鋼，為了進(jìn)一步提高其淬透性，還加入Si、Mn等元素。軸承鋼對(duì)S、P含量極其嚴(yán)格（WS<0.020%、WP<0.007%），原因是S、P會(huì)形成非金屬夾雜物，降低軸承鋼的疲勞極限。

70機(jī)器零件用鋼3.常用軸承鋼目前應(yīng)用最廣泛的軸承鋼是高碳鉻軸承鋼系列，如GCr15、GCr15SiMn等。GCr15鋼用于制造中、小型軸承的內(nèi)、外套圈及滾動(dòng)體，GCr15SiMn鋼應(yīng)用于較大型滾動(dòng)軸承。此外根據(jù)不同工作條件，還有滲碳軸承鋼，如G20CrNiMo、G10CrNi3Mo等，以及不銹軸承鋼，如9Cr18、9Cr18Mo等。另外，鉻滾動(dòng)軸承鋼是性能較好的過(guò)共析鋼，除大量制造滾動(dòng)軸承外，還可以用于制造精密量具、冷沖模、形狀復(fù)雜的刃具及某些精密零件。

71機(jī)器零件用鋼4.滾動(dòng)軸承鋼的熱處理滾動(dòng)軸承鋼的熱處理包括預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是球化退火：滾動(dòng)軸承鋼在切削加工前必須進(jìn)行球化退火，其目的是均勻組織、降低硬度、便于切削加工，同時(shí)為最終熱處理做組織準(zhǔn)備。球化退火后的組織為球狀珠光體，硬度低于210HBW。當(dāng)有粗大的網(wǎng)狀碳化物時(shí)，應(yīng)先正火消除再進(jìn)行球化退火最終熱處理是淬火+低溫回火：淬火+低溫回火的目的是使鋼的力學(xué)性能滿足使用要求，即獲得高強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞極限。淬火和低溫回火的組織為極細(xì)的回火馬氏體、細(xì)小均勻的碳化物及少量的殘余奧氏體，硬度為61～65HRC，回火溫度為150～170℃。對(duì)于精密軸承零件，為了提高其尺寸穩(wěn)定性，一般在淬火后立即進(jìn)行一次-70℃左右的冷處理，以盡量減少鋼中的殘余奧氏體量，然后再進(jìn)行低溫回火，并在磨削加工后再進(jìn)行120～130℃、5～10h的時(shí)效處理。

72工具鋼對(duì)各種材料進(jìn)行加工，需要采用各種工具，用來(lái)制造刀具、模具、量具等工具的鋼稱(chēng)為工具鋼。例如鉆頭是由刃部和柄部組成的。工作時(shí)，鉆頭刃部因伸入被加工金屬內(nèi)部進(jìn)行鉆削，被金屬包圍，散熱困難，升溫快，冷卻條件差，尤其是在高速?gòu)?qiáng)力切削時(shí)，刃部溫度可達(dá)600℃左右，即使在低速切削時(shí)，刃部溫度也在100℃以上。因此，要求刃部應(yīng)具有高的硬度、耐磨性和熱硬性，并保持適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、韌性，防止工作時(shí)受力折斷。此外，鉆頭在使用過(guò)程中，刃部不斷磨損，故需經(jīng)常刃磨，要求整個(gè)刃部都應(yīng)淬透。柄部不承擔(dān)切削，僅要求具有足夠的強(qiáng)度、韌性及一定的硬度。工具鋼按其用途可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼;按化學(xué)成分工具鋼可分為碳素工具鋼和合金工具鋼兩大類(lèi)。高速工具鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)高速鋼）因其成分和組織的特殊性以及產(chǎn)量大，一般單獨(dú)作為一類(lèi)。

73工具鋼刃具鋼1.刃具的工作條件和性能要求工作條件：刃具主要是指用于切削金屬或非金屬的刀具，如車(chē)刀、銑刀、鉆頭等。刃具在工作時(shí)，受到彎曲、剪切、沖擊、扭轉(zhuǎn)、振動(dòng)、摩擦等力的作用產(chǎn)生熱量，有可能使刀刃溫度升高到600℃甚至更高，同時(shí)刃部也發(fā)生磨損。切削量越大，切削速度越快，刃部溫度越高。性能要求：要求刃具必須具備高硬度、高耐磨性、一定的韌性和塑性，有的還要求有熱硬性。

74工具鋼2.碳素工具鋼①化學(xué)成分為了保證刃具具有高的硬度和耐磨性，碳素工具鋼的碳含量高達(dá)0.65%～1.35%，并且對(duì)Si、Mn、S、P等雜質(zhì)元素含量控制嚴(yán)格。②常用碳素工具鋼常用的碳素工具鋼有T7、T8、T9、T10、T11、T12和T13。高級(jí)優(yōu)質(zhì)的T7A～T13A鋼。碳素工具鋼淬火、回火后的硬度差別不大，但隨著鋼中碳含量的增加，未溶滲碳體量增多，鋼的耐磨性提高，而韌性降低。雖然碳素工具鋼的加工性能好，價(jià)格低廉，有較高的硬度和耐磨性，但由于其淬透性和熱硬性差，所以應(yīng)用受到限制。

75工具鋼③熱處理碳素工具鋼的熱處理包括鍛后球化退火和加工成形后的淬火+低溫回火。淬火溫度在Ac1+30～50℃，以保證淬火后得到在馬氏體基體上分布著均勻、細(xì)小、顆粒狀的碳化物組織，使其具有較高的硬度和耐磨性。由于碳素工具鋼的淬透性較低，為了獲得馬氏體組織，淬火冷卻時(shí)，除了形狀復(fù)雜、有效厚度小于5mm的小刃具在油中冷卻外，一般都選用水冷，故變形和開(kāi)裂傾向較大。淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火，采用180～200℃的低溫回火。

76工具鋼3.低合金工具鋼①化學(xué)成分為了彌補(bǔ)碳素工具鋼的不足，加入合金元素Cr、Mn、Si、W、V等，其總的含量在5%以下。其中Cr、Mn、Si的主要作用是提高鋼的淬透性和強(qiáng)度；W和V的主要作用是在鋼中形成硬而穩(wěn)定的碳化物，以提高鋼的硬度和耐磨性，并防止鋼在加熱時(shí)的過(guò)熱現(xiàn)象，保持其細(xì)小晶粒;另外，Si還能提高回火穩(wěn)定性，Mn還能提高淬火后的殘余奧氏體量，使淬火變形小。

77工具鋼②常用低合金工具鋼常用的低合金工具鋼有9SiCr、CrWMn等。9SiCr鋼有高的淬透性和回火穩(wěn)定性，適用于制造變形要求小的薄刃刀具，如絲錐、板牙、鉸刀等。CrWMn鋼具有高的淬透性、高的硬度和耐磨性、淬火變形小的特點(diǎn)，它適用于制造截面較大、切削刃口不劇烈受熱、要求淬火變形小、耐磨性高的工具，如長(zhǎng)絲錐、長(zhǎng)鉸刀、拉刀等。低合金工具鋼廣泛用于制造精度要求較高、形狀復(fù)雜、尺寸較大的低速切削刃具。

78工具鋼③熱處理低合金工具鋼的熱處理與碳素工具鋼基本相同，包括球化退火和淬火+低溫回火。由于合金元素的作用，使合金工具鋼的導(dǎo)熱性較差，所以形狀復(fù)雜或截面尺寸較大的刃具淬火加熱時(shí)，要進(jìn)行一次600～650℃預(yù)熱。淬火加熱時(shí)既要保證一部分碳化物溶入奧氏體中，以提高鋼的淬透性，又要留有一部分碳化物來(lái)提高其耐磨性。淬火加熱溫度要根據(jù)刃具的形狀、尺寸、性能要求等確定。淬火冷卻時(shí)，由于低合金工具鋼的淬透性較高，一般可采用油淬、分級(jí)淬火或等溫淬火?；鼗饻囟纫话銥?60～200℃。淬火、低溫回火后的組織為回火馬氏體和顆粒狀的合金碳化物及少量的殘余奧氏體，硬度為60～65HRC。

79工具鋼4.高速鋼高速鋼適用于制造高速切削刃具，可保證刃部在650℃時(shí)的硬度仍高于50HRC，從而具有優(yōu)良的切削性和耐磨性。①化學(xué)成分高速鋼含碳量較高并含有大量的W、Mo、Cr、V等元素。C：較高的碳含量可以保證形成足夠的合金碳化物，從而獲得高的硬度、耐磨性及熱硬性。碳含量必須與其他合金元素含量相匹配，過(guò)高、過(guò)低對(duì)性能都有不利影響，碳含量都應(yīng)限定在較窄的范圍內(nèi)。W：鎢是獲得熱硬性的主要元素，它在高速鋼中形成碳化物。淬火加熱時(shí)，一部分碳化物溶入奧氏體，淬火后形成含有鎢及其他合金元素的、有很高回火穩(wěn)定性的馬氏體，在560℃左右回火時(shí)，以W2C形式彌散析出，造成二次硬化，使高速鋼具有高的熱硬性，并且提高鋼的耐磨性。淬火加熱時(shí)未溶解的碳化物阻礙奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。

80工具鋼Mo：作用與W相似，1%的Mo可以代替2%的W。Cr：在高速鋼中的主要作用是提高淬透性。幾乎所有的高速鋼中Cr的含量均為4%左右，當(dāng)Cr的含量為4%時(shí)，空冷即可得到馬氏體組織;其次，Cr還能提高鋼的抗腐蝕能力及抗氧化脫碳能力。V：能顯著提高鋼的熱硬性、硬度及耐磨性，并能細(xì)化晶粒，降低鋼的過(guò)熱敏感性，因此，V是強(qiáng)碳化物形成元素。淬火加熱時(shí)V部分溶入奧氏體中，并在淬火后存在于馬氏體中，回火時(shí)提高回火穩(wěn)定性并產(chǎn)生二次硬化?；鼗饡r(shí)析出的VC具有極高的硬度（83～85HRC），同時(shí)VC極為穩(wěn)定，在1200℃以上才開(kāi)始明顯溶入奧氏體中，未溶解的VC阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。但V含量過(guò)高，其磨削性能差，一般高速鋼中V的含量為1%～4%。

81工具鋼②鑄態(tài)組織由于高速鋼中含有大量的合金元素，使碳在γ-Fe中的最大溶解度點(diǎn)E顯著左移，故高速鋼的鑄態(tài)組織中出現(xiàn)了萊氏體，屬于萊氏體鋼，鑄造高速鋼的萊氏體中的共晶碳化物呈魚(yú)骨狀，組織和化學(xué)成分極不均勻，并且不能用熱處理的方法加以消除，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)鍛造才能使其破碎、均勻。

82工具鋼③常用高速鋼：目前常用的高速鋼主要是鎢系和鉬系兩大類(lèi)。鎢系：典型的牌號(hào)為W18Cr4V，W18Cr4V鋼發(fā)展較早，使用比較成熟，能滿足一般性能要求。但其碳化物偏析較嚴(yán)重，熱塑性差，成形較難，在加工特別硬或韌性好的材料時(shí)，硬度和熱硬性顯得還不夠理想，而且含鎢量高，價(jià)格較貴，所以主要用于制造截面較小的刃具和普通鉆頭等。鎢鉬系：以W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等。該類(lèi)鋼是用鉬代替一部分鎢，并提高了釩的含量，碳化物的偏析程度有所改善，熱塑性較好，便于成形，熱處理時(shí)過(guò)熱傾向減小，強(qiáng)度、韌性提高，通用性進(jìn)一步提高，使用壽命延長(zhǎng)，而且價(jià)格低。其使用日益增多，一般可代替W18Cr4V鋼制造鉆頭、滾刀、銑刀、插齒刀、擴(kuò)孔刀等，更適合制造薄棱刃具及大截面的刃具。

83工具鋼含鈷高速鋼：如W18Cr4VCo5、W6Mo5Cr4V2Co5，這類(lèi)鋼熱硬性好，但是價(jià)格昂貴。超硬高速鋼的典型牌號(hào)為W6Mo5Cr4V2Al，具有高硬度（65～70HRC）、高熱硬性的特點(diǎn)，成本比鈷高速鋼低。各種高速鋼具有高的熱硬性、耐磨性及較高的強(qiáng)度和韌性，不僅可以制作高速切削、大切削量的刃具，也可以制造載荷大、形狀復(fù)雜、貴重的切削刃具，如拉刀、齒輪銑刀等。此外，還可以用于制造冷沖模、冷擠壓模及某些要求耐磨性高的零件。高速鋼是較貴重的高合金鋼，故應(yīng)該節(jié)約使用。

84工具鋼④熱處理高速鋼的熱處理包括鍛造后退火和加工后的淬火+回火。高速鋼鍛造后必須進(jìn)行等溫球化退火。退火后的組織為索氏體基體上均勻地分布著細(xì)小的碳化物顆粒，硬度為207～255HBW。高速鋼淬火、回火的特點(diǎn)是淬火加熱溫度高（一般為1200～1300℃），淬火后要在500℃左右多次回火。高速鋼淬火、回火后的組織為極細(xì)的回火馬氏體、較多的顆粒狀碳化物及少量殘余奧氏體，硬度為63～66HRC。為了提高高速鋼刃具的使用壽命，可在淬火、回火后再進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。常用的表面強(qiáng)化處理方法有氣體軟氮化、硫氮共滲、蒸氣處理、離子滲氮及氣相沉積等。

85工具鋼三、模具鋼模具是機(jī)械制造工業(yè)中制造零件的主要加工工具。根據(jù)其工作條件不同，模具又分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼。1.冷作模具鋼（1）工作條件和性能要求工作條件：冷作模具鋼是指金屬在冷態(tài)下變形所用的模具鋼。冷變形通常是將板或棒材拉延、沖壓、冷鐓或冷擠壓成形。這類(lèi)模具在工作過(guò)程中共同的特點(diǎn)是工作溫度不高，模具主要承受高的壓力和沖擊力，有強(qiáng)烈的摩擦。失效形式一般是磨損，也有斷裂、崩刃和變形超差。性能要求：具有高硬度和高耐磨性，以及一定的韌性;在工藝上則要求具有足夠的淬透性。另外，冷變形加工后的零件一般不再加工或很少加工，因而還要求熱處理時(shí)變形要小，以保證模具較高的尺寸精度。

86工具鋼（2）常用鋼種①碳素工具鋼，如T8A、T10A、T12A等，主要用于工作時(shí)受力不大、形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小、變形要求不太嚴(yán)的模具。②低合金工具鋼，如9SiCr、CrWMn、9Mn2V、GCr15等，用于制造工作時(shí)受力不大，但形狀復(fù)雜或尺寸較大的模具。③高碳高鉻鋼，如Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV等，主要用于制造要求高耐磨性、高淬透性和變形量小的高精度、重負(fù)荷模具。④高速鋼，如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等，主要用于制造冷壓、冷鐓模具。

87工具鋼（3）典型鋼種的熱處理碳素工具鋼、低合金工具鋼及高速鋼的熱處理特點(diǎn)與刃具鋼基本相同。但冷作模具對(duì)淬火變形的要求比刃具高，更應(yīng)注意防止淬火變形，一般都采用下限加熱溫度。Cr12型模具鋼的熱處理：Cr12型模具鋼屬于萊氏體鋼，必須經(jīng)過(guò)鍛造后等溫球化退火，退火后硬度為207～269HBW。最終熱處理有兩種方法：①一次硬化法：采用較低的淬火溫度+低溫回火。如Cr12鋼采用980℃左右淬火、160～180℃回火，可獲得61～63HRC的高硬度與高耐磨性，并且淬火變形小。②二次硬化法：采用較高的淬火溫度+多次回火。如Cr12鋼采用1100℃左右的溫度淬火，由于加熱時(shí)溶解的碳化物多，Ms點(diǎn)低，殘余奧氏體多，淬火后硬度較低，但經(jīng)多次510～520℃回火，產(chǎn)生二次硬化，硬度可達(dá)到60～63HRC，可獲得較高的熱硬性，但韌性較低，變形量較大，適于在400～500℃條件下工作的模具或需進(jìn)行氮化處理的模具。

88工具鋼2.熱作模具鋼熱作模具鋼是用來(lái)制造使加熱金屬或液態(tài)金屬獲得所需要形狀的模具。這種模具是在反復(fù)受熱和冷卻的條件下進(jìn)行工作的。變形加工過(guò)程完成得越慢，模具受熱的時(shí)間就越長(zhǎng)，受熱的程度就越嚴(yán)重。根據(jù)模具的具體工作條件，熱作模具可分為熱鍛模、熱擠壓模和壓鑄模等。

89工具鋼（1）熱鍛模熱鍛模是通過(guò)沖擊加壓使被加熱金屬發(fā)生塑性變形的工具。它在工作過(guò)程中承受很大的沖擊載荷、復(fù)雜的應(yīng)力及強(qiáng)烈的摩擦力，同時(shí)還要經(jīng)過(guò)反復(fù)的加熱和冷卻，其主要失效形式是產(chǎn)生疲勞裂紋。因此要求熱鍛模具鋼具有較高的高溫強(qiáng)度和耐磨性、良好的耐熱疲勞性和導(dǎo)熱性、良好的沖擊韌性，較大型熱鍛模用鋼還要有高的淬透性等。熱鍛模一般采用碳含量為0.45%～0.6%的中碳合金鋼，以保證熱處理后獲得優(yōu)良的強(qiáng)度與韌性、一定的硬度和耐磨性、良好的導(dǎo)熱性。合金元素Cr、Mn、Ni的主要作用是提高淬透性，Ni還能提高韌性，合金元素Mo的主要作用是提高回火穩(wěn)定性及防止高溫回火脆性。

90工具鋼常用的熱鍛模用鋼是5CrNiMo、5CrMnMo。5CrNiMo鋼具有良好的韌性、強(qiáng)度與耐磨性，并在500～600℃時(shí)力學(xué)性能幾乎不降低，并且淬透性非常好，常用來(lái)制造大、中型熱鍛模。而5CrMnMo鋼用Mn代替貴重的Ni，使綜合力學(xué)性能與抗熱疲勞性和淬透性稍低，它適于制造中、小型熱鍛模。熱鍛模經(jīng)鍛造后需進(jìn)行退火，然后再進(jìn)行淬火+回火，以獲得要求的使用性能。5CrNiMo、5CrMnMo鋼經(jīng)820～860℃淬火加熱，在空氣中預(yù)冷到780℃左右油淬后可在520～580℃范圍內(nèi)回火，具體回火溫度按模具大小而定。

91工具鋼（2）壓鑄模壓力鑄造是在高的壓力下使液態(tài)金屬擠滿型腔成形。在工作中模具反復(fù)與熾熱金屬接觸，因此對(duì)壓鑄模用鋼要求有高的耐熱疲勞性、較高的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性及耐蝕性和一定的高溫強(qiáng)度等。目前常用的壓力鑄造大致可分為鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金和黑色金屬等五大類(lèi)。這些金屬的熔點(diǎn)、壓鑄溫度不同，模具的工作溫度和硬度要求也不同。壓鑄模具鋼的選擇要根據(jù)澆注金屬的溫度和種類(lèi)來(lái)決定。常用的壓鑄模用鋼鋼號(hào)有3Cr2W8V、4Cr5MoSiV、3Cr3Mo3VNb等，其中3Cr2W8V鋼應(yīng)用最廣。3Cr2W8V鋼碳含量為0.3%～0.4%，但由于所含合金元素多，屬于過(guò)共析鋼。合金元素Cr、W、V等可使鋼的Ac1提高到820～830℃，因而其抗熱疲勞性較高，主要用于制造澆注溫度較高的銅合金、鋁合金的壓鑄模，也可用于制作擠壓鋼、銅合金的模具。3Cr2W8V鋼鍛后必須進(jìn)行球化退火，以改善組織，降低硬度，便于切削加工。切削加工后，一般加熱到1050～1150℃空冷或油冷淬火，形狀復(fù)雜的用分級(jí)淬火。淬火后在560～660℃范圍內(nèi)2～3次回火。淬火、回火后的組織為回火馬氏體、粒狀碳化物及少量殘余奧氏體。

92工具鋼3.塑料模具鋼塑料模具鋼應(yīng)用于塑料制品成形用模具的制造。目前研究開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)系列鋼號(hào)還比較少，基本上都是其他材料應(yīng)用于塑料模具。（1）工作條件和性能要求塑料制品很多是采用模壓成形的，壓制塑料所受的溫度常在200～250℃范圍內(nèi)。部分塑料品種在壓制時(shí)析出有害氣體，對(duì)型腔有較大的侵蝕作用。因此要求模具加工面有低的粗糙度值（模具材料夾雜物少，組織均勻，表面硬度高），表面有一定耐磨耐蝕性，足夠的強(qiáng)度和韌性，熱處理時(shí)變形要小。

93工具鋼（2）常用鋼種塑料模具專(zhuān)用鋼主要有SM45、SM50、SM55等，其用量比較大，主要用于一般零件或次要零件上。對(duì)于中、小型且不是很復(fù)雜的模具，現(xiàn)在還較多地采用T7A、T10A、9Mn2V、CrWMn、Cr2等工具鋼制造。使用硬度一般為45～55HRC。對(duì)于大型塑料模具，可采用SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1鋼。要求較高耐磨性時(shí)可選用SMCr12Mo1V1和Cr12MoV鋼。對(duì)于壓制時(shí)會(huì)析出有害氣體的塑料模具，可采用SM2Cr13、3Cr13、4Cr13Mo、9Cr18等不銹鋼制造。對(duì)于SM2Cr13、3Cr13鋼制造的模具，可在950～1000℃加熱淬火，油中冷卻，在200～220℃回火。

94工具鋼四、量具鋼1.工作條件和性能要求：在機(jī)械制造行業(yè)大量使用的量規(guī)、卡尺、樣板等，都稱(chēng)為量具。量具的用途是測(cè)量工件的尺寸和形狀，所以量具最重要的要求是具有穩(wěn)定而精確的尺寸。引起量具尺寸精度降低的原因主要有兩個(gè):一個(gè)是量具在使用過(guò)程中經(jīng)常與被測(cè)工件接觸而被磨損，另一個(gè)是量具在長(zhǎng)期使用和存放過(guò)程中由于組織和應(yīng)力變化引起尺寸變化。為此，量具鋼必須要有高的硬度和耐磨性、高的尺寸穩(wěn)定性和足夠的韌性，特別精密的量具還要求有良好的耐蝕性。

95工具鋼2.常用量具鋼：量具用鋼沒(méi)有專(zhuān)用的鋼號(hào)，都是選用各類(lèi)結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼等常用鋼種來(lái)制造。常用的量具鋼有碳素工具鋼、高碳低合金鋼及滲碳鋼等。碳素工具鋼有T10A、T12A等，主要用于制造形狀簡(jiǎn)單、精度要求不是很高的量具，如量規(guī)、樣圈等圓形量具。高碳低合金鋼有GCr15、CrWMn等，主要用于制造形狀復(fù)雜、高精度的量具。滲碳鋼有15、20、15Cr、15CrMn等，主要用于制造長(zhǎng)形或平板狀量具，并經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后使用。對(duì)于要求耐腐蝕的量具，可用9Cr18不銹鋼制造。

96工具鋼3.量具的熱處理：量具熱處理的目的是提高硬度、耐磨性及尺寸穩(wěn)定性。因此，除了要進(jìn)行球化退火及淬火加低溫回火以獲得高硬度、高耐磨性外，還要采取措施使量具有高的尺寸穩(wěn)定性。

97工具鋼量具尺寸不穩(wěn)定的原因有三個(gè):殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，引起體積膨脹;馬氏體在使用過(guò)程中繼續(xù)分解，正方度降低，引起體積收縮;殘余內(nèi)應(yīng)力的存在和重新分布，引起變形。因此，量具的熱處理特點(diǎn)是：①淬火：在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度，以減小應(yīng)力，降低馬氏體正方度及殘余奧氏體量。②冷處理：淬火后必須進(jìn)行冷處理，減少殘余奧氏體量。③回火：一般用低溫（150～160℃）長(zhǎng)時(shí)間回火，在保證高硬度的前提下，盡量降低應(yīng)力。④時(shí)效處理：淬火、回火后，再在120～150℃進(jìn)行24～36h的時(shí)效處理，盡量使組織變得更加穩(wěn)定，消除應(yīng)力。此外，量具淬火時(shí)，一般使用分級(jí)淬火或等溫淬火，減少殘余奧氏體量增加尺寸穩(wěn)定性。

98特殊性能鋼特殊性能鋼是指具有特殊物理或化學(xué)性能的鋼。其常用來(lái)制造要求具有一定的力學(xué)性能和特殊性能的構(gòu)件或零件。特殊性能鋼種類(lèi)很多，在機(jī)械制造中主要有不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。一、不銹鋼不銹鋼是指一些在空氣、水、鹽水、酸、堿等腐蝕性介質(zhì)中具有高的化學(xué)穩(wěn)定性的鋼。有時(shí)把僅能抵抗大氣、水等介質(zhì)腐蝕的鋼叫作不銹鋼，而把在酸、堿等介質(zhì)中具有抗腐蝕能力的鋼稱(chēng)為耐酸鋼，但習(xí)慣上都稱(chēng)為不銹鋼。一般不銹鋼不一定耐酸，而耐酸鋼卻往往具有較好的不銹性能。

99特殊性能鋼1.金屬的腐蝕在外界介質(zhì)的作用下，金屬表面逐漸受到破壞的現(xiàn)象稱(chēng)為腐蝕。按腐蝕的性質(zhì)不同，可將腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕：是指金屬與外界介質(zhì)發(fā)生純化學(xué)作用而引起的腐蝕，例如金屬在高溫氧化性氣氛中的腐蝕。金屬在化學(xué)腐蝕過(guò)程中都要生成某種腐蝕產(chǎn)物，并形成一層膜覆蓋在金屬表面上。如果這層膜致密、穩(wěn)定、與基體結(jié)合牢固、很完整，則它能使金屬與外界介質(zhì)隔開(kāi)，阻止腐蝕進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)金屬起保護(hù)作用，這種膜的保護(hù)作用稱(chēng)為鈍化;反之，則不起保護(hù)作用，腐蝕將進(jìn)一步發(fā)生，直到金屬全部破壞?？梢?jiàn)膜的產(chǎn)生是化學(xué)腐蝕的重要特征，而膜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)則決定了金屬的耐蝕性能。

100特殊性能鋼電化學(xué)腐蝕：是由于金屬和介質(zhì)之間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的，它的基本特點(diǎn)是在金屬不斷地被破壞的同時(shí)還有電流產(chǎn)生。金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，就是電化學(xué)腐蝕。當(dāng)兩種電極電位不同的金屬互相接觸，而且有電解質(zhì)溶液存在時(shí)，將形成微電池，使電極電位較低的金屬成為陽(yáng)極，并不斷被腐蝕，電極電位較高的金屬為陰極而不被腐蝕。在同一合金中，也能產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。例如，在碳鋼的平衡組織中珠光體是由鐵素體和滲碳體兩相組成的，鐵素體的電極電位比滲碳體低，兩者就構(gòu)成了一對(duì)電極，當(dāng)有電解質(zhì)溶液存在時(shí)，鐵素體成為陽(yáng)極而被腐蝕。大部分的金屬腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。金屬腐蝕的表現(xiàn)形式主要有:均勻腐蝕、晶界腐蝕、點(diǎn)狀腐蝕、應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕等。

101特殊性能鋼2.提高金屬耐蝕性的途徑為了提高金屬的耐蝕性，主要采取以下措施:①提高基體的電極電位：隨著合金元素Cr的加入，固溶體中溶解Cr的含量為12.5%、25%、37.5%（原子比）時(shí)，其電極電位突然增高，增強(qiáng)了抵抗電化學(xué)腐蝕的能力。不銹鋼中Cr的含量均為13%以上。②形成鈍化膜：加入合金元素，使鋼能在表面形成鈍化膜，以提高其耐蝕能力。在鋼中加入Cr、Si、Al等，能使鋼在氧化性介質(zhì)表面形成致密的Cr2O3、SiO2、Al2O3膜，從而提高其耐蝕性。

102特殊性能鋼③形成單相組織：加入合金元素，使鋼在常溫時(shí)以單相狀態(tài)存在，以免形成微電池，從而顯著提高耐蝕性。主要加入大量的Cr或Cr、Ni使鋼形成單相的鐵素體或奧氏體組織，加入Mn及N也有類(lèi)似的作用。另外，減少或消除鋼中的各種不均勻現(xiàn)象、表面覆蓋等均能防止或減輕金屬的腐蝕。

103特殊性能鋼3.不銹鋼的成分特點(diǎn)Cr是決定不銹鋼耐蝕性的主要元素。在氧化性介質(zhì)中，Cr能使鋼表面生成鈍化膜，能提高基體電極電位，Cr還是縮小γ相區(qū)的元素，當(dāng)Cr的含量超過(guò)12.7%時(shí)，鐵鉻合金為單一的鐵素體組織。Ni是擴(kuò)大γ相區(qū)的元素，但Ni的作用只有與Cr配合時(shí)才會(huì)充分發(fā)揮出來(lái)，若單獨(dú)使用Ni時(shí)，要獲得純奧氏體的單相組織，Ni的含量需達(dá)到24%以上，所以在不銹鋼中沒(méi)有單獨(dú)使用Ni作為合金元素的。當(dāng)在Cr含量為18%的鉻鋼中加入8%的Ni后，可以獲得完全奧氏體組織

104特殊性能鋼碳在不銹鋼中的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是C與Cr的親和力較大，易與Cr形成碳化物。鋼中C含量越高，形成Cr的碳化物越多，固溶體中Cr的含量越少，基體的電極電位越低，鋼的耐蝕性就會(huì)降低。因此，不銹鋼中的C含量一般都比較低，大多數(shù)為0.1%～0.2%，一般不超過(guò)0.4%。另一方面，不銹鋼的強(qiáng)度和硬度則隨C含量的增加而提高。因此，用于制造要求高硬度和高耐磨性的滾動(dòng)軸承、刃具、彈簧等的不銹鋼，將C含量提高到0.85%～0.95%，但必須相應(yīng)地提高鋼中的Cr含量。合金元素Mn和N可代替Ni。Ti和Nb的主要作用是防止晶間腐蝕。因?yàn)門(mén)i和Nb能優(yōu)先形成碳化物，使Cr基本上溶于固溶體中，防止在晶界附近形成鉻的碳化物，從而避免晶界貧Cr，減輕晶界腐蝕。所以大多數(shù)不銹鋼的成分特點(diǎn)是低C，高Cr、Ni等。

105特殊性能鋼4.常用不銹鋼根據(jù)鋼的正火組織不同，通常將不銹鋼分為馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼及鐵素體不銹鋼三種。（1）馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼分為三類(lèi)，有12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13等Cr13型，有95Cr18、90Cr18MoV等高碳高鉻鋼及14Cr17Ni2等低碳鋼。Cr13型不銹鋼隨著鋼中碳含量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性提高，但耐蝕性下降。這類(lèi)鋼的耐蝕性較差，但它的力學(xué)性能卻可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，而且價(jià)格低廉。因此在腐蝕性較弱的介質(zhì)中，如大氣、水蒸氣、淡水、海水等，且又要求高的力學(xué)性能的條件下得到了廣泛應(yīng)用。

106特殊性能鋼（2）奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼中典型的鋼號(hào)有06Cr19Ni10、12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、022Cr19Ni10等。這種鋼C含量很低，Cr含量為17%～19%，Ni含量為8%～11%，也稱(chēng)為18-8型不銹鋼。奧氏體不銹鋼室溫下為單相奧氏體組織，所以?shī)W氏體不銹鋼除了有很好的耐蝕性外，還具有高的塑性、良好的焊接性、韌性和低溫韌性，主要用于制造在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)（如酸、堿、鹽溶液）中工作的零件

107特殊性能鋼但是由于含大量的Cr、Ni等合金元素，所以價(jià)格比較貴，另外，奧氏體組織易產(chǎn)生加工硬化，使切削加工比較困難。奧氏體不銹鋼在退火狀態(tài)下并非是單相奧氏體，還有少量的碳化物。為了獲得單相奧氏體，提高耐蝕性，必須進(jìn)行固溶處理固溶處理是將鋼加熱到1050～1150℃，使所有的碳化物都溶入奧氏體，然后水淬快冷至室溫，以獲得單相奧氏體組織。固溶處理的目的是提高耐蝕性，同時(shí)也能使鋼軟化。奧氏體不銹鋼由于是奧氏體組織，所以塑性很好，適用于進(jìn)行各種冷塑性變形。但正是由于此，這類(lèi)鋼唯一的強(qiáng)化方法是加工硬化。

108特殊性能鋼（3）鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼主要有三種類(lèi)型：06Cr13、0Cr13Al等Cr13型；10Cr17、10Cr17Mo等Cr17型：16Cr25N、008Cr27Mo等Cr25-30型。鐵素體不銹鋼的C含量小于0.25%，為了提高某些性能，可加入Mo、Ti、Al、Si等元素。Cr的含量為12%～30%。鐵素體不銹鋼是單相鐵素體組織，加熱至高溫（900～1100℃）組織也不發(fā)生明顯變化。鐵素體不銹鋼的力學(xué)性能和工藝性能比較差，脆性大，韌脆轉(zhuǎn)變穩(wěn)定在室溫左右，所以多用于制造受力不大的有耐酸和抗氧化要求的結(jié)構(gòu)部件。鐵素體不銹鋼在加熱和冷卻過(guò)程中基本上無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，加熱與冷卻過(guò)程中不發(fā)生相變，因而一旦晶粒長(zhǎng)大，無(wú)法用熱處理加以細(xì)化，只能用塑性變形及再結(jié)晶來(lái)改善。鐵素體不銹鋼多在750～850℃退火軟化態(tài)下使用。

109特殊性能鋼二、耐熱鋼近幾十年來(lái)，由于燃?xì)廨啓C(jī)、航空航天技術(shù)及其他高溫高壓技術(shù)的發(fā)展，對(duì)有關(guān)機(jī)械零部件的要求越來(lái)越高。如火電廠的燃?xì)忮仩t、蒸汽渦輪，航空、航天、艦船、石油和化工等工業(yè)部門(mén)的高溫工作部件，它們都在高溫下承受各種載荷，并與高溫蒸汽、空氣或燃?xì)饨佑|，所以這些零部件的技術(shù)要求都比較高。通常把在高溫條件下工作的鋼稱(chēng)為耐熱鋼。耐熱鋼應(yīng)具有兩方面的基本性能:一是有良好的高溫強(qiáng)度和塑性;二是有足夠高的化學(xué)穩(wěn)定性。根據(jù)不同的服役條件，常常將耐熱鋼分為抗氧化鋼及熱強(qiáng)鋼兩大類(lèi)。

110特殊性能鋼1.抗氧化鋼一般鋼在較高的溫度下表面容易氧化，將Cr、Si、Al等元素加入鋼中，在高溫下能形成致密的、高熔點(diǎn)并牢固覆蓋鋼表面的氧化膜，可隔絕氧化性氣體，避免進(jìn)一步氧化?？寡趸撝饕需F素體和奧氏體抗氧化鋼兩類(lèi)。

111特殊性能鋼鐵素體抗氧化鋼：常用鋼號(hào)有06Cr13Al、10Cr17、022Cr18Ti、008Cr27Mo等，最高抗氧化溫度依次為900℃、1050℃和1150℃。該類(lèi)鋼有晶粒長(zhǎng)大傾向，韌性較低，但其抗氧化性強(qiáng)，適宜做受力不大的爐中構(gòu)件，如噴嘴、退火爐罩、托架、熱交換器等。鐵素體抗氧化鋼的退火后使用，退火溫度為700～800℃，一般用空冷。奧氏體抗氧化鋼：常用的有3Cr18Ni25Si2鋼，可做爐底板、箱式爐及滲碳爐的風(fēng)扇軸或滲碳罐等。26Cr18Mn12Si2N鋼主要應(yīng)用于滲碳爐構(gòu)件、加熱爐傳送帶、料盤(pán)及中溫箱式爐爐底板等。奧氏體抗氧化鋼采用1100～1150℃固溶處理后空冷使用，最高使用溫度為1100℃。

112特殊性能鋼2.熱強(qiáng)鋼金屬零件在高溫下長(zhǎng)時(shí)間承受負(fù)荷時(shí)，會(huì)緩慢地發(fā)生塑性變形即蠕變，從而導(dǎo)致失效。產(chǎn)生蠕變的原因是，在高溫下金屬原子的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，使那些在低溫下起強(qiáng)化作用的因素逐漸減弱或消失。提高金屬高溫強(qiáng)度的方法：（1）設(shè)法提高金屬的再結(jié)晶溫度，W、Mo、Cr等元素溶于固溶體后，可提高其再結(jié)晶溫度。（2）使組織狀態(tài)在使用溫度下保持穩(wěn)定。在鋼中加入Ti、Nb、V、W、Mo、Cr等元素，可以形成穩(wěn)定又彌散分布的碳化物，它們?cè)谳^高溫度下不易聚集長(zhǎng)大，起到阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高高溫強(qiáng)度的作用。（3）采用較粗晶粒的鋼。由于在高溫下，晶界的強(qiáng)度將不同程度地降低，所以在耐熱鋼中粗化晶?？梢詼p少薄弱的晶界數(shù)量，從而提高蠕變抗力。

113特殊性能鋼常用的熱強(qiáng)鋼按正火狀態(tài)下的組織分為珠光體熱強(qiáng)鋼、馬氏體熱強(qiáng)鋼和奧氏體熱強(qiáng)鋼。（1）珠光體熱強(qiáng)鋼：珠光體熱強(qiáng)鋼的合金元素含量少，使用狀態(tài)的顯微組織由珠光體和鐵素體組成。這類(lèi)鋼廣泛用于制造600℃以下工作的動(dòng)力、石油工業(yè)的構(gòu)件，按用途主要有鍋爐鋼管、緊固件和轉(zhuǎn)子用鋼等幾大類(lèi)。鍋爐鋼管用珠光體熱強(qiáng)鋼制造，用量較大的是12Cr1MoVG，其熱處理工藝是加熱到980～1020℃，保溫空冷后進(jìn)行710～750℃回火。35CrMo、25Cr2MoV鋼常用于做中壓汽輪機(jī)的螺栓和螺母，其熱處理工藝分別是加熱到850～890℃和950～1000℃，保溫空冷后進(jìn)行600～700℃和620～680℃回火。汽輪機(jī)葉輪常用珠光體熱強(qiáng)鋼制造，如35Cr2MoV等，其熱處理工藝是860℃加熱保溫后油冷、600℃回火。

114特殊性能鋼（2）馬氏體熱強(qiáng)鋼：主要有兩類(lèi):一類(lèi)是Cr12型馬氏體耐熱鋼，另一類(lèi)是鉻硅鋼。Cr12型馬氏體耐熱鋼是在Cr13型馬氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上進(jìn)一步合金化而發(fā)展的，主要應(yīng)用于工作溫度在450～620℃的汽輪機(jī)葉片等，常用鋼號(hào)有12Cr12Mo、15Cr12WMoV等。其熱處理工藝分別是加熱到900～1000℃和1000～1050℃，保溫后油冷，在650～710℃和680～740℃回火。鉻硅鋼屬于氣閥鋼，常用有42Cr9Si2、40Cr10Si2Mo等。其熱處理工藝分別是1020～1040℃加熱油冷淬火、700～780℃加熱空冷回火和1010～1040℃加熱油冷淬火、720～760℃加熱空冷回火。此類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，廣泛用于制造700℃以下的各種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥。

115特殊性能鋼（3）奧氏體熱強(qiáng)鋼：奧氏體熱強(qiáng)鋼一般在600～700℃范圍內(nèi)使用，常用鋼號(hào)有06Cr19Ni10。它是奧氏體不銹鋼，同時(shí)又具有較高的抗氧化性，并在600℃時(shí)仍有足夠的強(qiáng)度，常用于制造高壓鍋爐的過(guò)熱器、化工高壓反應(yīng)器、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的某些零件等。45Cr14Ni14W2Mo鋼是另一種目前應(yīng)用最多的奧氏體熱強(qiáng)鋼。它的熱強(qiáng)性、組織穩(wěn)定性及抗氧化性均高于馬氏體氣閥鋼，故常用于制造工作溫度在650℃以上的內(nèi)燃機(jī)排氣閥。奧氏體熱強(qiáng)鋼的熱處理是加熱至1000℃以上，保溫后油冷或水冷（固溶處理），然后在高于使用溫度100℃進(jìn)行時(shí)效處理，使組織穩(wěn)定，并通過(guò)強(qiáng)化相的析出，進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度。如果工作溫度超過(guò)700℃，則應(yīng)考慮選用耐熱合金;對(duì)于350℃以下工作的零件，則一般用合金結(jié)構(gòu)鋼即可。

116特殊性能鋼三、耐磨鋼磨損是機(jī)械零件主要的失效形式之一。不同的工況磨損機(jī)理也不同，影響因素有很多，過(guò)程也十分復(fù)雜。耐磨鋼目前還沒(méi)有系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有獨(dú)立的鋼號(hào)。制造耐磨零件所選用的鋼比較廣泛，一部分結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼及合金鑄鐵常用來(lái)制造各種耐磨零件。這里主要介紹高錳鑄鋼。1.高錳鑄鋼的成分及性能高錳鑄鋼化學(xué)成分的特點(diǎn)是高碳、高錳，并且其成分變化范圍比較大，C含量為0.9%～1.4%，Mn含量為10%～14%。為了提高其性能，還可加入Cr、Mo、Ni、Ti等合金元素。由于該類(lèi)鋼加工非常困難，所以基本上都是加工成鑄件后使用。常用的高錳鑄鋼為ZGMn13型，如ZGMn13Cr2、ZGMn13Mo等。由于合金度高，鑄態(tài)組織一般是奧氏體、珠光體、馬氏體加碳化物復(fù)合組織，力學(xué)性能差，耐磨性低，不宜直接使用。

117特殊性能鋼2.高錳鑄鋼的熱處理鑄態(tài)的高錳鑄鋼必須經(jīng)過(guò)水韌處理，水韌處理就是將鋼加熱到1050～1100℃，保溫一段時(shí)間，使碳化物全部溶入奧氏體中，然后水淬，獲得全部奧氏體組織。高錳鋼水韌處理后強(qiáng)度、硬度不高，而塑性、韌性良好。水韌處理后的高錳鑄鋼如果加熱到300℃以上時(shí)，短時(shí)間內(nèi)即開(kāi)始析出碳化物，而使性能變壞。因此，高錳鑄鋼水韌處理后一般不進(jìn)行回火，也不能在高溫下工作。為了防止產(chǎn)生淬火裂紋，可考慮改進(jìn)鑄件設(shè)計(jì)。

118特殊性能鋼3.高錳鑄鋼的耐磨性及應(yīng)用水韌處理后的高錳鑄鋼在工作時(shí)如果受到強(qiáng)烈的沖擊、壓力和摩擦，表面因塑性變形會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的硬化，并伴隨有奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，使表面硬度提高到450～550HBW。硬化層深度可達(dá)10～20mm，而心部為仍保持韌性的奧氏體，所以能承受強(qiáng)有力的沖擊載荷而不破裂。

119特殊性能鋼在表面層逐漸被磨損掉的同時(shí)，新露出的表面又可在沖擊和摩擦作用下獲得新的耐磨層，故這種鋼具有很高的耐磨性與抗沖擊能力。但它只有在強(qiáng)烈沖擊與摩擦的情況下才具有耐磨性，在一般的機(jī)器工作條件下它并不耐磨。如噴砂機(jī)的噴嘴，選用高錳鑄鋼或碳素鋼來(lái)制造，它們的使用壽命幾乎是相同的。由于高錳鑄鋼的特有性質(zhì)，所以它被廣泛應(yīng)用于制造承受大沖擊載荷、強(qiáng)烈磨損的工況下工作的零件，例如，各式碎石機(jī)的襯板、顎板、磨球，挖掘機(jī)斗齒，坦克的履帶板等。由于高錳鑄鋼是非磁性的，也可用于既耐磨又抗磁化的零件，如吸料器的電磁鐵罩。

120【知識(shí)拓展】美國(guó)鋼號(hào)表示方法一、美國(guó)鋼號(hào)表示方法美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）和美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)（AISI）1.碳素鋼和合金鋼：ASTM和AISI標(biāo)準(zhǔn)中用四位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，在中間或末尾加入字母，①第一位數(shù)字（或第一、二位數(shù)字）表示類(lèi)別號(hào)1表示碳素鋼，2表示鎳鋼，3表示鎳鉻鋼，4表示鉬鋼，5表示鉻鋼，61表示鉻釩鋼，8表示低鎳鉻鋼，92表示硅錳鋼，93、94、97、98表示鎳鉻鉬鋼。第二位數(shù)字（類(lèi)別號(hào)為兩位數(shù)者無(wú)此項(xiàng)）表示鋼種或合金元素含量:碳素鋼:0表示一般碳素鋼，1表示易切削鋼，3表示錳結(jié)構(gòu)鋼;鉬鋼:1表示鉻鉬鋼，3和7表示鎳鉻鉬鋼，0、4、5表示鉬含量不同的鉬鋼;鎳和鎳鉻鋼:用百分?jǐn)?shù)表示平均鎳含量;鉻鋼:0表示鉻含量較低，1表示鉻含量較高;低鎳鉻鋼:6、7、8、1表示鎳和鉻含量一定鉬含量不同。

121【知識(shí)拓展】美國(guó)鋼號(hào)表示方法②第三、四位數(shù)字表示碳含量平均值，以萬(wàn)分之幾表示在有些鋼號(hào)中間插入字母“B”或“L”，B表示含硼鋼，L表示含鉛鋼。末尾加字母“H”時(shí)，表示對(duì)淬透性有一定要求的鋼種。例如：1045表示一般碳素鋼；1045H表示保證淬透性的碳素鋼；1137表示易切削碳素鋼；1152表示錳含量為1.75%的錳鋼；8115表示鎳含量為0.030%、鉻含量為0.40%、鉬含量為0.12%的鎳-鉻-鉬鋼；4340表示鎳含量為1.82%、鉻含量為0.70%～0.90%、鉬含量為0.25%的鎳-鉻-鉬合金鋼；51B60表示鉻含量較高的含硼合金彈簧鋼。

122【知識(shí)拓展】美國(guó)鋼號(hào)表示方法2.不銹鋼和耐熱鋼這類(lèi)鋼材主要采用AISI標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)系統(tǒng)，牌號(hào)由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，一般第一位數(shù)字表示鋼的類(lèi)別，第二、三位數(shù)字表示順序號(hào)。鋼的類(lèi)別號(hào):1表示沉淀硬化不銹鋼，2表示鉻-錳-鎳-氮奧氏體鋼，3表示鉻-鎳奧氏體鋼，4表示高鉻馬氏體和低碳高鉻鐵素體鋼，5表示低碳馬氏體鋼。例如:202表示2號(hào)鉻-錳-鎳-氮奧氏體鋼；316L表示超低碳16號(hào)鉻-鎳奧氏體鋼；501表示1號(hào)低鉻馬氏體鋼。3.工具鋼：鉬系高速鋼：M+×（×），例如M42；鎢系高速鋼：T+×，例如T2；熱作模具鋼：H+××，例如H13：高碳高鉻型冷作模具鋼：D+×，例如D3：油淬冷作工具鋼：O+×，例如O2；水淬工具鋼：W+×，例如W5；耐沖擊工具鋼：S+×，例如S6。

123【知識(shí)拓展】日本鋼號(hào)表示方法二、日本鋼號(hào)表示方法現(xiàn)行鋼鐵牌號(hào)是按JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定表示的，牌號(hào)一般由三部分組成：第一部分為前綴字母，S表示鋼，F(xiàn)表示鐵。第二部分用英文字母或假名拼音的羅馬字母表示用途、鋼材種類(lèi)、鑄鍛件等。大部分鋼號(hào)第二位字母為：K表示工具；U表示特殊用途；F表示鍛件。有時(shí)幾個(gè)字母組合，如SKS表示合金工具鋼；SUJ表示高碳高鉻軸承鋼。第三部分一般為數(shù)字，表示鋼種的序號(hào)或抗拉強(qiáng)度最低值。有時(shí)還附加表示鋼材形狀、制造方法及熱處理等的后綴字母，以示區(qū)別。

124【知識(shí)拓展】日本鋼號(hào)表示方法1.普通結(jié)構(gòu)鋼：普通結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)用SS×××表示。第一個(gè)S表示鋼，第二個(gè)S表示結(jié)構(gòu)，×××表示抗拉強(qiáng)度最低值。如SS400，表示碳素結(jié)構(gòu)鋼，其最低抗拉強(qiáng)度值為400MPa。焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼牌號(hào)用SM×××表示，例如SM490A，其中A表示質(zhì)量等級(jí)。2.機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼①優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)組成:S+碳含量代表值+字母代號(hào)（C、CK）。其中碳含量代表值的表示方法是用碳含量的中間值乘100表示，碳含量代表值為兩位數(shù)字，無(wú)十位數(shù)則該位寫(xiě)0。例如:S09CK表示碳含量為0.07%～0.12%的滲碳用鋼（C-碳，K-滲碳用鋼）。

125【知識(shí)拓展】日本鋼號(hào)表示方法②合金結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)組成:S+主要合金元素符號(hào)+合金元素含量標(biāo)記+碳含量代表值+附加符號(hào)。主要合金元素符號(hào)表示方法:碳鋼-S××C；錳鋼-SMn;鉻鋼-SCr;錳鉻鋼-SCM;錳鉻鋼-SMnC;鎳鉻鋼-SNC;鎳鉻鉬鋼-SNCM;鋁鉻鉬鋼-SACM。合金元素含量標(biāo)記有2、4、6、8，不同的合金元素含量標(biāo)記在不同的鋼中代表的合金元素含量請(qǐng)查有關(guān)表格，而碳含量代表值與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。例如:SMn433表示碳含量為0.29%～0.36%、錳含量>1.30%且≤1.60%的錳鋼。③彈簧鋼：牌號(hào)組成:SUP+數(shù)字順序號(hào)。其中順序號(hào)表示鋼種順序號(hào)，例如SUP3表示3號(hào)彈簧鋼。④含鉻軸承鋼：牌號(hào)組成:SUJ+數(shù)字順序號(hào)。其中順序號(hào)表示鋼種順序號(hào)，例如SUJ1表示1號(hào)含鉻軸承鋼。

126【知識(shí)拓展】日本鋼號(hào)表示方法3.不銹鋼和耐熱鋼：牌號(hào)組成:S+鋼種符號(hào)+數(shù)字順序號(hào)。其中，US-不銹鋼；UH-耐熱鋼；數(shù)字順序號(hào)基本上參照美國(guó)AISI標(biāo)準(zhǔn)。例如：SUS301表示為1號(hào)鉻-鎳奧氏體鋼。4.工具鋼：牌號(hào)組成：S+鋼種符號(hào)+數(shù)字順序號(hào)。其中，K-碳素工具鋼；SK-中空鋼；KD-合金模具鋼；KH-高速鋼；KS-合金專(zhuān)業(yè)工具鋼；KT-鍛造工具鋼。例如：SK1表示1號(hào)碳素工具鋼；SKS11表示11號(hào)刃具鋼；SKS3表示3號(hào)冷作模具鋼；SKD5表示5號(hào)熱作模具鋼；SKH3表示3號(hào)鎢系高速鋼（序號(hào)2、3、4、10為鎢系高速鋼，序號(hào)51～59為鉬系高速鋼）。

127【知識(shí)拓展】德國(guó)鋼號(hào)表示方法三、德國(guó)鋼號(hào)表示方法DIN是德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)，有DIN17006和DIN17007材料標(biāo)號(hào)兩種體系。近年來(lái)德國(guó)對(duì)非合金鋼（碳素鋼）牌號(hào)的表示方法采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)。其牌號(hào)為S×××，S表示鋼，×××表示屈服點(diǎn)最低值(MPa)，有時(shí)加后綴符號(hào)用于表示質(zhì)量等級(jí)或供貨狀態(tài)。例如S235表示抗拉強(qiáng)度最低值為235MPa的非合金鋼。德國(guó)鋼號(hào)表示方法通常有按強(qiáng)度等級(jí)和按化學(xué)成分兩種方法，下面介紹按化學(xué)成分表示鋼的方法。

128【知識(shí)拓展】德國(guó)鋼號(hào)表示方法1.碳素鋼：對(duì)碳素鋼來(lái)說(shuō)，只有在使用時(shí)，當(dāng)鋼的其他性能比抗拉強(qiáng)度更重要，或鋼材需要用戶自己進(jìn)行熱處理時(shí)(如滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼)，才采用按化學(xué)成分的表示方法。其鋼號(hào)主體是由碳的化學(xué)符號(hào)“C”后注上碳的平均含量為萬(wàn)分之幾的數(shù)字所組成，有特殊要求另加附加符號(hào)，例如:C10、CK10表示平均碳含量為0.10%的碳素鋼，后者“K”表示控制硫、磷含量的優(yōu)質(zhì)鋼;C20E表示需滲碳淬火的平均碳含量為0.20%的滲碳鋼;C35N表示需正火的平均碳含量為0.35%的碳素鋼。2.碳素工具鋼：碳素工具鋼的鋼號(hào)最后常標(biāo)以“W×”，×為數(shù)字1、2、3，表示質(zhì)量級(jí)別(1級(jí)S、P含量最少)。例如:C85W2表示為碳含量為0.85%、質(zhì)量等級(jí)為2級(jí)的碳素工具鋼(T8)，C110W1(T12A)。

129【知識(shí)拓展】德國(guó)鋼號(hào)表示方法3.低合金鋼（合金元素總含量在5%以下的鋼）只有當(dāng)鋼中Si、Mn、Al和Ti、Cu等平均含量分別大于或等于0.5%、0.8%、0.10%、0.25%時(shí)，這些元素才能稱(chēng)為合金元素。其鋼號(hào)主體是由表示碳含量平均值萬(wàn)分之幾的數(shù)字、合金元素符號(hào)和含量值的數(shù)字及特定后綴符號(hào)組成。合金元素采用化學(xué)符號(hào)，并按其含量多少依次排列，含量值按如下規(guī)定執(zhí)行:Cr、Co、Mn、Ni、Si、W數(shù)（平均含量的%乘以）4Al、Cu、Mo、Nb、Ta、Ti、V數(shù)（平均含量的%乘以）10C、N、P、S數(shù)（平均含量的%乘以）100例如15Cr3表示平均碳含量為0.15%、鉻含量為(3/4)%(=0.75%)的鉻鋼；15Cr3E表示平均碳含量為0.15%、鉻含量為0.75%，需經(jīng)滲碳淬火的鉻鋼；25Cr5Mo6V+65S表示平均碳含量為0.25%、鉻含量為(5/4)%(=1.25%)、鉬含量為(6/10)%(=0.6%)，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后抗拉強(qiáng)度最低值為635MPa(65kgf/mm2)，并經(jīng)消除應(yīng)力處理的合金鋼。

130【知識(shí)拓展】德國(guó)鋼號(hào)表示方法4.高合金鋼（合金元素總含量在5%以上的鋼）高合金鋼的鋼號(hào)以“X”開(kāi)頭，X表示高合金鋼;隨后是鋼的碳含量萬(wàn)分之幾的數(shù)字和按含量多少依次排列的合金元素的化學(xué)符號(hào)；最后是主要合金元素含量的平均百分?jǐn)?shù)。例如：X10CrNiTi18-8，表示碳含量為0.10%、鉻含量為18%、鎳含量為8%的不銹鋼，相當(dāng)于1Cr18Ni9Ti，而X165CrMoV12相當(dāng)于Cr12MoV。5.高速工具鋼：高速工具鋼的表示方法是以“S”開(kāi)頭，隨后第一個(gè)數(shù)字代表W的含量，第二、三、四個(gè)數(shù)字依次代表Mo、V、Co的含量，每個(gè)數(shù)字用短線隔開(kāi)，一般鉻含量不予標(biāo)出。例如，S6-5-2相當(dāng)于W6Mo5Cr4V2。

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