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合金钢

外文名: alloy steel

组 成: 除铁、碳外,加入其他的合金元素

性 能: 耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温等

牌 号: 一般命名原则

所含元素种类: 金属元素和非金属元素

合金结构钢: 合金结构钢由于具有合适的淬透性,经适宜的金属热处理后,显微组织为均匀的索氏体贝氏体或极细的珠光体,因而具有较高的抗拉强度和屈强比(一般在0.85左右),较高的[[韧性]和[[疲劳强度],和较低的韧性-脆性转变温度,可用于制造截面尺寸较大的机器零件[1]

分类

合金结构钢一般分为调质结构钢表面硬化结构钢

①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显微组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn钢约为30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。[2]

②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低,一般在0.12~0.25%,同时还有适量的合金元素,以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢,经850~950℃渗碳或碳氮共渗后,淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480~580℃),直接使用,不再经淬火与回火处理。

生产工艺

根据钢种和钢的质量要求,合金结构钢的冶炼,可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉;或再加电渣重熔、真空除气。

铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。

钢锭加热时,应力求温度均匀并有足够的保温时间,以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀;

锻、轧后的钢材,尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快速冷却,以免加重带状组织;

截面较大的锻件,应采取措施消除内应力和白点。

调质钢应尽可能淬火成马氏体组织,然后回火成索氏体组织;

渗碳钢在渗碳过程中,渗层浓度梯度不宜过大,以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能,再经最后精加工才能进行氮化。

氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨除去外,不再加工。

命名方式

我国合金结构钢命名方式

我国合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和化学元素符号表示。采用两位阿拉伯数字表示平均碳质量分数,放在牌号头部。合金元素质量分数表示方法为:

当平均合金元素质量分数低于1.5%时,牌号中仅标明元素,一般不标明质量分数;当平均合金元素质量分数为1.5%-2.49%,2.5%-3.49%,…,22.5%-23.49%,…时,相应地在合金元素符号后面加上2,3,…23,…。

合金结构钢均为镇静钢,表示脱氧方法的符号“Z”予以省略。

合金结构钢按冶金质量的不同分为优质钢、高级优质钢和特级优质钢。

高级优质钢在牌号后面加A;

特级优质钢加E;

优质钢在牌号后面不另加符号。

专用合金结构钢,在牌号的头部加上代表产品用途的符号表示。

日本合金结构钢牌号表示方法

日本黑色金属牌号一般由三部分组成。

第一部分为前缀字母S表示钢(Steel),F表示铁(Ferrum)。

第二部分采用英文字母或假名拼音的罗马字母,表示用途、钢材种类及铸锻件制品等。

第三部分为数字,用来表示钢类或钢材序号或坑拉强度最低值(≥××× MPa )如SS400 表示碳素结构钢,其最低抗拉强度值为400Mpa。在牌号组成主体之后,根据需要,有时附加表示钢材形状、制造方法及热处理等的后缀字母,以示区别。有的牌号在数字序号后还附加后缀A、B、C等字母,表示不同的质量等级、种类或厚度。

在牌号主体结构(第一、二、三部分)之后,根据需要,可附加钢材形状、制造方法及热处理的后缀符号。

单元合金结构钢采用国际化学元素符号表示主要合金元素,如SMn、SCr 等。

多元合金结构钢,除Mn外均采用单个字母表示主要合金元素,国际化学元素符号简化为:Cr—C、Ni—N、Mo—M、Al—A等。

主要合金元素含量数字代号:根据元素含量高低,采用偶数字为数字代号。[3]

视频

合金结构钢标准

合金结构钢按其用途可分为几类?分别有哪些特点?

参考资料

  1. 合金结构钢的分类和性能_图文,百度文库,2018年10月03日
  2. 合金结构钢的定义和分类, 道客巴巴,2019年5月27日
  3. 合金钢的分类及牌号,百度文库,2019-10-07