常用合金鋼知識(shí)
一、合金鋼分類
所謂合金鋼,即在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一些合金元素,比如Si、Mn、W、V、Ti、Cr、Ni、Mo等,能夠改善鋼的強(qiáng)度、韌性、淬透性、可焊接性等性能。合金鋼可按照合金元素含量進(jìn)行分類,而在工業(yè)生產(chǎn)生活中,合金鋼會(huì)被具體地用到特定的行業(yè),按照用途進(jìn)行分類也很常見。
按照合金元素含量多少分類
低合金鋼:合金總量低于5%;
中合金鋼:合金總量為5~10%;
高合金鋼:合金總量高于10%。
按照用途分類
合金結(jié)構(gòu)鋼:低合金結(jié)構(gòu)鋼(也稱普通低合金鋼);合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼;滾珠軸承鋼
合金工具鋼:合金刃具鋼(含低合金刃具鋼、高速鋼);合金模具鋼(含冷模具鋼、熱模具鋼);量具用鋼
特殊性能鋼:不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。
二、合金鋼編號(hào)
1)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼
其牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字母(Q)、屈服極限數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A、B、C、D、E)三個(gè)部分按順序排列。例如Q390A,表示屈服強(qiáng)度σs=390N/mm2、質(zhì)量等級(jí)A的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。
2)合金結(jié)構(gòu)鋼
其牌號(hào)由“兩位數(shù)字十元素符號(hào)+數(shù)字”三部分組成。前面兩位數(shù)字代表鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍,元素符號(hào)表示鋼中所含的合金元素,元素符號(hào)后面數(shù)字表示該元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百倍。合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)<1.5%時(shí),一般只標(biāo)明元素而不標(biāo)明數(shù)值;當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%,…時(shí),則在合金元素后面相應(yīng)地標(biāo)出2, 3,4,…。例如40Cr,其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc=0.4%,平均鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WCr<1.5%。如果是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,則在牌號(hào)的末尾加“A”。例如38CrMoAlA鋼,則屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。
3)滾動(dòng)軸承鋼
在牌號(hào)前面加“G”(“滾”字漢語(yǔ)拼音的首位字母),后面數(shù)字表示鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍,其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不標(biāo)出。例如GCr15鋼,就是平均鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WCr=1.5%的滾動(dòng)軸承鋼。鉻軸承鋼中若含有除鉻外的其它合金元素時(shí),這些元素的表示方法同一般的合金結(jié)構(gòu)鋼。滾動(dòng)軸承鋼都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,但牌號(hào)后不加“A”。
4)合金工具鋼
這類鋼的編號(hào)方法與合金結(jié)構(gòu)鋼的區(qū)別僅在于:當(dāng)Wc<1%時(shí),用一位數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍;當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥1%時(shí),則不予標(biāo)出。例如Cr12MoV鋼,其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Wc=1.45%~1.70%,所以不標(biāo)出;Cr的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%,Mo和V的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是小于1.5%。又如9SiCr鋼,其平均Wc=0.9%,平均WCr均<1.5%。不過(guò)高速工具鋼例外,其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)論多少均不標(biāo)出。因合金工具鋼及高速工具鋼都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,所以它的牌號(hào)后面也不必再標(biāo)“A”。
5)不銹鋼與耐熱鋼
這類鋼牌號(hào)前面數(shù)字表示碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍。例如3Crl3鋼,表示平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc=0.3%,平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)WCr=13%。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc≤0.03%及Wc≤0.08%時(shí),則在牌號(hào)前面分別冠以“00”及“0”表示,例如00Cr17Ni14Mo2,0Cr19Ni9鋼等。
三、常見合金鋼詳解
普通低合金鋼
Q345,用途:主要用于制造橋梁,船舶,車輛,鍋爐,壓力容器,輸油輸氣管道,大型鋼結(jié)構(gòu)等。在熱軋空冷狀態(tài)下使用,組織為細(xì)晶粒的F+P,不再熱處理。
化學(xué)成分(wt%) | |||||
C | Mn | Si | V | Nb | Ti |
0.18~0.2 | 1.0~1.6 | 0.55 | 0.02~0.15 | 0.015~0.06 | 0.02~0.2 |
厚度mm | 機(jī)械性能 | |||
δs(Mpa) | δb(Mpa) | δ5(Mpa) | Akv(20℃)J | |
<16 | ≥345 | 470~630 | 21~22 | 34 |
16~35 | ≥325 | |||
35~50 | ≥295 |
Q345包括舊鋼號(hào) 12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu。
Q420
在正火狀態(tài)下使用,組織為F+S
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Q345包括舊鋼號(hào)15MnVN ,14MnVTiRE。
合金調(diào)質(zhì)鋼(低淬透性)
40Cr
用途:用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)器上的各種重要零件,如機(jī)床齒輪、主軸、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、螺栓、進(jìn)氣閥。
合金彈簧鋼
65Mn 60Mn2Si
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65Mn 60Mn2Si鋼應(yīng)用舉例:截面≤25mm的彈簧,例如車箱緩沖卷簧。
20Cr
用途:可制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪,內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件.能同時(shí)承受強(qiáng)烈的摩擦磨損,較大的交變載荷,特別是沖擊載荷。
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合金滲碳鋼(中淬透性)
20CrMnTi
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滾珠軸承鋼
GCr15
用途:制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體(滾珠、滾柱、滾針),內(nèi)外套圈等. 或制造精密量具、冷沖模、機(jī)床絲杠等耐磨件.
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低合金刃具鋼
9SiCr CrWMn
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高速鋼
W18Cr4V
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冷模具鋼
Cr12
用途:用于制造各種冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模和拉絲模等,工作溫度不超過(guò)300 ℃. 要求不高的冷模具用9SiCr等低合金刃具鋼制造.。Cr12大型冷模具用鋼,熱處理變形很小,制造重載和形狀復(fù)雜的模具.
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熱模具鋼
4Cr5MoSiV
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組織為回火馬氏體 粒狀碳化物和少量殘余奧氏體.為了保證熱硬性,要進(jìn)行多次回火.
量具用鋼
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不銹鋼
不銹鋼:指在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性的鋼種。
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馬氏體不銹鋼:1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等, 它們?cè)谘趸越橘|(zhì)中都有足夠的耐蝕性, 碳含量低的1Cr13、2Cr13鋼耐蝕性較好,且有較好的機(jī)械能,3Cr13、4Cr13鋼因碳含量增加,強(qiáng)度和耐磨性提高,但耐蝕性降低。
鐵素體型不銹鋼:1Cr17、1Cr17Ti等,這類鋼的鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%~30%,碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.15%,為單相鐵素體組織,耐蝕性比Cr13型鋼更好, 在退火或正火狀態(tài)下使用,強(qiáng)度較低、塑性很好。
奧氏體型不銹鋼:Cr18Ni9型(即18-8型不銹鋼),奧氏體不銹鋼碳含量很低(約0.1%),耐蝕性很好。鋼中常加入Ti或Nb,以防止晶間腐蝕。這類鋼強(qiáng)度、硬度低,無(wú)磁性, 塑性、韌性和耐蝕性均較Cr13型不銹鋼更好。采用固溶處理進(jìn)一步提高奧氏體型不銹鋼的耐蝕性。
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來(lái)源:材易通 特鋼技術(shù)