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一、合金钢分类

所谓合金钢,即在碳钢的基础上加入一些合金元素,比如si、mn、w、v、ti、cr、ni、mo等,能够改善钢的强度、韧性、淬透性、可焊接性等性能。合金钢可按照合金元素含量进行分类,而在工业生产生活中,合金钢会被具体地用到特定的行业,按照用途进行分类也很常见。

按照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%。

按照用途分类

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、耐磨钢等。

二、合金钢编号

1)低合金高强度结构钢 

其牌号由代表屈服点的汉语拼音字母(q)、屈服极限数值、质量等级符号(a、b、c、d、e)三个部分按顺序排列。例如q390a,表示屈服强度σs=390n/mm2、质量等级a的低合金高强度结构钢。

2)合金结构钢 

其牌号由“两位数字十元素符号 数字”三部分组成。前面两位数字代表钢中平均碳质量分数的万倍,元素符号表示钢中所含的合金元素,元素符号后面数字表示该元素的平均质量分数的百倍。合金元素的平均质量分数<1.5%时,一般只标明元素而不标明数值;当平均质量分数≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%,…时,则在合金元素后面相应地标出2, 3,4,…。例如40cr,其平均碳的质量分数wc=0.4%,平均铬的质量分数wcr<1.5%。如果是高级优质钢,则在牌号的末尾加“a”。例如38crmoala钢,则属于高级优质合金结构钢。

3)滚动轴承钢

在牌号前面加“g”(“滚”字汉语拼音的首位字母),后面数字表示铬的质量分数的千倍,其碳的质量分数不标出。例如gcr15钢,就是平均铬的质量分数wcr=1.5%的滚动轴承钢。铬轴承钢中若含有除铬外的其它合金元素时,这些元素的表示方法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢,但牌号后不加“a”。

4)合金工具钢 

这类钢的编号方法与合金结构钢的区别仅在于:当wc<1%时,用一位数字表示碳的质量分数的千倍;当碳的质量分数≥1%时,则不予标出。例如cr12mov钢,其平均碳的质量分数为wc=1.45%~1.70%,所以不标出;cr的平均质量分数为12%,mo和v的质量分数都是小于1.5%。又如9sicr钢,其平均wc=0.9%,平均wcr均<1.5%。不过高速工具钢例外,其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金工具钢及高速工具钢都是高级优质钢,所以它的牌号后面也不必再标“a”。

5)不锈钢与耐热钢 

这类钢牌号前面数字表示碳质量分数的千倍。例如3crl3钢,表示平均质量分数wc=0.3%,平均质量分数wcr=13%。当碳的质量分数wc≤0.03%及wc≤0.08%时,则在牌号前面分别冠以“00”及“0”表示,例如00cr17ni14mo2,0cr19ni9钢等。

三、常见合金钢详解

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%)
cmnsivnbti
0.18~0.21.0~1.60.550.02~0.150.015~0.060.02~0.2


厚度mm机械性能
δs(mpa)δb(mpa)δ5(mpa)akv(20℃)j
<16≥345470630212234
1635≥325
3550≥295

q345包括旧钢号 12mnv ,14mnnb ,16mn ,18nb ,16mncu。

q420

在正火状态下使用,组织为f s

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q345包括旧钢号15mnvn ,14mnvtire。

合金调质钢(低淬透性)

40cr

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。

合金弹簧钢

65mn 60mn2si

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65mn 60mn2si钢应用举例:截面≤25mm的弹簧,例如车箱缓冲卷簧。

20cr

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。

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合金渗碳钢(中淬透性)

20crmnti

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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.

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低合金刃具钢

9sicr crwmn

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高速钢

w18cr4v

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冷模具钢

cr12

用途:用于制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等,工作温度不超过300 ℃. 要求不高的冷模具用9sicr等低合金刃具钢制造.。cr12大型冷模具用钢,热处理变形很小,制造重载和形状复杂的模具.

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热模具钢

4cr5mosiv

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组织为回火马氏体 粒状碳化物和少量残余奥氏体.为了保证热硬性,要进行多次回火.

量具用钢

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不锈钢

不锈钢:指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种。

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马氏体不锈钢:1cr13、2cr13、3cr13、4cr13等, 它们在氧化性介质中都有足够的耐蚀性, 碳含量低的1cr13、2cr13钢耐蚀性较好,且有较好的机械能,3cr13、4cr13钢因碳含量增加,强度和耐磨性提高,但耐蚀性降低。

铁素体型不锈钢:1cr17、1cr17ti等,这类钢的铬质量分数为17%~30%,碳质量分数低于0.15%,为单相铁素体组织,耐蚀性比cr13型钢更好, 在退火或正火状态下使用,强度较低、塑性很好。

奥氏体型不锈钢:cr18ni9型(即18-8型不锈钢),奥氏体不锈钢碳含量很低(约0.1%),耐蚀性很好。钢中常加入ti或nb,以防止晶间腐蚀。这类钢强度、硬度低,无磁性, 塑性、韧性和耐蚀性均较cr13型不锈钢更好。采用固溶处理进一步提高奥氏体型不锈钢的耐蚀性。

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来源:材易通 特钢技术

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