合金结构钢
钢结构中常用的钢材有哪几种
钢结构中常用的钢材有哪几种钢结构中常用的钢材有哪几种一：概述钢结构是一种重要的结构形式，在建筑、桥梁、船舶等领域得到广泛应用。
钢材是钢结构的基本材料，它具有高强度、高刚度、耐腐蚀等优点，因此成为钢结构设计中不可或缺的组成部分。
本文将介绍钢结构中常用的钢材种类。
二：碳素结构钢1.低碳钢低碳钢具有良好的可塑性和焊接性能，常用于制造薄板、建筑结构等。
常见的低碳钢有Q235、Q195等。
2.中碳钢中碳钢的强度和韧性相对较高，适用于制造齿轮、减震弹簧等。
常见的中碳钢有45、40Cr等。
3.高碳钢高碳钢具有较高的强度和硬度，适用于制造刀具、弹簧等要求强度和硬度较高的零件。
常见的高碳钢有65Mn、60Si2Mn等。
三：合金结构钢1.铬钼合金钢铬钼合金钢具有良好的耐腐蚀性和高温强度，常用于制造锅炉、汽车零件等。
常见的铬钼合金钢有42CrMo、40CrMo等。
2.镍铬钼合金钢镍铬钼合金钢具有优异的耐腐蚀性和高温强度，常用于制造化工设备、船舶等。
常见的镍铬钼合金钢有20CrNiMo、12CrNi3等。
四：不锈钢不锈钢具有良好的耐腐蚀性和美观性，常用于制造厨具、管道等。
常见的不锈钢有304、316等。
五：其他钢材种类除了上述常用的钢材种类外，钢结构中还有许多其他种类的钢材，如耐磨钢、耐火钢、高硬度钢等，根据具体的工程需求选择适合的钢材。
六：附件本文档没有涉及附件。
七：法律名词及注释本文档没有涉及法律名词及注释。
钢结构中常用的钢材有哪几种一：引言钢结构是一种重要的建筑结构形式，它具有高强度、高刚度、耐久性强等优点，因此在各个领域得到广泛应用。
钢材作为钢结构的基本材料，种类繁多。
本文将详细介绍钢结构中常用的钢材种类。
二：碳素结构钢2.1 低碳钢低碳钢是一种含碳量较低的结构钢，具有良好的可塑性和焊接性能，常用于制造薄板、建筑结构等。
2.2 中碳钢中碳钢的碳含量适中，具有较高的强度和韧性，适用于制造齿轮、减震弹簧等。
2.3 高碳钢高碳钢是碳含量较高的结构钢，具有较高的强度和硬度，适用于制造刀具、弹簧等要求强度和硬度较高的零件。
合金钢
3. 成分特点 碳质量分数一般在0.25% 0.25%～ (1) 中碳 碳质量分数一般在0.25%～0.50% 之间， 0.4%居多 居多； 之间，以0.4%居多； Cr、Mn、Ni、 提高淬透性， (2) Cr、Mn、Ni、Si 提高淬透性，形成合 金铁素体，提高钢的强度； 金铁素体，提高钢的强度； (3) 加入防止第二类回火脆性的元素Mo、W 加入防止第二类回火脆性的元素Mo Mo、 Ni、Cr、Mn的合金调质钢 的合金调质钢， 含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，易产生第二类 回火脆性。加入Mo Mo、 可以防止第二类回火脆性。 回火脆性。加入Mo、W可以防止第二类回火脆性。 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.15% 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.8% 1.2%。 0.8%～ 或W的质量分数为0.8%～1.2%。
二、合金渗碳钢
老师提示： ☆ 老师提示：重点内容
1. 用途 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 主要用于制造汽车、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。 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损， 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较 大的交变载荷，特别是冲击载荷。 大的交变载荷，特别是冲击载荷。
拨叉
变速齿轮
凸轮机构： 凸轮机构： 接触表面受到强烈的摩擦磨损。 接触表面受到强烈的摩擦磨损。
2. 性能要求 表面硬度高、 (1) 表面硬度高、耐磨 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力， 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时 具有适当的塑性和韧性。 具有适当的塑性和韧性。 (2) 心部具有高的韧性和足够高的强度 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 (3) 有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度（ ℃～ ℃） 在高的渗碳温度（900 ℃～950 ℃）下， 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。
合金结构钢标准
合金结构钢标准合金结构钢是一种具有优良力学性能和耐腐蚀性能的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
为了确保合金结构钢的质量和安全性能，制定了一系列的标准来规范其生产、加工和使用。
本文将对合金结构钢标准进行详细介绍，以便读者对其有更深入的了解。
首先，合金结构钢的标准主要包括国家标准、行业标准和企业标准。
国家标准是由国家标准化管理委员会制定和发布的，具有强制性；行业标准是由相关行业协会或组织制定的，适用于特定的行业；企业标准是由企业根据自身生产实际情况制定的，适用于企业内部。
这些标准的制定旨在规范合金结构钢的生产和使用，保障产品质量和安全性能。
其次，合金结构钢标准主要涵盖了材料化学成分、力学性能、工艺要求、检测方法等方面。
在材料化学成分方面，标准规定了合金结构钢中各种元素的含量范围，以及控制杂质元素的最大限度，确保合金结构钢的化学成分符合要求。
在力学性能方面，标准规定了合金结构钢的拉伸强度、屈服强度、延伸率等指标，以及在不同温度和环境条件下的性能要求。
在工艺要求方面，标准规定了合金结构钢的热处理工艺、表面处理工艺、成形工艺等要求，确保产品具有良好的加工性能和耐腐蚀性能。
在检测方法方面，标准规定了合金结构钢的化学分析方法、力学性能测试方法、表面质量检测方法等，以确保产品质量符合标准要求。
此外，合金结构钢标准还涉及了产品的质量等级、技术要求、标志和包装、运输和贮存等内容。
在产品的质量等级方面，标准根据合金结构钢的性能和用途，将产品分为不同的等级，以满足不同领域的需求。
在技术要求方面，标准规定了合金结构钢的加工精度、表面质量、尺寸偏差等要求，以保证产品的质量和外观。
在标志和包装方面，标准规定了合金结构钢的标志标识、包装方式、运输条件等，以确保产品在运输和贮存过程中不受损坏。
总之，合金结构钢标准是保障合金结构钢产品质量和安全性能的重要依据，对于生产企业和使用单位都具有重要意义。
只有严格遵守标准要求，才能生产出合格的合金结构钢产品，确保其在各个领域的安全可靠使用。
合金钢—合金结构钢(航空材料)
➢ 热处理工艺：渗碳 → 淬火 → 低温回火
➢ 组织：表层：回火M +碳化物+ 残余奥氏体； 心部：低C的回火M（+T + F）。
➢ 用途： —— 受冲击载荷的耐磨件 20Cr，小轴、活塞销、小齿轮
20CrMnTi，汽车齿轮
18Cr2Ni4WA，如曲轴、连杆
常用合金渗C钢的牌号（摘自GB/T3077-1999）（渗C: 930℃，回火：200 ℃）
淬
透
钢号
性
主 要 化 学 成 分, %
C
Mn
Cr，Ni
预备处理 ／
淬火, ℃
机械性能
b
s aKU2
MPa MPa J
低
20Cr
0.17~0.24 0.50~0.80 0.70~1.00 880水, 油 835 540 47
20MnV 0.17~0.24 1.30~1.60
880水, 油 785 590 55
20CrMn
0.17~0.23 0.90~1.20 0.90~1.20 850 油
930 735 47
中 20CrMnTi 0.17~0.23 0.80~1.10 1.00~1.30 870油 1080 850 55
18Cr2Ni4WA 0.13~0.19 W0.8~1.2 1.35~1.65 950 ／ 850 1180 835 78
➢ 热处理工艺：淬火 → 低温回火 ➢ 用途： ——飞机上的起落架、机翼、大梁等大型零部件
① 30Ni4CrMoA，直升机的重要零件，如旋翼接头、机身螺栓等 ② 30CrMnSiNi2A，飞机起落架、机翼主梁等重要受力部件 ③ 40Ni2Si2MoVA（300M），典型的飞机起落架用钢。
合金结构钢的标准
合金结构钢的标准
合金结构钢是一种重要的工程材料，广泛应用于各种机械制造、建筑结构和桥梁等领域。
为了确保其质量和性能，各国都制定了相应的标准。
在中国，合金结构钢的标准主要由国家标准委制定和管理。
其中，最常用的标准是GB/T 3077-2015 合金结构钢》。
该标准规定了合金结构钢的分类、牌号表示方法、化学成分、力学性能、工艺性能等方面的要求。
根据不同的用途和要求，合金结构钢可以分为普通低合金高强度结构钢、优质低合金高强度结构钢、特殊用途低合金高强度结构钢等不同类型。
除了国家标准之外，还有一些行业标准和企业标准也涉及到合金结构钢的生产和应用。
例如，中国钢铁工业协会制定的 热轧带肋钢筋》标准，以及一些大型钢铁企业自行制定的内部标准等。
这些标准的制定和实施，有助于提高合金结构钢的质量和竞争力，促进行业的健康发展。
合金结构钢的标准是保障其质量和性能的重要依据。
在生产和使用过程中，必须严格遵守相关标准的要求，以确保其安全可靠地发挥作用。
合金结构钢主要特性及用途
35CrMo
通常用作调质件，也可在高、中频表面淬火或淬火、低温回火后使用，用于高负荷下工作的重要结构件，特别是受冲击、震动、弯曲、扭转负荷的机件，如车轴、发动机传动机件，大电机轴、汽轮发电机主轴、轧钢机大字齿轮、曲轴、锤杆、连杆、紧固件以及石油工业的穿孔器等；在锅炉制造业上用作工作温度在400℃以下的螺栓，510℃以下的螺母；在化工设备中用于非腐蚀介质中工作的工作温度在400℃～500℃的厚壁无缝的高压导管。也可代替40CrNi钢制作大截面齿轮和高负荷传动轴、汽轮发电机转子、直径小于500毫米的支承轴等。
38
15CrMo
正火及高温回火后使用，用于制造汽轮机及锅炉业中蒸汽参数达530℃的高温锅炉的过滤器，中高压蒸汽导管及联箱等，也可在淬、回火后使用，用于制造常温下工作的重要零件。
39
20CrMo
用于锅炉及汽轮机制造业中用隔板、叶片、锻件、型轧材、化工工业中制造高压管及各种紧固件，及其制造业中制造较高级的渗碳零件如齿轮、轴等。
48
25Cr2Mo1VA
用于hizao汽轮机蒸汽参数达560℃的前汽缸，阀杆螺栓以及其他紧固件。
49
20Cr3MoWVA
用于制造工作温度达520℃和在70.93Mpa下工作的高压加氮设备的管子，工作温度在550℃以下的汽轮机整锻转子，叶轮等大型锻件等。
50
38CrMoA1
为高级氮化钢，主要用于具有高耐磨性，高疲劳强度和相当大的强度、热处理后尺寸精确的氮化零件，或各种受冲击负荷不大而耐磨性高的氮化零件，如搪杆、磨床主轴、自动车床主轴、蜗杆、精密丝杆、精密齿轮、高压阀门、阀杆、量规、样板、滚子、仿模、气缸套、压缩机活塞杆、汽轮机上的调速器、转动套、固定套橡胶及塑料挤压机上的各种耐磨件等。
合金结构钢的主要用途-(超级好)
用于制造模数大、负荷较重的中、小渗碳件，如齿轮、轴类，可代替20CrMnTi、20Cr钢
40MnVB
可代40Cr钢或部分代42CrMo、40CrNi钢制造重要调质零件
20MnTiB
用于制造尺寸较小、中等负荷的渗碳齿轮及其它零件、可代20CrMnTi钢
25MnTiBRF
代替20CrMnTi、22CrMnMo和20CrMo钢制造中等负荷的齿轮
35Cr
用作轴、心轴、滚子、齿轮等
45Cr
用于较重要的调质零件，如在交变负荷下工作的零件；表面淬火后可用作负荷、耐磨性较高的而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、曲轴、销子、连杆螺栓、螺母以及气阀等
50Cr
用作承受重负荷及受摩擦的零件，如热轧辊、减速机轴、传动轴、支承辊的心轴、止推环、拖拉机离合器齿轮、柴油机连杆、螺栓、梃杆、重型矿山机械上高强度与耐磨的齿轮、油膜轴承套等，还可用作弹簧
38CrSi
用作拖拉机进气阀、内燃机油泵齿轮，也可作冷加工的冲击工作具，如铆机钉压头等
12CrMo
用于制造蒸汽参数达510°C的主导管、管壁温度达540°C的过热管等
15CrMo
用于制造蒸汽参数达530°C的过热器管、蒸汽导管等
20CrMo
可制造在非腐蚀介质中及温度低于250°C的、含有氮氢混合物的介质中工作的高压管
20SiMnVB
用作拖拉机的滑动齿轮、齿圈、齿轮轴等、可代替20CrMnTi钢
15Cr
用作工作速度较高而断面不大的、心部韧性高的渗碳零件，如套管、曲柄销、活塞销、活塞环、联轴节，以及工作速度较高的齿轮、凸轮、轴和轴承圈等，船舰主机用螺钉、机车小零件、汽轮机套环等
30Cr
用作在磨损及很大冲击负荷下工作的重要零件，如轴、平衡杠杆、摇杆、连杆、螺栓、螺母、齿轮和各种滚子等、也可用作需经表面淬火处理的零件
合金结构钢
1.5 滚动轴承钢
成分
应用最广的轴承钢是高碳铬轴承钢
其含碳量为0.95~1.15%％，含铬量为 0.40~1.65%。高的含碳量是为了保证具有高的硬度 与耐磨性，铬在含碳量为1％左右的过共析钢中， 一部分溶入固溶体，增加淬透性；一部分与碳形成 碳化物，使钢中的碳化物颗粒细小且均匀分布，以 提高钢的硬度、耐磨性和抗疲劳性能。 制造大型轴承时，为了进一步提高淬透性 ，还加入硅、锰等元素。
合金结构钢
建筑及工程用结构钢
5.3 合金结构钢
机械制造用结构钢
机械制造用结构钢是指用于制造机 械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是 优质或高级优质钢，一般需经热处理，以充 分发挥钢材的潜在性能。
按照用途和热处理特点可分为渗 碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢等。
பைடு நூலகம்
1.1普通低合金钢
普通低合金钢（低合金高强度结构 钢）是一种含碳量较低（一般在0.10％～ 0.25％范围内），含少量合金元素（总量 一般不超过3％）的合金钢，它的屈服强度 较高，塑性、韧性和焊接工艺性较好，并 且有较好的耐磨、耐蚀、耐低温性能（可 在-40℃低温下使用而不变脆）。
1.1普通低合金钢
加工方法：
普通低合金钢一般在热轧退火或 正火状态下使用，且不需热处理。
1.1普通低合金钢
应用：
广泛用于船舶、桥梁、高压容器、 锅炉、挖掘机械、起重机械、汽车、拖 拉机及钢结构件等。
1.1普通低合金钢
应用：
起重机
拖拉机
1.2 合金渗碳钢
对于尺寸较小，除要求耐磨外， 还要承受冲击载荷的零件或尺寸较大、 高载荷的重要零件必须采用合金渗碳 钢。
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分三步判定
：
是普通的钢材吗？
是结构钢还是工具钢？
是所判定钢中的哪种牌号？
是碳素钢还是合金钢？
第一步：是普通的钢材吗？最大跨度达343m,如果采用普通建筑用钢则：厚度达：220MM，钢板太厚，焊接十分困难。
总重量达：超过8万吨,成本过高。
推断：鸟巢所使用非普通钢材。
初步推断：鸟巢属于合金结构钢的范畴
淬
透性弱强回火稳定性弱
强满足特殊场合需求
不能能综合力学性能弱
强工具钢类别
结构钢强度、硬度高、塑性韧性低性能
综合力学性能较好刀具、量具、模具
应用建筑结构件、工程结构件、机械零件第二步2：是工具钢还是结构钢？
第二步1：是碳素钢还是合金钢？
性
能碳素钢合金钢
1、定义：在碳素钢的基础上加入合金元素的钢。
合金结构钢学习新课
2、用途：
3、分类：
工程结构件机械零件机械制造用钢工程结构件
按用途分类：
按热处理分：低合金结构钢
合金调质钢
合金渗碳钢
合金弹簧钢滚动轴承钢
一、低合金结构钢
2、含义：常加入的元素有锰（Mn ）、硅（Si ）、
钛（Ti ）、铌（Nb ）、钒（V ）。
含碳量一般为0.10%-0.25%。
3、性能：强度高、良好的塑性、韧性、耐
蚀性和焊接性。
1、定义：在碳素结构钢的基础上加入少量合合金元素的钢叫做低合金结构钢。
4、热处理：热轧与正火方式。
热轧：在再结晶温度以上进行的轧制。
5、用途：广泛用于制造工程用钢结构件。
桥梁、船舶、锅炉、压力容器、
输油管、挖掘机械等钢构件。
用途如后面的图所示
车辆
锅炉
输油管
挖掘机械
第三步：鸟巢采用的是合金结构钢中的哪种牌号？
常用低合金高强度合金钢的牌号、力学性能及应用
牌号R el
(MPA)
R m
(MPA)
A
(%)
特性及应用举例
Q295235-
295390-
570
23具有优良的韧性、塑性、冷弯性和焊接性均良好，冲压性能良好，一般在热轧或正火状态下使用，适用于制造
各种容器、螺旋焊管、车辆用冲压件、建筑有结构件、
农机结构件、储油罐、低压锅炉汽包、输油管道、造船
及金属结构件等
Q345275-
345470-
630
21具有良好的综合力学性能，塑性和焊接性能良好，冲击韧性较好，一般在热轧或正火状态下使用，适用于制造
桥梁、船舶、车辆、管道、锅炉、各种容器、油罐、电
站、厂房、低温压力容器等结构件
Q390330-
390490-
650
19具有良好的综合力学性能，塑性和冲击韧性较好，一般在热轧或正火状态下使用，适用于制造锅炉汽包、中高
压石油化工容器、桥梁、船舶、起重机、较高负荷的焊
接件、连接构件等
Q420360-
420520-
680
18具有良好的综合力学性能，优良的低温韧性、焊接性好，冷热加工性良好，一般在热轧或正火状态下使用，适用
于制造高压容器、重型机械、桥梁、船舶、机车车辆、
锅炉及其他大型焊接结构件
Q460400-
460550-
720
17淬火、回火后用于大型挖掘机、起重运输机械、钻井平台等
注解：
冷弯性：常温下能承受弯曲的而不破裂的能力出现裂纹前能承受的弯曲程度愈大，
则材料的冷弯性能愈好。
归纳总结
1、性能上：Q295具有强度较低，优良的韧性、塑性、冷弯性
及焊接性均良好，冲压性能良好。
Q345、Q390、Q420综合力学性能较好。
Q460高强度，高韧性，良好的冷成型和焊
接性能;较好的抗腐蚀和耐磨性能.
2、热处理方式：Q295、Q345、Q390、Q420为正火或者热轧
Q460为淬火+回火。
3、应用上：Q295应用于强度不高的工程结构件，Q345、Q390、
Q420应用于综合力学性能较好工程结构件，
Q460应用于强度要求很高的大型结构件。
结论
鸟巢所用材料为——
低合金高强度合金结构钢里的牌号为：
Q460用这种牌号
厚度：110MM，钢板厚度减半，焊接方便
总重量：超过400吨,降低200左右
成本大大降低
案例分析：
泰坦尼克号
调查报告分析与思考
事故
分析化验泰坦尼克号残骸上的钢材碎片发现，造船工程师为了增加钢的强度而往炼钢原料中增
加了大量的硫化物，这样大大增加了钢的脆性，
则因塑性和韧性不够而很快断裂。
以致酿成了
“泰坦尼克号”沉没的悲剧。
教育学生考虑问题要全面精准，对知识要活这活用。
合金渗碳钢的热处理、性能、用途。
1、热处理：渗碳+ 淬火+低温回火
学习新课
二、合金渗碳钢
3、用途：用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮、内燃机中的凸轮和活塞销等零件。
2、性能：表面具有优良耐磨性、耐疲劳性，
心部具有良好的塑性和韧性。
常用合金渗碳钢的牌号、热处理、力学性能及用途
课堂小结一、低合金结构钢
（1）、定义二、合金渗碳钢
（3）、用途合金结构钢
（3）、分类（2）、用途（1）、热处理
（2）、性能
思维拓展
假如你是泰坦尼克号材料设计师，你打算主要选取什么材料打造一艘全新的泰坦尼克号,让悲剧不在重演，详细的说明你的理由。
作业
2、汶川大地震后，有专家在废墟中到处可见由于钢筋断裂引起的构件解体、结构倒塌。
其中大多是延性较差的冷加工钢筋，试从金属材料与热处理的角度浅略分析灾区建筑金属材料的应用的对抗震能力的影响。
1、通过上网查资料了解一下，你所喜爱的上海
世博会会馆主要采用的是什么金属材料？
谢谢！。