高合金钢
第八章 铸造高合金钢
8.2 铸造高锰钢（抗磨钢）
三、化学成分对高锰钢性能的影响
1. 含碳量和含锰量 ¾碳量：过低时，形变产生的硬化效果差；过高 时，水韧后仍可能有碳化物的析出，韧性降低。 ¾锰量：过低难于保证获单一奥氏体；过高不利 于加工硬化。 ¾Mn/C一般选8-10
8.2 铸造高锰钢（抗磨钢）
高锰钢的磨损量与含碳量的关系 含碳量对高锰钢冲击韧性的影响
8.3 铸造不锈钢（耐蚀钢） ¾ 牌号表示举例
牌号
ZG1Cr13 ZGOCr18Ni9
C
0.080.15
≤0.08
ZGOOCrl8Ni10 ≤0.03
ZGOCr18Ni9Ti ≤0.08
Si
≤1.00 ≤1.50 ≤1.50 ≤1.50
化学成分，%
Mn Ni Cr
≤0.60
0.802.00 0.802.00
铸造合金及其熔炼
曾大新
第八章 铸造高合金钢
第八章 铸造高合金钢
什么是铸造高合金钢 ¾ 在铸造合金钢中，合金元素总量在10% 以上，具有特殊的使用性能。高合金铸 钢实际上是特种铸钢。
铸造高合金钢的特点 ¾ 与特种铸铁比较；有更高的性能，特别 是力学性能； ¾ 铸造性能、焊接性能及切削加工性比碳 钢和低合金钢差。
3. 铸造应力大 ¾因为高锰钢的导热性差。
第八章 铸造高合金钢 8.3 铸造不锈钢（耐蚀钢）
3
8.3 铸造不锈钢（耐蚀钢）
一、不锈钢的类型与耐蚀机理
1. 不锈钢的分类 按成分 ¾ 为以铬为主的铬不锈钢 ¾ 以铬、镍为主的铬镍不锈钢。 按金相组织 ¾ 铁素体不锈钢 ¾ 奥氏体不锈钢 ¾ 马氏体不锈钢 ¾ 复相不锈钢
8.3 铸造不锈钢（耐蚀钢）
2. 热处理与组织 热处理：1050℃固溶后空淬， 500-600℃保温14h进行时效。 组织：板条状低碳马氏体+少量残余奥氏体+弥 散分布极为细小的富铜相。
钢材硬度对照表
钢材硬度对照表钢材硬度对照表：1. 碳素结构钢：（1）低碳钢硬度：50-60 HRC；（2）中碳钢硬度：60-65 HRC；（3）高碳钢硬度：65-75 HRC。
2. 合金结构钢：（1）低合金钢硬度：50-60 HRC；（2）中合金钢硬度：60-65 HRC；（3）高合金钢硬度：65-80 HRC。
3. 不锈钢：（1）耐蚀不锈钢硬度：50-60 HRC；（2）耐热不锈钢硬度：60-65 HRC；（3）高强度不锈钢硬度：65-80 HRC。
4. 铝合金钢：（1）低合金铝钢硬度：50-60 HRC；（2）中合金铝钢硬度：60-65 HRC；（3）高合金铝钢硬度：65-80 HRC。
硬度是衡量金属材料各种受拉、受压、磨粒耐受力道和承载力的一种量值，在工程制造中，它的度量特别重要。
不同的金属材料有着不同的硬度值，如碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢和铝合金钢等。
下面我们就来分别介绍这几种金属材料的硬度值。
一、碳素结构钢的硬度：1. 低碳钢硬度：它的硬度介于50-60 HRC之间；2. 中碳钢硬度：它的硬度介于60-65 HRC之间；3. 高碳钢硬度：它的硬度介于65-75 HRC之间。
二、合金结构钢的硬度：1. 低合金钢硬度：它的硬度介于50-60 HRC之间；2. 中合金钢硬度：它的硬度介于60-65 HRC之间；3. 高合金钢硬度：它的硬度介于65-80 HRC之间。
三、不锈钢的硬度：1. 耐蚀不锈钢硬度：它的硬度介于50-60 HRC之间；2. 耐热不锈钢硬度：它的硬度介于60-65 HRC之间；3. 高强度不锈钢硬度：它的硬度介于65-80 HRC之间。
四、铝合金钢的硬度：1. 低合金铝钢硬度：它的硬度介于50-60 HRC之间；2. 中合金铝钢硬度：它的硬度介于60-65 HRC之间；3. 高合金铝钢硬度：它的硬度介于65-80 HRC之间。
从以上介绍中我们可以看出，各种金属材料的硬度要求都很高，从50到80的硬度许多，钢材硬度的不同，产品的性能也就千差万别、可以用来应用于不同的环境和状况之下，不同硬度的钢材在不同的场合也是有着不一样的用途。
2024年高合金钢市场发展现状
2024年高合金钢市场发展现状引言高合金钢是当前钢铁行业中的重要材料之一，具有优异的性能和广泛应用前景。
本文旨在分析高合金钢市场的发展现状，从市场规模、应用领域、品种、技术创新等方面进行探讨。
市场规模高合金钢市场在过去几年保持了稳步增长的态势。
受市场需求的推动，高合金钢产量和销售额均呈现出逐年增长的趋势。
高合金钢作为优质材料，广泛应用于航空航天、机械制造、汽车工业、能源开采等领域，市场需求持续攀升，为高合金钢市场的发展提供了良好的机遇。
应用领域高合金钢在各个行业中的应用越来越广泛。
在航空航天领域，高合金钢用于制造发动机零部件、航空器结构等关键部件，具有良好的高温强度和耐腐蚀性能。
在机械制造领域，高合金钢广泛应用于高精密零件、切削工具等领域，以提高产品的强度和耐磨性能。
在汽车工业中，高合金钢常用于汽车车身和发动机零部件的制造，以提高汽车的安全性和经济性。
此外，高合金钢还在能源开采、化工和医疗器械等领域发挥着重要作用。
品种高合金钢的品种繁多，根据成分和性能的不同可以分为不锈钢、高速钢、耐热钢等多个品种。
不锈钢是高合金钢中的一种常见品种，具有良好的耐腐蚀性能，在厨具制造、建筑材料等领域得到广泛应用。
高速钢是一种用于切削工具的高性能钢材，具有高硬度、高热稳定性和高耐磨性能。
耐热钢则具有优异的高温强度和耐腐蚀性能，在航空航天和能源开采领域广泛应用。
技术创新在高合金钢市场的发展中，技术创新起到了重要的推动作用。
一方面，通过改变高合金钢的化学成分和工艺制造方式，不断提高其性能和品质。
另一方面，引入先进的制造设备和生产工艺，提高高合金钢的生产效率和质量稳定性。
同时，利用新材料和新工艺的研发，不断扩大高合金钢的应用领域，满足不同行业的需求。
总结高合金钢市场在过去几年呈现出稳步增长的态势，受到多个领域的广泛应用。
随着技术的不断创新和市场需求的增长，高合金钢市场有望继续保持良好的发展势头。
合金钢的分类及牌号
钢号举例 合金结构钢40Cr ●合金结构钢40Cr 平均碳质量分数为0.40% 0.40%。 平均碳质量分数为0.40%。 合金元素Cr的质量分数在1.5%以下。 Cr的质量分数在1.5%以下 合金元素Cr的质量分数在1.5%以下。 ●合金工具钢5CrMnMo 合金工具钢5CrMnMo 平均碳质量分数为0.5% 0.5%。 平均碳质量分数为0.5%。 合金元素Cr Mn、Mo的质量分数均在 Cr、 合金元素Cr、Mn、Mo的质量分数均在 1.5%以下 以下。 1.5%以下。
(3) 回火稳定性差 碳钢进行调质处理时，为保证较高的强度， 碳钢进行调质处理时，为保证较高的强度， 采用较低的回火温度，韧性偏低； 采用较低的回火温度，韧性偏低；为保证较好的 韧性，采用高的回火温度，但强度又偏低。 韧性，采用高的回火温度，但强度又偏低。 碳钢的综合机械性能水平不高。 碳钢的综合机械性能水平不高。 (4) 不能满足特殊性能的要求 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨 损以及特殊电磁性等方面较差。 损以及特殊电磁性等方面较差。 老师提示 :碳钢不能完全满足科学技术和 工业发展的要求。为了提高钢的性能， 工业发展的要求。为了提高钢的性能，在 铁碳合金中加入合金元素，得到合金钢 合金钢。 铁碳合金中加入合金元素，得到合金钢。
3.按小试样正火或铸态组织分类： 3.按小试样正火或铸态组织分类： 按小试样正火或铸态组织分类 ●珠光体钢 ●马氏体钢 ●铁素体钢 ●奥氏体钢 ●莱氏体钢 4.按用途分类： 4.按用途分类： 按用途分类 ●合金结构钢 ●合金工具钢 ●特殊性能钢
二、合金钢的编号 牌号首部用数字标明平均碳质量分数。 牌号首部用数字标明平均碳质量分数。 平均碳质量分数 结构钢以万分之一为单位的数字 以万分之一为单位的数字（ 结构钢以万分之一为单位的数字（两位 数）； 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的 数字表示碳质量分数， 数字表示碳质量分数，工具钢的碳质量分数超 1%时 碳质量分数不标。 过1%时，碳质量分数不标。 主要合金元素用元素符号表明 用元素符号表明， 主要合金元素用元素符号表明，其后标明 质量分数。质量分数少于1.5%时不标, 1.5%时不标 质量分数。质量分数少于1.5%时不标, 质量分 数为1.5% 2.49%、2.5%～3.49%、 时 1.5%～ 数为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%பைடு நூலகம்…时,相应 地标以2 地标以2、3、…
合金钢的类别与牌号
碳素钢、合金钢的类别以及牌号一、碳素钢的分类、合金钢的分类碳素钢：含碳量大于%,小于%的碳素合金钢;1、碳素钢的分类：1按含碳量分：低碳钢含碳量小于%、中碳钢含碳量%%、高碳钢含碳量大于%2按用途分：结构钢含碳量小于%、工具钢含碳量大于%3按质量硫、磷含量大小分：普通钢、优质钢、高级优质钢;2、合金钢的分类按用途分：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢按合金含量分：低合金钢小于5％、中合金钢5％－－10％、高合金钢大于10％;二、碳素钢、合金钢的牌号产品牌号的表示,一般采用汉语拼音字母,化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时,一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母;当和另一个产品所选用的字母重复时,可改用第二个字母或第三个字母,或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母;1、碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大类;通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”;屈服点数值单位为MPa和规定的质量等级、脱氧方法等符号,按顺序组成牌号;例如：碳素结构钢牌号表示为：Q235AF,Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C,Q345D;碳素结构钢的牌号组成中,镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略,例如：质量等级分别为C级和D级的Q235钢,其牌号表示应为Q235CZ和Q235DTZ,但可以省略为Q235C 和 Q235D专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1中规定的代表产品用途的符号等表示,例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；耐候钢其牌号表示为：Q340NH;根据需要,通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字以万分之几计平均含碳量和标准的元素符号组成；专用低合金高强度结构钢的牌号,除一般组成外,尚应加写表1中规定代表产品用途的符号;2、优质碳素结构钢牌号表示方法优质碳素结构钢采用两位阿拉伯数字以万分之几计表示平均含碳量或阿拉伯数字和元素符号、表1中规定的符号组合成牌号;①沸腾钢和半镇静钢,在牌号尾部分别加符号“F”和“b”;例如：平均含碳量为%的沸腾钢,其牌号表示为“08F”；平均含碳量为%的半镇静钢,其牌号表示为“10b”;②镇静钢S、P分别≤%一般不标符号;例如：平均含碳量为%的镇静钢,其牌号表示为“45”;③较高含锰量的优质碳素结构钢,在表示平均含碳量的阿拉伯数字后加锰元素符号;例如：平均含碳量为%,含锰量为%～%的钢,其牌号表示为“50Mn”;④高级优质碳素结构钢S、P分别≤%,在牌号后加符号“A”;例如：平均含碳量为%的高级优质碳素结构钢,其牌号表示为“45A”;⑤特级优质碳素结构钢S≤%、P≤%,在牌号后加符号“E”;例如：平均含碳量为%的特级优质碳素结构钢,其牌号表示为“45E”;3、优质碳素弹簧钢牌号表示方法优质碳素弹簧钢牌号的表示方法与优质碳素结构钢牌号表示方法相同65、70、85、65Mn钢在GB/T1222和GB/T 699两个标准中同时分别存在;4、合金结构钢和合金弹簧钢牌号表示方法①合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和标准的化学元素符号表示;用两位阿拉伯数字表示平均含碳量以万分之几计,放在牌号头部;合金元素含量表示方法为：平均含量小于%时,牌号中仅标明元素,一般不标明含量；平均合金含量为%～%、%～%、%～%、%～%、……时,在合金元素后相应写成2、3、4、5……; 例如：碳、铬、锰、硅的平均含量分别为%、%、%、%的合金结构钢,当S、P含量分别≤%时,其牌号表示为“30CrMnSi”; 高级优质合金结构钢S、P含量分别≤%,在牌号尾部加符号“A”表示;例如：“30 CrMnSiA”; 特级优质合金结构钢S≤%、P≤%,在牌号尾部加符号“E”,例如：“30CrM nSiE”;②合金弹簧钢牌号的表示方法与合金结构钢相同;例如：碳、硅、锰的平均含量分别为%、%、%的弹簧钢,其牌号表示为“60Si2Mn”;高级优质弹簧钢,在牌号尾部加符号“A”,其牌号表示为“60Si2MnA”;5、易切削钢牌号表示方法易切削钢采用标准化学元素符号、表1规定的符号和阿拉伯数字表示;阿拉伯数字表示平均含碳量以万分之几计;①加硫易切削钢和加硫、磷易切削钢,在符号“Y”和阿拉伯数字后不加易切削元素符号;例如：平均含碳量为%的易切削钢,其牌号表示为“Y15”;②较高含锰量的加硫或加硫、磷易切削钢在符号“Y”和阿拉伯数字后加锰元素符号;例如：平均含碳量为%,含锰量为%～%的易切削钢,其牌号表示为“Y40Mn”;③含钙、铅等易切削元素的易切削钢,在符号“Y”和阿拉伯数字后加易切削元素符号;例如：“Y15Pb”、“Y45Ca”;6、工具钢牌号表示方法工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类;①碳素工具钢采用标准化学元素符号、表1规定的符号和阿拉伯数字表示;阿拉伯数字表示平均含碳量以千分之几计;a.普通含锰量碳素工具钢,在工具钢符号“T”后为阿拉伯数字;例如：平均含碳量为%的碳素工具钢,其牌号表示为“T8”;b.较高含锰量的碳素工具钢,在工具钢符号“T”和阿拉伯数字后加锰元素符号;例如：“ T8Mn”;c.高级优质碳素工具钢,在牌号尾部加“A”;例如：“T8MnA”;②合金工具钢和高速工具钢合金工具钢、高速工具钢牌号表示方法与合金结构钢牌号表示方法相同;采用标准规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示,但一般不标明平均含碳量数字,例如：平均含碳量为% ,含铬、钼,钒含量分别为%、%、%的合金工具钢,其牌号表示为“Cr12MoV”；平均含碳量为%,含钨、钼、铬、钒含量分别为%、%、%、%的高速工具钢,其牌号表示为“W6Mo5Cr4V2”;若平均含碳量小于%时,可采用一位阿拉伯数字表示含碳量以千分之几计;例如：平均含碳量为%,含锰量为%,含硅量为%的合金工具钢,其牌号表示为“8MnSi”;低铬平均含铬量＜%合金工具钢,在含铬量以千分之几计前加数字“0”;例如：平均含铬量为%的合金工具钢,其牌号表示为“Cr06”;7、不锈钢和耐热钢的牌号表示方法不锈钢和耐热钢牌号采用标准规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示,为切削不锈钢、易切削耐热钢在牌号头部加“Y”;一般用一位阿拉伯数字表示平均含碳量以千分之几计；当平均含碳量≥%时,用两位阿拉伯数字表示；当含碳量上限＜%时,以“0”表示含碳量；当含碳量上限≤%,＞%时超低碳,以“03”表示含碳量；当含碳量上限≤%时极低碳,以“01”表示含碳量;含碳量没有规定下限时,采用阿拉伯数字表示含碳量的上限数字;合金元素含量表示方法同合金结构钢;例如：平均含碳量为%,含铬量为13%的不锈钢,其牌号表示为“2Cr13”；含碳量上限为%,平均含铬量为18%,含镍量为9%的铬镍不锈钢,其牌号表示为“0Cr18Ni9”；含碳量上限为%,平均含铬量为17%的加硫易切削铬不锈钢,其牌号表示为“Y1Cr17”；平均含碳量为%,含铬量为17%的高碳铬不锈钢,其牌号表示为“11Cr7”；含碳量上限为%,平均含铬量为19%,含镍量为10%的超低碳不锈钢,其牌号表示为“03Cr19Ni10”；含碳量上限为%,平均含铬量为19%,含镍量为11%的极低碳不锈钢,其牌号表示为“01Cr19Ni11”。
GB-T-1591--低强度用于结构的高合金钢
GB-T-1591--低强度用于结构的高合金钢GB-T-1591: 低强度用于结构的高合金钢I. 概述GB-T-1591是关于低强度用于结构的高合金钢的中国国家标准。
此标准规定了这种高合金钢的化学成分、力学性能、尺寸、形状、重量及可允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书等。
II. 化学成分低强度用于结构的高合金钢的化学成分主要包括：碳(C)、锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、铝(Al)、钛(Ti)、氮(N)、铌(Nb)、钒(V)和铬(Cr)等元素。
每种元素的含量都有一定的比例范围，严格按照GB-T-1591标准进行配比。
III. 力学性能此类高合金钢的力学性能包括屈服强度、抗拉强度、伸长率和冲击功等。
这些性能的具体数值取决于钢的牌号、厚度和热处理状态。
GB-T-1591标准详细规定了各种情况下的力学性能要求。
IV. 尺寸、形状和重量GB-T-1591标准规定了低强度用于结构的高合金钢的尺寸、形状和重量的标准。
这包括钢板、钢带和型钢的宽度、厚度、长度和重量。
尺寸、形状和重量的具体要求取决于具体的产品类型和使用需求。
V. 技术要求此标准还规定了生产和使用低强度用于结构的高合金钢的技术要求。
这包括熔炼方法、热处理条件、化学成分分析方法、力学性能测试方法、尺寸和形状的测量方法、产品的检验和验收规则等。
VI. 包装、标志和质量证明书GB-T-1591标准规定，低强度用于结构的高合金钢产品在出厂时必须有稳定的包装，清晰的产品标志，以及完整的质量证明书。
这些要求确保了产品在运输和使用过程中的安全，也便于使用者了解产品的详细信息。
综上所述，GB-T-1591标准全面、系统地规定了低强度用于结构的高合金钢的各个方面，对保障产品质量和促进产业发展起到了重要的作用。
低合金钢和高合金钢
低合金钢和高合金钢是两种不同的钢材类型，它们的主要区别在于合金元素的含量和种类。
1.低合金钢一般指合金元素含量在0.25%以下的钢材，其中碳含量较高，通常在0.25%~0.60%之间。
低合金钢具有良好的可焊性、可加工性和机械性能，广泛应用于制造机械零部件、汽车零部件、建筑结构等领域。
2.高合金钢则是指合金元素含量在0.25%以上的钢材，其中碳含量较低，通常在0.02%~0.20%之间。
高合金钢具有优异的强度、韧性和耐腐蚀性能，广泛应用于制造航空航天、汽车、船舶、化工等领域的重要零部件和设备。
高合金钢中常用的合金元素有铬、钼、钴、镍、钨、钼、钒等，这些合金元素可以显著提高钢材的强度、硬度和耐蚀性能。
但是，高合金钢也存在一些问题，例如加工难度大、焊接性能差、热处理难度高等，需要在生产和使用过程中加以注意。
总的来说，低合金钢和高合金钢都是重要的钢材类型，它们在不同的应用领域具有不同的优势和适用性。
合金钢的种类
合金钢的种类
合金钢是一种合金性质的金属材料，由碳钢、合金元素和其他材料组成。
它具有优异的力学性能，耐腐蚀，高温强度，综合性能，抗磨损性能等等，是许多工业和科研领域的重要材料。
合金钢的分类有很多种，根据其构成不同，可分为低合金钢、高合金钢、特殊合金钢等。
一、低合金钢
低合金钢的含量在碳钢中较低，具有良好的韧性和抗冲击性，机械性能和高磨损性能较为优异，通常用于焊接材料、建筑材料和冷锻件等。
常见的低合金钢有Q235、Q255、Q275等。
二、高合金钢
高合金钢是将钢中的碳含量控制在0.2％以下，在此基础上添加一定量的合金元素，使其耐热性和韧性可以大幅度提高，而且还能提高钢的抗腐蚀性、抗氧化性、抗热膨胀性等特性。
常见的高合金钢有45马氏体、4Cr13、3Cr13等。
三、特殊合金钢
特殊合金钢是含有一系列难以溶解的元素，如钨、钼、铬、钒、铬、铜、铝等的钢，它们的特性比普通钢型更优越，拥有良好的耐腐蚀性、抗冲击性、高温性、抗磨损性能等。
常见的特殊合金钢有 9Cr18、9Cr18MoV等。
最后，不论是低合金钢、高合金钢还是特殊合金钢，在工业和科研领域皆发挥着重要的作用，其特性也决定了它们在不同领域的适用
范围。
为了更好的掌握它们的特性，并尽可能的扩展应用范围，我们需要不断进行实验和研究，期待能给人们带来更多的惊喜。
以上就是关于合金钢的种类介绍，希望能给大家一些参考。
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高锰钢应用
铁路撤叉 挖掘机斗齿
板锤
衬板
炼钢设备
转炉，效率低， 以石油制品为燃料 中小型铸件，灵活性好，精炼作 用欠佳 品种多，批量小，容量3-10t 多，少数配备60-100t
C+(FeO)→CO↑+[Fe] (CaO)+(FeS)→(CaS)+[FeO]
脱磷
2[Fe2P]+ 4(CaO)+5(FeO)→(CaO)4· P2O5+9[Fe]
脱碳氧化方式
直接氧化：2C+O2→CO↑-Q
间接氧化： 2Fe+O2→2FeO-Q
FeO+C →Fe+ CO +Q
铸造高合金钢
Created by Wangzhenling HeiLongjiang Institude of Science and Technoledge
不锈钢分类
按用途 （1）不锈钢 （2）耐酸钢
按主要合金元素 （1）铬不锈钢 （2）铬镍不锈钢 （3）铬锰氮不锈钢
按显微组织 （1）马氏体型 （2）铁素体型 （3）奥氏体型 （4）奥氏体-铁素体型 （5）沉淀硬化型
Si+(FeO)→(SiO2)+[Fe]
(CaO)+3C→(CaC2)+CO↑ C+(FeO)→CO↑+[Fe] (CaO)+(FeS)→(CaS)+[FeO] (CaC2)+ (CaO)+(FeO)→2(CaO)+[Fe] +CO↑ (CaC2)+ (FeS)+ 2(CaO)→3(CaS)+3[Fe] +2CO↑