合金钢
常用合金钢
常用合金钢（知识扩展）一.合金钢分类与编号二.低合金结构钢Q345、Q420 三. 机器零件用钢40Cr、65Mn、60Mn2Si、20Cr、20CrMnTi、GCr15 四.合金工具钢9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、Cr124Cr5MoSiV 五.特殊性能钢1Cr13、9Cr18、1Cr17、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13 合金钢分类 1.按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类：按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 %）2.按用途分类：按用途分类：按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、耐磨钢合金钢编号首部用数字标明碳质量分数: 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数字（一位数）来表示碳质量分数,而工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不标出。
在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明:平均质量分数少于 1.5%时不标数, 平均质量分数为 1.5%～2.49%、 2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。
专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明. 如GCr15表示碳质量分数约1.0%、铬质量分数约 1.5%(特例)的滚珠轴承钢. Y40Mn,表示碳质量分数为0.4%、锰质量分数少于 1.5%的易切削钢. 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% C Mn Si V Nb Ti 0.015 0.18 ～ 1.0 ～0.55 0.02 0.20 1.6 ～0.15 ～0.06 厚度mm <16 16～35 35～50 σs MPa ≥345 ≥325 ≥295 σb MPa 470～630 0.02 ～0.2 机械性能δ5 % Akv(20℃) J 34 21～22 GB/T1591-1994 Q345包括旧钢号12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu Q420 普通低合金钢在正火状态下使用,组织为F+S 化学成分wt% V Nb Ti 0.02 ～0.2 0.015 ～0.06 0.02 ～0.2 δ5 % C ≤0.20 厚度mm <16 Mn Si Cr ≤0.40 Ni ≤0.70 1.0 ～0.55 1.7 34 18～19 16～35 GB/T1591-1994 ≥380 35～50 Q345包括旧钢号15MnVN ,14MnVTiRE 机械性能σs MPa σb MPa ≥420 520～680 ≥400 Akv(20℃) J 合金调质钢(低淬透性) 40Cr 热处理毛坯尺寸＜25mm 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、进气阀主要化学成分wt% C Mn Si Cr Mo 机械性能（≥）退火态H B 淬火℃回火℃σb σs δ5 ψ Akv % % J MP MP a a 0.37 0.5 0.17 0.8 0.07 850 520 980 785 9 45 47 2 0 油水～～～～～0.44 0.8 0.37 1.1 0.12 7 油（GB/T3077－1999）合金弹簧钢钢号C 65Mn 60Mn2Si 主要成分w % Mn Si Cr 热处理淬火℃回火℃机械性能σs MPa σb MPa δ10 ψ % % 65Mn 0.62 ～0.70 60Si2 0.56 Mn ～0.64 0.90 ～1.20 0.60 ～0.90 0.17 ～0.37 1.50 ～2.00 ≤ 830 540 0.25 油800 1000 8 30 ≤ 870 480 1200 1300 5 0.35 油GB/T1222-1985 25 65Mn 60Mn2Si钢应用举例：截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧合金渗碳钢(低淬透性合金渗碳钢低淬透性) 20Cr 低淬透性用途：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,特别是冲击载荷机械性能（≥）主要化学成分wt% 热处理℃C Mn Si Cr 渗预淬回σb σs δ ψ Akv 5 碳备火火MP M J % % a P 处 a 理0.17 0.5 0.20 0.7 9 ～～～～3 0.24 0.8 0.40 1.0 0 8 8 0 水油780 2 0 ～820 0 水, 油8 3 5 5 4 0 毛坯尺寸m m 10 4 47 ＜0 1 5 GB/T3077-1999 合金渗碳钢(中淬透性合金渗碳钢中淬透性) 中淬透性20CrMnTi 主要化学成分wt% C Mn Si Cr Ti 毛渗预淬回σb σs δ ψ Ak 坯尺v 碳备火火MP MP % % 2 0 寸处℃m a a 理J m 9 3 0 8 8 0 油7 2 7 0 0 0 油1 85 1 4 55 < 0 0 0 5 15 8 GB/T3077-1999 0 热处理℃机械性能（≥）0.17 0.80 0.1 1.0 7～～～～0.23 1.10 0.3 1.3 7 0.04 ～0.10 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. 淬回回火火后火℃HRC ℃0.95 1.40 0.15 0.25 820 150 62 62～壁厚< 14mm,外径250mm 66 的套圈.直径25～200mm ～～～～～～的钢球.直径约25mm的滚1.05 1.65 0.35 0.45 840 160 柱. （GB/T18254-2002）主要化学成分wt% C Cr Si Mn 热处理规范性能主要用途低合金刃具钢9SiCr CrWMn 热处理Cr 油淬火淬火温度℃硬度HRC 化学成分wt% 钢号 C Mn Si 回火回火温度℃硬度HRC 应用举例9SiCr 0.85 0.3 1.2 ～～～0.95 0.6 1.6 CrWMn 860 180 60 板牙丝锥钻头～～～铰刀齿轮铣刀880 ≥ 200 62 冷冲模冷轧辊0.9 0.8 0.15 0.9 820 62 140 62 板牙拉刀量规～～～1.2 ～～形状复杂高精～～160 65 度的冲模等 1.05 1.1 0.35 W1.2 840 ～1.5 （GB/T1299-2000、GB/T9943-1988）0.95 ～1.25 高速钢C Mn Si W18Cr4V (18-4-1) Cr W V 制造高速切削用车0.7～0.1～0.2～3.8～17.5～1.0～刀，刨刀、钻头、0.8 0.4 0.4 4.4 19.0 1.4 铣刀等HV 950 750 550 350 100 300 500 使用温度℃700 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. 化学成分wt % 用途举例C Si Mn Cr V 2.00～≤0.40 ≤0.40 11.50～0.15～冷冲模 2.30 13.50 0.30 拉延模压印模油淬火退火回火滚丝模温度硬度温度温度硬度HB HRC ℃℃℃870～207～950～200～450 58～64 900 255 1000 GB/T1299-2000 热模具钢 C 0.32～0.42 Si 0.80 ～ 1.20 退火温度℃硬度HB 4Cr5MoSiV 化学成分wt % Mn Cr Mo ≤0.40 4.50～1.00～5.50 1.50 用途举例V 0.30 热镦模、～0.50 压铸模、热挤压模、油淬火回火精锻模温度℃温度℃硬度HRC 840～209～1000～540～40～54 900 229 1025 650 BG/T1299-2000 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. 量具用钢量具钢号平样板或卡板一般量规与块规高精度量规与块规抗蚀量具10、20或50、55、60、60Mn、65Mn T10A、T12A、9SiCr Cr（刃具钢）、CrMn、GCr15 4Cr13, 9Cr18(不锈钢) GCr15块规热处理一年内每10 mm长度的尺寸变量不超过0.1 ～0.2 ?m. 高精度且形状复杂的量规与块规CrWMn(低变形钢) 不锈钢不锈钢是指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种. 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,且有较好的机械性能,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. 1Cr13船用螺旋桨奥氏体型不锈钢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。
4-合金钢ppt课件
2020/5/30
4
电厂金属材料
（二）合金工具钢
编号：一位数字（或无数字）+元素符号+数字。 一位数字表示含碳量的千分数，合金元素及其含量的表示方法与合金结构相同。如果合 金工具中的含碳等于或大于1.0%，用来表示含碳量的数字就省略。否则易与合金结构 的钢号混淆。
例如9Mn2V，表示钢中平均含碳量为0.90%，平均含锰量为2%，含铬量小于1%。又如CrW5，表示 钢中含铬量小于1.5%，平均含钨量为5%，含碳量则≥1%（经查表可知为1.25%~1.50%）。
（二）按用途分类
1．合金结构钢
合金结构钢又分为两类：一类为建筑及工程结构用钢，即普通低合金钢；另一类为机器 制造用钢，分为渗透钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。
2．合金工具钢
合金工具钢又分为三类：刃具钢（包括低合金刃具钢及高速钢）、模具钢（包括热模具 钢和冷模具钢）、量具钢。
3．特殊性能钢
特殊性能钢又按所具有的特殊物理、化学和机械能分为磁钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢 等。
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电厂金属材料
五、滚动轴承钢
• 滚动轴承钢含碳量较高以保证高硬度、高耐磨性，一般为 0.95%～1.10%。 主要加入的合金元素为Cr，最具代表性的是GCr15钢。
• 失效方式为接触疲劳破坏产生的麻点或剥落；长期摩擦造成磨损而丧失精 度；处于润滑环境下而带来的锈蚀。
• 滚动轴承钢的热处理一般为淬火+低温回火，处理后组织为回火马氏体+碳 化物，具有较高的硬度和耐磨性。
0.70 3.80 17.50 1.00
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0.80 4.40 19.00 1.40
1260~
合金钢及其技术要求有哪些
合金钢及其技术要求有哪些以合金钢及其技术要求为标题，本文将介绍合金钢的定义、特点以及技术要求，以帮助读者更好地了解这类材料。
一、合金钢的定义合金钢是指通过在普通钢中加入一定比例的合金元素，以改变钢的性能和特性的钢材。
合金元素可以是铬、镍、钼、钛、钒等元素，使钢材具有更好的耐蚀性、耐磨性、高温强度等特点。
二、合金钢的特点1. 高强度：合金钢相比普通钢具有更高的强度，可以承受更大的力和荷载。
2. 良好的耐蚀性：合金钢中的合金元素能够有效地提高钢材的耐蚀性，延长钢材的使用寿命。
3. 良好的耐磨性：合金钢具有较高的硬度，能够抵抗磨损和磨蚀，适用于需要抵御磨损的工作环境。
4. 良好的高温强度：合金钢具有较高的高温强度和耐热性，适用于高温工作环境。
5. 可焊性好：合金钢的焊接性能较好，便于加工和制造。
三、合金钢的技术要求1. 化学成分要求：合金钢中的合金元素的含量要严格控制在一定范围内，以确保钢材的性能和特性。
2. 机械性能要求：合金钢的强度、韧性、硬度等机械性能要符合相应的标准和要求。
3. 特殊性能要求：根据具体的使用环境和要求，合金钢可能需要具备耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等特殊性能。
4. 加工工艺要求：合金钢的加工工艺和热处理工艺要符合相应的标准和要求，以保证钢材的性能和质量。
5. 检测要求：合金钢需要经过严格的检测和测试，包括化学成分分析、机械性能测试、非破坏性检测等，以确保钢材的质量和性能符合要求。
6. 表面处理要求：合金钢可能需要进行表面处理，如镀层、喷涂等，以提高钢材的耐蚀性和装饰性。
合金钢是通过在普通钢中加入合金元素来改变钢的性能和特性的钢材。
合金钢具有高强度、良好的耐蚀性、耐磨性、高温强度等特点。
在生产制造中，合金钢需要满足化学成分要求、机械性能要求、特殊性能要求、加工工艺要求、检测要求和表面处理要求等技术要求，以确保钢材的质量和性能符合要求。
通过合理选择和应用合金钢，可以满足不同领域对材料性能的需求，推动工业和技术的发展。
《低合金钢和合金钢》课件
火箭和卫星
低合金钢和合金钢可以用于制造火箭和卫星的外壳、支架等部件，提高其可靠性 和耐久性。
05
低合金钢和合金钢的市场前景
市场需求
总结词
随着工业化和城市化进程的加速，低合金钢和合金钢的市场需求持续增长。
详细描述
发动机部件
低合金钢和合金钢可以用于制造发动 机的缸体、曲轴等关键部件，提高发 动机的性能和可靠性。
船舶行业
船舶结构
低合金钢和合金钢可以用于制造船舶的船体、甲板等结构部 件，提高船舶的结构强度和耐腐蚀性。
船舶机械部件
低合金钢和合金钢可以用于制造船舶的机械部件，如推进器 、传动系统等。
航空航天行业
飞机结构
炼则是在真空环境下进行熔炼，适用于生产高纯度、高合金化的钢种。
轧制工艺
要点一
总结词
低合金钢和合金钢的轧制工艺主要包括热轧、冷轧、温轧 和异形轧制等方法。
要点二
详细描述
热轧是将熔炼后的钢锭加热至高温，然后进行轧制，适用 于大规模生产厚板和型材。冷轧是在室温下对钢材进行轧 制，适用于生产薄板和高精度钢材。温轧是将钢材加热至 一定温度后进行轧制，介于热轧和冷轧之间的一种工艺。 异形轧制可以生产各种形状复杂的钢材，如H型钢、工字 钢等。
。
镍元素还可以改善钢材的韧性 、耐腐蚀性和耐热性。
镍元素含量的增加，可能会提 高钢材的成本。
在某些情况下，镍元素可以提 高钢材的抗疲劳性能和焊接性 能。
钨元素
钨元素在低Leabharlann 金钢和合金 钢中主要起固溶强化和沉 淀硬化的作用，提高钢材 的强度和硬度。
钨元素含量的增加，可能 会提高钢材的成本。
第六章 合金钢
三、合金调质钢
1．成分及性能特点 成分特点：
这类钢的含碳量一般为0.25%～0.50%，含碳量过低，硬度不足； 含碳量过高，则韧性不足。合金调质钢中常加入少量铬、锰、硅、 镍、硼等合金元素以提高钢的淬透性，使铁素体强化并提高韧性。 加入少量钼、钒、钨、钛等碳化物形成元素，可阻止奥氏体晶粒长 大和提高钢的回火稳定性，以进一步改善钢的性能。例如40Cr钢的 强度比40钢提高了20%。
（2）热成形弹簧
当弹簧直径或板簧厚度大 于10mm时，采用热成形。热成 形后进行淬火及中温回火（400 ～520℃），可获得很高的 疲劳极限和弹性极限。
3．常用牌号和用途
牌号 55Si2Mn 60Si2Mn 50CrVA 用途 用于制造汽车、拖拉机减震板簧、 螺旋弹簧等 牌号表示法 合金弹簧钢牌 号的表示方法 与合金渗碳钢 相同，如 50CrVA表示 平均含碳量为 0.50%，平均 含铬、钒量都 ＜1.5%的高级 优质合金弹簧 钢。
第六章 合金钢
第一节 合金钢概述
合金钢概念：
所谓合金钢就是在碳素钢的基础上，为了 改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或 几种合金元素的钢。
一、合金元素在钢中的主要作用
1．强化铁素体 2．形成合金碳化物 3．细化晶粒 4．提高钢的淬透性 5．提高钢的回火稳定性
二、合金钢的分类
1．按用途分类 合金结构钢：用于制造机械零件和工程 结构的钢。 合金工具钢：用于制造各种工具的钢。 特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学 性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。 2．按合金元素总含量分类 低合金钢：合金元素总含量＜5%。 中合金钢：合金元素总含量5%～10%。 高合金钢：合金元素总含量＞10%。
合金 钢
.预计在21世纪，在解决音爆、高升阻比、 高温材料、一体化飞行推力控制系统等 问题的基础上，将推出一批新机型;
.届时，超音速客机的飞行速度将达2~3 倍音速，亚音速客机的最大载上一客页量下将一页达返回
热卷大弹簧
第九章 航空运输设施与设备
第一节 航空运输概述
第二节 航空运输设施与设备
第三节 航空运输管理
第一节 航空运输概述
航空运输是利用飞机运送进出口货物的 一种现代化运输方式。它具有速度快， 不受地形条件限制，货损率小，节省包
装、保险和储存费用等特点。因此，某
些急需物资，易损货物和体轻而贵重的 商品适宜航空运输。
1. 按主要用途分：Байду номын сангаас
（1）合金结构钢：制造重要的机械零件和工程结
构件
（2）合金工具钢：各类工具。
（3） 特殊性能钢：耐热钢、耐磨钢、不锈钢等。
2．按合金元素含量分：
（1） 低合金钢：W合 < 5% （2) 中合金钢：W合 = 5-10% （3) 高合金钢：W合 > 10%
如：9SiCr,W18Cr4V,ZGMn13
第二节 航空运输设施与设备
1.区域
航空港(Airport )，民用航空机场和有关 服务设施构成的整体。保证飞机安全起 降的基地和空运旅客、货物的集散地。 包括飞行区、客货运输服务区和机务维 修区三部分，具体是指:
(1)飞行区 为保证飞机安全起降的区域。 内有跑道、滑行道、停机坪和无线电通 信导航系统、目视助航设施及其他保障
第一节 航空运输概述
外贸企业办理航空运输时应注意:
合金钢等级
合金钢等级
一、低合金钢
低合金钢是指合金成分少于5%的钢种，其主要特点为具有较高的强度、硬度和耐磨性，在汽车、机器制造等行业得到广泛应用。
二、中合金钢
中合金钢是指合金成分在5%~10%之间的钢种，其主要特点为具有较高的耐热性、耐腐蚀性和机械性能，在航空、航天等高端领域有着广泛的应用。
三、高合金钢
高合金钢是指合金成分在10%~25%之间的钢种，其主要特点为具有超高的机械性能、耐磨性和耐蚀性能，在航空、能源、化工等领域具有重要的应用价值。
四、特高合金钢
特高合金钢是指合金成分超过25%的钢种，其主要特点为具有极高的机械性能、高温抗氧化性和耐腐蚀性，在航空航天、能源等高端领域得到广泛应用。
除此之外，合金钢还可以根据不同的用途被分为合金结构钢、合金工具钢、合金弹簧钢等不同的类别。
不同级别的合金钢在不同的领域中具有着不同的应用价值，了解其特点和分类对于正确选择和使用钢材具有重要意义。
金属材料-合金钢
~1.
0.20 ~0.06 0.20 0.70 16~35
70 Q460
0
WNi≤ 35~50
0.70
≥275 ≥255 ≥345 ≥325 ≥295 ≥390 ≥370 ≥350
≥420 ≥400 ≥380
≥460 ≥440 ≥420
70 470~6 21~22 34 30 490~6 19~20 34 50
中温高压容器。
厚度或
化学成分/%
直径
力学性能
钢号
/mm
应用举例
C
Mn Si
V
Nb Ti 其他
≤0.16 0.80 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~
<16
σs/MPa σ
δ5/% AKV/J(
b/MPa
20℃)
≥295 390~5 23 34 桥梁，车辆，
Q295
~1.
0.15 ~0.06 0.20
Q390 60
0
WNi≤ 35~50
0.70
≤0.20 1.00 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~ WCr≤ <16
~1.
0.20 ~0.06 0.20 0.40 16~35
Q420 70
0
WNi≤ 35~50
0.70
≤0.20 1.00 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~ WCr≤ <16
• 热处理：包括预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火
+低温回火)。组织为M回+颗粒状碳化物+A’(少量)；精密 轴承：淬火后进行冷处理(-60～-80℃), 可以减少A’、 稳定尺寸；然后低温回火；并在磨削后稳定化处理。
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二、渗碳钢
渗
制造渗碳零件的钢种。
碳 炉
1、性能要求
⑴ 表面具有高硬度、 高耐磨性，心部具有 足够的韧性和强度， 即“表硬里韧”。
⑵ 良好的热处理性能, 如淬透性和渗碳能力。
渗碳件—传动齿轮
2、成分特点
⑴ 低碳：0.1~0.25%C
⑵ 合金元素作用：
（一）性能要求
1、高硬度：HRC≥60 2、高耐磨性：高硬度
和细小碳化物。 3、高热硬性：高温下
保持高硬度的能力。 4、足够的韧性 以防
止脆断和崩刃。
切削加工的基本形式
（二）低合金工具钢
在碳素工具钢基础上加入少量合金元素。
1、成分特点：
⑴ 高碳：0.75~1.5%C ⑵ 合金元素作用 ① 提高淬透性:Cr、Mn、Si。
较渗碳体稳定，硬 度也较高。
3）形成“特殊碳化物”
与碳亲合力很强的碳化物元素， 倾向于形成特殊碳化物。
具有更高的溶点、硬度与耐磨性，
而且更稳定。
钢中碳化物
如TiC、VC、 W2C等。
二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 1、使S点、E点左移
使含碳量小于0.77%的钢成为过共析钢。
例1、餐具厂用4Cr13钢制作餐 刀是由于大量Cr的加入使S点 左移，虽然它的平均含碳量为 0.4%，但已是过共析钢了。
⑵ 合金元素：以Cr为主,加 入Mn、Si。
Cr、Mn、Si的主要作用是 推力球轴承 提高淬透性。
Cr还提高耐磨性（形成合 金渗碳体）和耐蚀性。
Cr>1.65%→Ar增加→硬度
和稳定性下降。
滚针
轴承
3、热处理和组织特点
滚动轴承钢是过共析钢。
⑴ 热处理：
球化退火+淬火+低温回火
⑵ 组织：
M回+颗粒状碳化物+Ar 淬火后进行冷处理, 可以
① 提高淬透性：
Cr、Mn、Ni、B
② 强化铁素体：
Cr、Mn、Ni
高精密 独立导
③ 细化晶粒：
柱
W、Mo、Ti、V
渗碳件
3、渗碳钢热处理特点
加工工艺路线：下料→锻造→正火→机加工 →渗碳→淬火+低温回火→精加工
正火目的为调整硬度，便于切削加工。 淬火温度一般为
Ac1+30-50℃。
4、使用状态下组织
合金结构钢曲轴
五、弹簧钢
制造弹簧等零件的钢种。
1、性能要求
弹簧是利用弹性变形储存 能量或缓和冲击的零件。
⑴ 高的σs，σs/σb； 高的σ-1；足够的韧性。
⑵ 高的淬透性。
2、成分特点
⑴ 中高碳：
碳素弹簧钢为0.6~0.9%C
合金弹簧钢为0.45~0.7%C
⑵ 合金元素作用：
弹簧丝
① 提高淬透性、强化铁素体： Mn、Si、Cr
制造高速切削刃具用钢。高速钢形材
1、性能特点
高热硬性、高淬透性。
2、成分特点
⑴ 高碳: 0.70~1.5%C。
⑵ 合金元素作用
① 提高淬透性：Cr。
高速钢冷轧钢带
② 提高热硬性、耐磨性: W、Mo、V。
3、加工与热处理
加工工艺路线：下料→锻造→球化 退火→ 机加工→淬火→三次560℃ 回火→磨削。
第六章 合金钢
第1节 合金元素在钢中的作用
一、对钢中基本相的影响
1、形成合金铁素体
与碳亲合力很弱的合金元 素，溶入铁素体内形成合 金铁素体，起“固溶强化” 作用。
Si、Mn对强度、硬度提高 显著。
Cr、Ni在适当范围内提高 韧性。
对铁素体冲击韧性影响
2）形成“合金渗碳体”
与碳亲合力较强的 合金元素，一般能 够置换渗碳体中的 铁原子而形成合金 渗碳体。
二次硬化的原因：
钢中加入强碳化物形成元素 以后，在500～600℃回火时，从 马氏体中析出与母相保持共格关 系的高度弥散的特殊碳化物（如 Mo2C，W2C，VC等）使硬度反而上 升。
（3）出现第二类回火脆性
镍铬钢在450～650℃回火后， 缓慢冷却会出现冲击韧度剧烈下 降的现象。
产生的原因： 镍、铬造成杂质在晶界偏析。
W18Cr4V钢的淬火组织
3）560℃三次回火目的：
①逐步减少Ar，避免相变应力导致开裂。 ②充分析出W、Mo、V的碳化物，产生二次
硬化。
高速钢硬度与回火温度关系
4、使用状态下组织 M回+ 颗粒状碳化物 + Ar（少量）
W18Cr4V钢淬火、回火后的组织
5、常用钢号及用途 常用钢号：W18Cr4V(18-4-1)
② 强化铁素体: Mn、Si、Cr、Ni
③ 细化晶粒: Ti、V
④ 防止第二类回火脆性: W、Mo
调质件（冷却轮）
3、调质件热处理及组织特点
加工工艺路线：下料→锻造→正火（退火） →粗加工→调质→ (表面淬火+低温回 火)→精加工→装配
调质目的：获得良好综合力学性能 整体使用组织：S回 提高表面耐磨性：
另外，绝大多数合金元素的加入 使E点左移，致使含碳量小于 2.11%的钢中出现莱氏体（称这类 钢为莱氏体钢）。
例2、高速钢W18Cr4V中的平均含 碳量为0.7%～0.8%，但它属于莱 氏体钢。
2、扩大或缩小γ区
当加入量达一定值时，可能使室温下 的组织成为单相奥氏体或单相铁素体。
锰对奥氏体相区的影响
表面淬火或氮化。
表面使用组织：M回和氮化物。调质处理车间
4、常用钢号及用途
低淬透性钢：45、40Cr
D0油<30~40mm, 用于制 造较小的齿轮、轴、螺 栓等。
中淬透性钢：35CrMo
D0油≈40~80mm，用于 制造大中型零件。
柴油机凸轮轴
高淬透性钢：40CrNiMo 单缸汽车曲轴
D0油>80mm, 用于制造大截面 重载荷零件，如曲轴等。
减少Ar、稳定尺寸。
轴承生产车间
4、常用钢号及用途
应用最广的是GCr15，大量用 于大中型轴承；
大型轴承用GCr15SiMn。 还可用于制造模具、量具等.
滚针轴承
滚柱轴承
滚珠轴承
向心球 轴承
大 型 轴 承
第3节 合金工具钢
按用途分为: 刃具钢 刃具
模具钢
量具钢
模
具
量具
一、刃具钢
切削加工
用来制造各 种切削刀具 的钢种。
不大的模具： 可用碳素工 具钢和低合金工具钢制造。 ⑵ 截面、受力大的冷模具： Cr12钢 用Cr12型冷作模具钢制造。
① 成分特点：高碳高铬。 Cr 提高淬透性； Mo、V 提高耐磨性，细化晶粒。 冷冲压件
② 加工及热处理：
最终热处理为：淬火 + 低温回火 使用组织：M回+合金碳化物+Ar(少量)
心部：M回 +少量F
渗碳淬火后的表层组织
表层：M回+颗粒状碳化物+Ar(少量)；
5、常用钢号及用途
低淬透性钢： 20、20Cr。
活塞销(20Cr)
柴油机凸轮轴
用于受力小的耐 磨件，如柴油机 的活塞销、凸轮 轴等。
中淬透性钢：
20CrMnTi。
用于中等载荷的耐 磨件，如变速箱齿 轮。
高淬透性钢：
高速钢是莱氏体钢， 脆性大，且无法热 处理改善。
W18Cr4V钢的铸态组织
W18Cr4V钢热处理工艺示意图
1）锻造目的：打碎粗大的鱼骨状 碳化物，使其均匀分布于基体中。
W18Cr4V钢的退火组织
2）高温淬火(>1200℃)目的:
获得高合金元素含量M，为二次硬化准备。 淬火后组织：
M + 未溶碳化物(~10%) + Ar(~20%)
大型热卷弹簧
六、滚动轴承钢
用于制造轴承套和滚动体的钢。
1、性能要求
轴承工作时, 承受接触应力(达
3000~3500MPa)、周期性交变载
荷(频率达数万次/分)和摩擦。
圆柱滚 子轴承
⑴ 高硬度和耐磨性。
⑵ 高的b和接触疲劳强度。 ⑶Βιβλιοθήκη 足够的韧性、淬透性和耐蚀性。 自动调
心球轴承
2、成分特点
⑴ 高碳：0.95~1.10%C
③ 常用钢号
Cr12、Cr12MoV。 用于制造冷冲模、
挤压模等。
汽车外板冷冲模
（二）热作模具钢
制造使加热金属或液 态金属成型模具钢种。
1、性能要求
⑴ 高温下良好的综合 力学性能。
⑵ 抗热疲劳性能。 ⑶ 高的淬透性和良好
的导热性。
曲轴模具
热模锻曲轴毛 坯
2、常用钢种
⑴ 热锻模钢
5CrNiMo：大型热锻模；热镦模 5CrMnMo：中小型热锻模。 成分特点：合金元素作
低合金工具钢制品
② 提高耐回火性：Si。 ③ 提高耐磨性、细化晶粒: W、V。
2、热处理及组织
油淬 + 低温回火。
使用组织：M回+颗粒状
碳化物+Ar(少量)
丝
板牙
锥
3、常用钢号及用途 低合金工具钢扳手
主要牌号：9SiCr。
用于制造形状复杂、 变形小的中低速刃具， 如丝锥、板牙等。
（三）高速钢（俗称风钢）
提高表面质量的方法: ① 防止表面脱碳；
② 避免表面缺陷； ③ 进行喷丸处理，使表 面产生压应力。
板 簧 喷 丸 处 理 示 意 图
5、常用钢号及用途
Si、Mn弹簧钢，如65Mn、60Si2Mn，用于制 造较大截面弹簧。
Cr、V弹簧钢，如50CrV，用于大截面、大 载荷、耐热的弹簧。
汽车板簧
大
桥
增压柴油机曲轴