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。

合金钢主要成分合金钢是一种通过添加其他元素来改善钢的性能的钢材。

它与普通碳素钢相比，具有更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

合金钢的主要成分包括以下几种：1. 碳：碳是合金钢中最重要的元素之一，它对钢的硬度和强度起着至关重要的作用。

碳含量在0.2%到2.1%之间不等，高碳含量可以提高钢的硬度和强度，但会降低其可塑性和韧性。

2. 铬：铬是一种常见的合金元素，在合金钢中占据着重要地位。

它可以提高钢材的耐腐蚀性和抗氧化能力，同时还能增加其硬度和强度。

铬含量在0.5%到20%之间不等。

3. 镍：镍可以提高合金钢的韧性、延展性和耐磨性。

它还能提高抗腐蚀能力，并增加对低温环境的适应能力。

镍含量在0.25%到5%之间不等。

4. 钼：钼是一种常用的合金元素，它可以提高合金钢的硬度、强度和耐磨性。

钼含量在0.25%到5%之间不等。

5. 锰：锰是一种强效的脱氧剂，可以有效地去除钢中的氧气和其他杂质。

它还能提高钢的硬度和强度，并增加其耐磨性。

锰含量在0.2%到1.5%之间不等。

6. 钛：钛是一种轻质、高强度的合金元素，可以提高合金钢的硬度、强度和抗腐蚀能力。

它还能减少钢中的碳化物形成，从而提高其可焊性和可加工性。

钛含量在0.05%到0.5%之间不等。

7. 铜：铜可以提高合金钢的耐腐蚀性、导电性和导热性。

它还能增加其硬度和强度，并改善其可塑性和韧性。

铜含量在0.2%到1.5%之间不等。

8. 磷：磷是一种重要的合金元素，可以提高合金钢的韧性、延展性和可塑性。

它还能减少钢中的杂质，并改善其可焊性和可加工性。

磷含量在0.03%到0.15%之间不等。

总之，合金钢的主要成分包括碳、铬、镍、钼、锰、钛、铜和磷等元素。

通过合理地控制这些元素的含量，可以生产出各种性能优异的合金钢，满足不同领域的需求。

合金钢用途分类合金钢是一种含有多种元素的钢材，通过添加不同的合金元素来改变其物理和化学特性。

由于其优异的性能，合金钢在各个领域都有着广泛的应用。

本文将从不同角度对合金钢的用途进行分类。

一、按用途分类1. 机械加工合金钢具有较高的硬度、强度和韧性，因此在机械加工领域中得到广泛应用。

例如，高速切削工具、铣刀、车刀等都是采用高速钢制成，而冷作模具则常采用高强度耐磨合金钢。

2. 航空航天航空航天领域对材料要求非常严格，需要耐腐蚀、耐高温、轻量化等特殊性能。

因此，在飞机发动机叶片、火箭发动机涡轮叶片等领域中经常采用镍基合金钢。

3. 建筑领域建筑领域对材料的要求主要是强度和耐久性。

因此，在建筑结构中经常采用高强度低合金结构钢或者耐腐蚀钢。

4. 汽车工业汽车工业对材料的要求主要是轻量化和强度。

因此，在汽车发动机、转向系统、底盘等部位常采用高强度低合金结构钢或者铝合金。

5. 电子领域电子领域对材料的要求主要是导电性和磁性。

因此，在电子元器件中经常采用不锈钢、铁氧体等材料。

二、按合金元素分类1. 钼合金钢钼合金钢具有良好的耐热性、耐蚀性和硬度，广泛应用于高温、高压环境下的机械零件制造，如航空发动机叶片、涡轮叶片等。

2. 铬合金钢铬合金钢具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于建筑结构、化工设备等领域。

3. 镍基合金钢镍基合金钢具有良好的抗氧化性和耐高温性能，广泛应用于航空航天领域中的涡轮叶片、发动机叶片等部件制造。

4. 钛合金钢钛合金钢具有优异的耐腐蚀性、高强度和轻量化等特点，广泛应用于航空航天领域中的结构件、导弹外壳等。

5. 铜合金钢铜合金钢具有良好的导电性和热传导性，广泛应用于电子领域中的电子元器件制造。

三、按加工方式分类1. 热轧合金钢热轧合金钢是指在高温下进行轧制加工的合金钢。

其主要特点是成型能力强，表面质量好，但机械性能相对较差。

2. 冷轧合金钢冷轧合金钢是指在常温下进行轧制加工的合金钢。

其主要特点是机械性能优异，但成型难度较大。

合金钢生产工艺合金钢是一种具有优异性能和广泛应用的金属材料，其制造工艺相对复杂，需要经过多道工序。

下面是合金钢生产工艺的基本流程：1. 原料准备：合金钢的主要成分是铁和其他合金元素，如碳、铬、镍等。

在生产工艺开始之前，需要准备适量的铁矿石、合金元素和其他辅助原料。

2. 熔炼：将原料放入高温熔炉中，加热至适当温度，使其融化。

通过控制加热温度和保持时间，确保原料充分混合并达到理想的成分。

3. 精炼：通过在熔炼过程中加入合适的气体和化学剂，去除废气和杂质，提高合金的纯度和质量。

例如，通过加入氧气进行氧化，去除硫、磷等杂质。

4. 脱氧处理：在精炼过程中，还需要进行脱氧处理，以防止钢中产生气孔和夹杂物。

可以通过加入脱氧剂来去除熔体中的氧气，使其更纯净。

5. 钢水调质：将经过精炼和脱氧处理的钢液进行加热和保持温度，以使其达到合适的组织和性能，消除残留应力和变形。

6. 铸造：将钢液倒入预先准备好的铸型中，并通过冷却过程使其凝固成型。

根据不同的需求和使用，可以采用不同的铸造方法，如连铸、浇铸等。

7. 热处理：经过铸造后，合金钢的组织和性能还不够理想，需要通过热处理来进一步改善。

热处理包括退火、淬火、回火等工序，通过控制不同的温度和保持时间，调整合金钢的硬度、强度和韧性。

8. 成品加工：经过热处理后的合金钢，还需要进行成品加工，如锻造、轧制、切割等工艺，将其加工成各种形状和尺寸的工件，以满足不同的使用需求。

上述是合金钢生产工艺的基本流程，不同钢种和不同产品的生产工艺可能会有所差异。

合金钢的制造需要对原料的选择、温度控制、化学反应等方面进行精确的控制，以保证最终产品的质量和性能。

合金钢碳素钢
合金钢和碳素钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。

本文将从合金钢和碳素钢的定义、特点、应用等方面进行介绍。

合金钢是一种含有其他元素的钢，通常是铬、镍、钼、钴、钒等元素。

这些元素的加入可以改变钢的性质，如提高硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。

合金钢的强度和硬度比碳素钢高，因此在制造高强度零件和机械零件时广泛应用。

例如，汽车发动机的曲轴、齿轮、轴承等都是用合金钢制造的。

碳素钢是一种含有碳元素的钢，通常含有0.05%至2.0%的碳。

碳素钢的强度和硬度较低，但具有良好的可塑性和可焊性。

碳素钢广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶等领域。

例如，建筑中的钢筋、汽车的车架、机械的轴承等都是用碳素钢制造的。

合金钢和碳素钢的区别在于合金钢中含有其他元素，而碳素钢只含有碳元素。

这些元素的加入可以改变钢的性质，使其具有更好的性能。

例如，铬元素可以提高钢的耐腐蚀性，钼元素可以提高钢的硬度和强度。

总的来说，合金钢和碳素钢都是重要的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。

选择合适的材料可以提高产品的性能和质量，从而更好地满足人们的需求。

中高合金钢分类标准
中高合金钢的分类通常是根据合金元素的含量和种类来进行的。

以下是一些常见的中高合金钢分类标准：
1. 按合金元素含量分类：
高合金钢：合金元素含量在5%以上，一般含有铬、钼、钨、钴等元素。

中合金钢：合金元素含量在2%~5%之间，通常含有铬、钼、锰、硅等元素。

低碳高合金钢：合金元素含量在0.25%~2%之间，一般含有铬、钼、锰、硅等元素。

2. 按用途分类：
弹簧钢：含有较高的碳和锰，用于制造弹簧等弹性元件。

轴承钢：含有铬、钼等元素，具有良好的耐磨性和韧性，用于制造轴承等机械部件。

不锈钢：含有铬、镍等元素，具有良好的耐腐蚀性和美观性，用于制造厨具、餐具、化工设备等。

耐热钢：含有铬、钼、钨等元素，具有良好的高温强度和耐热性，用于制造高温工作部件。

3. 按组织结构分类：
奥氏体不锈钢：由奥氏体组织构成，具有良好的耐腐蚀性和加工性能。

马氏体不锈钢：由马氏体组织构成，具有较高的强度和硬度，但较难加工。

铁素体不锈钢：由铁素体组织构成，具有较高的耐热性和抗拉强度。

需要注意的是，不同的应用领域可能会有不同的分类标准和要求。

因此，在具体的工程设计和材料选择中，应根据实际需求和性能要求进行选择。

常用合金钢的定义、分类、编号及应用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。

1、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%。

2、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。

3、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。