合金钢 alloy steel 钢里除铁、碳外,加入其他的合金元素,就叫合金钢。 在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性(见易切削钢)。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加,因而增高切削抗力,加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。对钢的耐蚀性能的影响 铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右,在钢的表面便形成致密的铬的氧化物,使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素,能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能,但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织,使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化,提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳,使它生成稳定的碳化物,以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时,可提高钢的耐大气腐蚀性能。
低合金结构钢
1、性能特点 较高的强度,足够的塑性和韧性、
良好的焊接性能。广泛应用建筑、桥梁等。
2、化学成分特点 低碳钢(含碳量<0.2%);主
要合金元素为Mn(含量为1.25~1.5%)。
3、热处理特点 一般不进行热处理。
4、常用钢种 16Mn、15MnTi等
合金渗碳钢
1、性能特点 用于制造表面硬而耐磨,心部韧性
好而耐冲击的零件,如齿轮、凸轮等。(具有
良好的渗碳能力和淬透性)
2、化学成分特点 低碳钢(含碳量0.1~0.25%);
主要合金元素有Cr、Mn、Ti、V等,其主要作
用是提高淬透性和防止过热。
3、热处理特点 预先热处理为正火、渗碳后为淬
火加低温回火。
以20CrMnTi为例生产汽车变速箱齿轮为例,其工艺路线如下:
锻造-正火-加工齿形-局部镀铜-渗碳-预冷淬火、低温回火-喷丸-磨齿。
AC1-755,Ac3=810,Ar1=700,Ar3=770,Ms-300~305,
退火:750C-炉冷-HBS≤222
正火:830~860C-空冷-HBS≤302
淬火:870C-油-HRC>61
不同温度回火后的硬度值HRC: 150C-61,200C-60,300C-56,400C-51,500C-43,550C-38,600C-33,650C-29
常用回火温度430~480C,水或空气,HRC45~50
对应美国牌号:ASTM9260
对应日本牌号:SUP7
对应德国牌号:60SiCr7
对应英国牌号:25II60
对应法国牌号:61SiCr7
抗拉强度 σb (MPa):≥1274(130)
屈服强度 σs (MPa):≥1176(120)
伸长率 δ10 (%):≥5
断面收缩率 ψ (%):≥25
硬度 :热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB
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