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第5章 合金钢 5.1 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 大多数合金元素都能溶入铁素体中形成合金铁素体，产生 固溶强化。 2、形成碳化物 根据合金元素与碳的亲和力的大小分为： 非碳化物形成元素： Si、Al、Cu、Ni、Co等不会形成碳化物， 只能溶于铁素体 碳化物形成元素：Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe 弱碳化物形成元素：溶于渗碳体而形成合金渗碳体 中强碳化物形成元素：既能形成合金渗碳体，又能形成特殊碳化物。如Cr7C3、 Cr27C6、MoC、WC等，它们的熔点、硬度、耐磨性比合金渗碳体高。 强碳化物形成元素：优先形成特殊碳化物，如VC、 NbC、TiC等，他们的熔点、硬度和耐磨性最高。 弱 中强 强 合金渗碳体的稳定性、硬度比渗碳体略高，特殊碳化物的熔点、硬度、耐磨性及稳定性比合金渗碳体更高。 二、对铁碳相图的影响 Mn、Ni、Co、C、N、Cu等匀使A区扩大，使A3、A1线下降，S、E点左下移，尤以Ni、Mn显著，使室温下为单相奥氏体，如1Cr18Ni9、ZGMn13 1、对A相区的影响 Cr、Mo、W、V、Ti、 A1、Si、B、Nb、Zr等匀 使A区缩小, 使A3、 A1线上升，S、E点左上移，尤以Cr显著，使室温下为单相铁素体，如Cr17 S点左移，如：3Cr2W8V（0.3%C ）为过共析钢 3、对S点及E点的影响 E点左移，如：W18Cr4V（ 0.7～0.8%C ）为莱氏体钢 所有合金元素匀使S、E点左移 2、对共析温度的影响 扩大A 相区的元素使A3和A1线降低, 使S点左下移 缩小A 相区的元素使A3和A1 线升高，使S点左上移 三、对热处理过程的影响 1、对加热转变的影响 除Mn、P以外，大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用。 对奥氏体形成速度的影响 除Co、Ni外，大多数合金元素会减缓奥氏体化过程，TA化↑ 对奥氏体晶粒大小的影响 对奥氏体分解过程的影响 除Co以外大多数合金元素溶入奥氏体后均能增加奥氏体的稳定性，使C曲线右移，降低临界冷却速度，提高淬透性。 2、对冷却转变的影响 对马氏体转变的影响 除Al、Co外，大多数合金元素都能使Ms、Mf下降，残余奥氏体量增加。 3、对回火过程的影响 (提高红硬性) 含碳量相同的碳钢和合金钢在相同温度下回火，合金钢的硬度和强度更高 提高回火稳定性（钢对回火软化的抗力） 产生二次硬化 （回火时硬度升高的现象） 1）Mo、W、V、Ti等，在500～600℃沉淀析出特殊碳化物，起沉淀硬化作用 2）A残稳定，500～600℃仍不分解，回火冷却时转变为M，称二次淬火 消除第二类回火脆性 Mo（0.5％）或W(1.0％) 化学成份 合金元素含量 低合金钢：合金元素含量Me＜5% 中合金钢：合金元素含量Me=5～10% 高合金钢：合金元素含量Me＞10% B钢 合金元素种类 Cr钢 Cr Nb钢 Mn钢 SiMn钢 冶金质量 普通合金钢：WS≤,0.05%、WP≤0.045% 优质合金钢：WS≤,0.030%、WP≤0.035% 高级优质合金钢： WS≤,0.020%、WP≤0.030% 特级优质合金钢： WS≤,0.015%、WP≤0.025% 5.2.1 合金钢的分类 5.2合金钢的分类和编号方法 合金工具钢 特殊性能钢 按用途分 合金结构钢 工程用钢 机器用钢 建筑工程用钢 桥梁工程用钢 车辆工程用钢 船舶工程用钢 低合金高强度钢 调质钢 弹簧钢 渗碳钢 滚动轴承钢 刃具 量具 模具 不锈钢 耐热钢 耐磨钢 合金元素符号 合金元素的百分含量 碳的含量 5.2.2 合金钢的编号方法 数字 元素符号 数字 ＋ ＋ 几点说明: 1、碳的含量 ① 结构钢：××平均含碳量的万分之几 ② 工具钢：×平均含碳量的千分 之几，C＞1.0% 不标出 ③ 特殊性能钢：×平均含碳量的千分之几 C＜0.08%时用“0”表示，C≤0.03%时用“00”表示 ＋（A） 但有例外：W18Cr4V C=0.7～0.8% 2、合金元素含量 ① 滚动轴承钢中铬的含量以千分数为单位 ② Me＜1.5% 不标出 举例: Cr＜1.5% Cr=1.5% Si、Cr＜1.5% Mn＜1.5% 40Cr C=0.4% 60Si2Mn C=0.6% Si=2% GCr15 C＞1.0% 9 SiCr C=0.9% 1Cr13 00Cr18Ni10 Cr=18% V＜1.5% C=0.3% W=6% V=2% W6Mo5Cr4V2 C＞1.0% Cr=4% 3Cr2W8V Cr=2% W=8% C=0.1% Cr=13% C≤0.03% Ni=10%