第五章工业用钢

第五章工业用钢，钢的分类，钢的排号，钢中杂质对性能的影响，结构钢，分为普通碳素结构钢，优质碳素结构钢，低合金高强度结构钢，调制钢。

工业用钢

概述

钢的分类

按化学成分

碳素钢

a.低碳钢(C<0.25%)

b.中碳钢(C≤0.25~0.60%)

c.高碳钢(C≥0.60%)

合金钢

a.低合金钢(合金元素总含量<5%)

b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%)

c.高合金钢(合金元素总含量>10%)

按质量等级

普通钢(P<0.045%，S<0.050%)

优质钢(P、S均<0.035%)

高级优质钢(P<0.035%，S<0.030%)

按冶炼方法

(1)锻钢；(2)铸钢；(3)热轧钢；(4)冷拉钢

按金相组织

退火状态

a.亚共析钢(铁素体+珠光体)

b.共析钢(珠光体)

c.过共析钢(珠光体+渗碳体)

d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)

正火状态

a.珠光体钢

b.贝氏体钢

c.马氏体钢

d.奥氏体钢

按用途

建筑及工程用钢

a.普通碳素结构钢

b.低合金结构钢

c.钢筋钢

结构钢

工具钢

a.碳素工具钢

b.合金工具钢

c.高速工具钢

特殊性能钢:

a.不锈耐酸钢

b.耐热钢

c.电热合金钢

d.耐磨钢

e.低温用钢

f.电工用钢

专业用钢

钢的牌号

碳素结构钢和低合金超强度结构钢

优质碳素结构钢

合金结构钢和合金弹簧钢

工具钢

碳素工具钢

合金工具钢金和高速工具钢

滚动轴承钢

不锈钢耐热钢

钢中杂质对性能的影响

猛的影响

硅的影响

硫的影响

磷的影响

气体的影响

合金元素在钢中的作用

对钢中基本相的影响

形成合金铁素体

形成碳化物

对热处理和力学性能的影响

对奥氏体的影响

细化晶粒

对c曲线和淬透性影响

提高回火稳定性

结构钢

普通碳素结构钢

用途

热轧钢板、钢带、型钢、帮钢

成分特点和牌号

平均质量分数0.06%~0.38%

优质碳素结构钢

10~25钢属低碳钢（强度、硬度低，塑性、韧性好）

30~55属中碳钢（调质后有良好综合力学性能）

60,65属高碳钢（适当热处理狗有较高弹性和强度）

低合金高强度结构钢

用途

建筑结构、桥梁、车辆等

成分特点

碳素结构钢的基础上加入少量合金元素

热处理特点

多为热轧、正火，组织为铁素体+珠光体

渗碳钢

性能要求

高硬度、高耐磨性

良好的热处理工艺性能

成分特点

低碳

碳质量分数0.1%~0.25%

合金元素

Cr、Mn、Ni、B提高淬透性

W、Mo、V、Ti提高耐磨性

热处理和组织特点

渗碳温度900~950℃，后采用直接淬火加低温回火

易过热钢种渗碳后应先正火，后在淬火哦和低温回火

常用钢种

低淬透性渗碳钢（20、Cr2等）

中淬透性渗碳钢（20CrMnT等i）

高淬透性渗碳钢（18Cr2Ni4W4等）

调质钢

性能要求

良好综合力学性能

成分特点

中碳（0.25%~0.50%）

合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、B）

热处理特点

淬火、回火

常用钢种

低淬透性渗碳钢（45、40Cr）

中淬透性渗碳钢(40CrNi、35CrMo)

高淬透性渗碳钢（377CrNi3）

弹簧钢

性能要求

高的弹性极限和高的屈强比

成分特点

中高碳（0.6%~0.9%）

合金元素（Si、Mn）

热处理特点

冷成形弹簧

热成行弹簧

常用钢种

Si，Mn弹簧钢

Cr，V弹簧钢

滚动轴承钢

性能要求

高且均匀的硬度和耐磨性，具有高疲劳强度和弹性极限

成分特点

高碳（0.95%~1.10%）

合金元素（Cr）

热处理特点

球化退火、淬火、低温回火

典型钢种（GCr15）

特殊性能钢

不锈钢

金属腐蚀

均匀单相组织，避免形成原电池

提高合金的电极电位

表面形成致密稳定的保护膜，切断原电池

用途及性能要求

石油、化工、海洋开发、原子能、宇航等

成分特点

碳含量

合金含量

铬

提高耐腐蚀性

镍

获得单相奥氏体组织

钼

提高钢在非氧化性酸中耐蚀性

钛、铌

防止晶间腐蚀

常用不锈钢

马氏不锈钢

1Cr13、2Cr13、3Cr13热处理调质

4Cr13热处理淬火加低温回火

铁素不锈钢

475℃脆性

相脆性

奥氏体不锈钢

耐热钢

性能要求

高热学稳定性

高的热强性

成分特点

提高抗氧化性

提高热强性

固液强化

第二相强化

晶界强化

常用的耐热钢

珠光体耐热钢（15CrMo、12Cr1MoV）

马氏体耐热钢（Cr12型、Cr13型）

奥氏体耐热钢

耐磨钢

工具钢

刃具钢

性能要求

高硬度

高耐磨性

高热硬性

足够的韧性

常用的刃具钢

碳素工具钢

成本低、耐磨性和加工性好，价格低廉

低合金工具钢

高速钢

热硬性高，刃口锋利

成分特点

a.碳质量分数0.70%~1.6%

b.合金元素：Cr、W、Mo、V

加工与热处理

锻造→退火→淬火→回火

模具钢

冷作模具钢

性能要求

高硬度和高耐磨性

成分特点

高碳（1.40%~2.30%）

合金元素（Cr）

常用钢种（Cr12、Cr12MoV）

热处理特点

反复锻造、淬火和回火

量具钢

性能要求

高硬度和高耐磨性，尺寸稳定性高

量具用钢

碳素工具钢（T10A、T12A）

热处理特点

球化退火、调质处理

下限温度淬火和冷处理

回火后长时间低温