机械基础会考复习之合金钢

1、会考复习之合金钢会考复习之合金钢会考要求：会考要求：（一）工作任务（一）工作任务会分析合金钢的化学成分，知道合金钢的常见类型会分析合金钢的化学成分，知道合金钢的常见类型（二）实践知识（二）实践知识1.会分析合金钢的化学成分；会分析合金钢的化学成分；2.能根据牌号识别合金结构钢类型；能根据牌号识别合金结构钢类型；3.会识读合金工具钢牌号；会识读合金工具钢牌号；4.会识读特殊性能钢牌号；会识读特殊性能钢牌号；5.明确常见合金钢的应用；明确常见合金钢的应用；（三）理论知识（三）理论知识1.合金钢的概念、种类；合金钢的概念、种类；2.合金钢的牌号及含义；合金钢的牌号及含义；一、合金钢定义一、合金钢定义

2、合金钢是在普通碳素钢的基础上添加适量的一种合金钢是在普通碳素钢的基础上添加适量的一种或多种合金元素的钢。或多种合金元素的钢。常用的合金元素：硅常用的合金元素：硅Si、锰、锰Mn、铬、铬Cr、镍、镍Ni、钼钼Mo、钨、钨W、钒、钒V、钛、钛Ti、铝、铝Al、铜、铜Cu、硼、硼B、稀土元素铼稀土元素铼Re等等【考题一】【考题一】.合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的的 或或 合金元素的钢。合金元素可以合金元素的钢。合金元素可以是是 ，也可以是，也可以是 。一种一种多种多种金属元素金属元素非金属元素非金属元素【考题二】判断对错。【考题二】判断对错。凡是存在合金元素的

3、钢就是合金钢凡是存在合金元素的钢就是合金钢 ( )特点：特点：1、强化铁素体，可提高钢的强度和硬度（塑性、强化铁素体，可提高钢的强度和硬度（塑性和韧性有所下降）和韧性有所下降）2、形成合金碳化物，稳定渗碳体，提高钢的硬、形成合金碳化物，稳定渗碳体，提高钢的硬度和耐磨性。度和耐磨性。3、细化晶粒，提高钢的强度和韧性。、细化晶粒，提高钢的强度和韧性。4、稳定奥氏体，提高淬透性。、稳定奥氏体，提高淬透性。(注：在规定条件注：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。 )5、稳定回火组织，提高回火温度，消除淬火应、稳定回火组织，提高回火温度，消除淬火应力，提

4、高钢的回火稳定性。力，提高钢的回火稳定性。合金钢合金钢二、分类二、分类1）按用途分）按用途分合金结构钢合金结构钢用于制造机械零件和工程结构用于制造机械零件和工程结构件。件。合金工具钢合金工具钢用于制造各种工具（刃具、模用于制造各种工具（刃具、模具、量具）具、量具）特殊性能钢特殊性能钢具有某种特殊物理、化学性能具有某种特殊物理、化学性能的钢的钢合金钢合金钢合金钢合金钢2）按合金元素总含量分）按合金元素总含量分低合金钢低合金钢合金元素总含量小于合金元素总含量小于5%5%中合金钢中合金钢合金元素总含量为合金元素总含量为5%10%5%10%高合金钢高合金钢合金元素总含量大于合金元素总含量大于10%10

5、%3）按质量分）按质量分优质合金钢优质合金钢高级优质合金钢高级优质合金钢（特质合金钢）（特质合金钢）说明：合金钢一般都为优质钢。说明：合金钢一般都为优质钢。合金结构钢若为高级优质钢，合金结构钢若为高级优质钢，则在钢号后面加则在钢号后面加“A”；合金；合金工具钢一般都为高级优质钢，工具钢一般都为高级优质钢，所以其牌号后面不再标所以其牌号后面不再标“A.三、合金钢的种类、牌号及应用三、合金钢的种类、牌号及应用1 1、合金结构钢、合金结构钢低合金高强度钢低合金高强度钢Q340合金渗碳钢合金渗碳钢20CrMnTi合金调质钢合金调质钢40Cr合金弹簧钢合金弹簧钢60Si2Mn滚动轴承钢滚动轴承钢GCr1

6、5牌号：牌号： “两位数字两位数字+合合金元素金元素+数字数字”说明：说明：前面两位数字表示钢前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数，后面的平均含碳量的万分数，后面数字表示合金元素平均含量的数字表示合金元素平均含量的质量百分数。质量百分数。 当合金元素含量小于当合金元素含量小于1.5%时，牌号中只标明元素时，牌号中只标明元素符号，而不标明含量。符号，而不标明含量。滚动轴承钢中滚动轴承钢中Cr后后面的数字表示含铬面的数字表示含铬量的千分数。量的千分数。(1)低合金高强度钢低合金高强度钢定义：低合金高强度是含碳量小于定义：低合金高强度是含碳量小于0.25%0.25%、合、合金元素含量在金元素含量在

7、2.5%2.5%以下的合金钢。以下的合金钢。特点：有较好的冷热加工成形性，良好的焊特点：有较好的冷热加工成形性，良好的焊接性，较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，接性，较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。常用牌号：常用牌号：Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690共八个。共八个。 （2）合金渗碳钢）合金渗碳钢定义：合金渗碳钢是含碳量为定义：合金渗碳钢是含碳量为0.1%0.25%0.1%0.25%的的合金钢，常加入铬合金钢，常加入铬CrCr以提高淬透性。以提高淬透性。性能特点：工作表面具有高

8、硬度、高耐磨性，性能特点：工作表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有良好的塑性和韧性。心部具有良好的塑性和韧性。用途：主要用于制造承受强烈冲击载荷和摩擦用途：主要用于制造承受强烈冲击载荷和摩擦力的机械零件，如拖拉机、汽车中的变速齿轮，力的机械零件，如拖拉机、汽车中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等。内燃机上的凸轮轴、活塞销等。热处理特点：渗碳热处理特点：渗碳+ +淬火淬火+ +低温回火低温回火常用牌号：常用牌号：20Cr20Cr、20Mn2B20Mn2B、20MnVB20MnVB、20CrMnTi20CrMnTi(3)合金调质钢合金调质钢定义：合金调质钢是经过调质处理（淬火定义：合金调质钢是经

9、过调质处理（淬火+ +高温高温回火）后使用的中碳合金结构钢回火）后使用的中碳合金结构钢. .含碳量一般为含碳量一般为0.25%0.50%0.25%0.50%。性能特点：具有高强度、高韧性的良好的综合性能特点：具有高强度、高韧性的良好的综合力学性能。力学性能。用途：主要用于制造在中载荷下同时又受冲击用途：主要用于制造在中载荷下同时又受冲击载荷作用的重要零件，如：汽车、拖拉机、机床载荷作用的重要零件，如：汽车、拖拉机、机床等上的齿轮、主轴、连杆、高强度螺栓等。等上的齿轮、主轴、连杆、高强度螺栓等。热处理特点：调质处理热处理特点：调质处理常用牌号：常用牌号：40Cr40Cr、45Mn245Mn2、3

10、5CrMo35CrMo、30CrMnSi30CrMnSi等等（4）合金弹簧钢）合金弹簧钢定义：合金弹簧钢是在碳素钢基础上，通过适当定义：合金弹簧钢是在碳素钢基础上，通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能，特加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能，特别是弹性极限、强度极限、屈强比，以满足制造各别是弹性极限、强度极限、屈强比，以满足制造各种弹簧所需性能的钢。（含碳量一般在种弹簧所需性能的钢。（含碳量一般在0.45%0.45%0.70%0.70%）性能特点：高弹性强度、高疲劳强度、足够的塑性能特点：高弹性强度、高疲劳强度、足够的塑性和韧性性和韧性用途：用于制造弹簧等弹性零件用途：用于制造

11、弹簧等弹性零件常用牌号：常用牌号：60Si2Mn60Si2Mn、5050Si2Mn、50CrVA、60Si2CrVA(5)滚动轴承钢滚动轴承钢成分特点：含碳量为成分特点：含碳量为0.95%1.15%0.95%1.15%，以及含铬量，以及含铬量为为0.40%1.65%0.40%1.65%，还有硅、锰等元素。，还有硅、锰等元素。性能特点：高硬度和耐磨性、高弹性极限和接触性能特点：高硬度和耐磨性、高弹性极限和接触疲劳强度、足够的韧性和一定的耐蚀性。疲劳强度、足够的韧性和一定的耐蚀性。用途：制造各种滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。用途：制造各种滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。常用牌号：常用牌号：GCr6GCr6、

12、GCr9GCr9、GCr9SiMnGCr9SiMn、GCr15GCr15等。等。注：注：滚动轴承钢中滚动轴承钢中CrCr后面的数字表示含铬量的千分后面的数字表示含铬量的千分数。数。2、合金工具钢、合金工具钢合金工具钢：用于制造各种工具（刃具、模具、合金工具钢：用于制造各种工具（刃具、模具、量具量具)牌号表示方法：牌号表示方法： 一位数字一位数字+合金元素合金元素+数字数字说明：说明：一位数字表示平均碳含量的千分数，一位数字表示平均碳含量的千分数，当碳含量当碳含量1.0%1.0%时不予标出。时不予标出。 后面数字表示合金元素平均含量的质后面数字表示合金元素平均含量的质量百分数。当合金元素含量小于

13、量百分数。当合金元素含量小于1.5%1.5%时，牌号时，牌号中表明元素符号，而不标明含量。中表明元素符号，而不标明含量。 例如：例如：9SiCr W18Cr4V（1）低合金工具钢）低合金工具钢低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。钢中主要加入铬、锰、硅、少量合金元素的钢。钢中主要加入铬、锰、硅、钨、钒等元素。钨、钒等元素。强度和耐磨性比碳素工具钢高。一般工作温强度和耐磨性比碳素工具钢高。一般工作温度不得超过度不得超过300300。主要用于制作形状复杂的小型工件。如：丝主要用于制作形状复杂的小型工件。如：丝锥、板牙、钻头、铰刀、量具和高精度

14、冲模等锥、板牙、钻头、铰刀、量具和高精度冲模等常用牌号：常用牌号：9CrSi CrWMn9CrSi CrWMn（2）高速钢）高速钢性能特点：高热硬性、高硬度、高耐磨性性能特点：高热硬性、高硬度、高耐磨性成分特点：钢种含有较多的碳（成分特点：钢种含有较多的碳（0.7%1.5%）和大量的钨、铬、钼、钒等强碳化物形）和大量的钨、铬、钼、钒等强碳化物形成元素。成元素。用途：常用于切削速度较高的刀具（车刀、用途：常用于切削速度较高的刀具（车刀、铣刀、钻头等）和形状复杂、载荷较大的成型铣刀、钻头等）和形状复杂、载荷较大的成型刀具（齿轮铣刀、拉刀等）；冷挤压模及某些刀具（齿轮铣刀、拉刀等）；冷挤压模及某些耐

15、磨零件。耐磨零件。类别类别牌号牌号特性特性用途用途低合金刃低合金刃具钢具钢9SiCr高硬度、高耐磨性，高硬度、高耐磨性，高淬透性，变形小高淬透性，变形小要求较高的量具及要求较高的量具及一般模具刃具，如：一般模具刃具，如：块规、丝锥等块规、丝锥等CrMnCrWMn高速钢高速钢W18Cr4V高热硬性、高硬度、高热硬性、高硬度、高强度、高耐磨性高强度、高耐磨性中速切削刃具及复中速切削刃具及复杂刃具，如车刀、杂刃具，如车刀、铣刀等铣刀等W6Mo5Cr4V2冷作模具冷作模具钢钢Cr12高硬度耐磨性、高高硬度耐磨性、高淬透性、强度韧性淬透性、强度韧性好，变形小好，变形小尺寸大、变形小的尺寸大、变形小的冷模

16、具，如冲模冷模具，如冲模Cr12MoV热作模具热作模具钢钢5CrNiMo高温下强度韧性高，高温下强度韧性高，耐磨性及抗热疲劳耐磨性及抗热疲劳性好性好尺寸大的热锻模及尺寸大的热锻模及热挤压模。热挤压模。3Cr2W8V常用合金工具钢简表常用合金工具钢简表3、特殊性能钢、特殊性能钢牌号和合金工具钢牌号表示方法相同牌号和合金工具钢牌号表示方法相同例如：例如：2Cr3说明：含碳量说明：含碳量0.10%0.10%时，用时，用0 0表示；表示；含碳量含碳量0.03%0.03%时，用时，用0000表示。表示。例如：例如：0Cr18Ni90Cr18Ni9、00Cr30Mo200Cr30Mo2等。等。（1）不锈耐

17、酸钢）不锈耐酸钢不锈耐酸钢包括不锈钢与耐酸钢。不锈耐酸钢包括不锈钢与耐酸钢。能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢；能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢；在一些化学介质（如酸类等）中能抵抗腐蚀的钢在一些化学介质（如酸类等）中能抵抗腐蚀的钢为耐酸钢。为耐酸钢。马氏体不锈钢马氏体不锈钢铬不锈钢铬不锈钢常用牌号：常用牌号：1Cr13、 2Cr13 、3Cr13 、4Cr13铁素体不锈钢铁素体不锈钢铬不锈钢铬不锈钢1Cr17、1Cr28奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢铬镍不锈钢铬镍不锈钢0Cr18Ni9、1Cr18Ni9（2）耐热钢）耐热钢1）抗氧化钢（又称不起皮钢）抗氧化钢（又称不起皮钢）特点：高温下有较好的抗氧化能力并具有

18、一定的特点：高温下有较好的抗氧化能力并具有一定的强度。强度。用途：主要用于制造长期在高温下工作但强度要用途：主要用于制造长期在高温下工作但强度要求不高的零件，如各种加热炉的底板、渗碳箱等。求不高的零件，如各种加热炉的底板、渗碳箱等。常用牌号：常用牌号：4Cr9Si2、1Cr13SiAl2）热强钢）热强钢性能：高温下具有良好的抗氧化能力，较高的高性能：高温下具有良好的抗氧化能力，较高的高温强度。温强度。常用的牌号及用途：常用的牌号及用途：15CrMo:典型的锅炉用钢，可以制造在典型的锅炉用钢，可以制造在300500下长期工作的零件。下长期工作的零件。4Cr14Ni14W2Mo：可以制造在：可以制

19、造在600以下工作以下工作的零件。的零件。包括：珠光体钢、马氏体钢、奥氏体钢。包括：珠光体钢、马氏体钢、奥氏体钢。（3）耐磨钢）耐磨钢耐磨钢是指在强烈冲击载荷作用下才能发生硬化耐磨钢是指在强烈冲击载荷作用下才能发生硬化的高锰钢。的高锰钢。性能：具有良好的韧性和耐磨性性能：具有良好的韧性和耐磨性用途：主要用于制造坦克、拖拉机履带，挖掘机用途：主要用于制造坦克、拖拉机履带，挖掘机铲斗的斗齿以及防弹钢板、保险箱钢板、铁路道铲斗的斗齿以及防弹钢板、保险箱钢板、铁路道岔等。岔等。一般铸造成型，常见牌号：一般铸造成型，常见牌号：ZGMn13思考与讨论：思考与讨论：下列物品用什么材料合适？下列物品用什么材料合适？锅炉锅炉马氏体不锈钢马氏体不锈钢耐磨钢耐磨钢热强钢热强钢马氏体马氏体不锈钢不锈钢1Cr13不锈钢（铁素体）不锈钢（铁素体）【练习】分析以下钢的牌号的化学成分，并说明其钢种。【练习】分析以下钢的牌号的化学成分，并说明其钢种。 20CrMnTi 45Mn2 60Si2Mn W18C