所謂合金鋼,就是在碳鋼的基礎上加入一些合金元素,如Si、Mn,W,V,Ti,Cr,Ni,Mo等,提高鋼的強度、韌性、淬透性、可焊性等性能。合金鋼按合金元素含量分為低合金鋼(合金元素小于5%);中合金鋼(5%-10%的合金);一般來說,合金含量越高,鋼的性能越好,價格越高。
在工業生產和生活中,合金鋼將特定用于特定行業,因此按用途劃分也是一種非常重要的方式。例如,近年來非常流行的風電鋼是專門為風電行業量身定做的。合金鋼按用途分為三個部分:一是合金結構鋼、二是合金工具鋼、三是特殊鋼。
1.合金結構鋼按用途分為低合金高強度結構鋼、滲碳鋼、易切割鋼、調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼。
低合金高強度結構鋼
成分特點,低碳,含量小于0.2%;
Mn是合金元素的主要元素,不到3%;
加入Nb,Ti,V,提高剛度和韌性,加入Cu,P,提高耐腐蝕性;
典型的鋼型號及用途。
Q345(16mn),綜合性能好,應用最廣泛的低合金高強度結構鋼,用于車輛、船舶、橋梁Q390(15mnv),強度高,用于中壓容器;
Q460(18mnmonb),強度高,用于高壓鍋爐、高壓容器;
滲碳鋼
成分特點,低碳含量0.1%~0.25%;
增加提高淬透性的合金元素,Cr,Ni,Mn;
添加阻礙晶粒生長的元素,Ti,V,W;
典型的鋼型號及用途。
低淬透性:20Cr、15Cr,用于受力小的耐磨件,如柴油機活塞鞘、凸輪軸;
中淬透性:20crmnTi,20mn2TiB,用于中等載荷的耐磨件,如汽車/拖拉機的變速箱齒輪;
高淬透性:18Cr2Ni4WA,20Cr2Ni4A,用于柴油機曲軸等大載荷耐磨件;
易切割鋼。自動機床加工用鋼,又稱自動鋼,速度快,切割深度大。易切割鋼的維度包括使用壽命、切割力、加工表面粗糙度、切割熱和切割難度。
為了提高切削加工性能,經常添加S,Pb,Ca,P。
它能使脆性斷裂,不粘刀,但也能使鋼產生熱脆性,應將含量控制在0.08-0.3%之間,并與Mn配合使用;
Pb能降低工具溫度,減少磨損,應將含量控制在0.1-0.35%之間;
Ca能形成高熔點的復合氧化物,附著在刀刃上,防止磨損,含量控制在0.001-0.005%之間;
P能形成Fe-P化學物質,有利于刀屑斷裂,但P又冷脆,含量控制在0.05-0.1%之間;
典型的鋼型號及用途。
低碳易切割鋼:Y12、Y15、Y20,常用于制造螺栓、螺母、銷釘、軸、管接頭等各種機械儀表零件,對機械性能要求不高;
中碳易切割鋼:Y40Mn,強度和硬度高,適用于絲杠、光桿、齒條、花鍵軸等剛性要求高的零件的加工;
調質鋼。大部分作為機床主軸、發動機曲軸、連桿等機械設備的重要組成部分。既要有高強度,又要有韌性和塑性。
成分特點,中碳,0.25-0.5%;
添加提高淬透性的元素,Cr,Mn,Ni,Si;
添加防止第二類回火脆性的元素,Mo,W;