鋼材知識
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合金結構鋼介紹及其用途
2016-04-12 來源：
合(he)金結構鋼(gang)(gang)用(yong)作機械零件和(he)各種(zhong)工程構件并(bing)含有一種(zhong)或數種(zhong)一定量的(de)(de)合(he)金元(yuan)素的(de)(de)鋼(gang)(gang)。可(ke)根據(ju)添加元(yuan)素的(de)(de)不(bu)(bu)同，并(bing)采取適當的(de)(de)加工工藝，可(ke)獲得(de)不(bu)(bu)同的(de)(de)特殊性能。
合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)的主(zhu)要合(he)金(jin)(jin)元素有硅、錳、鉻、鎳(nie)、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)種類很多(duo)(duo)，通常(chang)按合(he)金(jin)(jin)元素含(han)量(liang)(liang)多(duo)(duo)少(shao)分(fen)(fen)為(wei)低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)（含(han)量(liang)(liang)<5%），中合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)（含(han)量(liang)(liang)5%～10%），高合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)（含(han)量(liang)(liang)>10%）；按質量(liang)(liang)分(fen)(fen)為(wei)優質合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)、特質合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)；按特性和用途又分(fen)(fen)為(wei)合(he)金(jin)(jin)結構鋼(gang)(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)(gang)、耐酸鋼(gang)(gang)(gang)、耐磨鋼(gang)(gang)(gang)、耐熱鋼(gang)(gang)(gang)、合(he)金(jin)(jin)工具、滾(gun)動軸承鋼(gang)(gang)(gang)、合(he)金(jin)(jin)彈簧鋼(gang)(gang)(gang)和特殊性能鋼(gang)(gang)(gang)（如(ru)軟磁鋼(gang)(gang)(gang)、永磁鋼(gang)(gang)(gang)、
無磁鋼(gang)(gang)(gang)）等(deng)。又(you)分為普通(tong)合(he)(he)(he)金結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)和特殊(shu)(shu)用途(tu)合(he)(he)(he)金結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)。前者包(bao)括(kuo)低合(he)(he)(he)金高強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)(gang)、低溫用鋼(gang)(gang)(gang)、超高強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)(gang)、滲(shen)碳鋼(gang)(gang)(gang)、調(diao)質鋼(gang)(gang)(gang)和非(fei)調(diao)質鋼(gang)(gang)(gang)；后者包(bao)括(kuo)彈簧(huang)鋼(gang)(gang)(gang)、滾(gun)珠(zhu)軸承鋼(gang)(gang)(gang)、易(yi)切削(xue)鋼(gang)(gang)(gang)、冷沖壓鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)。 要求具有較高的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度(du)、抗拉強(qiang)度(du)和疲勞強(qiang)度(du)，還有足夠的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)和韌性(xing)。 一般采用電弧爐(lu)和氧(yang)氣頂吹轉(zhuan)爐(lu)冶煉(lian)，要求高的(de)(de)(de)采用爐(lu)外精煉(lian)、電渣(zha)重(zhong)熔或(huo)真空(kong)(kong)處理、真空(kong)(kong)感應爐(lu)冶煉(lian)或(huo)雙真空(kong)(kong)冶煉(lian)、合(he)(he)(he)適(shi)的(de)(de)(de)熱(re)處理。這類鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金元(yuan)素含量都相當高，主(zhu)要有耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)(gang)(gang)、耐(nai)(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)(gang)、耐(nai)(nai)磨鋼(gang)(gang)(gang)、磁鋼(gang)(gang)(gang)以及(ji)具有其(qi)他特殊(shu)(shu)物理和化學性(xing)能的(de)(de)(de)特殊(shu)(shu)鋼(gang)(gang)(gang)。
除(chu)此之外，合(he)金鋼(gang)為得到或改(gai)進鋼(gang)的某些性能而在(zai)鋼(gang)中加入一種或多種合(he)金元素規定(ding)含量界限值(GB/T 13304)
的(de)(de)金(jin)(jin)屬材料。，合(he)金(jin)(jin)結構鋼廣泛用于(yu)船舶(bo)、車輛、飛(fei)機(ji)、導彈、兵器(qi)、鐵路、橋梁(liang)、壓力容器(qi)、機(ji)床等(deng)結構上。 合(he)金(jin)(jin)結構鋼比碳(tan)素(su)鋼有更好(hao)的(de)(de)力學性能(neng)，特(te)別是熱(re)處理性能(neng)優良。 其牌(pai)號(hao)通常(chang)是以“數(shu)字+元素(su)符號(hao)+數(shu)字”的(de)(de)方法來表(biao)示。牌(pai)號(hao)中(zhong)起首的(de)(de)兩位數(shu)字表(biao)示鋼的(de)(de)平均含(han)碳(tan)量(liang)(liang)的(de)(de)萬分數(shu)，元素(su)符號(hao)及其后的(de)(de)數(shu)字表(biao)示所含(han)合(he)金(jin)(jin)元素(su)及其平均含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)百分數(shu)。 若(ruo)合(he)金(jin)(jin)元素(su)含(han)量(liang)(liang)小于(yu)1.5%，則不標其含(han)量(liang)(liang)。 高(gao)級(ji)優質鋼在牌(pai)號(hao)尾部增加符號(hao)“A”例如(ru)，16Mn、20Cr、40Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等(deng)。
各種合金結構鋼的用途：
（1）20Mn2：用(yong)(yong)于制(zhi)造截面較小（直(zhi)徑(jing)不大于50mm）的零件(jian)，可代替20Cr鋼。常用(yong)(yong)于制(zhi)造滲碳小齒輪、小軸(zhou)；要求不高的活塞銷、十籽銷頭、柴油機套筒(tong)、汽門(men)頂桿等；也可用(yong)(yong)作(zuo)調(diao)質鋼，如制(zhi)造冷(leng)鐓螺栓。
（2）30Mn2：用(yong)作小截面重要(yao)緊固件(jian)（經調(diao)(diao)質處理(li)），通常可用(yong)于(yu)制造汽車、拖拉機(ji)及(ji)一般機(ji)械的車架縱梁(liang)、變速箱齒輪、軸、冷鐓螺栓及(ji)較大(da)截面的調(diao)(diao)質件(jian)；在礦(kuang)山機(ji)械制造中，可用(yong)于(yu)制造要(yao)求心部強度(du)較高(gao)的滲(shen)碳件(jian)，如起重機(ji)的后軸和軸頸等。
（3）35Mn2：用作連桿(gan)、心軸、曲軸、半軸、操縱(zong)桿(gan)、風機(ji)配件、直徑小(xiao)于(yu)15mm的(de)(de)冷鐓各種重要螺(luo)栓等(deng)承受較高應力的(de)(de)機(ji)械零件。在制造小(xiao)截(jie)面（直徑小(xiao)于(yu)20mm）零件時，可代(dai)替40Cr鋼。
（4）40Mn2：用于制造午載荷條件(jian)(jian)下工作的(de)零件(jian)(jian)，如軸(zhou)、半(ban)軸(zhou)、曲(qu)軸(zhou)、活塞桿(gan)(gan)(gan)、蝸桿(gan)(gan)(gan)、操縱(zong)桿(gan)(gan)(gan)、杠桿(gan)(gan)(gan)、連桿(gan)(gan)(gan)。有(you)載荷的(de)螺栓、螺釘、加固環、彈簧等(deng)，以及其(qi)他需要調(diao)質(zhi)的(de)零件(jian)(jian)。在(zai)制造小截面（直(zhi)徑(jing)小于40mm）零件(jian)(jian)時，與40Cr鋼(gang)相近。
（5）45Mn2：用(yong)于制(zhi)造在較(jiao)高應力與磨損條件(jian)(jian)下工作(zuo)的零件(jian)(jian)，在直(zhi)徑小(xiao)于60mm時，性(xing)能與40Cr鋼相(xiang)當。用(yong)作(zuo)汽(qi)車(che)(che)、拖拉機和通用(yong)機械的萬向接(jie)頭軸(zhou)、車(che)(che)軸(zhou)、軸(zhou)、連桿蓋、摩擦(ca)盤、蝸桿、齒輪、齒輪油、電車(che)(che)和蒸氣機車(che)(che)軸(zhou)、車(che)(che)箱軸(zhou)、重載荷(he)機架，以及(ji)冷拉狀(zhuang)態中的螺栓和螺帽(mao)等(deng)。
（6）50Mn2：用于制造(zao)(zao)在高應力及(ji)承(cheng)受強烈磨損條(tiao)件下工(gong)作的大型零(ling)件，如萬向接(jie)頭軸(zhou)、齒輪、曲(qu)軸(zhou)、連(lian)桿、各(ge)類小軸(zhou)等；重型機械上在滾動(dong)軸(zhou)承(cheng)中工(gong)作的主軸(zhou)、軸(zhou)及(ji)大型齒輪；汽車上的傳(chuan)動(dong)花鍵軸(zhou)及(ji)承(cheng)受沖擊載荷的心軸(zhou)等，也可用于制造(zao)(zao)板簧(huang)和平卷簧(huang)。
（7）20MnV：用于(yu)制造鍋爐、高(gao)壓容器、大型高(gao)壓管道等(deng)；也(ye)可用作沖壓用鋼，如自行車鏈(lian)條、活塞銷、齒輪等(deng)；還(huan)可用于(yu)制造直徑不大于(yu)20mm的礦用鏈(lian)壞。
（8）30Mn2MoW：用(yong)于(yu)制(zhi)造(zao)載荷(he)較大(da)的零(ling)件，如(ru)連(lian)桿(gan)螺栓、曲軸(zhou)、拉桿(gan)、齒輪等；可代替30CrNi3制(zhi)造(zao)截面直徑小于(yu)80mm的重(zhong)要(yao)調質件；當采(cai)用(yong)表面淬火工(gong)藝時，可以制(zhi)造(zao)截面更大(da)的零(ling)件。
（9）27SiMn：用(yong)于制(zhi)造高(gao)韌性(xing)和耐磨性(xing)的熱沖(chong)壓零件(jian)；也(ye)可(ke)用(yong)于制(zhi)造不經熱處理的零件(jian)，或在正火后使用(yong)，如拖拉(la)機的履帶銷(xiao)等；還可(ke)用(yong)作鑄件(jian)。
（10）35SiMn：用于制造(zao)(zao)中等(deng)速(su)度、 中等(deng)載(zai)荷或(huo)高載(zai)荷而(er)沖(chong)擊(ji)不大(da)的(de)零件，如傳動齒輪、心(xin)軸、連(lian)桿、蝸桿、電車軸、發動機(ji)軸、飛輪等(deng)；還可用于制造(zao)(zao)汽輪機(ji)的(de)葉(xie)輪、400℃以下和重要緊固件等(deng)。
（11）42SiMn：與35SiMn鋼相同，但主要用作(zuo)表面淬火鋼。
（12）20SiMn2MoV、25SiMn2MoV：用于(yu)制造(zao)截面較(jiao)大(da)、載荷較(jiao)高、應力狀態復雜或低溫下(xia)長(chang)期(qi)運(yun)轉的(de)機(ji)件，石油機(ji)械鉆井提升系(xi)統的(de)輕型(xing)吊壞、吊卡、射孔器等，以下(xia)其(qi)他截面較(jiao)大(da)的(de)連接(jie)件。
（13）37SiMn2MoV：用(yong)于制造大(da)截(jie)面承受重(zhong)(zhong)載荷的(de)重(zhong)(zhong)要零件，如(ru)重(zhong)(zhong)型機(ji)械的(de)軸、齒輪、轉(zhuan)子、連桿、螺栓等(deng)零件；石油化工中用(yong)作高壓容器、大(da)螺栓等(deng)；還可(ke)用(yong)作工作溫(wen)度在-15℃～450℃的(de)大(da)螺栓緊固件。
（14）4OB：用于制造(zao)比40鋼截面大、性能要求高的零(ling)(ling)件(jian)，如齒輪(lun)、轉向拉(la)(la)桿、軸、凸輪(lun)，以及拖拉(la)(la)機曲軸柄等零(ling)(ling)件(jian)；制造(zao)要求不(bu)高的小尺寸零(ling)(ling)件(jian)時，可代替40Cr鋼。
（15）45B、50B：用于制造截面(mian)較大、強(qiang)度要求(qiu)較高(gao)的(de)零(ling)件(jian)，如拖拉機的(de)曲軸、連桿及其他(ta)零(ling)件(jian)；可代替50鋼(gang)(gang)、50Mn鋼(gang)(gang)或50Mn2鋼(gang)(gang)制造要求(qiu)淬透性(xing)較高(gao)的(de)零(ling)件(jian)；制造小(xiao)尺寸零(ling)件(jian)時，其性(xing)能與40Cr鋼(gang)(gang)相當。
（16）40MnB：用(yong)于制造汽車、拖(tuo)拉(la)機(ji)及其他中(zhong)、小(xiao)機(ji)械設備的(de)中(zhong)、小(xiao)截面的(de)調質零(ling)件，如轉向軸(zhou)、半(ban)軸(zhou)、蝸桿、花(hua)鍵軸(zhou)和(he)機(ji)床主軸(zhou)、齒輪等，可代替40Cr鋼。用(yong)作尺寸較小(xiao)的(de)零(ling)件時(shi)，性(xing)能(neng)與40CrNi鋼相(xiang)近。
（17）45MnB：用于代替40Cr鋼(gang)或45Cr鋼(gang)制造(zao)中、小截(jie)面的(de)(de)(de)調質零件，如機床的(de)(de)(de)齒(chi)輪、鉆床的(de)(de)(de)主(zhu)軸(zhou)(zhou)、拖(tuo)拉機的(de)(de)(de)拐軸(zhou)(zhou)、凸輪、曲軸(zhou)(zhou)、花鍵軸(zhou)(zhou)、齒(chi)輪、惰(duo)軸(zhou)(zhou)和軸(zhou)(zhou)套等。
（18）20Mn2B：用于(yu)代替20Cr鋼制造心部強度要求(qiu)高、表面耐(nai)磨(mo)、尺寸(cun)較大、形狀較簡單、承受一般載荷的(de)滲碳零(ling)件(jian)，如機床的(de)各種齒輪、套軸、離(li)合器、汽車的(de)氣閥挺桿(gan)、楔(xie)形鎖銷、轉向(xiang)滾動輪軸、調整螺栓(shuan)等。用作小截面零(ling)件(jian)時，性能與20CrMnTi、12Cr2Ni4鋼相近。
（19）20MnMoB：用于(yu)代(dai)替20CrMnTi、12CrNi3鋼制(zhi)造心部(bu)強度要(yao)求(qiu)較高的(de)中(zhong)等(deng)(deng)載荷的(de)滲碳齒(chi)輪及其他零(ling)(ling)件(jian)，如汽車、拖拉(la)機(ji)(ji)的(de)齒(chi)輪和(he)載荷大的(de)機(ji)(ji)床齒(chi)輪，也(ye)用于(yu)制(zhi)造活塞(sai)銷等(deng)(deng)零(ling)(ling)件(jian)。
（20）15MnVB、20MnVB：用于制(zhi)造模數較大，載(zai)荷較高的(de)(de)中、小尺寸的(de)(de)滲碳零件，如重型機床的(de)(de)齒輪和(he)軸(zhou)、汽(qi)車的(de)(de)后(hou)橋齒輪和(he)變速箱齒輪等。
（21）40MnVB：用于代替40Cr、45Cr、42CrMo鋼制造汽車、拖拉機、機床及礦山機械(xie)的重要調質(zhi)零件，如(ru)軸、齒輪等(deng)。用作小截(jie)面的零件，可代替40CrNi鋼。
（22）20MnTiB、25MnTiBRE：用于制(zhi)造承受中等載荷、截(jie)面較小的齒輪及其他滲碳零件，如(ru)拖拉機(ji)(ji)、推(tui)土機(ji)(ji)、汽車的變(bian)速箱齒輪、軸等。
（23）20SiMnVB：用于制造截面較大、載荷較高(gao)，并要(yao)求較高(gao)強度(du)和耐磨性的(de)滲碳(tan)零(ling)(ling)件，或高(gao)速工作且(qie)承(cheng)受(shou)沖擊的(de)滲碳(tan)零(ling)(ling)件，如拖拉(la)機的(de)滑動齒(chi)輪、齒(chi)圈、齒(chi)輪軸(zhou)(zhou)，機床的(de)主軸(zhou)(zhou)、蝸桿、爪形離合(he)器等(deng)。
（24）15Cr、15CrA：用于制造工(gong)作速度較高而截面不(bu)大(da)的、心部韌性高的滲碳零件，如套管(guan)、曲柄銷(xiao)、活(huo)塞(sai)銷(xiao)、活(huo)塞(sai)環(huan)、聯軸(zhou)節，以及工(gong)作速度較高、受力(li)不(bu)大(da)的小(xiao)齒輪(lun)、小(xiao)凸(tu)齒輪(lun)、軸(zhou)和軸(zhou)承(cheng)圈、鉚釘(ding)、螺釘(ding)等零件。
(25)20Cr：用于(yu)制造(zao)心部強度要求較(jiao)高和表面承受(shou)磨損、尺寸較(jiao)大(da)的(de)，或(huo)形狀較(jiao)復(fu)雜而載荷不大(da)的(de)滲碳零件(jian)，如(ru)齒輪、齒輪軸、凸輪、活(huo)塞(sai)銷、蝸(gua)桿、頂桿等；也可用于(yu)制造(zao)工作(zuo)速度較(jiao)高并承受(shou)中等沖擊載荷的(de)調質零件(jian)。
（26）30Cr、35Cr：用于制造在磨損和(he)(he)摩(mo)擦條件下，或(huo)在很大沖擊載(zai)荷下工(gong)作的重(zhong)要(yao)零件，如(ru)軸、小軸、平衡(heng)杠桿、搖桿、連(lian)桿、螺(luo)栓、螺(luo)帽、齒輪和(he)(he)各種滾子等；也(ye)可用作表面淬火鋼。
（27）40Cr：用(yong)于(yu)制造較重要的(de)(de)調質零(ling)件，如在(zai)交變載荷下工作(zuo)的(de)(de)零(ling)件；中等轉速和(he)中等截面的(de)(de)零(ling)件；經調質并高頻表面淬火后(hou)可(ke)用(yong)作(zuo)載荷和(he)耐(nai)磨性(xing)較高而無很大(da)沖(chong)擊的(de)(de)零(ling)件，如齒輪、套筒、軸、曲軸、連桿、連桿蓋、連桿螺釘、螺帽等。
（28）45Cr：與40Cr鋼(gang)相近。用于(yu)制造(zao)較(jiao)重要的(de)(de)調質零(ling)(ling)件；經調質并(bing)高(gao)頻表面淬火后可用作載荷和耐磨性較(jiao)高(gao)的(de)(de)零(ling)(ling)件，如齒輪、套筒、軸(zhou)、銷子等。
（29）50Cr： 用于制(zhi)造(zao)承受重載荷及摩擦的(de)零件，如熱(re)軋用軋輥、減速(su)機(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)、齒輪(lun)、傳動軸(zhou)(zhou)(zhou)、止推(tui)環、支(zhi)承輥的(de)心軸(zhou)(zhou)(zhou)、拖拉機(ji)離合器齒輪(lun)、柴油機(ji)連桿、螺栓、挺桿、重型礦山機(ji)械的(de)高強度與耐磨齒輪(lun)、油膜軸(zhou)(zhou)(zhou)承套等；也可用于制(zhi)造(zao)彈簧(huang)。
（30）38CrSi：用(yong)于制造直徑為30mm～40mm、強度和(he)耐磨(mo)性要求(qiu)較高的(de)(de)零件，如(ru)汽車、拖拉機和(he)其(qi)他機器的(de)(de)小(xiao)軸、螺栓(shuan)、拔叉軸、履帶銷(xiao)、起重勾、進氣閥、內燃機的(de)(de)油泵齒輪等；也可用(yong)作冷(leng)作的(de)(de)沖(chong)擊工具(ju)，如(ru)鉚釘機壓(ya)頭等。
（31）12CrMo： 用于(yu)制造鍋爐及(ji)汽(qi)輪機蒸氣參(can)數達510℃的(de)主汽(qi)管(guan)，管(guan)壁(bi)溫度(du)達540℃的(de)過熱器管(guan)和相應的(de)鍛件；也適用于(yu)制造彈性元(yuan)件。
（32）15CrMo：同上，可用于制(zhi)造蒸氣參數達530℃的高壓鍋爐的過熱(re)器管、蒸氣導管及相應鍛件。
