鋼材知識
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合金結構鋼介紹及其用途
2016-04-12 來源：
合金結構(gou)鋼(gang)用作機械零(ling)件和各種工程構(gou)件并含有一種或數(shu)種一定(ding)量的合金元素的鋼(gang)。可根(gen)據添加元素的不(bu)同，并采取適(shi)當(dang)的加工工藝，可獲得不(bu)同的特殊(shu)性能。
合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)主要(yao)合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種類很多(duo)，通常(chang)按合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)含(han)量(liang)(liang)(liang)多(duo)少分(fen)為低合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（含(han)量(liang)(liang)(liang)<5%），中合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（含(han)量(liang)(liang)(liang)5%～10%），高合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（含(han)量(liang)(liang)(liang)>10%）；按質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)分(fen)為優質(zhi)(zhi)合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、特(te)質(zhi)(zhi)合(he)(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)；按特(te)性和用(yong)途又分(fen)為合(he)(he)(he)金(jin)結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、耐酸鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、耐磨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、耐熱鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、合(he)(he)(he)金(jin)工具、滾動軸承鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、合(he)(he)(he)金(jin)彈簧(huang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和特(te)殊性能鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（如軟磁(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、永磁(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、
無磁鋼(gang)(gang)(gang)）等。又分為普通合(he)金(jin)結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)(he)特殊(shu)用(yong)(yong)途合(he)金(jin)結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)。前者包(bao)括低合(he)金(jin)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)(gang)、低溫用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)、超高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)(gang)、滲碳鋼(gang)(gang)(gang)、調(diao)質(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)(he)非調(diao)質(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)；后者包(bao)括彈簧(huang)鋼(gang)(gang)(gang)、滾珠軸承鋼(gang)(gang)(gang)、易(yi)切削鋼(gang)(gang)(gang)、冷(leng)沖壓鋼(gang)(gang)(gang)等。 要求具(ju)有較高(gao)的(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)、抗拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)和(he)(he)(he)疲勞強(qiang)(qiang)度(du)，還有足夠的(de)塑性(xing)(xing)和(he)(he)(he)韌性(xing)(xing)。 一般采用(yong)(yong)電弧爐(lu)和(he)(he)(he)氧氣頂吹轉爐(lu)冶(ye)煉，要求高(gao)的(de)采用(yong)(yong)爐(lu)外精(jing)煉、電渣重熔或真空(kong)處理、真空(kong)感應爐(lu)冶(ye)煉或雙真空(kong)冶(ye)煉、合(he)適的(de)熱處理。這類鋼(gang)(gang)(gang)的(de)合(he)金(jin)元素含量(liang)都相(xiang)當高(gao)，主要有耐蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)、耐熱鋼(gang)(gang)(gang)、耐磨鋼(gang)(gang)(gang)、磁鋼(gang)(gang)(gang)以及具(ju)有其他特殊(shu)物理和(he)(he)(he)化學(xue)性(xing)(xing)能(neng)的(de)特殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)。
除(chu)此(ci)之外，合金(jin)鋼為(wei)得到或(huo)改進(jin)鋼的某些性能而(er)在鋼中加入(ru)一(yi)種或(huo)多種合金(jin)元素(su)規定含(han)量界限值(GB/T 13304)
的(de)(de)金(jin)屬材料。，合(he)金(jin)結構(gou)鋼廣(guang)泛(fan)用于(yu)船(chuan)舶、車輛、飛機、導彈、兵器(qi)、鐵路、橋梁(liang)、壓力容器(qi)、機床等結構(gou)上。 合(he)金(jin)結構(gou)鋼比碳素(su)鋼有更好的(de)(de)力學性能(neng)(neng)，特(te)別是熱處理性能(neng)(neng)優良。 其牌(pai)號通常(chang)是以“數(shu)字(zi)+元(yuan)(yuan)素(su)符(fu)(fu)號+數(shu)字(zi)”的(de)(de)方法(fa)來表示。牌(pai)號中起首的(de)(de)兩位數(shu)字(zi)表示鋼的(de)(de)平均含(han)碳量(liang)的(de)(de)萬分(fen)(fen)數(shu)，元(yuan)(yuan)素(su)符(fu)(fu)號及其后的(de)(de)數(shu)字(zi)表示所含(han)合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)及其平均含(han)量(liang)的(de)(de)百(bai)分(fen)(fen)數(shu)。 若合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)含(han)量(liang)小于(yu)1.5%，則不(bu)標其含(han)量(liang)。 高級(ji)優質鋼在(zai)牌(pai)號尾(wei)部增(zeng)加符(fu)(fu)號“A”例如，16Mn、20Cr、40Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等。
各種合金結構鋼的用途：
（1）20Mn2：用于(yu)制造(zao)截(jie)面較小(xiao)（直徑不大于(yu)50mm）的零件(jian)，可代替(ti)20Cr鋼。常(chang)用于(yu)制造(zao)滲碳小(xiao)齒輪、小(xiao)軸；要求不高的活塞銷(xiao)、十(shi)籽銷(xiao)頭(tou)、柴油機套筒、汽門頂桿等；也可用作調(diao)質(zhi)鋼，如制造(zao)冷鐓螺栓。
（2）30Mn2：用(yong)作小截面重(zhong)要緊固件（經調(diao)(diao)質處理(li)），通常可用(yong)于制(zhi)造汽(qi)車(che)、拖拉機(ji)(ji)及一般(ban)機(ji)(ji)械的(de)(de)車(che)架縱梁、變速箱齒輪、軸(zhou)、冷鐓螺栓及較大截面的(de)(de)調(diao)(diao)質件；在礦山機(ji)(ji)械制(zhi)造中，可用(yong)于制(zhi)造要求心(xin)部強度(du)較高的(de)(de)滲碳件，如(ru)起重(zhong)機(ji)(ji)的(de)(de)后軸(zhou)和(he)軸(zhou)頸等。
（3）35Mn2：用作連桿、心軸、曲軸、半軸、操縱桿、風機配(pei)件(jian)、直徑小于15mm的冷鐓各種重要螺栓等承受較高應力的機械零件(jian)。在(zai)制造小截面(mian)（直徑小于20mm）零件(jian)時，可代替(ti)40Cr鋼(gang)。
（4）40Mn2：用于制造午載荷條件(jian)(jian)下工(gong)作(zuo)的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)，如(ru)軸、半軸、曲軸、活塞桿、蝸桿、操縱桿、杠桿、連桿。有載荷的(de)(de)螺栓、螺釘、加固(gu)環(huan)、彈簧等，以及(ji)其他(ta)需(xu)要調(diao)質的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)。在制造小(xiao)截面(mian)（直徑小(xiao)于40mm）零(ling)件(jian)(jian)時，與40Cr鋼相近。
（5）45Mn2：用于(yu)制造在(zai)較高(gao)應力與(yu)磨損條件(jian)下工作(zuo)的(de)零(ling)件(jian)，在(zai)直徑小(xiao)于(yu)60mm時(shi)，性能與(yu)40Cr鋼相當。用作(zuo)汽車、拖(tuo)拉(la)機和(he)(he)通(tong)用機械的(de)萬向(xiang)接頭軸(zhou)(zhou)、車軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)、連(lian)桿蓋(gai)、摩擦(ca)盤、蝸桿、齒輪(lun)、齒輪(lun)油、電(dian)車和(he)(he)蒸氣(qi)機車軸(zhou)(zhou)、車箱軸(zhou)(zhou)、重載荷機架(jia)，以(yi)及(ji)冷拉(la)狀(zhuang)態中的(de)螺(luo)栓和(he)(he)螺(luo)帽(mao)等。
（6）50Mn2：用于制造在(zai)高應力(li)及承受強烈磨(mo)損(sun)條件下工(gong)(gong)作的(de)大型(xing)零件，如萬(wan)向接頭軸(zhou)(zhou)、齒輪、曲軸(zhou)(zhou)、連(lian)桿、各(ge)類小軸(zhou)(zhou)等；重(zhong)型(xing)機械上在(zai)滾動(dong)軸(zhou)(zhou)承中工(gong)(gong)作的(de)主(zhu)軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)及大型(xing)齒輪；汽車(che)上的(de)傳動(dong)花鍵軸(zhou)(zhou)及承受沖擊載荷(he)的(de)心(xin)軸(zhou)(zhou)等，也可用于制造板簧(huang)和(he)平卷簧(huang)。
（7）20MnV：用于(yu)制造鍋(guo)爐、高壓(ya)容器、大型高壓(ya)管道等；也可(ke)用作沖壓(ya)用鋼，如(ru)自行車鏈條、活塞(sai)銷、齒輪等；還可(ke)用于(yu)制造直徑不大于(yu)20mm的礦用鏈壞。
（8）30Mn2MoW：用于制造載(zai)荷較大的(de)(de)零(ling)件，如連桿螺栓、曲軸、拉桿、齒輪等；可代(dai)替30CrNi3制造截面(mian)直徑小于80mm的(de)(de)重(zhong)要調質件；當采用表(biao)面(mian)淬火工藝(yi)時，可以制造截面(mian)更大的(de)(de)零(ling)件。
（9）27SiMn：用于制(zhi)造高韌性和耐磨(mo)性的熱(re)沖(chong)壓零件；也可用于制(zhi)造不經熱(re)處理(li)的零件，或在正(zheng)火后使用，如拖拉機的履帶銷等(deng)；還(huan)可用作鑄(zhu)件。
（10）35SiMn：用于(yu)制(zhi)造中等速(su)度、 中等載荷或高載荷而(er)沖擊(ji)不大的(de)(de)零件，如傳動齒輪、心(xin)軸(zhou)(zhou)、連(lian)桿(gan)、蝸桿(gan)、電車軸(zhou)(zhou)、發(fa)動機(ji)軸(zhou)(zhou)、飛輪等；還可用于(yu)制(zhi)造汽(qi)輪機(ji)的(de)(de)葉輪、400℃以(yi)下和重要緊固件等。
（11）42SiMn：與35SiMn鋼相同，但(dan)主要(yao)用作表面淬火鋼。
（12）20SiMn2MoV、25SiMn2MoV：用于制造截面較大、載荷較高(gao)、應力狀態(tai)復雜或低溫下長期運轉的(de)機件，石(shi)油機械鉆(zhan)井(jing)提升系統的(de)輕型吊(diao)壞、吊(diao)卡、射孔器等，以下其他截面較大的(de)連(lian)接(jie)件。
（13）37SiMn2MoV：用于制造(zao)大截面承受重(zhong)載荷(he)的(de)重(zhong)要零(ling)(ling)件，如重(zhong)型機械的(de)軸、齒輪、轉(zhuan)子、連桿、螺栓(shuan)等零(ling)(ling)件；石油化(hua)工中用作高壓容器、大螺栓(shuan)等；還可用作工作溫度在-15℃～450℃的(de)大螺栓(shuan)緊固件。
（14）4OB：用(yong)于制造比(bi)40鋼截面大、性(xing)能要(yao)求(qiu)高的零件，如齒輪(lun)、轉向拉桿、軸、凸輪(lun)，以及拖拉機曲軸柄等零件；制造要(yao)求(qiu)不高的小尺寸零件時，可(ke)代替(ti)40Cr鋼。
（15）45B、50B：用于制造截面較(jiao)(jiao)大、強度要求(qiu)(qiu)較(jiao)(jiao)高(gao)的零(ling)(ling)(ling)件，如拖(tuo)拉機的曲(qu)軸、連桿及(ji)其他零(ling)(ling)(ling)件；可代替(ti)50鋼、50Mn鋼或50Mn2鋼制造要求(qiu)(qiu)淬(cui)透(tou)性(xing)較(jiao)(jiao)高(gao)的零(ling)(ling)(ling)件；制造小尺寸(cun)零(ling)(ling)(ling)件時，其性(xing)能與40Cr鋼相當。
（16）40MnB：用于制(zhi)造汽車、拖拉機及(ji)其他中(zhong)、小(xiao)機械設備的中(zhong)、小(xiao)截面的調質零件，如轉向軸、半軸、蝸桿、花鍵軸和機床主軸、齒輪等，可代替40Cr鋼(gang)。用作尺寸較小(xiao)的零件時(shi)，性能與40CrNi鋼(gang)相近。
（17）45MnB：用于代替(ti)40Cr鋼或45Cr鋼制造中、小截面的(de)(de)調質零(ling)件(jian)，如機床(chuang)的(de)(de)齒(chi)輪、鉆床(chuang)的(de)(de)主(zhu)軸(zhou)(zhou)、拖拉機的(de)(de)拐(guai)軸(zhou)(zhou)、凸輪、曲(qu)軸(zhou)(zhou)、花鍵(jian)軸(zhou)(zhou)、齒(chi)輪、惰軸(zhou)(zhou)和(he)軸(zhou)(zhou)套等。
; （18）20Mn2B：用(yong)于代(dai)替20Cr鋼制造(zao)心部強度要求高、表面(mian)耐(nai)磨、尺寸較(jiao)大、形(xing)狀較(jiao)簡單、承受一般(ban)載荷的(de)滲碳零件，如機床的(de)各(ge)種齒輪、套軸(zhou)、離合器、汽車的(de)氣閥(fa)挺(ting)桿、楔形(xing)鎖銷、轉向滾動輪軸(zhou)、調整螺栓等。用(yong)作小截面(mian)零件時，性能(neng)與20CrMnTi、12Cr2Ni4鋼相近。
（19）20MnMoB：用(yong)于代替20CrMnTi、12CrNi3鋼制(zhi)造心部強度要(yao)求較高的(de)(de)中等(deng)載(zai)荷(he)的(de)(de)滲碳齒輪(lun)及(ji)其他零(ling)(ling)件，如汽車、拖拉機的(de)(de)齒輪(lun)和載(zai)荷(he)大的(de)(de)機床(chuang)齒輪(lun)，也(ye)用(yong)于制(zhi)造活塞銷等(deng)零(ling)(ling)件。
（20）15MnVB、20MnVB：用(yong)于制造模(mo)數較(jiao)大，載(zai)荷較(jiao)高(gao)的(de)中、小尺寸的(de)滲碳(tan)零件(jian)，如(ru)重(zhong)型機(ji)床的(de)齒輪(lun)和(he)軸、汽車的(de)后橋(qiao)齒輪(lun)和(he)變速箱(xiang)齒輪(lun)等(deng)。
（21）40MnVB：用于代替(ti)40Cr、45Cr、42CrMo鋼制造汽車、拖(tuo)拉(la)機、機床及(ji)礦山機械的(de)重要調質零件(jian)，如軸(zhou)、齒輪(lun)等。用作小截面的(de)零件(jian)，可(ke)代替(ti)40CrNi鋼。
（22）20MnTiB、25MnTiBRE：用于制造(zao)承受(shou)中(zhong)等載(zai)荷(he)、截(jie)面較(jiao)小的齒(chi)輪及其他滲(shen)碳零件，如拖(tuo)拉機、推(tui)土機、汽車的變速(su)箱齒(chi)輪、軸等。
（23）20SiMnVB：用于制造截面(mian)較(jiao)大(da)、載荷較(jiao)高，并要(yao)求(qiu)較(jiao)高強(qiang)度和耐磨(mo)性(xing)的滲碳零件(jian)(jian)，或高速工(gong)作且承受沖擊的滲碳零件(jian)(jian)，如拖拉機(ji)(ji)的滑動齒輪(lun)、齒圈(quan)、齒輪(lun)軸，機(ji)(ji)床的主軸、蝸桿、爪形離合器(qi)等。
（24）15Cr、15CrA：用于(yu)制造(zao)工(gong)作速度(du)較高(gao)而(er)截面不大的、心部韌性高(gao)的滲碳(tan)零件(jian)，如(ru)套(tao)管、曲柄銷(xiao)、活塞(sai)銷(xiao)、活塞(sai)環(huan)、聯軸節，以(yi)及工(gong)作速度(du)較高(gao)、受力不大的小齒輪、小凸(tu)齒輪、軸和軸承圈(quan)、鉚釘(ding)、螺釘(ding)等(deng)零件(jian)。
(25)20Cr：用于制(zhi)(zhi)造心部強度要求較(jiao)高和表面(mian)承(cheng)受磨損、尺寸較(jiao)大的，或形(xing)狀(zhuang)較(jiao)復雜而(er)載荷(he)不大的滲(shen)碳零件(jian)，如齒輪、齒輪軸、凸輪、活塞銷(xiao)、蝸桿(gan)、頂桿(gan)等；也可用于制(zhi)(zhi)造工作速(su)度較(jiao)高并承(cheng)受中等沖擊(ji)載荷(he)的調質零件(jian)。
（26）30Cr、35Cr：用(yong)于制(zhi)造在磨損和(he)摩擦條(tiao)件(jian)(jian)下，或(huo)在很大沖(chong)擊(ji)載荷下工作(zuo)的重要零件(jian)(jian)，如軸、小軸、平衡杠桿、搖桿、連桿、螺栓、螺帽(mao)、齒輪和(he)各種滾子(zi)等；也可(ke)用(yong)作(zuo)表面(mian)淬火鋼。
（27）40Cr：用于制(zhi)造較重(zhong)要的(de)調質零(ling)(ling)件(jian)，如在(zai)交變載荷下工作(zuo)的(de)零(ling)(ling)件(jian)；中等轉速和(he)中等截面的(de)零(ling)(ling)件(jian)；經調質并高(gao)頻表面淬火后可(ke)用作(zuo)載荷和(he)耐磨(mo)性較高(gao)而無很大沖擊的(de)零(ling)(ling)件(jian)，如齒輪、套筒、軸、曲軸、連桿、連桿蓋、連桿螺釘、螺帽(mao)等。
（28）45Cr：與40Cr鋼相近。用于制造較(jiao)重要的調質零(ling)件；經調質并高頻表面淬火后(hou)可(ke)用作(zuo)載荷和耐磨性較(jiao)高的零(ling)件，如齒輪(lun)、套筒、軸、銷(xiao)子等。
（29）50Cr： 用于制造(zao)承受(shou)重載荷及摩擦的(de)零件，如熱軋用軋輥(gun)、減速機軸(zhou)、齒(chi)(chi)(chi)輪、傳(chuan)動軸(zhou)、止推環、支承輥(gun)的(de)心軸(zhou)、拖拉(la)機離合(he)器齒(chi)(chi)(chi)輪、柴油(you)機連桿、螺栓、挺桿、重型(xing)礦山機械的(de)高強度與耐磨齒(chi)(chi)(chi)輪、油(you)膜軸(zhou)承套等；也可用于制造(zao)彈簧。
（30）38CrSi：用(yong)于制(zhi)造直徑為30mm～40mm、強度和(he)耐磨性要求較高的(de)零件，如(ru)汽車、拖拉(la)機(ji)和(he)其他(ta)機(ji)器的(de)小軸、螺栓、拔(ba)叉軸、履帶銷、起(qi)重(zhong)勾、進氣(qi)閥、內燃機(ji)的(de)油(you)泵齒輪等；也可用(yong)作冷(leng)作的(de)沖(chong)擊(ji)工具，如(ru)鉚(liu)釘機(ji)壓(ya)頭等。
（31）12CrMo： 用(yong)于(yu)制(zhi)造(zao)鍋爐及汽輪機蒸氣參數達510℃的主(zhu)汽管，管壁溫(wen)度達540℃的過熱(re)器管和(he)相應的鍛件(jian)(jian)；也適(shi)用(yong)于(yu)制(zhi)造(zao)彈性(xing)元件(jian)(jian)。
（32）15CrMo：同上，可用(yong)于制造蒸氣參(can)數(shu)達530℃的高壓鍋(guo)爐的過熱器管、蒸氣導管及相應鍛件。
