合金钢——成分、类型、性能、用途

在本文中，我们将讨论 合金钢 ，在工业和日常生活中非常常用。从定义开始 我们将研究它的组成 , 类型 ，并且使用 和属性 .

什么是合金钢？

合金钢 可以定义为添加了足够量的除碳以外的元素以提高性能的钢。

添加到钢中最常见的合金元素是铬、镍、锰、硅、钒、钼、钨、磷、铜、钛、锆、钴、铌和铝。这些元素中的每一种都赋予了添加它的钢一定的品质。它们可以单独使用或组合使用，以在钢中产生所需的特性。

合金钢特性： 与碳一样，许多合金元素可溶解以生产具有更高强度的合金 , 延展性 和韧性 .碳除了与铁形成金属间化合物外，还与许多合金元素结合并形成合金碳化物。这些合金碳化物以及铁合金碳化物通常较硬且缺乏韧性。

添加一些合金元素以防止或限制晶粒生长 .在这方面，铝被认为是最有效的。其他是锆、钒、铬和钛。在结构上，合金元素的添加几乎总是通过改变从 γ 铁转变为 α 铁的温度来影响奥氏体-铁素体转变机制。一些合金元素降低了，一些提高了临界温度。

合金元素产生的成分和结构变化会改变和改善钢铁的物理、机械和加工性能。一般来说，合金钢可以提供碳钢无法获得的更好的强度、延展性和韧性性能。因此，生产、设计工程师在设计中应考虑承受高应力和/或冲击载荷的合金钢。

几乎所有合金钢都具有细晶粒结构 .细晶粒钢在热处理过程中不易开裂，但具有更好的韧性和抗冲击性能。 粗粒钢 与细晶粒钢相比，具有更好的加工性能，并且可以更深地硬化。

哪种合金钢用于制造永磁体？

1. 硅钢

2. 钒钢

3. 锰钢

4. 钴钢

正确答案 是 4 .钴钢

铝镍钴合金，一种含有铝、镍和钴的铁合金。 铝镍钴合金钢 用于制造强永磁体。它们广泛用于工业和消费电子产品。

贵重仪器使用哪种合金钢？

1. 硅钢

2. 锰钢

3. 钒

4. 殷钢

正确答案 是 4 .殷钢

合金钢成分

合金元素的作用

为了选择最适合给定设计的合金钢，主要合金元素的影响 必须考虑在内。他们是：

镍 提供韧性、耐腐蚀性和深度硬化。

铬 提高耐腐蚀性、韧性和淬透性。

锰 脱氧并有助于提高强度和硬度，降低临界冷却速率。

硅 脱氧和促进抗高温氧化，提高热处理临界温度，增加钢对脱碳和石墨化的敏感性。

钼 促进淬透性，增加高温下的拉伸和蠕变强度。

钒 脱氧并促进细粒结构。铜增加了抗腐蚀能力并作为强化剂。

铝 脱氧，促进细晶粒结构，并有助于氮化

硼 增加淬透性，

钢中主要合金元素的影响总结见表4.6。

低合金钢

A 低合金钢 是一种由钢和其他具有理想品质的金属制成的金属合金。大约 1% 到 5% 的合金元素存在于低合金钢中。因此，它具有精确的化学成分，可提供更好的机械性能以抵抗腐蚀。

在制造过程中，低合金钢通常经过热处理、正火和回火。它们也可以焊接。另一方面，为了防止焊缝开裂，需要进行焊接热处理。

与低碳钢相比，低合金钢具有许多优势，包括：

• 卓越的屈服强度
• 能够承受极端温度
• 良好的抗蠕变性
• 抗氧化性
• 耐氢性
• 低温延展性

合金钢种类或合金钢分类

合金钢 可按其化学成分分类 , 结构类 和目的 .

按化学成分分类

在这方面合金钢分为三组分钢 ，除铁和碳外还含有一种合金元素：四组分钢 ，含有两种合金元素等。

按结构类分类

基于小截面试样在空气中冷却得到的结构。合金钢可分为：1. 珠光体 2. 马氏体 3. 奥氏体 4. 铁素体 和 5. 碳化 .

按用途分类

至于其性能适合它们的用途，合金钢可分为：

1。结构钢 2. 工具钢 3. 钢材 具有特殊的物理性质。

1。合金结构钢

它们分为三组：低合金 （高达 5% 的合金元素），中等合金 （超过 5%）和高合金 （超过 10%）。是：7598-1974。

合金结构钢广泛用于工程工业中的零件，它们在运行中具有比碳更有利的机械性能，无论是静态载荷还是动态载荷。钢，特别是用于大横截面的物品。合金元素强化了铁素体，铁素体是这些钢结构中的主要成分；增加淬透性，细化晶粒；并增加加热到中等温度时的软化阻力。

结构钢中的主要合金元素是铬、镍和锰。钨、钼、钒、钛通常不单独添加，与铬、镍、锰一起添加。

2。合金工具钢

在碳钢提供的工具寿命不足的情况下，它们被用于工具制造。

工具行业提供：

1. 在高达 250°C 的温度下保持高硬度的低合金钢。

2. 中高合金钢，例如在高达 620°C 的温度下保持高硬度的高速钢。只有经过适当的热处理，它们才能获得高切削性能。

合金工具钢采用平炉和电炉冶炼，属于优质等级。

3。具有特殊物理性能的合金钢

它们可以分为几组，如 (1) 不锈钢(2) 阻垢耐热钢 (3) 耐磨钢(4) 磁钢和(5) 抗蠕变钢等具有特殊热性能的钢。

特殊合金钢

在钢必须抵抗高温、腐蚀、冲击等的使用环境中，特殊合金钢是无价的。下面讨论最重要的特殊合金钢组。

磁钢

高钴钢经过正确热处理后，经常用于制造永磁体、扬声器和其他电机和仪器的永磁体。成分为 15% 至 40% 的钴和 0.4% 至 10% 的钨的钢具有改进的磁性能。

耐热钢

耐热钢 是那些特别适合在高温下工作的。这种钢必须能抵抗导致普通钢在高温下工作时失效的影响。受控钢（为不锈钢系列开发）提供了一种有用的组合，将不结垢和保持强度的性能以及与不锈钢相媲美的耐酸腐蚀性能。

铬含量为 23% 至 30% 且碳含量低于 0.35% 的合金钢主要用于 815°C 至 1150°C 的温度。要求耐高温的炉件、退火箱等设备多采用此类钢。

抗震钢

抗冲击钢 是那些能抵抗冲击和严重疲劳应力的材料。用于此目的的一种钢包含 0.50% 的碳、2.25% 的钨、1.50% 的铬和 0.25% 的钒。另一种抗震钢，称为硅锰钢，含有 0.55% 的碳、2.00% 的硅、0.80% 的锰和 0.30% 的钼。这种钢主要用于板簧和螺旋弹簧。

不锈钢

不锈钢 本质上是那些含有铬以及其他元素（如镍）的物质，归类如下。

奥氏体不锈钢。 在这一组中，最重要的可能是含有 15% 至 20% 的铬和 7% 至 10% 的镍。含 18% 铬和 8% 镍的钢用途非常广泛，通常称为 18/8 不锈钢。

马氏体不锈钢。 这组不锈钢通常被称为纯铬不锈钢，它含有 10% 到 14% 的铬，除了奇怪的例外，没有其他主要合金元素。这些钢都可以通过热处理硬化。

铁素体不锈钢。 该组主要含有 14% 至 18% 或 23% 至 30% 的铬，不含其他主要合金元素。它们不能通过热处理硬化。

马氏体时效钢

它们是铁基合金，含有 18 Ni 8 Co 5 Mo，含有少量 Al 和 Ti，C 含量低于 0.03%。强度随着截面厚度的增加而保持不变，最高可达 350°C，这些钢用于空气框架和发动机部件、注塑模具和冲模。

从奥氏体状态冷却后，合金转变为细板条型马氏体，并通过 480°C 的马氏体时效诱导沉淀硬化。

由于马氏体晶粒细小，位错密度高，钢的断裂韧性高，析出细小。

高速钢

高速钢 (HSS) 之所以得名，是因为它们可以作为切削工具以比普通碳素工具钢更高的切削速度操作。高速钢的切削速度是碳钢的 2 到 3 倍。

当高速切削硬质材料时，可能会产生足够的热量，使切削刃的温度达到红热。这个温度会使含碳量高达 1.5% 的碳素工具钢软化到破坏其切削能力的程度。因此，某些被称为高速钢的高合金钢已被开发出来，它们必须在高达 600°C 至 620°C 的温度下保持其切削性能。

我们试图涵盖主题合金钢的所有细节 在更大程度上从定义、组成、性质和用途。如果您喜欢这篇文章，请与您的朋友分享并在下面的评论中提供您的反馈。