碳鋼闆材

鋼闆

　　是用(yòng)鋼水澆注，冷卻後壓制而成的平闆狀鋼材。

　　是平闆狀，矩形的，可(kě)直接軋制或由寬鋼帶剪切而成。

　　鋼闆按厚度分(fēn)，薄鋼闆<4毫米（最薄0.2毫米），中(zhōng)厚鋼闆4~60毫米，特厚鋼闆60~115毫米。

　　鋼闆按軋制分(fēn)，分(fēn)熱軋和冷軋。

　　薄闆的寬度為(wèi)500~1500毫米；厚的寬度為(wèi)600~3000毫米。薄闆按鋼種分(fēn)，有(yǒu)普通鋼、優質(zhì)鋼、合金鋼、彈簧鋼、不鏽鋼、工(gōng)具(jù)鋼、耐熱鋼、軸承鋼、矽鋼和工(gōng)業純鐵薄闆等；按專業用(yòng)途分(fēn)，有(yǒu)油桶用(yòng)闆、搪瓷用(yòng)闆、防彈用(yòng)闆等；按表面塗鍍層分(fēn)，有(yǒu)鍍鋅薄闆、鍍錫薄闆、鍍鉛薄闆、塑料複合鋼闆等。

厚度

　　厚鋼闆的鋼種大體(tǐ)上和薄鋼闆相同。在品各方面，除了橋梁鋼闆、鍋爐鋼闆、汽車(chē)制造鋼闆、壓力容器鋼闆和多(duō)層高壓容器鋼闆等品種純屬厚闆外，有(yǒu)些品種的鋼闆如汽車(chē)大梁鋼闆（厚2.5~10毫米）、花(huā)紋鋼闆（厚2.5~8毫米）、不鏽鋼闆、耐熱鋼闆等品種是同薄闆交叉的。

　　另，鋼闆還有(yǒu)材質(zhì)一說，并不是所有(yǒu)的鋼闆都是一樣的，材質(zhì)不一樣，其鋼闆所用(yòng)到的地方，也不一樣。

合金鋼的性能(néng)

　　随着科(kē)學(xué)技(jì )術和工(gōng)業的發展，對材料提出了更高的要求，如更高的強度，抗高溫、高壓、低溫，耐腐蝕、磨損以及其它特殊物(wù)理(lǐ)、化學(xué)性能(néng)的要求，碳鋼已不能(néng)完全滿足要求。

　　碳鋼的不足：

　　(1)淬透性低。一般情況下，碳鋼水淬的大淬透直徑隻有(yǒu)10mm-20mm。

　　(2) 強度和屈強比較低。如普通碳鋼Q235鋼的σs為(wèi)235MPa，而低合金結構鋼16Mn的σs則為(wèi)360MPa以上。40鋼的 σs /σb僅為(wèi)0.43, 遠(yuǎn)低于合金鋼。

　　(3) 回火穩定性差。由于回火穩定性差，碳鋼在進行調質(zhì)處理(lǐ)時，為(wèi)了保證較高的強度需采用(yòng)較低的回火溫度，這樣鋼的韌性偏低；為(wèi)了保證較好的韌性，采用(yòng)高的回火溫度時強度又(yòu)偏低，所以碳鋼的綜合機械性能(néng)水平不高。

　　(4) 不能(néng)滿足特殊性能(néng)的要求。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電(diàn)磁性等方面往往較差，不能(néng)滿足特殊使用(yòng)性能(néng)的需求。

合金鋼的分(fēn)類

　　按合金元素含量多(duō)少，分(fēn)為(wèi)：

　　低合金鋼（合金元素總量低于5%）、

　　中(zhōng)合金鋼（合金元素總量為(wèi)5%-10%）

　　高合金鋼（合金元素總量高于10%）。

　　按所含的主要合金元素，分(fēn)為(wèi)：

　　鉻鋼（Cr-Fe-C)鉻鎳鋼（Cr-Ni-Fe-C)

　　錳鋼（Mn-Fe-C)

　　矽錳鋼（Si-Mn-Fe-C)

　　按小(xiǎo)試樣正火或鑄态組織，分(fēn)為(wèi)：

　　珠光體(tǐ)鋼

　　馬氏體(tǐ)鋼

　　鐵素體(tǐ)鋼

　　奧氏體(tǐ)鋼

　　萊氏體(tǐ)鋼

　　按用(yòng)途分(fēn)為(wèi)：

　　合金結構鋼

　　合金工(gōng)具(jù)鋼

　　特殊性能(néng)鋼

牌号

　　牌号的首部用(yòng)數字标明碳含量。規定結構鋼以萬分(fēn)之一為(wèi)單位的數字（兩位數）、工(gōng)具(jù)鋼和特殊性能(néng)鋼以千分(fēn)之一為(wèi)單位的數字（一位數）來表示碳含量，而工(gōng)具(jù)鋼的碳含量超過1%時，碳含量不标出。

　　在表明碳含量數字之後，用(yòng)元素的化學(xué)符号表明鋼中(zhōng)主要合金元素，含量由其後面的數字标明，平均含量少于1.5%時不标數, 平均含量為(wèi)1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……時,相應地标以2、3……。

　　合金結構鋼40Cr，平均碳含量為(wèi)0.40%，主要合金元素Cr的含量在1.5%以下。合金工(gōng)具(jù)鋼5CrMnMo, 平均碳含量為(wèi)0.5%, 主要合金元素Cr、Mn、Mo的含量均在1.5%以下。

　　專用(yòng)鋼用(yòng)其用(yòng)途的漢語拼音字首來标明。

　　如:滾珠軸承鋼,在鋼号前标以“G”。GCr15表示含碳量約1.0%、鉻含量約1.5%(這是一個特例, 鉻含量以千分(fēn)之一為(wèi)單位的數字表示)的滾珠軸承鋼。

　　Y40Mn,表示碳含量為(wèi)0.4%、錳含量少于1.5%的易切削鋼等等。

　　對于高等優質(zhì)鋼，則在鋼的末尾加“A”字表明，例如20Cr2Ni4A

　　§7-1 鋼的合金化

　　在鋼中(zhōng)加入合金元素後，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發生交互作(zuò)用(yòng)。鋼的合金化目的是希望利用(yòng)合金元素與鐵、碳的相互作(zuò)用(yòng)和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理(lǐ)的影響來改善鋼的組織和性能(néng)。

相互作(zuò)用(yòng)

　　合金元素與鐵、碳的相互作(zuò)用(yòng)

　　合金元素加入鋼中(zhōng)後，主要以三種形式存在鋼中(zhōng)。即：與鐵形成固溶體(tǐ)；與碳形成碳化物(wù)；在高合金鋼中(zhōng)還可(kě)能(néng)形成金屬間化合物(wù)。

1. 溶于鐵中(zhōng)

　　幾乎所有(yǒu)的合金元素（除Pb外）都可(kě)溶入鐵中(zhōng), 形成合金鐵素體(tǐ)或合金奧氏體(tǐ), 按其對α-Fe或γ-Fe的作(zuò)用(yòng), 可(kě)将合金元素分(fēn)為(wèi)擴大奧氏體(tǐ)相區(qū)和縮小(xiǎo)奧氏體(tǐ)相區(qū)兩大類。

　　擴大γ相區(qū)的元素—亦稱奧氏體(tǐ)穩定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(γ-Fe α-Fe的轉變點)下降, A4點( γ-Fe的轉變點)上升, 從而擴大γ-相的存在範圍。其中(zhōng)Ni、Mn等加入到一定量後, 可(kě)使γ相區(qū)擴大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為(wèi)完全擴大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴大γ相區(qū), 但不能(néng)擴大到室溫, 故稱之為(wèi)部分(fēn)擴大γ相區(qū)的元素。

　　縮小(xiǎo)γ相區(qū)元素——亦稱鐵素體(tǐ)穩定化元素, 主要有(yǒu)Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點上升, A4點下降(鉻除外, 鉻含量小(xiǎo)于7%時, A3點下降; 大于7%後,A3點迅速上升), 從而縮小(xiǎo)γ相區(qū)存在的範圍, 使鐵素體(tǐ)穩定區(qū)域擴大。按其作(zuò)用(yòng)不同可(kě)分(fēn)為(wèi)完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分(fēn)縮小(xiǎo)γ相區(qū)的元素(如B、Nb、Zr等)。

2. 形成碳化物(wù)合金元素按其與鋼中(zhōng)碳的親和力的大小(xiǎo), 可(kě)分(fēn)為(wèi)碳化物(wù)形成元素和非碳化物(wù)形成元素兩大類。

　　常見非碳化物(wù)形成元素有(yǒu)：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體(tǐ)和奧氏體(tǐ)中(zhōng)。常見碳化物(wù)形成元素有(yǒu)：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物(wù)的穩定性程度由弱到強的次序排列)，它們在鋼中(zhōng)一部分(fēn)固溶于基體(tǐ)相中(zhōng)，一部分(fēn)形成合金滲碳體(tǐ), 含量高時可(kě)形成新(xīn)的合金碳化合物(wù)。

影響

　　對奧氏體(tǐ)和鐵素體(tǐ)存在範圍的影響

　　擴大或縮小(xiǎo)γ相區(qū)的元素均同樣擴大或縮小(xiǎo)Fe-Fe3C相圖中(zhōng)的γ相區(qū), 且同樣Ni或Mn的含量較多(duō)時, 可(kě)使鋼在室溫下得到單相奧氏體(tǐ)組織(如1Cr18Ni9奧氏體(tǐ)不鏽鋼和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時, 可(kě)使鋼在室溫獲得單相鐵素體(tǐ)組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體(tǐ)不鏽鋼等)。

對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影響

　　擴大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中(zhōng)的共析轉變溫度下降, 縮小(xiǎo)γ相區(qū)的元素則使其上升, 并都使共析反應在一個溫度範圍内進行。幾乎所有(yǒu)的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含量降低，即S點和E點左移, 強碳化物(wù)形成元素的作(zuò)用(yòng)尤為(wèi)強烈。

　　合金元素對鋼熱處理(lǐ)的影響

　　合金元素的加入會影響鋼在熱處理(lǐ)過程中(zhōng)的組織轉變。

　　1. 合金元素對加熱時相轉變的影響

　　合金元素影響加熱時奧氏體(tǐ)形成的速度和奧氏體(tǐ)晶粒的大小(xiǎo)。

　　(1)對奧氏體(tǐ)形成速度的影響： Cr、Mo、W、V等強碳化物(wù)形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體(tǐ)的合金碳化物(wù), 顯著減慢奧氏體(tǐ)形成速度；Co、Ni等部分(fēn)非碳化物(wù)形成元素, 因增大碳的擴散速度, 使奧氏體(tǐ)的形成速度加快；Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體(tǐ)形成速度影響不大。

　　(2)對奧氏體(tǐ)晶粒大小(xiǎo)的影響：大多(duō)數合金元素都有(yǒu)阻止奧氏體(tǐ)晶粒長(cháng)大的作(zuò)用(yòng), 但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長(cháng)大的元素有(yǒu)：V、Ti、Nb、Zr等；中(zhōng)等阻礙晶粒長(cháng)大的元素有(yǒu)：W、Mn、Cr等；對晶粒長(cháng)大影響不大的元素有(yǒu)：Si、Ni、Cu等；促進晶粒長(cháng)大的元素：Mn、P等。

　　2. 合金元素對過冷奧氏體(tǐ)分(fēn)解轉變的影響

　　除Co外, 幾乎所有(yǒu)合金元素都增大過冷奧氏體(tǐ)的穩定性, 推遲珠光體(tǐ)類型組織的轉變, 使C曲線(xiàn)右移, 即提高鋼的淬透性。常用(yòng)提高淬透性的元素有(yǒu)：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出, 加入的合金元素, 隻有(yǒu)完全溶于奧氏體(tǐ)時, 才能(néng)提高淬透性。如果未完全溶解, 則碳化物(wù)會成為(wèi)珠光體(tǐ)的核心, 反而降低鋼的淬透性。另外, 兩種或多(duō)種合金元素的同時加入(如, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元素對淬透性的影響要強得多(duō)。

　　除Co、Al外, 多(duō)數合金元素都使Ms和Mf點下降。其作(zuò)用(yòng)大小(xiǎo)的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中(zhōng)Mn的作(zuò)用(yòng)最強, Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降, 使淬火後鋼中(zhōng)殘餘奧氏體(tǐ)量增多(duō)。殘餘奧氏體(tǐ)量過多(duō)時,可(kě)進行冷處理(lǐ)(冷至Mf點以下), 以使其轉變為(wèi)馬氏體(tǐ); 或進行多(duō)次回火, 這時殘餘奧氏體(tǐ)因析出合金碳化物(wù)會使Ms、Mf點上升, 并在冷卻過程中(zhōng)轉變為(wèi)馬氏體(tǐ)或貝氏體(tǐ)(即發生所謂二次淬火)。

　　3. 合金元素對回火轉變的影響

　　(1)提高回火穩定性 合金元素在回火過程中(zhōng)推遲馬氏體(tǐ)的分(fēn)解和殘餘奧氏體(tǐ)的轉變(即在較高溫度才開始分(fēn)解和轉變)， 提高鐵素體(tǐ)的再結晶溫度, 使碳化物(wù)難以聚集長(cháng)大，因此提高了鋼對回火軟化的抗力, 即提高了鋼的回火穩定性。提高回火穩定性作(zuò)用(yòng)較強的合金元素有(yǒu)：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。

　　(2)産(chǎn)生二次硬化 一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時, 硬度不是随回火溫度升高而單調降低, 而是到某一溫度(約400℃)後反而開始增大, 并在另一更高溫度(一般為(wèi)550℃左右)達到峰值。這是回火過程的二次硬化現象, 它與回火析出物(wù)的性質(zhì)有(yǒu)關。當回火溫度低于450℃時, 鋼中(zhōng)析出滲碳體(tǐ); 在450℃以上滲碳體(tǐ)溶解, 鋼中(zhōng)開始沉澱出彌散穩定的難熔碳化物(wù)Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新(xīn)升高, 稱為(wèi)沉澱硬化。回火時冷卻過程中(zhōng)殘餘奧氏體(tǐ)轉變為(wèi)馬氏體(tǐ)的二次淬火所也可(kě)導緻二次硬化。

　　産(chǎn)生二次硬化效應的合金元素

　　殘餘奧氏體(tǐ)的轉變 沉澱硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co①

　　①僅在高含量并有(yǒu)其他(tā)合金元素存在時, 由于能(néng)生成彌散分(fēn)布的金屬間化合物(wù)才有(yǒu)效。

　　(3)增大回火脆性 和碳鋼一樣, 合金鋼也産(chǎn)生回火脆性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發生的第二類回火脆性(高溫回火脆性) 主要與某些雜質(zhì)元素以及合金元素本身在原奧氏體(tǐ)晶界上的嚴重偏聚有(yǒu)關, 多(duō)發生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中(zhōng)。 這是一種可(kě)逆回火脆性, 回火後快冷(通常用(yòng)油冷)可(kě)防止其發生。鋼中(zhōng)加入适當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可(kě)基本上消掉這類脆性。

　　合金元素對鋼的機械性能(néng)的影響

　　提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度, 要設法增大位錯運動的阻力。金屬中(zhōng)的強化機制主要有(yǒu)固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉澱和彌散)強化。合金元素的強化作(zuò)用(yòng), 正是利用(yòng)了這些強化機制。

　　1. 對退火狀态下鋼的機械性能(néng)的影響

　　結構鋼在退火狀态下的基本相是鐵素體(tǐ)和碳化物(wù)。合金元素溶于鐵素體(tǐ)中(zhōng), 形成合金鐵素體(tǐ), 依靠固溶強化作(zuò)用(yòng), 提高強度和硬度, 但同時降低塑性和韌性。

　　2.對退火狀态下鋼的機械性能(néng)的影響

　　由于合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線(xiàn)右移, 從而使組織中(zhōng)的珠光體(tǐ)的比例增大, 使珠光體(tǐ)層片距離減小(xiǎo), 這也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀态下, 合金鋼沒有(yǒu)很(hěn)大的優越性。

　　由于過冷奧氏體(tǐ)穩定性增大, 合金鋼在正火狀态下可(kě)得到層片距離更小(xiǎo)的珠光體(tǐ), 或貝氏體(tǐ)甚至馬氏體(tǐ)組織, 從而強度大為(wèi)增加。Mn、Cr、Cu的強化作(zuò)用(yòng)較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很(hěn)小(xiǎo)。

　　3. 對淬火、回火狀态下鋼的機械性能(néng)的影響

　　合金元素對淬火、回火狀态下鋼的強化作(zuò)用(yòng)最顯著, 因為(wèi)它充分(fēn)利用(yòng)了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體(tǐ), 回火時析出碳化物(wù), 造成強烈的第二相強化，同時使韌性大大改善, 故獲得馬氏體(tǐ)并對其回火是鋼的最經濟和最有(yǒu)效的綜合強化方法。

　　合金元素加入鋼中(zhōng), 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時容易獲得馬氏體(tǐ)。其次是提高鋼的回火穩定性, 使馬氏體(tǐ)的保持到較高溫度，使淬火鋼在回火時析出的碳化物(wù)更細小(xiǎo)、均勻和穩定。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具(jù)有(yǒu)更高的強度。

　　合金元素對鋼的工(gōng)藝性能(néng)的影響

　　1. 合金元素對鋼鑄造性能(néng)的影響

　　固、液相線(xiàn)的溫度愈低和結晶溫區(qū)愈窄, 其鑄造性能(néng)愈好。合金元素對鑄造性能(néng)的影響, 主要取決于它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外, 許多(duō)元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中(zhōng)形成高熔點碳化物(wù)或氧化物(wù)質(zhì)點, 增大鋼的粘度, 降低流動性, 使鑄造性能(néng)惡化。

　　2.合金元素對鋼塑性加工(gōng)性能(néng)的影響

　　塑性加工(gōng)分(fēn)熱加工(gōng)和冷加工(gōng)。合金元素溶入固溶體(tǐ)中(zhōng), 或形成碳化物(wù)(如Cr、Mo、W等), 都使鋼的熱變形抗力提高和熱塑性明顯下降而容易鍛裂。一般合金鋼的熱加工(gōng)工(gōng)藝性能(néng)比碳鋼要差得多(duō)。

　　3. 合金元素對鋼焊接性能(néng)的影響

　　合金元素都提高鋼的淬透性, 促進脆性組織(馬氏體(tǐ))的形成, 使焊接性能(néng)變壞。但鋼中(zhōng)含有(yǒu)少量Ti和V, 可(kě)改善鋼的焊接性能(néng)。

　　4. 合金元素對鋼切削性能(néng)的影響 切削性能(néng)與鋼的硬度密切相關, 鋼是适合于切削加工(gōng)的硬度範圍為(wèi)170HB～230HB。一般合金鋼的切削性能(néng)比碳鋼差。但适當加入S、P、Pb等元素可(kě)以大大改善鋼的切削性能(néng)。

　　5. 合金元素對鋼熱處理(lǐ)工(gōng)藝性能(néng)的影響

　　熱處理(lǐ)工(gōng)藝性能(néng)反映鋼熱處理(lǐ)的難易程度和熱處理(lǐ)産(chǎn)生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高, 淬火時可(kě)以采用(yòng)比較緩慢的冷卻方法,可(kě)減少工(gōng)件的變形和開裂傾向。加入錳、矽會增大鋼的過熱敏感性。

　　§7-2 合金結構鋼

　　用(yòng)于制造重要工(gōng)程結構和機器零件的鋼種稱為(wèi)合金結構鋼。主要有(yǒu)低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。

低合金結構鋼

　　（亦稱普通低合金鋼、HSLA）

　　1. 用(yòng)途

　　主要用(yòng)于制造橋梁、船舶、車(chē)輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。

　　2. 性能(néng)要求

　　(1) 高強度：一般其的屈服強度在300MPa以上。

　　(2) 高韌性：要求延伸率為(wèi)15%～20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m～800kJ/m。 對于大型焊接構件，還要求有(yǒu)較高的斷裂韌性。

　　(3) 良好的焊接性能(néng)和冷成型性能(néng)。

　　(4) 低的冷脆轉變溫度。

　　(5) 良好的耐蝕性。

　　3. 成分(fēn)特點

　　(1) 低碳：由于韌性、焊接性和冷成形性能(néng)的要求高，其碳含量不超過0.20%。

　　(2) 加入以錳為(wèi)主的合金元素。

　　(3) 加入铌、钛或釩等輔加元素：少量的铌、钛或釩在鋼中(zhōng)形成細碳化物(wù)或碳氮化物(wù)，有(yǒu)利于獲得細小(xiǎo)的鐵素體(tǐ)晶粒和提高鋼的強度和韌性。

　　此外，加入少量銅（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可(kě)提高抗腐蝕性能(néng)。加入少量稀土元素，可(kě)以脫硫、去氣，使鋼材淨化，改善韌性和工(gōng)藝性能(néng)。

　　4. 常用(yòng)低合金結構鋼

　　16Mn是我國(guó)低合金高強鋼中(zhōng)用(yòng)量最廣泛最多(duō)、産(chǎn)量大的鋼種。使用(yòng)狀态的組織為(wèi)細晶粒的鐵素體(tǐ)—珠光體(tǐ)，強度比普通碳素結構鋼Q235高約20%～30%，耐大氣腐蝕性能(néng)高20%～38%。

　　15MnVN 中(zhōng)等級别強度鋼中(zhōng)使用(yòng)最多(duō)的鋼種。強度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也較好，被廣泛用(yòng)于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結構。

　　強度級别超過500MPa後，鐵素體(tǐ)和珠光體(tǐ)組織難以滿足要求，于是發展了低碳貝氏體(tǐ)鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有(yǒu)利于空冷條件下得到貝氏體(tǐ)組織，使強度更高，塑性、焊接性能(néng)也較好，多(duō)用(yòng)于高壓鍋爐、高壓容器等。

　　5. 熱處理(lǐ)特點

這類鋼一般在熱軋空冷狀态下使用(yòng)，不需要進行專門的熱處理(lǐ)。使用(yòng)狀态下的顯微組織一般為(wèi)鐵素體(tǐ)+索氏體(tǐ)。

合金滲碳鋼

　　1. 用(yòng)途

　　主要用(yòng)于制造汽車(chē)、拖拉機中(zhōng)的變速齒輪，内燃機上的凸輪軸、活塞銷等機器零件。這類零件在工(gōng)作(zuò)中(zhōng)遭受強烈的摩擦磨損，同時又(yòu)承受較大的交變載荷，特别是沖擊載荷。

　　2. 性能(néng)要求

　　(1) 表面滲碳層硬度高，以保證優異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時具(jù)有(yǒu)适當的塑性和韌性。

　　(2) 心部具(jù)有(yǒu)高的韌性和足夠高的強度。心部韌性不足時，在沖擊載荷或過載作(zuò)用(yòng)下容易斷裂；強度不足時，則較脆的滲碳層易碎裂、剝落。

　　(3) 有(yǒu)良好的熱處理(lǐ)工(gōng)藝性能(néng) 在高的滲碳溫度（900℃～950℃）下，奧氏體(tǐ)晶粒不易長(cháng)大，并有(yǒu)良好的淬透性。

　　3. 成分(fēn)特點

　　(1)低碳：碳含量一般為(wèi)0.10%～0.25%，使零件心部有(yǒu)足夠的塑性和韌性。

　　(2) 加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。

　　(3) 加入阻礙奧氏體(tǐ)晶粒長(cháng)大的元素：主要加入少量強碳化物(wù)形成元素Ti、V、W、　Mo等，形成穩定的合金碳化物(wù)。

　　4.鋼種及牌号

　　20Cr低淬透性合金滲碳鋼。這類鋼的淬透性低，心部強度較低。

　　20CrMnTi中(zhōng)淬透性合金滲碳鋼。這類鋼淬透性較高、過熱敏感性較小(xiǎo)，滲碳過渡層比較均勻，具(jù)有(yǒu)良好的機械性能(néng)和工(gōng)藝性能(néng)。

　　18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。這類鋼含有(yǒu)較多(duō)的Cr、Ni等元素，淬透性很(hěn)高，且具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的韌性和低溫沖擊韌性。

5. 熱處理(lǐ)和組織性能(néng)

　　合金滲碳鋼的熱處理(lǐ)工(gōng)藝一般都是滲碳後直接淬火，再低溫回火。 熱處理(lǐ)後，表面滲碳層的組織為(wèi)合金滲碳體(tǐ)+回火馬氏體(tǐ)+少量殘餘奧氏體(tǐ)組織，硬度為(wèi)60HRC～62HRC。心部組織與鋼的淬透性及零件截面尺寸有(yǒu)關，完全淬透時為(wèi)低碳回火馬氏體(tǐ)，硬度為(wèi)40HRC～48HRC；多(duō)數情況下是屈氏體(tǐ)、回火馬氏體(tǐ)和少量鐵素體(tǐ)，硬度為(wèi)25HRC～40HRC。心部韌性一般都高于700KJ/m2。

合金調質(zhì)鋼

　　1. 用(yòng)途

　　合金調質(zhì)鋼廣泛用(yòng)于制造汽車(chē)、拖拉機、機床和其它機器上的各種重要零件，如齒輪、軸類件、連杆、螺栓等。

　　2. 性能(néng)要求

　　調質(zhì)件大多(duō)承受多(duō)種工(gōng)作(zuò)載荷，受力情況比較複雜，要求高的綜合機械性能(néng)，即具(jù)有(yǒu)高的強度和良好的塑性、韌性。合金調質(zhì)鋼還要求有(yǒu)很(hěn)好的淬透性。但不同零件受力情況不同，對淬透性的要求不一樣。

　　3. 成分(fēn)特點

　　(1) 中(zhōng)碳：碳含量一般在0.25%～0.50%之間，以0.4%居多(duō)；

　　(2) 加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：這些合金元素除了提高淬透性外，還能(néng)形成合金鐵素體(tǐ)，提高鋼的強度。如調質(zhì)處理(lǐ)後的40Cr鋼的性能(néng)比45鋼的性能(néng)高很(hěn)多(duō)；

　　(3) 加入防止第二類回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金調質(zhì)鋼，高溫回火慢冷時易産(chǎn)生第二類回火脆性。在鋼中(zhōng)加入Mo、W可(kě)以防止第二類回火脆性，其适宜含量約為(wèi)0.15%～0.30%Mo或0.8%～1.2%的W。

　　45鋼與40Cr鋼調質(zhì)後性能(néng)的對比

　　鋼号及熱處理(lǐ)狀态 截面尺寸/ mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2

　　45鋼 850℃水淬, 550℃回火 f50 　700 　500 　15 　45 　700

　　40Cr鋼 850℃油淬, 570℃回火 f50 (心部) 　850 　670 　16 　58 　1000

　　4. 鋼種及牌号

　　(1)40Cr低淬透性調質(zhì)鋼：這類鋼的油淬臨界直徑為(wèi)30mm～40mm，用(yòng)于制造一般尺寸的重要零件。

　　(2)35CrMo中(zhōng)淬透性合金調質(zhì)鋼：這類鋼的油淬臨界直徑為(wèi)40mm～60mm,加入钼不僅可(kě)提高淬透性，而且可(kě)防止第二類回火脆性。

　　(3)40CrNiMo高淬透性合金調質(zhì)鋼：這類鋼的油淬臨界直徑為(wèi)60mm-100mm，多(duō)半是鉻鎳鋼。鉻鎳鋼中(zhōng)加入适當的钼，不但具(jù)有(yǒu)好的淬透性，還可(kě)消滅第二類回火脆性。

　　5. 熱處理(lǐ)和組織性能(néng)

　　合金調質(zhì)鋼的最終熱處理(lǐ)是淬火加高溫回火（調質(zhì)處理(lǐ)）。合金調質(zhì)鋼淬透性較高，一般都用(yòng)油，淬透性特别大時甚至可(kě)以空冷，這能(néng)減少熱處理(lǐ)缺陷。

　　合金調質(zhì)鋼的最終性能(néng)決定于回火溫度。一般采用(yòng)500℃-650℃回火。通過選擇回火溫度，可(kě)以獲得所要求的性能(néng)。為(wèi)防止第二類回火脆性，回火後快冷（水冷或油冷），有(yǒu)利于韌性的提高。

　　合金調質(zhì)鋼常規熱處理(lǐ)後的組織是回火索氏體(tǐ)。對于表面要求耐磨的零件（如齒輪、主軸），再進行感應加熱表面淬火及低溫回火，表面組織為(wèi)回火馬氏體(tǐ)。表面硬度可(kě)達55HRC～58HRC。

　　合金調質(zhì)鋼淬透調質(zhì)後的屈服強度約為(wèi)800MPa, 沖擊韌性在800kJ/m2心部硬度可(kě)達22HRC～25HRC。若截面尺寸大而未淬透時，性能(néng)顯著降低。

工(gōng)業運行情況

　　(一)産(chǎn)量創曆史高水平。2013年1-6月，全國(guó)累計生産(chǎn)粗鋼3.9億噸，同比增長(cháng)7.4%，增速較2012年同期提高5.6個百分(fēn)點。前6個月，粗鋼日均産(chǎn)量215.4萬噸，相當于年産(chǎn)粗鋼7.86億噸水平。其中(zhōng)，2月份達到曆史高的220.8萬噸，3-6月份雖有(yǒu)回落，但仍保持在210萬噸以上較高水平。分(fēn)省區(qū)看，1-6月，河北、江蘇兩省粗鋼産(chǎn)量同比分(fēn)别增長(cháng)6.8%和13.2%，兩省合計新(xīn)增産(chǎn)量占全國(guó)2694萬噸增量的42.4%，另有(yǒu)山(shān)西、遼甯、河南和雲南等省增産(chǎn)也在100萬噸以上。分(fēn)企業類型看，1-6月，重點大中(zhōng)型鋼鐵企業粗鋼産(chǎn)量同比增長(cháng)5.5%，低于全國(guó)平均增幅2個百分(fēn)點，但仍有(yǒu)60%的增産(chǎn)來自重點大中(zhōng)型鋼鐵企業。

　　(二)鋼材價格低位運行。2013年1-6月，國(guó)内鋼材市場整體(tǐ)表現低迷。随着粗鋼産(chǎn)能(néng)大幅釋放，市場供需陷入失衡狀态，鋼材價格步入下降通道，已弱勢下跌4個多(duō)月。截止2013年7月26日，鋼材價格指數降到100.48點，低于年初6.6點。鋼鐵工(gōng)業協會重點統計的八個鋼材品種價格比年初均有(yǒu)不同程度的下降，平均跌幅5.7%。分(fēn)品種來看，占我國(guó)鋼材産(chǎn)量比重較大的建築用(yòng)線(xiàn)材、螺紋鋼價格跌幅分(fēn)别達4.9%和6.7%，中(zhōng)厚闆和熱軋卷闆價格跌幅分(fēn)别達5.7%和9.7%。

　　(三)鋼材出口增長(cháng)較快。國(guó)内鋼材市場供需失衡激發企業出口。1-6月，我國(guó)累計出口鋼材3069萬噸，同比增長(cháng)12.6%;進口鋼材683萬噸，下降1.8%，進口鋼坯和鋼錠32萬噸，增長(cháng)50%。将坯材折合粗鋼，累計淨出口2506萬噸，同比增長(cháng)17.3%，占我國(guó)粗鋼産(chǎn)量的6.4%。從出口價格看，1-6月出口棒線(xiàn)材均價624.3美元/噸，同比下降18%;闆材835.2美元/噸，同比下降2.8%。

　　(四)鋼廠及社會庫存高位運行。市場供需矛盾向流通領域蔓延，國(guó)内鋼材庫存延續上年末增長(cháng)态勢。3月15日達到曆史高的2252萬噸，比上年高點增加351萬噸，其中(zhōng)建築鋼材庫存1432萬噸，占庫存總量的63.6%。之後，随着季節性消費增加，庫存逐漸回落，7月26日降至1540萬噸。市場供大于求也推高鋼廠庫存，3月中(zhōng)旬重點企業鋼材庫存創曆史記錄，達到1451萬噸，同比增長(cháng)29.7%，6月下旬降至1268萬噸，仍比年初增長(cháng)29.9%，比2012年同期增長(cháng)11.4%。

　　(五)鋼廠盈利水平逐月下滑。2013年上半年，冶金行業實現利潤736.9億元，同比增長(cháng)13.7%，其中(zhōng)黑色金屬冶煉和壓延加工(gōng)業實現利潤454.4億元，同比增長(cháng)22.7%。1-5月份重點大中(zhōng)型鋼鐵企業的盈利狀況遠(yuǎn)不如行業總體(tǐ)水平，并呈逐月下降态勢，盡管實現利潤增長(cháng)34%，但也僅有(yǒu)28億元，銷售利潤率為(wèi)0.19%。5月當月，86家重點大中(zhōng)型鋼鐵企業僅實現利潤1.5億元，連續5個月環比下滑，其中(zhōng)34家虧損，虧損面高達40%。

　　(六)鋼鐵行業固定資産(chǎn)投資增幅明顯回落。2013年1-6月，鋼鐵行業固定資産(chǎn)投資3035億元，同比增長(cháng)4.3%，其中(zhōng)黑色金屬冶煉及壓延投資2356億元，同比增長(cháng)3.3%，比2012年同期回落6.1個百分(fēn)點;黑色金屬礦采選投資679億元，同比增長(cháng)7.8%，增速大幅回落15個百分(fēn)點。