試談金屬材料各元素作用

1、 4）易切削鋼：表示方法：字母Y+數(shù)字+（元素符號）鋼號冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質碳素結構鋼。字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。8）滾動軸承鋼：表示方法：高碳鉻軸承鋼：字母G+Cr元素符號和數(shù)字滲碳軸承鋼：字母G+數(shù)字+主要合金元素符號和數(shù)字+微量合金元素符號+（質量等級符號）鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。9）合金工具鋼和高速工具鋼：合金工具

2、鋼鋼號的平均碳含量%時，不標出碳含量；當平均碳含量%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數(shù)字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。11）焊條鋼：它的鋼號前冠以字母“H”，以區(qū)別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”，

3、可以區(qū)別于不銹鋼“2Cr13”。12）電工用硅鋼：鋼號由字母和數(shù)字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。字母之后的數(shù)字表示鐵損值（W/kg）的100倍。鋼號尾部加字母“G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為50周波下檢驗的。例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產(chǎn)品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為g。13）電工用純鐵：它的牌號由字母“DT”和數(shù)字組成，“DT”表示電工用純鐵，數(shù)字表示不同牌號的順序號，例如DT3。在數(shù)字后面所加的字母表示電磁性能：A高級、E特級、C超級，例如DT8A。8鋼的冷拉（扎）和熱扎（

4、鍛）狀態(tài)： 金屬材料在冷拉或冷軋后不再進行專門的熱處理而直接交貨的狀態(tài)。與熱軋(鍛)狀態(tài)相比，冷拉(軋)狀態(tài)的金屬材料尺寸精度高、表面質量好、表面粗糙度低，并有較高的力學性能。但易遭受腐蝕或生銹，其包裝、儲運都有較嚴格的要求，需在庫房內保管，并應注意庫房內的溫濕度控制。 金屬材料在熱軋或熱鍛后不再進行專門的熱處理，冷卻后直接交貨的狀態(tài)。熱軋(鍛)的終止溫度一般為800900，之后一般在空氣中冷卻，因而熱軋(鍛)狀態(tài)相當于正火處理。熱軋(鍛)狀態(tài)交貨的金屬材料，由于表面覆蓋有一層氧化膜，因而具有一定的耐蝕性，儲運保管的要求不像冷拉(軋)交貨的材料那樣嚴格，如大、中型型鋼、中厚鋼板可以在露天貨場或

5、經(jīng)苫蓋后存放。1部分常用鋼的牌號：鋼的類別 具體的產(chǎn)品牌號碳素結構鋼： Q195 Q195F、Q195b、Q195 Q215 Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215B Q235 Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235D Q255 Q255A、Q255B Q275 Q275低合金高強度結構鋼：Q295 Q295A、Q295B Q345 Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E Q390 Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390E Q420 Q420A、Q420B、

6、Q420C、Q420D、Q420E Q460 Q460C、Q460D、Q460E專用低合金高強度結構鋼 專用低合金高強度結構鋼一般采用代表屈服點的拼音字母“Q”、屈服點數(shù)值(單位為MPa)，并在尾部加按產(chǎn)品用途的拼音第一個字母表示。如：壓力容器用鋼牌號表示為“Q345R”；焊接氣瓶用鋼牌號表示為“Q295HP”；鍋爐用鋼牌號表示為“Q390g”；橋梁用鋼牌號表 示為“Q420q”等。優(yōu)質碳素結構鋼： 08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、

7、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn共31個易切削結構鋼：易切削結構鋼分加硫易切削鋼、加硫磷易切削鋼、加鉛易切削鋼、加鈣易切削鋼、加硫碳錳易切削鋼等。牌號用規(guī)定的符號和阿拉伯數(shù)字表示。即以“易”的漢語拼音首位字母“Y”打頭，其后用兩位阿拉伯數(shù)字表示碳含量的萬分數(shù)。具體牌號有：Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9個牌號合金結構鋼：其牌號是按鋼的碳含量、所含合金元素的種類及數(shù)量來表示。這種表示(編制)方法，可以從牌號上直接看出鋼的大致化學成分及質量等級，比較直觀簡明。具體牌號有：20Mn2、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50

8、Mn2、20MnV、27MnSi、35MnSi、42MnSi、20SiMn 2Mo、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、40B、45B、50B、40MnB、45MnB、20MnMoB、15MnVB、20MnV B、40MnVB、20MnTiB、25MnTiBRE、15Cr、15CrA、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、50Cr、38CrSi、12CrMo、15CrMo、20CrMo、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMo V、12Cr1MoV、25Cr2MoVA、25Cr2Mo1VA、38CrMoAl、40CrV、50Cr

9、VA、15CrMn、20CrMn、40C rMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMnSiA、35CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、40CrMnTi、20CrNi、40CrNi、45CrNi、50CrNi、12CrNi2、12CrNi3、20CrNi3 、30CrNi3、37CrNi3、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、18CrNiMnMoA、45CrNi MoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA共77個彈簧鋼： 優(yōu)質碳素彈簧鋼 ：65、70、85。合金彈簧鋼 ：65Mn、55

10、Si2Mn、55Si2MnB、55SiMnVB、60Si2Mn、60Si2MnA、60 Su2CrA、60Si2CrVA、55CrMnA、60CrMnA、60CrMnMoA、50CrVA、60CrMnBA、30W4Cr2VA軸承鋼： 鉻軸承鋼： 滾動軸承鋼簡稱軸承鋼或滾珠鋼，是用來制造各種滾動軸承的套圈和滾動體的鋼種。在牌號頭部加“滾”的漢語拼音首位字母“G”表示軸承鋼。牌號有：GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn共5個牌號。無鉻軸承鋼：牌號表示方法與鉻軸承鋼相同，有：GSiMnV、GSiMnVXt、GSiMnMoV、GSiMnMoVXt、GMnMoV、GMnM

11、oVXt共6個牌號。滲碳軸承鋼：牌號有:G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo 等6個不銹鋼： 不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡稱，包括不銹鋼和耐酸鋼。 鉻(Cr)是不銹鋼獲得耐蝕性的最基本元素，一般含鉻量均在13%以上，有的高達30%左右。鎳(Ni)也是不銹鋼的主要合金元素，含量多的可達20%左右。具體牌號有：1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、1Cr17Ni7、1Cr18Ni9、Y1 Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9Se、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0C

12、r19Ni9N、0Cr19Ni19NbN、00Cr18Ni10N 、1Cr18Ni12、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、0Cr17Ni12Mo2、Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、0Cr17Ni12Mo2N、00Cr17Ni13Mo2N、0Cr18Ni12Mo2Cu2、00Cr18Ni14Mo2Cu2 、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni16Mo5、1Cr 18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb、0Cr18Ni9Cu3

13、、0Cr18Ni13Si4、0Cr26Ni5Mo2、1Cr18 Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni5Mo3Si2、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、Y1Cr17、1Cr17Mo、00Cr30Mo2、00Cr27Mo、1Cr12、1Cr13、0Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、1Cr17Ni2、7Cr17、8Cr17、9Cr18、11Cr17、Y11Cr17、9Cr18Mo、9Cr18MoV、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al共64個

14、牌號。優(yōu)質碳素結構鋼：主要性能和用途：普通含錳量： 08 用途：用于軋制薄板，深沖制品、油桶、高級搪瓷制品，也可用于制作管子， 墊片及心部強度要求不高的滲碳和氰化零件，電焊條等。08F 性能：冷塑性好，易成形；焊接性能優(yōu)良，時效敏感；切削性：冷拉正火態(tài)較退火態(tài)良好。用途：用于軋制薄板，深沖制品、油桶、高級搪瓷制品，也可用于制作管子， 墊片及心部強度要求不高的滲碳和氰化零件，電焊條等。10 用途：拉桿、夾頭、鋼管、墊片、墊圈、鉚釘、機床上的表面硬化零件、焊接零件等。10F 性能：冷塑性好，板材正火或高溫回火后性能極佳；切削性：冷拉正火較退火態(tài)好，易焊接。用途：用4mm以下冷壓深沖制品，如深沖器皿

15、、炮彈彈體。也可制造鍋爐管、油 桶頂蓋及鋼帶、鋼絲、焊接件、機械零件。1515F 用途：緊固件、沖模鍛件、冷拉制品以及螺釘、螺栓、法蘭盤等低負荷零件。20 用途：用于不經(jīng)常受很大應力而要求很大韌性的各種零件，如杠桿、軸套、螺釘、拉桿、起重鉤等。25 用作熱鍛和熱沖壓的機械零件，金屬切削機床上氰化零件，以及重型和中型機 械制造中負荷不大的軸、輥子、連接器、墊圈、螺栓、螺帽等，還可用作鑄鋼件。30 用途：重型和一般機械中的軸、拉桿、套環(huán)、套筒軸、絲桿、螺釘以及汽缸、機架等。35 性能：冷塑性尚好，各種焊接性能良好，切削性好，用于制作受力不大的機械零件及中小尺寸鍛件。用途：轉軸、曲軸、軸銷、杠桿、連

16、桿、橫梁、汽缸、套筒、螺母、墊圈等。40 用途：金屬切削機床的零件，重型和中型機械中的曲軸、齒輪、軸、連接桿等。45 性能：中碳優(yōu)質高強度鋼，淬透性低，一般正火態(tài)使用；只有要求高的零件才進行ML4調質。冷塑性一般；切削性：退火，正火比調質時，適于氫焊和氬孤焊，不適于氣焊。用途：用以制造蒸汽透平機、壓縮機、泵的運動零件；還可代替滲碳鋼制造齒輪、軸 、活塞銷等零件(零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火)；并可用作鑄件。?50 用于制造耐磨性要求高、動載荷及沖擊作用不大的零件，如鑄造齒輪、拉桿、 軋輥等；制造比較次要的彈簧、農機上的掘土犁鏵、重負荷的心軸與軸等，并可制造鑄件。55 用于制造連桿、軋輥、齒輪、扁

17、彈簧、輪圈、輪緣等，也可作鑄件。60-65 用于制造彈簧、彈簧圈、各種墊圈、離合器以及制造一般機械中的軸、軋 輥、偏心軸等。70-85 用來制造彈簧和發(fā)條、制造鋼絲繩用的鋼絲及高硬度的機件、如犁、鏵、 電車車輪等。較高含錳量 15Mn 用途：中心部分機械性能要求較高的滲碳零件和焊接零件，例如齒輪、凸輪軸、活塞銷、聯(lián)軸器、拖桿等；不滲碳則可用于受力不大而要求韌性較好的零件，如支架、鉸鏈、螺釘、螺母和鉚焊結構件等。20 Mn 25Mn 30Mn 主要用來制造螺拴、螺帽、螺釘杠桿、掣動踏板等。并可用冷拉制造在 高應力下工作的細小零件，如農機上的鉤、環(huán)、鏈等。35Mn 40Mn 用于制造承受疲勞負荷下

18、的零件，如曲軸、連桿等；也可用作高應力下 工作的螺釘、螺帽等。45Mn 50Mn 用于制造耐磨性要求高、在高負荷下熱處理的零件，如齒輪、齒輪軸 、摩擦盤、滾子及彈簧。55Mn 4合金結構鋼：合金結構鋼簡稱合結鋼，是在優(yōu)質碳素結構鋼的基礎上，適當?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素(總量5%)而制成的鋼種。5易切削結構鋼用途：易切削結構鋼簡稱易切鋼，是含有少量易削元素，具有良好的被切削加工性能的鋼種。主要用途：Y12硫磷復合低碳易切削鋼 是現(xiàn)有易切削鋼中磷含量最多的一個鋼種。常用于制造對力學性能要求不高的各種機器和儀器儀表零件，如螺栓、螺母、銷釘、軸、管接頭等。Y12Pb含鉛易切削鋼 被切削加工性好，不存在

19、性能上的方向性，并有較高的力學性能， 常用于制造較重要的機械零件、精密儀表零件等。Y15復合高硫低硅易切削鋼 是我國自行研制成功的鋼種，被切削性高于Y12鋼，常用于制 造不重要的標準件，如螺栓、螺母、管接頭、彈簧座等。Y15Pb Y15Pb同Y12Pb，被切削加工性更好。Y20低硫磷復合易切削鋼 被切削加工性優(yōu)于20鋼而低于12鋼，可進行滲碳處理，常用于 制造要求表面硬、心部韌性高的儀器、儀表、軸類耐磨零件。Y30低硫磷復合易切削鋼 力學性能較高，被切削加工性也有適當改善，可制造強度要求 較高的標準件。Y35 Y35同Y30鋼，可調質處理。Y40Mn高硫中碳易切削鋼 有較高的強度、硬度和良好的

20、被切削加工性，適于加工要求剛 性高的機床零部件，如機床絲杠、光杠、花鍵軸、齒條等。Y45Ca鈣硫復合易切削鋼 不僅被切削性好，而且熱處理后具有良好的力學性能，適于制 造較重要的機器結構件，如機床齒輪軸、花鍵軸、拖拉機傳動軸等。6常用彈簧鋼特性及用途彈簧鋼是用于制造彈簧或其他彈性元件的鋼種，按成分分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼。65Mn 性能：碳素彈簧鋼，最后熱處理為淬火和回火；其強度較高，淬透性較大，脫碳傾向小，但有過熱敏感性，易出現(xiàn)淬火裂紋，并有回火脆性。在退火狀態(tài)下切削加工性尚好，焊接性好，冷變形塑性低，帶材可供一般彎曲。用途：用于制造彈簧及犁鏵等。50CrVA 性能：合金彈簧鋼，鋼的最后熱處

21、理為淬火和回火，熱處理后具有較好的韌性，高的比例極限和強度極限，具有高的疲勞強度，并有高的淬透性（與65Si2MnWA的淬透性相類似）與較低的過熱敏感性；零件使用溫度程300時，其彈性仍可保持。鋼的切削加工尚好，冷變形時塑性低，焊接性差。用途：用于制造彈簧7滾動軸承鋼特性和用途滾動軸承鋼簡稱軸承鋼或滾珠鋼，是用于制造各種滾動軸承的套圈和滾動體的鋼種。8碳素工具鋼特性和用途碳素工具鋼簡稱碳工鋼，其冷、熱加工性能，耐磨性能好，價格低廉，在工具鋼中是被廣泛采用的鋼種。T7 為亞共析鋼，淬火回火后具有較高的強度和韌性，且有一定的硬度，但熱硬性低，淬透性差、淬火變形大。常用于制造能承受振動和撞擊，要求較

22、高韌性，但切削性能要求 不太高的工具，如鑿子、沖頭等小尺寸風動工具，木工用鋸和鑿，簡單膠木模、鍛模、剪刀 、手錘、鐮刀等。T8 為共析鋼，淬火回火后具有較高的硬度和耐磨性，但熱硬性低，淬透性差、加熱時容易過熱，變形也大，塑性強度也較低。常用于不受大沖擊，需要較高硬度和耐磨性的工具，如簡單的模子和沖頭、切削軟金屬的刀具、木工用的銑刀和斧、鑿、鏨、圓鋸片以及鉗 工裝配工具、虎鉗鉗口等。T8Mn 性能同T8近似，但因加入了錳，淬透性較好，淬硬層較深。用途同T88，但可制造斷面較大的工具。T9性能同T8，但因碳含量較高一些，故硬度和耐磨性較高，韌性較差一些。常用作硬度較高，有一定韌性，但不受劇烈震動沖

23、擊的工具，如中心銃、沖模、沖頭、木工切削工具以及飼料機刀片、鑿巖石鑿子等。T10 為過共析鋼，在淬火加熱時不易過熱，仍保持細晶粒。韌性尚可，強度及耐磨性均較T7-T9高些，但熱硬性低，淬透性仍然不高，淬火變形大。這種鋼應用較廣，適于制造切削條件較差、耐磨性要求較高且不受突然和劇烈沖擊振動而需要一定的韌性及具有鋒利刃口的各種工具，如車刀、刨刀、鉆頭、絲錐、擴孔刀具、螺絲板牙、銑刀手鋸鋸條、小尺寸冷切邊模及沖孔模，低精度而形狀簡單的量具(如卡板等)，也可用作不受較大沖擊的耐磨零件。T11：為過共析鋼，其碳含量介于T10、T12之間，具有較好的綜合力學性能(如強度、硬 度、耐磨性及韌性等)。用途與T

24、10鋼基本相同，但不如T10鋼廣泛。T12：含碳高、耐磨性好，但脆性較大。用作不受沖擊的各種工具和耐磨零件，如車刀 、銑刀、絲錐、扳牙、銼刀、刮刀、以及小的冷切邊模、沖孔模等。T13：是碳工鋼中碳含量最高的鋼種，耐磨性最高，也最脆。用途與T12鋼基本相同，也可用作不受沖擊而要求極高耐磨性的機械零件。9合金工具鋼用途：合金工具鋼簡稱合工鋼，是在碳工鋼的基礎上加入合金元素而形成的鋼種。10高速工具鋼主要用途：高速工具鋼簡稱高工鋼或高速鋼，俗稱“鋒鋼”或“風鋼”是一種適用于高速切削的高碳高合金工具鋼，其突出特點是具有很高的熱硬性。1.硅在鋼中的作用(1)提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性

25、和塑性降低。(2)硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比。這是一般彈簧鋼。(3)耐腐蝕性。硅的質量分數(shù)為15一20的高硅鑄鐵，是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面也將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。缺點：（4）使鋼的焊接性能惡化。2.錳在鋼中的作用（1）錳對提高鋼的淬透性。（2）錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度有顯著的作用。（3）錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。缺點：含錳較高時，有較明顯的回火脆性現(xiàn)象；錳有促進晶粒長大的作用，因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服：當錳的質量分數(shù)超過1時，會使鋼的焊

26、接性能變壞，錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。3.鉻在鋼中的作用（1）鉻可提高鋼的強度和硬度。（2）鉻可提高鋼的高溫機械性能。（3）使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性（4）阻止石墨化（5）提高淬透性。缺點：鉻是顯著提高鋼的脆性轉變溫度鉻能促進鋼的回火脆性。4. 鎳在鋼中的作用（1）可提高鋼的強度而不顯著降低其韌性。（2）鎳可降低鋼的脆性轉變溫度，即可提高鋼的低溫韌性。（3）改善鋼的加工性和可焊性。（4）鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力，不僅能耐酸，而且能抗堿和大氣的腐蝕。5.鉬在鋼中的作用（1）鉬對鐵素體有固溶強化作用。（2）提高鋼熱強性（3）抗氫侵蝕的作用。（4）提高鋼的淬透性。缺點：鉬的主要不良作用是它能使

27、低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向。6.鎢在鋼中的作用(1) 提高強度（2）提高鋼的高溫強度。（3）提高鋼的抗氫性能。（4）是使鋼具有熱硬性。因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素。7.釩在鋼中的作用(1)熱強性。（2）釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能。8.鈦在鋼中的作用（1）鈦能改善鋼的熱強性，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強度；（2）并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對氫的穩(wěn)定性高達600以上，在珠光體低合金鋼中，鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此，鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強鋼中的重要合金元素之一。9.鈮在鋼中的作用（1）鈮和碳、氮、氧都有極強的結合力，并與之形成相應的極為穩(wěn)定

28、的化合物，因而能細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。(2)有極好的抗氫性能。(3)鈮能提高鋼的熱強性10.硼在鋼中的作用    ；（1）提高鋼的淬透性。（2）提高鋼的高溫強度。強化晶界的作用。11.鋁在鋼中的作用(1)用作煉鋼時的脫氧定氮劑，細化晶粒，抑制低碳鋼的時效，改善鋼在低溫時的韌性，特別是降低了鋼的脆性轉變溫度；(2)提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進行了較多的研究；4AI即可改變氧化皮的結構，加入6A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當鋁和鉻配合并用時，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含鐵50一55、鉻30一35、鋁10一15的合金，在1

29、 400C高溫時，仍具有相當好的抗氧化性。由于鋁的這一作用，近年來，常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。(3)此外，鋁還能提高對硫化氫和V2O5，的抗腐蝕性。缺點：脫氧時如用鋁量過多，將促進鋼的石墨化傾向。當含鋁較高時其高溫強度和韌性較低。黑色金屬：鐵和鐵的合金均稱為黑色金屬。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。純 鐵：純度很高的鐵，化學純鐵含碳量幾乎為零，工業(yè)純鐵含碳量%。純鐵是很軟的，一般不應用到實際中。生 鐵：把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的，含碳量24.3（也有資料稱%、%）的鐵碳合金稱為生鐵。生鐵質硬而脆，缺乏韌性，幾乎沒有塑性變形能力，因此不能通過鍛造、軋制、拉拔等方法加工成形，主要用來煉鋼和制造

30、鑄件，如白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。也有習慣上把煉鋼生鐵叫做生鐵，把鑄造生鐵簡稱為鑄鐵。鋼：含碳量在%之間（也有資料稱%）的鐵碳合金稱為鋼。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。1）硫：硫來源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中，F(xiàn)eS和 Fe形成低熔點(985)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在11501200以上，所以當鋼材熱加工時，由于 FeS化合物的過早熔化而導致工件開裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。含硫量愈高，熱脆現(xiàn)象愈嚴重，故必須對鋼中含硫量進行控制。高級優(yōu)質鋼：S%；優(yōu)質鋼：S%；普通鋼：S%

31、以下。2）磷：磷是由礦石帶入鋼中的，一般說磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強度、硬度增高，但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時，它使鋼材顯著變脆，這種現(xiàn)象稱"冷脆"。 冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞，含磷愈高，冷脆性愈大，故鋼中對含磷量控制較嚴。高級優(yōu)質鋼： P%；優(yōu)質鋼： P%；普通鋼：P%。3）錳：錳是煉鋼時作為脫氧劑加入鋼中的。由于錳可以與硫形成高熔點(1600)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力，能夠與鋼中的FeO成為MnO進入爐渣，從而改善鋼的品質，特別是降低鋼的脆性，提高鋼的強度和硬度。因此，錳在鋼中是一種有益元素。一般認為，鋼

32、中含錳量在%以下時，把錳看成是常存雜質。技術條件中規(guī)定，優(yōu)質碳素結構鋼中，正常含錳量是%；而較高含錳量的結構鋼中，其量可達%。4）硅：硅也是煉鋼時作為脫氧劑而加入鋼中的元素。硅與鋼水中的FeO能結成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去，因此硅是一種有益的元素。硅在鋼中溶于鐵素體內使鋼的強度、硬度增加，塑性、韌性降低。鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量通常在%，沸騰鋼中只含有%。由于鋼中硅含量一般不超過%，對鋼性能影響不大。5）氧：氧在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進入鋼中的，盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進行脫氧，但不可能除盡。氧在鋼中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夾雜形式，使鋼的強度、塑性降低。尤

33、其是對疲勞強度、沖擊韌性等有嚴重影響。6）氮：鐵素體溶解氮的能力很低。當鋼中溶有過飽和的氮，在放置較長一段時間后或隨后在200300加熱就會發(fā)生氮以氮化物形式的析出，并使鋼的硬度、強度提高，塑性下降，發(fā)生時效。鋼液中加入Al、Ti或V進行固氮處理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除時效傾向。7）氫：鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。白點常在軋制的厚板、大鍛件中發(fā)現(xiàn)，在縱斷面中可看到圓形或橢圓形的白色斑點；在橫斷面上則是細長的發(fā)絲狀裂紋。鍛件中有了白點，使用時會發(fā)生突然斷裂，造成不測事故。因此，化工容器用鋼，不允許有白點存在。 氫產(chǎn)生白點冷裂的主要原因是因為高溫奧氏體冷至較低溫時，氫在

34、鋼中的溶解度急劇降低。當冷卻較快時，氫原子來不及擴散到鋼的表面而逸出，就在鋼中的一些缺陷處由原子狀態(tài)的氫變成分子狀態(tài)的氫。氫分子在不能擴散的條件下在局部地區(qū)產(chǎn)生很大壓力，這壓力超過了鋼的強度極限而在該處形成裂紋，即白點。鋼的主要工藝性能有：冷態(tài)成型性、切削性、焊接性能、熱處理工藝性、鑄造性能等冷態(tài)成型性：冷態(tài)成型包括許多不同的冷成型工藝，如深沖、拉延成型和彎曲等。其冷態(tài)成型工藝性能優(yōu)劣涉及被變形材料的成分、組織和冷變形工藝參量（模具形狀、變形量、變形速度、潤滑條件等）。與冷態(tài)成型性有關的材料性能參量有：低的屈服強度高的延伸率高的均勻伸長率高的加工硬化率（n值），高的深沖性參量（r值）適當而均勻

35、的晶粒度；控制夾雜物的形狀和分布；游離滲碳體的數(shù)量和分布。1）冷軋薄鋼板：碳：碳含量增加會使拉延能力變壞，因此絕大部分鋼板都采用低碳鋼。 錳：錳的影響和碳相似，但適當?shù)暮靠梢詼p輕硫的不良作用。 磷、硅：磷和硅溶于鐵素體引起強化并略影響塑性，降低拉延性能。2）熱軋鋼板：選用沖壓用熱軋鋼板時，既要考慮強度要求，也要考慮沖壓性能。 碳：碳是對熱軋鋼板沖壓性能影響最大的元素。對于沖壓用的熱軋鋼板，一般不宜以增加碳的辦法來提高強度，應采用添加合金元素來提高鋼的強度。 硫：硫在鋼中形成硫化物夾雜，在軋制中拉長，分割金屬基體降低塑性，影響沖壓性能。普通碳素結構鋼：主要用途：Q195含碳量低，強度不高，塑性

36、、韌性、加工性能和焊接性能好。用于軋制薄板和盤條。冷、熱軋薄鋼板及以其為原板制成的鍍鋅、鍍錫及塑料復合薄鋼板大量用用屋面板、裝飾板、通用除塵管道、包裝容器、鐵桶、儀表殼、開關箱、防護罩、火車車廂等。盤條則多冷拔成低碳鋼絲或經(jīng)鍍鋅制成鍍鋅低碳鋼絲，用于捆綁、張拉固定或用作鋼絲網(wǎng)、鉚釘?shù)?。Q215強度稍高于Q195鋼，用途與Q195大體相同。此外，還大量用作焊接鋼管、鍍鋅焊管、爐撐、地腳螺釘、螺栓、圓釘、木螺釘、沖制鐵鉸鏈等五金零件。Q235 含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板。大量用用

37、建筑及工程結構。用以制作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機械零件。C、D級鋼還可作某些專業(yè)用鋼使用。Q255 性能與Q235差不多，強度稍有提高，塑性有所降低。應用不如Q235廣泛，主要 用作鉚接與檢接結構Q275 強度、硬度較高，耐磨性較好。用于制造軸類、農業(yè)機具、耐磨零件、鋼軌接 頭夾板、墊板、車輪、軋輥等普通低合金結構鋼：主要用途：Q295 鋼中只含有極少量的合金元素，強度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑結構，工業(yè)廠房，低壓鍋爐，低、中壓化工容器，油罐，管道， 起重機，拖拉機，車輛及對強度要求不高的一般

38、工程結構。Q345 Q390 綜合力學性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好的低溫韌性。主要用于船舶，鍋爐，壓力容器，石油儲罐，橋梁，電站設 備，起重運輸機械及其他較高載荷的焊接結構件。Q420 強度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有較高的綜合力學性能。主要用于大型船舶，橋梁，電站設備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機 械及其他大型焊接結構件。Q460 強度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火狀態(tài)有很高的綜合力學性能，全部用鋁補充脫氧，質量等級為C、D、E級，可保證鋼的良好韌性的備用鋼種。用于各 種大型工程結構及要求強度高，載荷大的輕型結構。碳元

39、素是鋼鐵中最基本的元素，含碳量的高低是區(qū)別鋼和鐵的依據(jù)。一般含碳量1.7%稱為鋼1.7%時則是鐵。碳在鋼鐵中呈化合狀態(tài)和游離狀態(tài)，鋼中的碳大部分以化合狀態(tài)存在；在鐵中碳都以游離狀態(tài)存在，化合碳和游離碳之和稱為總碳量。當碳含量高時，鋼的硬度和強度增加,但是其熔點、塑性和延展性降低，使鋼難于加工。生鐵的強度和硬度隨化合碳的增加而增高。硫在鋼中是一種有害元素。它使鋼產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，降低鋼的機械性能，對鋼的耐腐蝕性和可焊性不利，在易切削鋼中，為了改善鋼的切削加工性能，可提高硫的含量，在一般合金中硫的含量都較低。1）碳素結構鋼：表示方法：Q+數(shù)字+（質量等級符號）+（脫氧方法符號）+（專門用途的符號）鋼號

40、冠以“Q”，代表鋼材的屈服點；“Q”后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa。例Q235表示屈服點（s）為235 MPa的碳素結構鋼；必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、CD。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。專門用途的碳素鋼：例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。2）優(yōu)質碳素結構鋼：表示方法：數(shù)字+（元素符號）+（脫氧方法符號）+（專門用途的符號）鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量

41、的萬分之幾表示，例如平均碳含量為%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。錳含量較高的優(yōu)質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。3）碳素工具鋼：表示方法：字母T+數(shù)字+（元素符號）+（質量等級符號）鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為%。錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。高級優(yōu)質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例

42、如“T8MnA”。5）合金結構鋼：表示方法：（專門用途符號）+數(shù)字+主要合金元素符號和數(shù)字+微量合金元素符號+（質量等級符號）+（專門用途符號）鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為%，后者為%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量%、%、%時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。鋼

43、中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中：釩為%，硼為%。高級優(yōu)質鋼應在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質鋼。專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi6）低合金高強度鋼：表示方法：（專門用途符號）+數(shù)字+主要合金元素符號和數(shù)字+微量合金元素符號+（質量等級符號）+（專門用途符號）鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。對專業(yè)用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為

44、“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。7）彈簧鋼：彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優(yōu)質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。10）不銹鋼和耐熱鋼：鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為%，若鋼中含碳量0.03%或%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。黑色金屬：鐵和鐵的合金均稱為黑色金屬。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。純 鐵：純度很高的鐵，化學純鐵含碳量

45、幾乎為零，工業(yè)純鐵含碳量%。純鐵是很軟的，一般不應用到實際中。生 鐵：把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的，含碳量24.3（也有資料稱%、7%）的鐵碳合金稱為生鐵。生鐵質硬而脆，缺乏韌性，幾乎沒有塑性變形能力，因此不能通過鍛造、軋制、拉拔等方法加工成形，主要用來煉鋼和制造鑄件，如白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。也有習慣上把煉鋼生鐵叫做生鐵，把鑄造生鐵簡稱為鑄鐵。鋼：含碳量在%之間（也有資料稱%）的鐵碳合金稱為鋼。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。1）硫：硫來源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中，F(xiàn)eS和

46、Fe形成低熔點(985)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在11501200以上，所以當鋼材熱加工時，由于 FeS化合物的過早熔化而導致工件開裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。含硫量愈高，熱脆現(xiàn)象愈嚴重，故必須對鋼中含硫量進行控制。高級優(yōu)質鋼：S%；優(yōu)質鋼：S%0.045%；普通鋼：S%以下。2）磷：磷是由礦石帶入鋼中的，一般說磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強度、硬度增高，但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時，它使鋼材顯著變脆，這種現(xiàn)象稱"冷脆"。 冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞，含磷愈高，冷脆性愈大，故鋼中對含磷量控制較嚴。高級優(yōu)質鋼： P%；優(yōu)質鋼： P%；普通鋼：P%。3

47、）錳：錳是煉鋼時作為脫氧劑加入鋼中的。由于錳可以與硫形成高熔點(1600)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力，能夠與鋼中的FeO成為MnO進入爐渣，從而改善鋼的品質，特別是降低鋼的脆性，提高鋼的強度和硬度。因此，錳在鋼中是一種有益元素。一般認為，鋼中含錳量在%以下時，把錳看成是常存雜質。技術條件中規(guī)定，優(yōu)質碳素結構鋼中，正常含錳量是%；而較高含錳量的結構鋼中，其量可達%。4）硅：硅也是煉鋼時作為脫氧劑而加入鋼中的元素。硅與鋼水中的FeO能結成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去，因此硅是一種有益的元素。硅在鋼中溶于鐵素體內使鋼的強度、硬度增加，塑性、韌性降低。鎮(zhèn)靜鋼中的含硅

48、量通常在%，沸騰鋼中只含有%。由于鋼中硅含量一般不超過%，對鋼性能影響不大。5）氧：氧在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進入鋼中的，盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進行脫氧，但不可能除盡。氧在鋼中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夾雜形式，使鋼的強度、塑性降低。尤其是對疲勞強度、沖擊韌性等有嚴重影響。6）氮：鐵素體溶解氮的能力很低。當鋼中溶有過飽和的氮，在放置較長一段時間后或隨后在200300加熱就會發(fā)生氮以氮化物形式的析出，并使鋼的硬度、強度提高，塑性下降，發(fā)生時效。鋼液中加入Al、Ti或V進行固氮處理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除時效傾向。7）氫：鋼中溶有氫會引起鋼

49、的氫脆、白點等缺陷。白點常在軋制的厚板、大鍛件中發(fā)現(xiàn)，在縱斷面中可看到圓形或橢圓形的白色斑點；在橫斷面上則是細長的發(fā)絲狀裂紋。鍛件中有了白點，使用時會發(fā)生突然斷裂，造成不測事故。因此，化工容器用鋼，不允許有白點存在。 氫產(chǎn)生白點冷裂的主要原因是因為高溫奧氏體冷至較低溫時，氫在鋼中的溶解度急劇降低。當冷卻較快時，氫原子來不及擴散到鋼的表面而逸出，就在鋼中的一些缺陷處由原子狀態(tài)的氫變成分子狀態(tài)的氫。氫分子在不能擴散的條件下在局部地區(qū)產(chǎn)生很大壓力，這壓力超過了鋼的強度極限而在該處形成裂紋，即白點。鋼的主要工藝性能有：冷態(tài)成型性、切削性、焊接性能、熱處理工藝性、鑄造性能等冷態(tài)成型性：冷態(tài)成型包括許多不同的冷成型工藝，如深沖、拉延成型和彎曲等。其冷態(tài)成型工藝性能優(yōu)劣涉及被變形材料的成分、組織和冷變形工藝參量（模具形狀、變形量、變形速度、潤滑條件等）。與冷態(tài)成型性有關的材料性能參量