常用合金钢知识

一、合金钢分类

所谓合金钢，即在碳钢的基础上加入一些合金元素，比如Si、Mn、W、V、Ti、Cr、Ni、Mo等，能够改善钢的强度、韧性、淬透性、可焊接性等性能。合金钢可按照合金元素含量进行分类，而在工业生产生活中，合金钢会被具体地用到特定的行业，按照用途进行分类也很常见。

按照合金元素含量多少分类

低合金钢：合金总量低于5%；

中合金钢：合金总量为5~10%；

高合金钢：合金总量高于10%。

按照用途分类

合金结构钢：低合金结构钢(也称普通低合金钢)；合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢；滚珠轴承钢

合金工具钢：合金刃具钢(含低合金刃具钢、高速钢)；合金模具钢(含冷模具钢、热模具钢)；量具用钢

特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。

二、合金钢编号

1）低合金高强度结构钢 

其牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服极限数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三个部分按顺序排列。例如Q390A，表示屈服强度σs＝390N/mm2、质量等级A的低合金高强度结构钢。

2）合金结构钢 

其牌号由“两位数字十元素符号+数字”三部分组成。前面两位数字代表钢中平均碳质量分数的万倍，元素符号表示钢中所含的合金元素，元素符号后面数字表示该元素的平均质量分数的百倍。合金元素的平均质量分数＜1.5%时，一般只标明元素而不标明数值；当平均质量分数≥1.5％、≥2.5％、≥3.5%，…时，则在合金元素后面相应地标出2， 3，4，…。例如40Cr，其平均碳的质量分数Wc=0.4％，平均铬的质量分数WCr＜1.5％。如果是高级优质钢，则在牌号的末尾加“A”。例如38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。

3）滚动轴承钢

在牌号前面加“G”(“滚”字汉语拼音的首位字母)，后面数字表示铬的质量分数的千倍，其碳的质量分数不标出。例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数WCr＝1.5％的滚动轴承钢。铬轴承钢中若含有除铬外的其它合金元素时，这些元素的表示方法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢，但牌号后不加“A”。

4）合金工具钢 

这类钢的编号方法与合金结构钢的区别仅在于：当Wc＜1％时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍；当碳的质量分数≥1%时，则不予标出。例如Cr12MoV钢，其平均碳的质量分数为Wc=1.45％~1.70%，所以不标出；Cr的平均质量分数为12％，Mo和V的质量分数都是小于1.5%。又如9SiCr钢，其平均Wc=0.9％，平均WCr均＜1.5％。不过高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金工具钢及高速工具钢都是高级优质钢，所以它的牌号后面也不必再标“A”。

5）不锈钢与耐热钢 

这类钢牌号前面数字表示碳质量分数的千倍。例如3Crl3钢，表示平均质量分数Wc＝0.3％，平均质量分数WCr＝13％。当碳的质量分数Wc≤0.03％及Wc≤0.08％时，则在牌号前面分别冠以“00”及“0”表示，例如00Cr17Ni14Mo2，0Cr19Ni9钢等。

三、常见合金钢详解

普通低合金钢

Q345，用途：主要用于制造桥梁，船舶，车辆，锅炉，压力容器，输油输气管道，大型钢结构等。在热轧空冷状态下使用,组织为细晶粒的F+P，不再热处理。

Q345包括旧钢号 12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu。

Q420

在正火状态下使用,组织为F+S

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Q345包括旧钢号15MnVN ,14MnVTiRE。

合金调质钢（低淬透性）

40Cr

用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓、进气阀。

合金弹簧钢

65Mn 60Mn2Si

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65Mn 60Mn2Si钢应用举例：截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧。

20Cr

用途：可制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件.能同时承受强烈的摩擦磨损,较大的交变载荷,特别是冲击载荷。

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合金渗碳钢（中淬透性）

20CrMnTi

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滚珠轴承钢

GCr15

用途：制造滚动轴承的滚动体(滚珠、滚柱、滚针),内外套圈等. 或制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件.

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低合金刃具钢

9SiCr CrWMn

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高速钢

W18Cr4V

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冷模具钢

Cr12

用途：用于制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等,工作温度不超过300 ℃. 要求不高的冷模具用9SiCr等低合金刃具钢制造.。Cr12大型冷模具用钢,热处理变形很小,制造重载和形状复杂的模具.

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热模具钢

4Cr5MoSiV

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组织为回火马氏体 粒状碳化物和少量残余奥氏体.为了保证热硬性,要进行多次回火.

量具用钢

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不锈钢

不锈钢：指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种。

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马氏体不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等, 它们在氧化性介质中都有足够的耐蚀性, 碳含量低的1Cr13、2Cr13钢耐蚀性较好,且有较好的机械能,3Cr13、4Cr13钢因碳含量增加,强度和耐磨性提高,但耐蚀性降低。

铁素体型不锈钢：1Cr17、1Cr17Ti等，这类钢的铬质量分数为17%～30%，碳质量分数低于0.15%，为单相铁素体组织，耐蚀性比Cr13型钢更好, 在退火或正火状态下使用，强度较低、塑性很好。

奥氏体型不锈钢：Cr18Ni9型（即18-8型不锈钢）,奥氏体不锈钢碳含量很低（约0.1%），耐蚀性很好。钢中常加入Ti或Nb，以防止晶间腐蚀。这类钢强度、硬度低，无磁性, 塑性、韧性和耐蚀性均较Cr13型不锈钢更好。采用固溶处理进一步提高奥氏体型不锈钢的耐蚀性。

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来源：材易通 特钢技术