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合金結(jié)構(gòu)鋼

用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的鋼種稱為合金結(jié)構(gòu)鋼。主要有低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。
低合金結(jié)構(gòu)鋼
1.用途主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。
2.性能要求
(1)高強(qiáng)度：一般其的屈服強(qiáng)度在300MPa以上。
(2)高韌性：要求延伸率為15%～20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m～800kJ/m。對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。
(3)良好的焊接性能和冷成型性能。
(4)低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。
(5)良好的耐蝕性。
3.成分特點(diǎn)
(1)低碳：由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超過0.20%。
(2)加入以錳為主的合金元素。
(3)加入鈮、鈦或釩等輔加元素：少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細(xì)碳化物或碳氮化物，有利于獲得細(xì)小的鐵素體晶粒和提高鋼的強(qiáng)度和韌性。
此外，加入少量銅（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。
4.常用低合金結(jié)構(gòu)鋼
16Mn是我國(guó)低合金高強(qiáng)鋼中用量最多、產(chǎn)量***的鋼種。使用狀態(tài)的組織為細(xì)晶粒的鐵素體—珠光體，強(qiáng)度比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235高約20%～30%，耐大氣腐蝕性能高20%～38%。

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，如果焊后出現(xiàn)變形沒有達(dá)到原來的形狀，那么要將焊件加熱到淬火溫度進(jìn)行矯正錘擊或頂壓
15MnVN中等級(jí)別強(qiáng)度鋼中使用最多的鋼種。強(qiáng)度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。
強(qiáng)度級(jí)別超過500MPa后，鐵素體和珠光體組織難以滿足要求，于是發(fā)展了低碳貝氏體鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷條件下得到貝氏體組織，使強(qiáng)度更高，塑性、焊接性能也較好，多用于高壓鍋爐、高壓容器等。
5.熱處理特點(diǎn)
這類鋼一般在熱軋空冷狀態(tài)下使用，不需要進(jìn)行專門的熱處理。使用狀態(tài)下的顯微組織一般為鐵素體+索氏體。
合金滲碳鋼
1.用途主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中遭受強(qiáng)烈的摩擦磨損，同時(shí)又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。
2.性能要求
(1)表面滲碳層硬度高，以保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時(shí)具有適當(dāng)?shù)乃苄院晚g性。
(2)心部具有高的韌性和足夠高的強(qiáng)度。心部韌性不足時(shí)，在沖擊載荷或過載作用下容易斷裂；強(qiáng)度不足時(shí)，則較脆的滲碳層易碎裂、剝落。
(3)有良好的熱處理工藝性能在高的滲碳溫度（900℃～950℃）下，奧氏體晶粒不易長(zhǎng)大，并有良好的淬透性。
3.成分特點(diǎn)
(1)低碳：碳含量一般為0.10%～0.25%，使零件心部有足夠的塑性和韌性。
(2)加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。
(3)加入阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的元素：主要加入少量強(qiáng)碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成穩(wěn)定的合金碳化物。
4.鋼種及牌號(hào)
20Cr低淬透性合金滲碳鋼。這類鋼的淬透性低，心部強(qiáng)度較低。
20CrMnTi中淬透性合金滲碳鋼。這類鋼淬透性較高、過熱性較小，滲碳過渡層比較均勻，具有良好的機(jī)械性能和工藝性能。
18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。這類鋼含有較多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。
5.熱處理和組織性能
合金滲碳鋼的熱處理工藝一般都是滲碳后直接淬火，再低溫回火。熱處理后，表面滲碳層的組織為合金滲碳體+回火馬氏體+少量殘余奧氏體組織，硬度為60HRC～62HRC。心部組織與鋼的淬透性及零件截面尺寸有關(guān)，完全淬透時(shí)為低碳回火馬氏體，硬度為40HRC～48HRC；多數(shù)情況下是屈氏體、回火馬氏體和少量鐵素體，硬度為25HRC～40HRC。心部韌性一般都高于700KJ/m2。
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CrMo合金圓鋼的熱處理通常包括普通熱處理退火正火淬火回火和表面熱處理表面淬火及化學(xué)熱處理一滲碳氮化滲金屬等兩大類[]。

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