合金结构钢（热处理性能优良的钢材）
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更新时间：2023-05-20
合金结构钢
本词条是多义词，共2个义项
热处理性能优良的钢材
合金钢结构钢是一种由多种元素（钼、锰、镍、铬、钒、硅和硼）合金化的钢材，合金元素增加了钢材强度、硬度、耐磨性和韧性。合金结构钢比碳素钢有更好的力学性能，具有更好的机械性能和更耐大气腐蚀，横截面积非常坚硬，因此可以承受高载荷而不会过度下垂，同时热处理性能优良。合金结构钢主要用于制造机械零件和工程结构。
基本信息
| 中文名 | 合金结构钢 |
| 外文名 | Alloy structure steels |
| 学科 | 材料工程 |
| 所在领域 | 工程技术 |
中国标准
标准号 StandardNo：GB/T 3077-1999
首次发布日期FirstIssuance Date ：1982-05-10
标准状态StandardState ：现行
复审确认日期ReviewAffirmance Date :2010-07-28
代替国标号ReplacedStandard ：GB/T 3077-1988
采标名称AdoptedInternational Standard Name：DIN EN 10083-1:1991
采用程度ApplicationDegree ： NEQ
采用国际标准AdoptedInternational Standard ：其他
国际标准分类号(ICS) ：75.140.20
标准类别StandardSort：基础
主管部门Governor ：中国钢铁工业协会
归口单位TechnicalCommittees ：全国钢标准化技术委员会
起草单位DraftingCommittee：大冶特殊钢股份有限公司
介绍
合金元素作用
有三个方面：①增大钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时，从表层起淬成马氏体层的深度，是取得良好综合性能的主要参数。除Co外，几乎所有合金元素如Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高钢的淬透性，其中Mn、Mo、Cr、B的作用最强，其次是Ni、Si、Cu。而强碳化物形成元素如V、Ti、Nb等，只有溶于奥氏体中时才能增大钢的淬透性。②影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散，因而在同样温度下和碳素钢相比，一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用，从而提高钢的回火稳定性，即提高钢的抗回火软化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显着，Al、Mn、Ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢，在500～600℃回火时，析出细小弥散的特殊碳化物质点如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分较粗大的合金渗碳体，使钢的强度不再下降反而升高，即出现二次硬化（见回火）。Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。③影响钢的强化和韧化。Ni以固溶强化方式强化铁素体；Mo、V、Nb等碳化物形成元素，既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度；碳的强化作用最显着。此外，加入这些合金元素，一般都细化奥氏体晶粒，增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂，Ni改善钢的韧性；Mn易使奥氏体晶粒粗化，对回火脆性敏感；降低P、S含量，提高钢的纯净度，对改善钢的韧性有重要作用（见金属的强化）。
分类
- 表面硬化结构钢，用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件，如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高，钢中含碳量应低，一般在0.12~0.25%，同时还有适量的合金元素，以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。渗碳或碳氮共渗钢，经850~950℃渗碳或碳氮共渗后，淬火并在低温回火（约200℃）状态下使用。氮化钢经氮化处理（480~580℃），直接使用，不再经淬火与回火处理。合金结构钢由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性-脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。
生产工艺
根据钢种和钢的质量要求，合金结构钢的冶炼，可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉；再加入电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时，应力求温度均匀并有足够的保温时间，以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀；锻、轧后的钢材，尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢，在600℃以上时应快速冷却，以免加重带状组织；截面较大的锻件，应采取措施消除内应力和白点。调质钢应尽可能淬火成马氏体组织，然后回火成索氏体组织；渗碳钢在渗碳过程中，渗层浓度梯度不宜过大，以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物；氮化钢必须先经热处理得到所需的性能，再经最后精加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨去除外，不再加工。
其他信息
合金结构钢可分为普通合金结构钢和特殊用途合金结构钢。
合金结构钢广泛用于船舶、车辆、飞机、导弹、兵器、铁路、桥梁、压力容器、机床等结构上。
合金结构钢用途
合金结构钢细分类与统一数字代号
统一数字代号 | |
AO×××× | Mn(X)、MnMo(X)系钢 |
Al×××× | SiMn(X)、 SiMnMo (X)系钢 |
A2×××× | Cr(X)、CrSi(X)、CrMn(X)、CrV(x)、CrMnSi(X)系钢 |
A3×××× | CrMo(X)、CrMoV(X)系钢 |
A4×××× | CrNi(X)系钢 |
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