NM400高强度低合金耐磨钢的组织与性能

收稿日期:2010-09-02

基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2010CB630800);国家科技支撑计划项目(2006BAE03A08)

作者简介:曹 艺(1982-),女,辽宁大石桥人,东北大学博士研究生;吴 迪(1952-),男,辽宁绥中人,东北大学教授,博士生导

师

第32卷第2期2011年2月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern U niversity(Natural Science)Vol 32,No.2Feb.2011

NM400高强度低合金耐磨钢的组织与性能

曹 艺1

,王昭东1

,吴 迪1

,张 逖

2

(1.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳 110819;

2.南京钢铁股份有限公司,江苏南京 210035)

摘 要:采用T i-Cr-B 微合金化成分设计、奥氏体再结晶区直接轧制及淬火加低温回火的热处理工艺,开发出低成本的N M400级别高强度、高韧性的低合金耐磨钢板 利用光学显微镜(OM )、扫描电镜(SEM )、透射电镜(T EM )等对其组织、性能、断口形貌及析出物进行了研究 结果表明:试验钢的组织主要为高密度位错板条马氏体及分布在板条上的碳化物;抗拉强度 1400M Pa,表面硬度 HV 450,-40 冲击功在60J 以上;钢板淬透性好,厚度方向硬度分布均匀;除固溶强化和细晶强化外,马氏体板条上的大量位错以及10nm 左右的T i(C,N)析出颗粒起到强烈的硬化作用;经能谱分析,断口韧窝处存在的第二相粒子主要为M nS 和Al 2O 3颗粒,最大尺寸在2 m 左右

关 键 词:低合金耐磨钢;力学性能;马氏体;析出物;硬化

中图分类号:T G 115.2;T G 115.5 文献标志码:A 文章编号:1005-3026(2011)02-0241-04

Microstructure and Mechanical Properties of HSLA Wear -Resistant Steel NM400

CA O Yi 1,WAN G Zhao -dong 1,W U Di 1,ZH AN G Ti 2

(1.T he State K ey Labo rator y of Rolling &Automation,Nor theastern U niv ersity,Shenyang 110819,China; 2.Nanjing Iron and Steel Co.,L td.,Nanjing 210035,China.Corresponding author:CA O Yi,E -mail:cao yicaro l @https://www.sodocs.net/doc/ef11141243.html,)

Abstract :T he low -alloy and low cost w ear -resistant H SLA NM 400steel plate w ith high toughness w as developed by T-i Cr -B m icro alloying,then direct rolling at austenite

recrystallization zone with low -temperature tempering after quenching.Its mechanical properties,microstructure,fracture morpholog y and precipitates w ere tested and investigated by means of optical m icroscope (OM ),scanning electron microscope (SEM )and transm ission electron microscope (TEM ).The results show ed that the microstructure of specimens is mainly composed of the high -density dislocated lath martensites w ith carbides distributed on them.T he tensile strength 1400M Pa,the surface hardness H V450and impact toughness at -40 >60J.With a good hardenability,the steel has a uniform hardness distribution in thickness direction.In addition to the solid solution hardening and grain refinement,a considerable number of the high -density dislocations and Ti(C,N )nano -precipitates play an effective role in hardening.It was found by SEM and EDS that the brittle second -phase particles in fracture dimples are mainly of M nS and Al 2O 3,w hose biggest size is about 2 m.Key words:low -alloy w ear -resistant steel;mechanical property;martensite;precipitate;hardening

与高锰钢、耐磨铸铁等耐磨材料相比,低合金耐磨钢具有更为优良的强韧性和耐磨性,成本相对较低;NM 400由于具有高硬度和良好韧性,同

时又具有可焊性及可加工性,因此得到广泛应用

国外生产的该级别耐磨钢主要有日本JFE 的EH400、瑞典SSAB 的HARDOX400以及日本住

友金属的K400等耐磨钢 随着用户对低合金耐磨钢尤其是NM400级别需求量日益增多,国内钢厂也开始逐渐投入耐磨钢的生产 但国内耐磨钢生产起步较晚,合金种类添加普遍较多、含量较高,这样不仅会影响耐磨钢的焊接性,还会降低冲击韧性,同时也提高了生产成本 在此背景下,笔者在C-M n 钢的基础上采用T i-Cr-B 微合金化的成分设计[1-4],在不添加M o,Ni 等贵重金属元素的条件下,充分利用C 的固溶强化作用和M n,Cr 和B 能提高钢的淬透性的特点,以及Ti 具有细化晶粒及析出硬化作用,采用奥氏体再结晶区直接轧制以及淬火加低温回火的热处理工艺,开发出一种低成本的NM 400低合金耐磨钢,在保证高硬度的同时还获得了良好的低温冲击韧性

1 试验钢的成分及工艺

采用真空感应熔炼获得150kg 钢锭,将其锻成80mm 120mm L 的方坯,其化学成分(质量分数,%)为:C 0 18~0 20,Si 0 2~0 5,Mn 1 2~1 6,P 0 015,S 0 003,T i 0 015~0 02,Cr 0 18~0 20,B 0 002,Al 0 02~0 04,O 0 0045,N 0 0045,Fe 余量

将方坯加热至1200 ,保温120min,在 450mm 热轧试验机组上采用奥氏体再结晶区直接轧制工艺进行热轧 开轧温度为1100~1050 ,终轧温度>950 ,累计压下率>70%,压下规程为80mm 61mm 43mm 31mm 23mm 17mm 14mm 12mm,轧后空冷至室温 热处理采用淬火+低温回火工艺,奥氏体化温度范围为900~950 ,保温20~40min 后水淬,回火加热温度为200~300 ,保温30~50m in

后空冷至室温 用HV -50A 型维氏硬度计测量宏观硬度,在液压式万能材料试验机上进行拉伸试验,在Instron 9250HV 型落锤冲击试验机上进行低温冲击试验,用LEICA-DM IRM 多功能光学显微镜和JSM -5500LV 扫描电镜对显微组织及断口进行观察,利用透射电镜对试样组织的精细结构进行观察

2 试验钢的力学性能

经奥氏体再结晶区轧制及淬火回火处理后,试验钢的表面硬度达到H V450以上,抗拉强度达到1460M Pa,屈服强度为1160MPa,延伸率为15%,-20 和-40 的冲击韧度分别为66和62J;可见试验钢具有良好的硬度和韧性匹配 该试验钢在拉伸变形时无屈服平台,具有较强的连续屈服能力;钢板在厚度方向上硬度分布均匀,良好的淬透性使钢板心部也能保持较高硬度,可有效抵抗磨损而延长使用寿命

3 试验钢的微观组织

3.1 显微组织

如图1所示,试验钢的显微组织主要为回火马氏体组织 原 晶粒内部被分割成多个不同延伸方向的马氏体束,见图1a 中白色箭头所指区域;同时可以观察到衬度不同马氏体块,见黑色箭头所指区域 细小碳化物弥散分布在板条内部和板条之间 经XRD 检测,没有检测到残余奥氏体组织 从表面、厚度方向1/4处、心部的显微组织中可以看出,由于Mn,Cr,B 等元素的添加,钢板表面到心部的马氏体组织较为完全,晶粒大小差别不明显,表面组织更为均匀

图1 试验钢的光学显微组织

F i g.1 Opti cal micrographs of speci m ens

(a) 表面组织;(b) 厚度方向1/4处组织;(c) 心部组织

用透射电镜进一步观察试验钢的显微组织,如图2所示:马氏体板条平行分布,尺寸一般在0 2 m 左右,板条上分布着大量碳化物及析出颗

粒,高密度的位错纠缠在一起 以间隙式溶入的饱和碳原子强烈地引起点阵畸变,形成以碳原子为中心的应力场,这个应力场与位错发生交互作用

242东北大学学报(自然科学版) 第32卷

从而使碳钉扎位错,起到主要的硬化作用[5] 此外,渗碳体的弥散析出使马氏体晶体内产生超显微结构的不均匀性,对硬化亦有一定的作用,但作用远小于碳的固溶 试验钢中的碳化物呈棒状和细片状,至少指向三个方向,见图2b中箭头所指;低温回火时渗碳体在马氏体板条中形核,沿马氏体的(110)惯习面长成细片状,并与基体有确定的晶体学关系[6]:(001) (211) ,[100] [011] ,[010] [111] 如图3a所示,试验钢的碳化物宽约10~30nm,长约50~100nm

图2 试验钢的透射照片

Fig.2 TEM images of specimens

(a) 马氏体板条;(b) 碳化物分布;(c) 高密度位错

3.2 析出物

由试验钢的力学性能及图1、图2可知,试验

钢经淬火及低温回火后获得了板条状的回火马氏

体组织,组织细小均匀,表现出良好的强韧性 前

面已经提到过试验钢中碳的固溶引起了强烈的硬

化作用,同时Ti元素的添加可细化晶粒,产生硬

化;另外,析出物的硬化作用也不容忽视[7-9] 由

图3可以看到,在马氏体板条内部除弥散分布的

渗碳体外,还分布着细小的Ti(C,N)析出颗粒,

尺寸在10nm左右 一般来讲,尺寸在50nm以上

的Ti(C,N)析出物主要起钉扎奥氏体晶界的作

用,对硬化作用贡献不大,在试验钢中该类型析出

物并未找到;而10nm左右的小尺寸析出物可以

起钉扎位错的作用,阻止位错移动,对强度和硬度

的提高贡献较大,在试验钢中该类型的析出物是

弥散分布的

图3 析出物及对应成分

Fig.3 Preci pi tates i n specimen and their compositions

3.3 断口分析

图4为拉伸断口形貌 从宏观上看断口为 杯

锥 状韧性断口,纤维断口区域较大,发生了较大

塑性变形,没有明显裂纹及夹杂物;从微观上看断

口处韧窝较深且分布均匀,韧窝处存在细小的夹

杂物颗粒,最大尺寸在2 m左右,经能谱分析,细

小的夹杂物多为硫化物夹杂和氧化物夹杂

图5为试验钢在-20 下的冲击断口形貌

从剪切唇和纤维区所占比例来看断口为韧、脆混

合断口;从微观上看,韧窝与解理面同时存在,有

较高的撕裂棱,说明裂纹扩展过程中在裂纹尖端

的钝化和扩展中吸收了较大的能量 韧窝处存在

0 5~2 m大小的夹杂物,形态不一;经能谱检

测,夹杂物成分主要为Al,Si,S,M n 分析表明,夹

杂物为MnS和Al2O3等,主要是由于冶炼过程中

夹杂的带入使钢中产生硫化物、氧化物、铝酸盐等

脆性相;同时,由于冶炼时残留下来的少量稀土元

素与硫、氧的亲和力较强,存在于夹杂中,能增加

夹杂物与晶界抵抗裂纹形成与扩展的能力

243

第2期 曹 艺等:NM400高强度低合金耐磨钢的组织与性能

图4 拉伸断口形貌及夹杂物能谱

Fig.4 Morphol ogy of tens i le fracture and ED S spectrum of inclusi

ons

图5 冲击断口形貌及夹杂物能谱

Fig.5 M orphology of impact fracture and EDS spectrum of inclusions

4 结 论

1)通过微合金化的成分设计,不添加M o,Ni 等贵重金属元素,采用直接轧制及淬火加回火工

艺得到以板条马氏体为主要组织的低成本NM 400耐磨钢;抗拉强度为1460M Pa,屈服强度为1160M Pa,延伸率为15%,-20 和-40 的冲击功均在60J 以上

2)钢板淬透性好,表面维氏硬度超过HV450,厚度方向硬度分布均匀

3)除C 的固溶强化作用和T i 的细晶强化作用外,尺寸在10nm 左右的Ti(C,N)析出颗粒弥散分布,从而钉扎位错也产生强烈的硬化作用 4)拉伸断口和冲击断口韧窝处存在MnS 和Al 2O 3脆性粒子,但尺寸细小,通过控制冶炼过程中的杂质可有效提高该耐磨钢的强度和韧塑性 参考文献:

[1]Berns H.M icrostructural properties of w ear -resistant alloys [J].Wear ,1995,181/182/183:271-279.

[2]

Jiang Z Q,Du J M ,Feng X L.Study and application of heat treatment of mult-i element w ear -resistant low -alloy s teel[J ].Jou rnal of Iron and S teel Research International ,2006,13(1):57-61.[3]

Calvo J,Jung I H ,Elw azri A M ,et al .Influence of the

chemical composition on transformation behavi or of low carbon microalloyed steels [J].M aterials Science and E ngineering :A ,2009,520(1/2):90-96.[4]

Berns H,W ew ers B.Development of an abrasi on resistant steel composi te w ith in situ TiC particles[J].W e ar ,2001,251:1386-1395.[5]

Krauss G.M artensite in steel:strength an d structure [J ].M aterials Science and Engine er ing :A ,1999,273/274/275:40-57.[6]

胡光立,谢希文 钢的热处理[M ] 西安:西北工业大学出版社,2004:203-213

(Hu Guang -li,Xie X-i w en.H eat treatm ent of s teels [M ].Xi an:Northw estern Polytechnical University Press,2004:203-213.)[7]

Xu G,Gan X L,M a G J,et al .The developm ent of T-i alloyed high strength microalloy s teel [J ].M ater ial and

Desig n ,2010,31(6):2891-2896.[8]

郑东升,朱伏先,张明亚,等 Nb-Ti 微合金化热轧多相钢的组织和性能[J ] 东北大学学报:自然科学版,2010,31(6):803-807 (Zheng Dong -sheng,Zhu Fu -xian,Zhang M ing -ya,et al .On the microstructure and m echanical properties of hot -rolled Nb-T i microalloyed multiphase s teel[J].Jou rnal of N ortheaster n Univ ersity:Natural S cience ,2010,31(6):803-807.)[9]

Ch en C Y,Yen H W,Kao F H,et al .Precipi tation hardening of high -strength low -alloy steels by nanometer -sized carbides[J].M aterials S c ience and Engine er ing :A ,2009,499(1/2):162-166.

244东北大学学报(自然科学版) 第32卷

低合金高强度结构钢GBT

低合金高强度结构钢GB/T 1591-2008 一，范围 本标准规定了低合金高强度结构钢的牌号、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。 二，规范引用文件 GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 223.5 钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原性硅酸盐分 分光光度法 GB/T 223.9 钢铁及合金铝含量的测定铬天青S分光光度法 GB/T 223.12钢铁及合金化学分析方法碳酸钠分离-二笨碳酰 二肼光度法测铬含量 GB/T 223.14钢铁及合金化学分析方法钽试剂萃取光度法测定钒含量 GB/T 223.16钢铁及合金化学分析方法变色酸光度法测钛含量GB/T 223.19钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵三氯甲烷萃取光度法测定铜含量 GB/T 223.23钢铁及合金镍含量的测定丁二酮肟分光光度法 GB/T 223.26 钢铁及合金钼含量的测定硫氰酸盐分光光度法GB/T 223.37钢铁及合金化学分析方法蒸馏分离腚酚蓝光度法测定氮含量 GB/T 223.40 钢铁及合金铌含量的测定氯磺酚S分光光度法

GB/T 223.62钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷含量 GB/T 223.63钢铁及合金化学分析方法高锰酸钾光度法测锰量GB/T 223.67 钢铁及合金硫含量的测定次甲基蓝分光光度法GB/T 223.69 钢铁及合金碳含量的测定管式炉燃烧气体容量法GB/T 223.78钢铁及合金化学分析方法姜黄素直接光度法测定硼含量 GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法(ISO 6892) GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法验方法(ISO 148) GB/T 232 金属材料弯曲试验方法(ISO 7438) GB/T 247 钢板和钢带包装、标志、质量证明书的一般规定GB/T 2101 型钢验收包装、标志、质量证明书的一般规定GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样的制备(ISO 377) GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析法GB/T 5313 厚度方向性能钢板(ISO 7778) GB/T 17505 钢及钢产品交货一般技术要求(ISO 404) GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法(ISO 14284) GB/T 20125低合金钢多元素的测定(ISO 7778)电感耦合等离子体原子发射光谱法 YB/T 冶金技术标准的数值修约与检测数据的判定原则

低合金耐磨钢

低合金耐磨钢 1合金元素对低合金耐磨钢的作用 低合金耐磨铸钢中的合金元素，对提高钢的强韧性，提高淬透性，淬硬性，防止回火脆性，获得理想的组织、性能都有重要的作用。 1.1硅 硅缩小钢的γ相区，具有脱氧和固溶强化钢的作用，有助于提高钢的耐磨性，低合金马氏体耐磨钢中，常控制硅含量在0.4%-1.8%。在贝氏体钢中，硅具有强烈抑制碳化物析出的作用，使奥氏体具备较高的稳定性。 1.2锰 锰具有脱氧和固溶强化基体的作用，锰降低奥氏体分解速度，大幅度提高钢的淬透性，但是锰具有过热敏感性，淬火时，加热温度过高会引起晶粒粗大，并有增加残余奥氏体量的作用。低合金耐磨钢中锰含量常控制在0.3%-2.0%。 1.3铬 铬推迟过冷奥氏体的转变，增加钢的淬透性，尤其与鉬、镍、锰、硅的配合，能较大幅度提高钢淬透性。铬具有较大的回火抗力。低合金耐磨钢中常控制在0.5%-2.2%。 1.4鉬 鉬能够细化低合金耐磨钢的铸态组织，热处理能够强烈抑制奥氏体向珠光体转变，显著提高钢的淬透性，并能防止回火脆性的发生。鉬能使TTT曲线向右移，并使珠光体与贝氏体转变曲线发生分离。一

般根据尺寸和壁厚控制鉬的加入量，低合金耐磨钢中常控制在 0.2%-1.2%。 1.5镍 镍形成和稳定奥氏体，可提高钢的淬透性，使组织在常温下保留一定的残余奥氏体，以提高韧性。镍还有一定的抗腐蚀能力，含镍的低合金钢有较高的抗腐蚀疲劳性能。低合金耐磨钢中镍含量常控制在0.1%-1.5%。 2多元低合金耐磨钢的特点及用途 多元低合金耐磨钢，经“淬火+回火”热处理，硬度高，耐磨性好，具有良好的强韧性，使用中不易变形断裂，适用于挖掘机、装载机斗齿，拖拉机履带板、破碎机板锤和锤头，球磨机衬板以及小型鄂板等耐磨件。 3低合金耐磨钢的种类、特点及应用 3.1水淬低合金耐磨钢 水淬低合金耐磨钢碳含量低于0.27%，可获得板条状马氏体+残余奥氏体组织，具有良好的塑韧性，但淬火后硬度较低，小于45HRC 抗磨能力不足。碳含量大于0.33%时，硬度增加不大，但韧性损失较严重。当碳含量大于0.38%时，水淬时易出现淬火裂纹。因此水淬耐磨钢的碳含量一般控制在0.25%-0.35%，常用0.28%-0.33%，此时可获得硬度48HRC-52HRC甚至更高的硬度，同时也具备较好的强韧性。碳量不同获得的硬度和韧性不同。 水淬低合金马氏体耐磨钢，特点是碳含量低，为0.2%-0.35%，淬

特殊性能低合金高强度钢

特殊性能低合金高强度钢

特殊性能低合金高强度钢 摘要：特殊钢属于工程构件用钢，它是具有特殊的化学成分、采用特殊工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。是国民经济各部门不可缺少的重要基础材料。 特殊钢的产量、质量和品种反映出一个国家工业化和科学技术发展的水平，是一个国家工业化水平的重要标志之一。随着知识经济和高技术产业的迅猛发展，对特殊钢提出高性能、多样化、低成本、节约能源，并符合环保和可持续发展的要求。本文主要介绍工程结构用特殊钢。 分类 一、耐候钢 定义： 以保证力学性能为主适当提高耐大气腐蚀性能以延长钢结构件使用寿命的一类刚。分为焊接结构用耐候钢和高耐候钢两类。 耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，如Cu、Cr、P、Ni等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高钢材的耐候性能。为了改善钢的性能，可以加入一种或多种微量合金元素，但添加量应当要符合国际标准。 应用： 目前对焊接性要求不高的轻型结构件多采用较便宜的P-Cu系耐候钢。对于韧性和焊接性要求较高额结构件则采用Cr-Cu系耐候钢。 高强度钢主要用在车辆、桥梁、房屋、集装箱等结构的制造中，既满足了高腐蚀性又满足了好的成型性能和焊接性能。例如：我国开发研制的08CuPVRE 耐候钢已经批量用于铁路车辆制造和一些近海设施。 工艺要求 从消除夹杂物的有害影响和改善腐蚀性能两个角度入手，确定加入合金元素的量。 过高的稀土量没有什么意义，要选择合适的稀土含量。 双相区淬火可以得到较高的强韧性配合以及良好的成形性和焊接性。 加工变形可以影响耐候钢热处理时的组织变化。 二、表面处理钢材 定义： 钢材表面镀涂耐蚀合金或有机材料，既经济又显著提高其耐蚀能力。 因为刚的腐蚀都是从表面开始，整体合金化加入的合金元素，90%没有发挥作用，反而增加了成本，有时候还降低了性能，所以采用表面处理钢材。 分类 镀锌板 热镀锌板的平均耐蚀寿命为5~10年。 家电行业镀锌板镀层厚、耐蚀性能好、冲压性能高、生产成本低；采用了深冲电镀锌钢板或进口的深冲小锌花热镀锌板和合金化热镀锌板制作。 汽车用镀层板

低合金钢分类

低合金钢分类 文章来源：钢铁E站通低合金钢分类 根据国家标准GB/T 13304《钢分类》第二部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，低合金钢分类如下。 低合金钢按主要质量等级分为普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢三类： (1)普通质量低合金钢 普通质量低合金钢是指不规定生产过程中需要特别控制质量要求的供作一般用途的低合金钢。应同时满足下列条件： 1)合金含量较低(符合对低合金钢的合金元素规定含量界限值的规定)； 2)不规定热处理(退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待)； 3)如产品标准或技术条件中有规定，其特性值应符合下列条件： 硫或磷含量最高值：≥%； 抗拉强度最低值：≤690MPa； 屈服点或屈服强度最低值：≤360MPa； 伸长率最低值：≤26％； 弯心直径最低值：≥2×试样厚度； 冲击功最低值(20C，V型纵向标准试样)：≤27J。 注：①力学性能的规定值指厚度为3～16mm钢材的纵向或横向试样测定的性能。 ②抗拉强度、屈服点或屈服强度特性值只适用于可焊接的低合金高强度结构钢。 4)未规定其他质量要求。 普通质量低合金钢主要包括： ①一般用途低合金结构钢，规定的屈服强度不大于360MPa，如GB/T 1591规定的 Q295A、Q345A；

②低合金钢筋钢，如GB 1499规定的20MnSi、20MnTi、20MnSiV、25MnSi、 20MnNbb； ③铁道用一般低合金钢．如GB 11264规定的低合金轻轨钢45SiMnP、50SiMnP； ④矿用一般低合金钢，如GB/T 3414规定的M510、M540、M565热轧钢。 (2)优质低合金钢 优质低合金钢是指除普通质量低合金钢和特殊质量低合金钢以外的低合金钢，在生产过程中需要特别控制质量(例如降低硫、磷含量，控制晶粒度，改善表面质量，增加工艺控制等)，以达到比普通质量低合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能、良好的冷成形性能等)，但这种钢的生产控制和质量要求，不如特殊质量低合金钢严格。 优质低合金钢主要包括： ①可焊接的高强度结构钢，规定的屈服强度大于360MPa而小于420MPa的一般用途低合金结构钢，如GB/T 1591规定的Q295B、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E、 Q390A、Q390B、Q390C，Q390D、Q390E； ②锅炉和压力容器用低合金钢，如GB 713规定的16Mng、12Mng、15MnVg； YB/T5139规定的16MnR；GB 6653规定的HP295、HP325、HP345、HP365；GB 6654规定的16MnR、15MnVR、15MnVNR；GB 6479规定的16Mn、15MnV； ③造船用低合金钢，如GB 712规定的AH36、DH36、EH36； ④汽车用低合金钢，如GB/T3273规定的09MnREL、06TiL、08TiL、09SiVL、16MnL、16MnREL： ⑤桥梁用低合金钢，如YB 168规定的12Mnq、12MnVq、16Mnq、15MnVq、 15MnVNq，YB(T)10规定的16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq； ⑥自行车用低合金钢，如YB/T 5064、YB/T 5066、YB/T 5067、YB/T 5068规定的 12Mn、15Mn、19Mn；

碳素钢和低合金钢的定义

碳钢 主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。 碳钢也叫碳素钢，指含炭量WC小于2%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。 按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种； 按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢； 按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（T Z）； 按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）； 按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。 一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。 按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。 原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不同之处。 ①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着我国普钢企业的技术改造和工艺进步，特钢企业的产品领域也在缩小，1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。 ②国外的低合金钢，实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢，属于特殊钢范畴，在美国叫做高强度低合金钢（HSLA—Steel），俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢，日本命名为高张力钢。而在国内，首先是把低合金钢划入了普钢范围，概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化，如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢，至1994年叫做低合金高强度结构钢（GB/T1591—94）。到目前为止，从发表的资料文献来看，低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。

耐磨钢组织研究及发展

耐磨钢的组织研究及发展应用 摘要：本研究描述了几种新型耐磨钢的情况，包括国内外生产状况、研究现状及发展方向，其中重点介绍了准贝氏体高强耐磨钢、奥氏体耐磨钢及马氏体耐磨钢的组织结构及耐磨特点，用大量实验数据加以说明，如何获得最佳生产效果，并通过实用性指出耐磨钢开发应注重系列化和经济性。 关键词：耐磨钢；新型；发展方向；磨损研究 Abstract ：This study describes several new wear-resistant steel, including production situation at home and abroad, the present research situation and development direction, of which mainly introduces must bainite steel, high strength wear-resisting austenitic wear-resistant steel and martensite steel wear-resisting of organization structure and wear-resisting characteristics, with a lot of experimental data to illustrate, how to get the best production effect, and through the practical points out that wear-resisting steel development should pay attention to the series and economy. Keywords: Wear-resistant steel; New; Development direction; Wear research 1 前言 摩擦和磨损是与机械设备整个运转系统有关的复杂过程，影响因素很多，相应地减少摩擦和提高耐磨性的措施也是多方面。然而，摩擦和磨损毕竟是发生在材料的表面层，因此，材料本身的特性是一个最基本的影响因素。随着科学技术和国民经济的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代设备（特别是高速运转的自动生产线）生产效率的重要因素。 据统计，机械装备及其零件的磨损所造成的经济损失占国民经济总产值4%左右。因此，解决磨损和延长部件的使用寿命成为设计、制造和使用各种机械设备时所需要考虑的首要问题，耐磨材料已成为影响现代生产效率的重要因素。 2 国内外生产现状 近几十年来，高强度耐磨钢的开发与应用发展很快。这类钢是在低合金高强度可焊接钢的基础上发展起来的，耐磨性能好，使用寿命可达传统结构钢板的数倍;生产工艺较简单，一般采用轧后直接淬火加回火，或通过控轧、控冷工艺进行强化。 国内能生产高强度耐磨钢的厂家主要有舞钢、武钢、宝钢、南钢等，主要品种为NM360～400。每年年消耗耐磨钢30万～60万t，通常使用的钢板厚度为6～80（100）mm。在耐磨钢生产工艺设备方面，国内先后从国外引进数条机械化自动化生产线，并发展了结合国情的新型工艺设备。同时，采用炉外精炼与连铸等炼钢工艺新技术，使产品的内在质量、外观质量和使用性能都得到明显提高，金属消耗大幅度降低。一些厂家产品已达到或超过国际水平，出口到东南亚、日本、南非、美国、澳大利亚等地［1］，如舞钢生产的硬度HB≥360级的可焊接高强度结构用耐磨钢板，所制造的设备适用于高磨损、高冲击的场合，也可作为屈服强度≥700 MPa的高强度结构钢使用。在不损失强度的前提下，钢板具有良好的冲击韧性及焊接性能，另外，沈重开发研制了硬度达HB 360的NMG360耐磨钢板，其性能指标基本达到国外同类产品水平［2］。 当前国外生产耐磨钢板的著名厂家和产品有：瑞典奥克隆德生产的HARDOX系列；德国迪林根的400V 和500V；德国蒂森克虏伯（TKS）的XAR400、XAR450、XAR500；日本JFE 的EH360、EH400 和EH500等。瑞典钢铁奥克隆德有限公司是SSAB瑞典钢铁集团的成员之一，拥有全球领先的淬火和回

合金钢习题(答案)

合金钢 一、填空题 1.合金钢按主要用途可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三 大类。 2.合金钢按合金元素总量高低可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三种。 3.合金结构钢又细分为普通低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、 合金弹簧钢和滚动轴承钢五类。 4.调质钢的含碳量一般在0.25%至0.5 %之间。 5.合金刃具钢分为低合金刃具钢和高速钢两类。 6.高速钢在600℃以下工作时，硬度仍保持在HRC60以上，具有高的红硬性。 二、判断题（对的打“√”，错的打“×”） 1.合金钢是多种钢混合而成的混合物。（×） 2.合金钢因为含有合金元素，所以比碳钢淬透性差。（×） 3.大部分合金钢淬透性都比碳钢好。（√） 4.除Fe、C外还含有其他元素的钢就是合金钢。（×） 5.低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（×） 6.40Cr是最常用的合金调质钢。（√） 7.合金结构钢都是高级优质钢。（×） 8.合金工具钢都是高级优质钢。（√） 9.钢的淬透性是指钢淬火时能够达到的最高硬度。（×） 10.碳钢淬透性比合金钢好（×） 11.3Cr2W8V的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。（×） 12.GCr15是滚动轴承钢，但又可以制造柴油机中的精密偶件。（√） 13.特殊性能钢简称特类钢。（×） 14.16Mn的含碳量为0.16%，是较高含锰量的优质碳素结构钢。（×） 15.W6Mo5Cr4V2是高速钢。（√） 16.Cr12MoV是不锈钢。（×） 17.1Cr18Ni9Ti是合金工具钢。（×）

18.60Si2Mn是合金弹簧钢。（√） 19.GCr15既可做滚动轴承，也可做量具。（√） 20.含铬的钢都是不锈钢。（×） 三、单项选择题 1.合金钢除有较高的强度、比强度、热硬性和特殊的理化性能外，还有较高的 。 A．淬硬性B．淬透性C．减振性D．变形抗力 2.调质钢大多是 A．高碳钢B．低碳钢C．中碳钢D．B或C 3.合金结构钢主要是 A．低合金结构钢B．合金渗碳钢和合金弹簧钢 C．合金调质钢和滚珠轴承钢D．A+B+C 4.制造船舶、桥梁、大型钢结构的钢材是 A．普通碳素结构钢B．普通低合金结构钢 C．低合金调质钢D．不锈钢 5.制造南京长江大桥的材料是 A．优质碳素结构钢B．高合金钢 C．合金调质钢D．普通低合金钢 6.属于合金调质钢的是材料 A．20Cr B．40Cr C．4Cr9Si2 D．4Cr13 7.调质钢要求含碳量在一定的范围，如含碳量过低，则；含碳量过高， 则。 A．强度低/刚度低B．刚度低/强度低 C．韧性低/疲劳性能低D．硬度低/韧性低 8.下列钢材中属于合金钢的是。 A．20 B．40Cr C．ZG200—400 D．H62 9.生产中对较重要的零件（如汽车、拖拉机齿轮等）及对于截面较大或心部强度要 求较高的渗碳零件，通常采用来制造。 A．含碳量较低（0.10～0.25%）的钢B．含碳量为0.30%的钢

GBt1591-94低合金高强度钢

返回 中华人民共和国国家标 准 低合金高强度结构钢GB/T1591-94 High strength low alloy 代替GB1591-88 structural steels 本标准参照采用IS04950：1981《高屈服强度扁平钢材》和IS04951：1979《高屈服强度钢棒材和型材》。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了低合金高强度结构钢的牌号和技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等。 本标准适用于热轧、控轧、正火、正火加回火及淬火加回火状态供应的工程用钢和一般结构用厚度不小于3mm的钢板、钢带及型钢、钢棒,一般在供应状态下使用。 本标准规定低合金高强度结构钢的化学成分也适用于钢锭、连铸坯、钢坯及其制品。 2 引用标准

3 牌号表示方法 钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三个部分按顺序排列。 例如:Q390A 其中: Q--钢材屈服点的"屈"字汉语拼音的首位字母; 390--屈服点数值,单位MPa ;

A、B、C、D、E一一分别为质量等级符号。 4 尺寸、外形、重量等要求 尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定 5 技术要求 5.1 牌号和化学成分 5.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。合金元素含量应符合GB/T13304对低合金钢的规定。 注:表中的AI为全铝含量。如化验酸溶铝时,其含量应不小于0.010%。 5.1.1.1 Q295的碳含量39j0.18%也可交货。 5.1.1.2 不加V、Nb、Ti的Q295级钢,当C≤0.12%时,Mn含量上限可提高到1.80%。 5.1.1.3 Q345级钢的Mn含量上限可提高到1.70%。

钢材种类介绍

钢材的种类 炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。 1、型钢类 型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在 6.5 -9.0mm 的小圆钢称线材。 2、钢板类 是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板（厚度 < 4mm ）、中板（厚度 4 -25mm ）和厚板（厚度 > 25mm ）三种。钢带包括在钢板类内。 3、钢管类 钢管类是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。 4、钢丝类 钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。 按外形可分为线材、型材、板材、管材、金属制品五大类。 线材：普线高线螺纹钢 型材：工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢 H 型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿轮钢 六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴承圆钢矩型管弹簧钢 板材：中厚板容器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷板镀锌板电镀锌板电镀锌卷锰板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热轧带钢管材：焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝 金属材料：生铁马口铁铝铅黄铜锡锌 钢材是国家建设必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为线材、型材、板材、管材和金属制品五大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。 钢材的生产方法 大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：

(推荐)GBT1591-2018低合金高强度结构钢

目次 前言 (1) 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (2) 4牌号表示方法 (3) 5订货内容 (3) 6尺寸、外形.重量 (3) 7技术要求 (4) 8实验方法 (16) 9检验规则 (16) 10包装、标识和质量证明书 (17) 附录A (资料性附录)国内外标准牌号对照表 (18)

前言 本标准按照GB/T 1.1- 2009 给出的规则起草。 本标准代替GB/T 1591- -2008( 低合金高强度结构钢》。与GB/T 1591- -2008相比除编辑性修改外主要技术变化如下: ——明确了本标准的化学成分也适用于钢坯(见第1章,2008版第1章); ——修改了“热机械轧制”及“正火轧制”术语的定义,增加了“热轧”、“正火”术语与定义(见第3章，2008版第3章); ——修改了牌号表示方法(见第4 章,2008版第4章); ——增加了订货内容(见第5章); ——明确了尺寸外形、重量及允许偏差要求(见第6章,2008版第5章); ——以Q355钢级替代Q345钢级及相关要求(见第7章.9.2,2008版第6章.8.2); ——按不同交货状态规定各牌号的化学成分,并修改了细化晶粒元素的含量(见7.1 ,2008版6.1) ——按不同交货状态规定各牌号的力学性能,并将下屈服强度修改为上屈服强度,其指标相应提高了10 MPa~15 MPa(见7.4.1.7.4.2,2008版6.4.1.6.4.2); —一细化了钢材表面质量要求(见7.5,2008版6.5); ——修改了试验方法和检验规则,明确了冲击试验的取样部位(见第8章、第9章,2008版第7章、第8章); ——增加了本标准牌号与国外标准牌号对照表(见附录A)。本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准H全国钢标准化技术委员会归口(SAC/TC 183)。 本标准起草单位:鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、首钢总公司河钢股份有限公司唐山分公司、西王特钢有限公司、山东钢铁股份有限公司莱芜分公司、营口中车型钢新材料有限公司、中信金属有限公司。 本标准主要起草人:刘徐源、朴志民、栾燕、载强、师莉、沈钦义、邓翠青、张灵通、赵新华、李文武、王厚昕张成连、高燕。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: 一GB 1591- 1979、GB 1591- 1988、GB/T 1591- 1994 GB/T 1591- -2008。

低合金钢定义

低合金钢定义 中国钢产量已突破6亿吨，钢材数量不再是主要矛盾，钢材品种结构不合理的矛盾十分突出。当前行业的主要任务是努力提高产品的市场竞争力，站在可持发展的新起点上，把大力开发低合金钢列入发展战略的重要内容。许多普钢企业在钢材品种结构调整和编制科技发展规划中，已意识到低合金钢生产是提高产品技术含量和附加值的关键，对低合金钢开发中碰到的种种问题心中无数，一些科技管理干部觉得“成也低合金钢，败也低合金钢”，迫切要求对低合金钢有个全面的了解。 按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。 在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不

同之处。 ①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着中国普钢企业的技术改造和工艺进步，特钢企业的产品领域也在缩小，1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。 ②国外的低合金钢，实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢，属于特殊钢范畴，在美国叫做高强度低合金钢（HSLA—Steel），俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢，日本命名为高张力钢。而在国内，首先是把低合金钢划入了普钢范围，概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化，如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢，至1994年叫做低合金高强度结构钢（GB/T1591—94）。到目前为止，从发表的资料文献来看，低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。 ③低合金钢与碳素钢、低合金钢与合金钢之间，明确划出的概念是不存在的。在国外，50年代曾给低合金钢下过定义

NM400级低合金高强度耐磨钢的开发及其组织性能研究

NM400级低合金高强度耐磨钢的开发及其组织性能研究 低合金高强度耐磨钢由于具有高硬度、良好韧性和可焊接性,广泛应用于工作条件恶劣的工程、采矿等机械设备上,能在较大程度上抵抗磨损和冲击给设备带来的损失,延长机械设备使用寿命。随着工程机械行业的不断发展,低合金高强度耐磨钢的需求量显著增多。 目前,国内生产中还存在着如合金添加量较多,力学性能不稳定,低温冲击韧性差等问题,给稳定的工业化生产带来一定困难。基于此,本文针对用户需求量较大的NM400级高强度耐磨钢,对其轧制工艺及热处理过程中的组织演变及力学性能变化规律进行了系统研究。 在普通C-Mn钢基础上,采用少量Ti、Cr、B等元素合金化处理,通过组织性能调控,开发出具有高强度、高硬度和良好低温冲击韧性的低成本NM400级低合金高强度耐磨钢板。主要研究内容如下：(1)研究了连续冷却过程奥氏体相变规律,并对离线淬火处理(RQ-Reheat Quenching)及在线超快冷(UFC-Ultra Fast Cooling)两种生产方式进行了可行性分析。 随冷却速率的提高,冷却组织由粒状结构逐渐向愈加细化的板条状结构过渡。Mo、 Ni元素均能降低铁素体相变温度、使CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线右移。 冷却速率在10℃/s以上时,各实验钢维氏硬度均高于400HV,采用RQ和UFC 两种生产方式均具有可行性。(2)分析了热变形奥氏体的动态再结晶规律、轧制及冷却工艺参数对轧后组织以及后续RQ组织转变的影响规律、轧制工艺及冷却路径对UFC组织转变的影响规律。 回归计算得出实验钢动态再结晶激活能为450.78kJ/mol,并得到其本构方

ASTM A242高强度低合金结构钢

高强度低合金结构钢 ASTM A242/242M-04 1 范围 1.1 本标准适用于焊接、铆接和螺栓连接结构用的高强度低合金结构钢型材、钢板和棒材。这些钢材主要用作要求减轻重量或延长使用寿命的构件。该类钢在环境下的耐大气腐蚀性能明显优于含铜或不含铜的碳素结构钢。当完全暴露于大气中时，这种钢可以在裸露（未加涂层）状态下用于许多场合（见注1）。本标准仅适用于厚度≤4英寸［100mm］的材料。 注1：低合金钢耐大气腐蚀性评估方法见G101指南。 1.2 当钢必须焊接时，其先决定条件是采用适合于规定钢级和预定用途的焊接工艺。可焊性资料见A6/A 6M标准中附录X3。 1.3 用英寸——磅单位或用SI 单位表示的数值应视为标准值。本标准中，SI单位用括号示出。每种单位制所表示的数值并非精确相等，因此，每种单位制必须单独使用。混用两种单位制的数值，可能导致与标准不相符合。 1.4 对由卷板制成的钢板，应执行A6/A6M标准中包括的附加测试要求和附加测试结果报告的附加要求。 2 引用文件 2.1 ASTM标准： A6/A6M 结构用轧制钢板、型钢、钢板桩和棒材的一般要求 G101 低合金钢耐大气腐蚀性评估指南 3 一般交货要求 3.1 按本标准供货的钢材应符合现行版本的A6/A6M标准中的相应要求。对于特殊订购的结构钢产品除存在疑议外，此时也是通用的。 3.2 卷板产品不适用于本标准，除非其已压平或切成定尺长度。由卷板制成的钢板指已开卷成单张钢板。该加工过程可直接支付交货，或承担包括钢带卷到加工成结构钢产品在内的各种操作工序。这些操作包括开卷、展开、矫直、热成型或冷成型（如适合的话）、切成定尺钢板、试验、检查、状态、热处理（如适用的话）、包装标志、装运和检验证书。 注2：对于钢带卷制成的结构产品，除热处理或消除应力处理外，对于每种合格的钢带卷应报告两种试验结果。有关钢带卷制成的产品的附加要求列于A6/A6M中。 - 1 -

低合金钢品种

低合金钢品种

微合金化钢知识讲座二低合金钢主要品种 编辑条目 第二部分低合金钢主要品种 2.1 焊接高强度钢 焊接高强度钢，又叫做可焊接低合金高强度结构钢，是低合金高强度钢钢类的主体。 它有三个基本属性： 第一，较低的碳含量，有良好的焊接性。 第二，屈服强度高于普通碳素钢，作为结构用材时，钢的屈服强度参与结构的强度设计。 第三。以高强度为基础，根据用途的不同要求，具有不同的特性，如抗时效、抗冲击、抗韧性撕裂，抗缺口敏感、耐火性等等。 我国的焊接高强度钢的主要钢种牌号已纳入GB ／T1591—94中，由此派生的低合金专用钢分类及标准： 锅炉用钢 BG713—86，YBG741—87 压力容器用钢 GB5681—85，GB6653—86， GB6654—86 GB6655—86，GB6479—86，GB3513 造船用钢 GB712—88

汽车用钢 GB3273—82 桥梁用钢 YB(T)60—81 自行车用钢 GB3647—83，GB3696—83 保证厚度方向性能钢 GB5313 管材用钢 GB479—86，GB8162—87 GB8163—87，YB231—70 核能用钢 舰船用钢 兵器用钢等。 焊接高强度钢的合金设计，放在第一位考虑的是钢的强度，强化机制包括固溶强化、析出强化、细晶强化、位错及亚结构强化、以及相变的组织强化。此5种强化机制的组合，可以生产出屈服强度由295MPa～880Mpa不同级别的焊接高强度钢，以及不同强度和韧性匹配的强韧钢等级。 焊接性是焊接高强度钢的基本属性，要求在一定的焊接条件下，容易得到优良的焊缝及热影响区，具有与母材相当的力学性能和加工工艺性能。钢的化学成分对焊接性的影响从表2可见。提高焊接性能的有效措施是降低碳含量、降低P、S含量，选用适宜的合金元素。

耐磨合金钢_耐磨低合金钢定义分类及性能特点

一．耐磨合金钢，耐磨合金钢定义及分类 耐磨合金钢应用于有一定冲击载荷的磨料磨损工矿条件，它是指为满足特定的性能要求而有目的的加入其它元素的钢材。如为提高强硬度、韧性淬透性及各项综合性能指标而加入的元素称为合金元素。淬火的有铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、铜（Cu）、硅（Si）、锰（Mn）、钒（V）、钛（Ti）、稀土（Re）、钨（W）、硼（B）甚至有些有害元素在特定环境条件下为满足特别需求，亦可称为合金元素，如硫（S）、磷（P）等，耐磨合金钢大致分为奥氏体锰钢、中铬钢、低合金钢和石墨钢五大类，分别适用不同工矿条件。 二．耐磨低合金钢定义，主要品种、性能及应用 在耐磨合金钢中，合金元素总量（Fe、C及有害元素和隐存元素）不得小于5%即称为低合金钢（5-10%为中合金钢，10-15%为高锰钢），低合金钢的力学性能特别是硬度和韧性可以在很大的范围内调整，可根据不同的使用条件，将强度、冲击韧度和耐磨性能综合考虑和匹配。只要不因脆性而引起断裂，其耐磨性随硬度的提高而增强。 通常低合金耐磨钢以高强韧性、高硬韧性著称。其强度和硬度高于耐磨锰钢而在非大冲击磨损工况可替代锰钢；其塑、韧性高于耐磨铸铁，而在一定冲击载荷的磨损工况，使用寿命高于耐磨铸铁。 耐磨刚加入合金元素的主要目的在于提高淬透性、强度、韧度和耐磨性。最常用的添加元素是Mo、Cr、Mn、Ni、和Si等。 耐磨低合金钢的铸造、焊接性能与其它低合金钢相似，碳量高时焊接性能较差。低合金耐磨钢，可按热处理和含碳量分类。 1.水淬热处理合金马氏体耐磨钢 W（C）=0.2%-0.35%的多元低合金钢，经水淬和回火处理，硬度高，耐磨性好，具有较好的强韧性配合，使用中不易变形和断裂，广泛应用于挖掘机、装载机及拖拉机的斗齿、履带板，中小型颚板、板锤、锤头，球磨机衬板等。几种水淬性的高强度马氏体铸钢的牌号、化学成分与力学性能见表1.和表2。国外几种水淬马氏体耐磨铸钢的化学成分见表3。

合金钢练习题及参考答案

（合金钢） （一）填空题 1. 根据各种合金元素规定含量界限值，将钢分为、、 三大类。 2. Q235AF表示σs =MPa，质量为级的钢。 3.Q390A表示σs =MPa，质量为级的钢。 4.钢中提高淬透性元素的含量大，则过冷奥氏体，甚至在空气中冷却也能形成马氏体组织，故可称其为空淬钢。 5.高的回火稳定性和二次硬化使合金钢在较高温度（500～600℃）仍保持高硬度（≧60HRC），这种性能称为。 6.易切削钢是指钢中加入S，Pb、等元素，利用其本身或与其他元素形成一种对切削加工有利的化合物，来改善钢材的切削加工性。 7.钢的耐热性是和的综合性能。耐热钢按性能和用途可分为和两类。 8.常用的不锈钢按组织分为、、。 （二）判断题 1.随着合金元素在钢中形成碳化物数量的增加，合金钢的硬度、强度提高，塑性、韧性下降。（） 2.合金元素中的镍、锰等合金元素使单相奥氏体区扩大。（） 3.高速钢的铸态组织中存在莱氏体，故可称为莱氏体钢。（） 4.高熔点的合金碳化物、特殊碳化物使合金钢在热处理时不易过热。（） 5.由于合金钢的C曲线向右移，临界冷却速度降低，从而使钢的淬透性下降。（） 6.Q345钢属于非合金钢。（） 7.合金渗碳钢是典型的表面强化钢，所以钢中含碳量w C＞0.25％。（） 8.截面较大的弹簧经热处理后一般还要进行喷丸处理，使其表面强化。

（） 9.GGr15钢中铬的质量分数为1.5％，只能用来制造滚动轴承。（） 10.20CrMnTi是应用最广泛的合金调质钢。（） （三）选择题 1.钢中的元素引起钢的热脆，钢中元素引起钢的冷脆。 A.Mn B.S C. Si D.P 2.含有Cr、Mn、Mo、W、V的合金钢，经高温奥氏体充分均匀化并淬火后，至500～600℃回火时，硬度回升的现象，称为。 A.回火稳定性 B.回火脆性 C.二次硬化 3.制造截面尺寸在30mm以下的汽车变速齿轮、轴等，选用。 A. 20Cr B.40Cr C.20CrMnTi 4.机床齿轮、轴、汽车半轴，常选用。 A.40Cr B.45 C.35CrMoAl 5.截面较大，形状复杂、工作条件繁重的各种冷冲模用。 A.T12A B.Cr12 C.Cr12MoV D.9Mn2V 6.大多数合金元素都能溶于铁素体，产生固溶强化，使铁素体。 A. 强度、硬度提高 B.塑性下降 C.韧性下降 7.滚动轴承的锻件毛坯必须经处理。 A.正火 B.完全退火 C.球化退火 8.弹簧钢的热处理采用处理。 A.淬火+低温回火 B.调质处理 C.淬火+中温回火 9.冷作模具钢的最终热处理一般为。 A.调质 B.球化退火 C.淬火+低温回火 10.5CrNiMo制造的热锻模最终热处理为。

钢材的种类及分类

钢材的种类及分类 钢材种类 炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。 1 、型钢类 型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在 6.5 -9.0mm 的小圆钢称线材。 2 、钢板类 是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板（厚度 < 4mm ）、中板（厚度 4 -25mm ）和厚板（厚度 > 25mm ）三种。钢带包括在钢板类内。 3 、钢管类 钢管类是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。 4 、钢丝类 钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。 钢材的分类 线材：普线高线螺纹钢 型材：工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢 H 型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿轮钢 六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴承圆钢矩型管弹簧钢 板材：中厚板容器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷板镀锌板电镀锌板电镀锌卷锰板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热轧带钢 管材：焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝 金属材料：生铁马口铁铝铅黄铜锡锌 钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。 为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材分为十六大品种：

低合金钢与合金钢教案

第五章低合金钢与合金钢 引言：碳素钢应用很广泛，但也存在缺点，如：强度和韧性不能兼备（回忆碳素钢与含C量的关系），∴造成使用问题。又：碳素钢淬透性差，不能用于大型零件，∴加入合金元素，成为合金钢。 一、合金钢概述： 1、定义：加入合金元素的钢。如：C r、N i、M n、S i、M o、W、T i、B、N b、A l、R e（稀土元素）。 即：加入合金元素的含C量小于 2.11%的F e—C合金。 2、合金元素在钢中存在形态： （1）合金F：合金元素的原子溶入F晶格形成的固溶体。 合金F=α-F e（C、M n、S i、C r、N i……） 固溶强化：使合金强度、硬度提高，当合金元素量适当时，（M n、S i ＜1.0%；C r＜1.5%；N i＜5%）不但提高强度、硬度，还提高韧性。 （2）合金碳化物：合金元素和碳形成化合物。 T i C、W C、V C、M o C 强度比渗C体还硬。 第二相强化：碳化物可以提高钢的强度、硬度，也使塑性、韧性下降。 3、合金元素对钢性能影响： （1）可以提高钢的强度，硬度（同时，量合适时，还可不降低塑性、韧性）。 （2）可以提高淬透性（除C o外） （3）可以细化晶粒（细化晶粒的方法） T i、N b、V、M o细化，B微量可以细化 （4）提高了回火稳定性 （5）产生二次硬化：W、V、M o回火到500C以上时，出现大量W C、V C，以微粒出现在边界。∴高温时硬度提高。 （6）可以使钢获得特殊的性能： 不锈钢：C r N i；耐磨钢：M n；耐热钢：W、M o、V 二、合金钢的牌号： 牌号可经看出许多内容：含量、热处理等。 1、低合金钢=碳素结构钢差不多。 Q390A（Q295-Q460）Q235A F（Q175-Q275） 屈390m p a A级A级沸