鋼材知識
鋼材知識
合金結構鋼介紹及其用途
2016-04-12 來源：
合金結構鋼用作機械零件和各種工程構件并含有一種或數種一定量的合金元素的鋼。可根據添加元素的不同，并采取適當的加工工藝，可獲得不同的特殊性能。
合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。合金鋼種類很多，通常按合金元素含量多少分為低合金鋼（含量<5%），中合金鋼（含量5%～10%），高合金鋼（含量>10%）；按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼；按特性和用途又分為合金結構鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼（如軟磁鋼、永磁鋼、
無磁鋼）等。又分為普通合金結構鋼和特殊用途合金結構鋼。前者包括低合金高強度鋼、低溫用鋼、超高強度鋼、滲碳鋼、調質鋼和非調質鋼；后者包括彈簧鋼、滾珠軸承鋼、易切削鋼、冷沖壓鋼等。 要求具有較高的屈服強度、抗拉強度和疲勞強度，還有足夠的塑性和韌性。 一般采用電弧爐和氧氣頂吹轉爐冶煉，要求高的采用爐外精煉、電渣重熔或真空處理、真空感應爐冶煉或雙真空冶煉、合適的熱處理。這類鋼的合金元素含量都相當高，主要有耐蝕鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼以及具有其他特殊物理和化學性能的特殊鋼。
除此之外，合金鋼為得到或改進鋼的某些性能而在鋼中加入一種或多種合金元素規定含量界限值(GB/T 13304)
的金屬材料。，合金結構鋼廣泛用于船舶、車輛、飛機、導彈、兵器、鐵路、橋梁、壓力容器、機床等結構上。 合金結構鋼比碳素鋼有更好的力學性能，特別是熱處理性能優良。 其牌號通常是以“數字+元素符號+數字”的方法來表示。牌號中起首的兩位數字表示鋼的平均含碳量的萬分數，元素符號及其后的數字表示所含合金元素及其平均含量的百分數。 若合金元素含量小于1.5%，則不標其含量。 高級優質鋼在牌號尾部增加符號“A”例如，16Mn、20Cr、40Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等。
各種合金結構鋼的用途：
（1）20Mn2：用于制造截面較小（直徑不大于50mm）的零件，可代替20Cr鋼。常用于制造滲碳小齒輪、小軸；要求不高的活塞銷、十籽銷頭、柴油機套筒、汽門頂桿等；也可用作調質鋼，如制造冷鐓螺栓。
（2）30Mn2：用作小截面重要緊固件（經調質處理），通常可用于制造汽車、拖拉機及一般機械的車架縱梁、變速箱齒輪、軸、冷鐓螺栓及較大截面的調質件；在礦山機械制造中，可用于制造要求心部強度較高的滲碳件，如起重機的后軸和軸頸等。
（3）35Mn2：用作連桿、心軸、曲軸、半軸、操縱桿、風機配件、直徑小于15mm的冷鐓各種重要螺栓等承受較高應力的機械零件。在制造小截面（直徑小于20mm）零件時，可代替40Cr鋼。
（4）40Mn2：用于制造午載荷條件下工作的零件，如軸、半軸、曲軸、活塞桿、蝸桿、操縱桿、杠桿、連桿。有載荷的螺栓、螺釘、加固環、彈簧等，以及其他需要調質的零件。在制造小截面（直徑小于40mm）零件時，與40Cr鋼相近。
（5）45Mn2：用于制造在較高應力與磨損條件下工作的零件，在直徑小于60mm時，性能與40Cr鋼相當。用作汽車、拖拉機和通用機械的萬向接頭軸、車軸、軸、連桿蓋、摩擦盤、蝸桿、齒輪、齒輪油、電車和蒸氣機車軸、車箱軸、重載荷機架，以及冷拉狀態中的螺栓和螺帽等。
（6）50Mn2：用于制造在高應力及承受強烈磨損條件下工作的大型零件，如萬向接頭軸、齒輪、曲軸、連桿、各類小軸等；重型機械上在滾動軸承中工作的主軸、軸及大型齒輪；汽車上的傳動花鍵軸及承受沖擊載荷的心軸等，也可用于制造板簧和平卷簧。
（7）20MnV：用于制造鍋爐、高壓容器、大型高壓管道等；也可用作沖壓用鋼，如自行車鏈條、活塞銷、齒輪等；還可用于制造直徑不大于20mm的礦用鏈壞。
（8）30Mn2MoW：用于制造載荷較大的零件，如連桿螺栓、曲軸、拉桿、齒輪等；可代替30CrNi3制造截面直徑小于80mm的重要調質件；當采用表面淬火工藝時，可以制造截面更大的零件。
（9）27SiMn：用于制造高韌性和耐磨性的熱沖壓零件；也可用于制造不經熱處理的零件，或在正火后使用，如拖拉機的履帶銷等；還可用作鑄件。
（10）35SiMn：用于制造中等速度、 中等載荷或高載荷而沖擊不大的零件，如傳動齒輪、心軸、連桿、蝸桿、電車軸、發動機軸、飛輪等；還可用于制造汽輪機的葉輪、400℃以下和重要緊固件等。
（11）42SiMn：與35SiMn鋼相同，但主要用作表面淬火鋼。
（12）20SiMn2MoV、25SiMn2MoV：用于制造截面較大、載荷較高、應力狀態復雜或低溫下長期運轉的機件，石油機械鉆井提升系統的輕型吊壞、吊卡、射孔器等，以下其他截面較大的連接件。
（13）37SiMn2MoV：用于制造大截面承受重載荷的重要零件，如重型機械的軸、齒輪、轉子、連桿、螺栓等零件；石油化工中用作高壓容器、大螺栓等；還可用作工作溫度在-15℃～450℃的大螺栓緊固件。
（14）4OB：用于制造比40鋼截面大、性能要求高的零件，如齒輪、轉向拉桿、軸、凸輪，以及拖拉機曲軸柄等零件；制造要求不高的小尺寸零件時，可代替40Cr鋼。
（15）45B、50B：用于制造截面較大、強度要求較高的零件，如拖拉機的曲軸、連桿及其他零件；可代替50鋼、50Mn鋼或50Mn2鋼制造要求淬透性較高的零件；制造小尺寸零件時，其性能與40Cr鋼相當。
（16）40MnB：用于制造汽車、拖拉機及其他中、小機械設備的中、小截面的調質零件，如轉向軸、半軸、蝸桿、花鍵軸和機床主軸、齒輪等，可代替40Cr鋼。用作尺寸較小的零件時，性能與40CrNi鋼相近。
（17）45MnB：用于代替40Cr鋼或45Cr鋼制造中、小截面的調質零件，如機床的齒輪、鉆床的主軸、拖拉機的拐軸、凸輪、曲軸、花鍵軸、齒輪、惰軸和軸套等。
（18）20Mn2B：用于代替20Cr鋼制造心部強度要求高、表面耐磨、尺寸較大、形狀較簡單、承受一般載荷的滲碳零件，如機床的各種齒輪、套軸、離合器、汽車的氣閥挺桿、楔形鎖銷、轉向滾動輪軸、調整螺栓等。用作小截面零件時，性能與20CrMnTi、12Cr2Ni4鋼相近。
（19）20MnMoB：用于代替20CrMnTi、12CrNi3鋼制造心部強度要求較高的中等載荷的滲碳齒輪及其他零件，如汽車、拖拉機的齒輪和載荷大的機床齒輪，也用于制造活塞銷等零件。
（20）15MnVB、20MnVB：用于制造模數較大，載荷較高的中、小尺寸的滲碳零件，如重型機床的齒輪和軸、汽車的后橋齒輪和變速箱齒輪等。
（21）40MnVB：用于代替40Cr、45Cr、42CrMo鋼制造汽車、拖拉機、機床及礦山機械的重要調質零件，如軸、齒輪等。用作小截面的零件，可代替40CrNi鋼。
（22）20MnTiB、25MnTiBRE：用于制造承受中等載荷、截面較小的齒輪及其他滲碳零件，如拖拉機、推土機、汽車的變速箱齒輪、軸等。
（23）20SiMnVB：用于制造截面較大、載荷較高，并要求較高強度和耐磨性的滲碳零件，或高速工作且承受沖擊的滲碳零件，如拖拉機的滑動齒輪、齒圈、齒輪軸，機床的主軸、蝸桿、爪形離合器等。
（24）15Cr、15CrA：用于制造工作速度較高而截面不大的、心部韌性高的滲碳零件，如套管、曲柄銷、活塞銷、活塞環、聯軸節，以及工作速度較高、受力不大的小齒輪、小凸齒輪、軸和軸承圈、鉚釘、螺釘等零件。
(25)20Cr：用于制造心部強度要求較高和表面承受磨損、尺寸較大的，或形狀較復雜而載荷不大的滲碳零件，如齒輪、齒輪軸、凸輪、活塞銷、蝸桿、頂桿等；也可用于制造工作速度較高并承受中等沖擊載荷的調質零件。
（26）30Cr、35Cr：用于制造在磨損和摩擦條件下，或在很大沖擊載荷下工作的重要零件，如軸、小軸、平衡杠桿、搖桿、連桿、螺栓、螺帽、齒輪和各種滾子等；也可用作表面淬火鋼。
（27）40Cr：用于制造較重要的調質零件，如在交變載荷下工作的零件；中等轉速和中等截面的零件；經調質并高頻表面淬火后可用作載荷和耐磨性較高而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、曲軸、連桿、連桿蓋、連桿螺釘、螺帽等。
（28）45Cr：與40Cr鋼相近。用于制造較重要的調質零件；經調質并高頻表面淬火后可用作載荷和耐磨性較高的零件，如齒輪、套筒、軸、銷子等。
（29）50Cr： 用于制造承受重載荷及摩擦的零件，如熱軋用軋輥、減速機軸、齒輪、傳動軸、止推環、支承輥的心軸、拖拉機離合器齒輪、柴油機連桿、螺栓、挺桿、重型礦山機械的高強度與耐磨齒輪、油膜軸承套等；也可用于制造彈簧。
（30）38CrSi：用于制造直徑為30mm～40mm、強度和耐磨性要求較高的零件，如汽車、拖拉機和其他機器的小軸、螺栓、拔叉軸、履帶銷、起重勾、進氣閥、內燃機的油泵齒輪等；也可用作冷作的沖擊工具，如鉚釘機壓頭等。
（31）12CrMo： 用于制造鍋爐及汽輪機蒸氣參數達510℃的主汽管，管壁溫度達540℃的過熱器管和相應的鍛件；也適用于制造彈性元件。
（32）15CrMo：同上，可用于制造蒸氣參數達530℃的高壓鍋爐的過熱器管、蒸氣導管及相應鍛件。
