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上海隆继金属集团有限公司

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如何选择合适的合金钢?常用合金元素类型分类

  • 发布时间:2024-3-22

详细信息

 什么是合金钢?

除铁和碳外,在普通碳钢的基础上加入适量的一种或多种合金元素而形成的铁碳合金称为合金钢。

根据不同的添加元素和适当的加工工艺,合金钢可获得相应的高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。

合金钢分类

合金钢有各种分类系统。目前主流的分类主要有以下几种:

按合金元素含量分类

  • 低合金钢合金元素总含量小于或等于5%
  • 中合金钢合金元素的总含量在5%到10%之间
  • 高合金钢合金元素总含量≥10%

按常用合金元素类型分类

  • 铬钢

典型钢号: AISI 5140 ,41Cr4型,SCr440

  • 锰钢

典型钢号:28立方厘米 ,SMn420,AISI 1330

  • 铬锰钢

典型钢号: 16/20MnC5 ,AISI 5120,SMnC420

  • 铬钼钢

典型钢号: AISI 4140 , AISI 4130 ,42CrMo4 ,SCM440型

  • 铬镍钼钢

典型钢号: AISI 4340 , 34CrNiMo6 ,欧洲24国

按功能和用途分类

  • 结构钢

结构合金钢是满足特定强度和成形性等级的钢。成形性用拉伸试验中的断后伸长率表示。结构钢通常用于承载和其他应用,其中钢的强度是一个重要的设计标准。

一般分为建筑工程用结构钢(管道、支架等)和机械制造用结构钢,用于各种机械零件(轴、齿轮、弹簧、叶轮等)

  • 工具钢

合金工具钢是用来制造刀具、量具、模具和耐磨工具的钢材。

工具钢具有高硬度,在高温下保持高硬度和红硬度,以及高耐磨性和适当的韧性。

  • 特殊性能钢

特殊性能钢具有特殊的物理或化学性能。除了某些机械性能外,它还需要特殊性能。

特殊性能钢有很多种。在机械制造中,主要使用不锈钢、耐热钢和耐磨钢。

合金元素在钢中的作用

  • 合金元素简介

合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。

钒、钛、铌和锆是钢中形成强碳化物的元素。只要有足够的碳,在适当的条件下就可以形成各自的碳化物。当碳缺乏或在高温条件下,它们以原子状态进入固溶体。

锰、铬、钨、钼是形成硬质合金的元素,其中一部分以原子状态进入固溶体,另一部分形成替代合金渗碳体。

铝、铜、镍、钴和硅是不形成碳化物的元素,通常以原子状态存在于固溶体中。

合金钢的选用原则

合金钢的选择与其他类型的材料一样,是一个比较复杂的问题,是各种机械产品设计中极为重要的部分。

为了生产出高质量的产品,必须综合考虑产品的结构设计、合金材料的选择、冷热工艺和生产成本。

正确、合理地选择合金材料是保证产品*佳性能、使用寿命、安全性和经济性的基础。合金材料选择的一般原则如下:

  • 满足产品性能要求

物料的性能是指物料为保证产品正常运行所必须具备的性能。它包括机械性能、物理性能和化学性能。

各种机械产品由于其用途、工作条件等因素的不同,对其零部件也有不同的要求,具体表现为以下三种类型的差异。

  1. 应力状态:载荷特性(静载荷、动载荷、交变载荷)、应力形式(拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切)、分布(集中分布、均匀分布)和强度、应力状态。
  2. 工作环境:温度(常温、高温、低温或变温)、介质(腐蚀性介质、润滑剂)。
  3. 其他要求:如热导率、密度、磁性等。

这种材料的性能是在对工作条件进行综合分析的基础上确定的。如交变载荷下要求疲劳性能,冲击载荷下工作要求有良好的韧性,在酸碱等腐蚀性介质中工作要求耐腐蚀。

  • 满足产品的工艺性能

工艺性能是指材料在制造过程中适应加工的性能,即铸造性能、锻造性能、焊接性能、加工性能和热处理工艺性能。

材料加工性能的好坏直接影响到产品的加工和生产。良好的工艺性能不仅可以保证产品的制造质量,而且有助于提高生产率和降低成本。

 

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