編輯本段簡介

　　steel sheet(s) and plate(s)　　鋼板是平板狀，矩形的，可直接軋制或由寬鋼帶剪 切而成。　　鋼板按厚度分，薄鋼板<4毫米（*薄0.2毫米），厚鋼板4~60毫米，特厚鋼板60~115毫米。　　鋼板按軋制分，分熱軋的和冷軋的。　　薄板的寬度為500~1500毫米；厚的寬度為600~3000毫米。薄板按鋼種分，有普通鋼、上等鋼、合金鋼、彈簧鋼、不銹鋼、工具鋼、耐熱鋼、軸承鋼、硅鋼和工業(yè)純鐵薄板等；按專業(yè)用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防彈用板等；按表面涂鍍層分，有鍍鋅薄板、鍍錫薄板、鍍鉛薄板、塑料復合鋼板等。　　厚鋼板的鋼種大體上和薄鋼板相同。在品各方面，除了橋梁鋼板、鍋爐鋼板、汽車制造鋼板、壓力容器鋼板和多層高壓容器鋼板等品種純屬厚板外，有些品種的鋼板如汽車大梁鋼板（厚2.5~10毫米）、花紋鋼板（厚2.5~8毫米）、不銹鋼板、耐熱鋼板等品種是同薄板交叉的。　　另，鋼板還有材質一說，并不是所有的鋼板都是一樣的，材質不一樣，其鋼板所用到的地方，也不一樣。

編輯本段合金鋼

概述

　　隨著科學技術和工業(yè)的發(fā)展，對材料提出了更高的要求，如更高的強度，抗高溫、高壓、低溫，耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學性能的要求，碳鋼已不能完全滿足要求。　　碳鋼的在性能上主要有以下幾方面的不足：(1) 淬透性低 一般情況下，碳鋼水淬的*大淬透直徑只有10mm-20mm。　　(2) 強度和屈強比較低 如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa，而低合金結構鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的 σs /σb僅為0.43, 遠低于合金鋼。　　(3) 回火穩(wěn)定性差 由于回火穩(wěn)定性差，碳鋼在進行調質處理時，為了保證較高的強度需采用較低的回火溫度，這樣鋼的韌性就偏低；為了保證較好的韌性，采用高的回火溫度時強度又偏低，所以碳鋼的綜合機械性能水平不高。　　(4) 不能滿足特殊性能的要求 碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差，不能滿足特殊使用性能的需求。

分類

　　一. 合金鋼的分類　　按合金元素含量多少，分為　　低合金鋼（合金元素總量低于5%）、　　中合金鋼（合金元素總量為5%-10%）　　高合金鋼（合金元素總量高于10%）。　　按所含的主要合金元素，分為　　鉻鋼（Cr-Fe-C)鉻鎳鋼（Cr-Ni-Fe-C)　　錳鋼（Mn-Fe-C)　　硅錳鋼（Si-Mn-Fe-C)　　按小試樣正火或鑄態(tài)組織，分為　　珠光體鋼　　馬氏體鋼　　鐵素體鋼　　奧氏體鋼　　萊氏體鋼　　按用途分類　　合金結構鋼　　合金工具鋼　　特殊性能鋼

編號

　　二. 合金鋼的編號　　牌號首部用數(shù)字標明碳含量。規(guī)定結構鋼以萬分之一為單位的數(shù)字（兩位數(shù)）、工具鋼和特殊性能鋼以千分之一為單位的數(shù)字（一位數(shù)）來表示碳含量，而工具鋼的碳含量超過1%時，碳含量不標出。　　在表明碳含量數(shù)字之后，用元素的化學符號表明鋼中主要合金元素，含量由其后面的數(shù)字標明，平均含量少于1.5%時不標數(shù), 平均含量為1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……時,相應地標以2、3……。　　合金結構鋼40Cr，平均碳含量為0.40%，主要合金元素Cr的含量在1.5%以下。合金工具鋼5CrMnMo, 平均碳含量為0.5%, 主要合金元素Cr、Mn、Mo的含量均在1.5%以下。　　專用鋼用其用途的漢語拼音字首來標明。　　如:滾珠軸承鋼,在鋼號前標以“G”。GCr15表示含碳量約1.0%、鉻含量約1.5%(這是一個特例, 鉻含量以千分之一為單位的數(shù)字表示)的滾珠軸承鋼。　　Y40Mn,表示碳含量為0.4%、錳含量少于1.5%的易切削鋼等等。　　對于**上等鋼，則在鋼的末尾加“A”字表明，例如20Cr2Ni4　　§7-1 鋼的合金化　　在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。

相互作用

　　一、 合金元素與鐵、碳的相互作用　　合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即：與鐵形成固溶體；與碳形成碳化物；在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。　　1. 溶于鐵中　　幾乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金奧氏體, 按其對α-Fe或γ-Fe的作用, 可將合金元素分為擴大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。　　擴大γ相區(qū)的元素—亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(γ-Fe α-Fe的轉變點)下降, A4點( γ-Fe的轉變點)上升, 從而擴大γ-相的存在范圍。其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相區(qū)擴大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為完全擴大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴大γ相區(qū), 但不能擴大到室溫, 故稱之為部分擴大γ相區(qū)的元素。　　縮小γ相區(qū)元素——亦稱鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點上升, A4點下降(鉻除外, 鉻含量小于7%時, A3點下降; 大于7%后,A3點迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、Nb、Zr等)。　　2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。　　常見非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強的次序排列)，它們在鋼中一部分固溶于基體相中，一部分形成合金滲碳體, 含量高時可形成新的合金碳化合物。

影響

　　二、 合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響　　1. 對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響　　擴大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū), 且同樣Ni或Mn的含量較多時, 可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織 (如1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時, 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體不銹鋼等)。　　2. 對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影響　　擴大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉變溫度下降, 縮小γ相區(qū)的元素則使其上升, 并都使共析反應在一個溫度范圍內進行。幾乎所有的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含量降低，即S點和E點左移, 強碳化物形成元素的作用尤為強烈。　　三、 合金元素對鋼熱處理的影響　　合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程中的組織轉變。　　1. 合金元素對加熱時相轉變的影響　　合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。　　(1)對奧氏體形成速度的影響： Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度；Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴散速度, 使奧氏體的形成速度加快；Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。　　(2)對奧氏體晶粒大小的影響：大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用, 但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻礙晶粒長大的元素有：W、Mn、Cr等；對晶粒長大影響不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促進晶粒長大的元素：Mn、P等。　　2. 合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響　　除Co外, 幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性, 推遲珠光體類型組織的轉變, 使C曲線右移, 即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出, 加入的合金元素, 只有完全溶于奧氏體時, 才能提高淬透性。如果未完全溶解, 則碳化物會成為珠光體的核心, 反而降低鋼的淬透性。另外, 兩種或多種合金元素的同時加入(如, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元素對淬透性的影響要強得多。　　除Co、Al外, 多數(shù)合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用*強, Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降, 使淬火后鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下), 以使其轉變?yōu)?font color="#136ec2">馬氏體; 或進行多次回火, 這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升, 并在冷卻過程中轉變?yōu)轳R氏體或貝氏體(即發(fā)生所謂二次淬火)。　　3. 合金元素對回火轉變的影響　　(1)提高回火穩(wěn)定性 合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變)， 提高鐵素體的再結晶溫度, 使碳化物難以聚集長大，因此提高了鋼對回火軟化的抗力, 即提高了鋼的回火穩(wěn)定性。提高回火穩(wěn)定性作用較強的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。　　(2)產生二次硬化 一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時, 硬度不是隨回火溫度升高而單調降低, 而是到某一溫度(約400℃)后反而開始增大, 并在另一更高溫度(一般為550℃左右)達到峰值。這是回火過程的二次硬化現(xiàn)象, 它與回火析出物的性質有關。當回火溫度低于450℃時, 鋼中析出滲碳體; 在450℃以上滲碳體溶解, 鋼中開始沉淀出彌散穩(wěn)定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 稱為沉淀硬化。回火時冷卻過程中殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的二次淬火所也可導致二次硬化。　　試一試：碳質量分數(shù)為0.35%的鉬鋼的回火溫度與硬度的關系　　產生二次硬化效應的合金元素　　產生二次硬化的原因 合 金 元 素　　殘余奧氏體的轉變 沉淀硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co①　?、賰H在高含量并有其他合金元素存在時, 由于能生成彌散分布的金屬間化合物才有效。　　(3)增大回火脆性 和碳鋼一樣, 合金鋼也產生回火脆性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發(fā)生的**類回火脆性(高溫回火脆性) 主要與某些雜質元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關, 多發(fā)生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。 這是一種可逆回火脆性, 回火后快冷(通常用油冷)可防止其發(fā)生。鋼中加入適當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除這類脆性。　　四、 合金元素對鋼的機械性能的影響　　提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度, 就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、**相(沉淀和彌散)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這些強化機制。　　1. 對退火狀態(tài)下鋼的機械性能的影響　　結構鋼在退火狀態(tài)下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶于鐵素體中, 形成合金鐵素體, 依靠固溶強化作用, 提高強度和硬度, 但同時降低塑性和韌性。　　2.對退火狀態(tài)下鋼的機械性能的影響　　由于合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀態(tài)下, 合金鋼沒有很大的優(yōu)越性。　　由于過冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至上一篇：坡口機操作注意事項
下一篇：鋼軌介紹