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合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn钢约为30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②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。


厚度170mm以下的叶轮以及各种重要紧固件;在农业机械上多用锄铲柄,犁滚等耐磨零件,此钢可完全替代40Cr作调质钢。 11 42SiMn 主要用作表面淬火钢,在高频淬火及中温回火状态下用于制造中速和中等负荷的齿轮零件;在调质后高频淬火、低温回火状态下能够与制造表面要求高硬度、较高耐磨性的较大截面零件,如主轴、轴、齿轮等,也可在淬火后低、中温回火状态下用于制造中速、高负荷的零件,如齿轮、主轴、液压泵转子,滑块等,可代40CrNi钢。 12 13 20SiMn2MoV 25SiMn2MoV 用于制造截面较大,负荷较重,应力状态复杂或在低温下长期运转的机件,如石油机械钻井机系统的轻型吊环、吊卡、射孔器等。



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;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能,再经 精加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的"白层"研磨除去外,不再加工。可分为普通合金结构钢和特殊用途合金结构钢。前者包括低合金高强度钢、低温用钢、超高强度钢、渗碳钢、调质钢和非调质钢;后者包括弹簧钢、滚珠轴承钢、易切削钢、冷冲压钢等。
要求具有较高的屈服强度、抗拉强度和疲劳强度,还有足够的塑性和韧性。
一般采用电弧炉和氧气顶吹转炉冶炼,要求高的采用炉外精炼、电渣重熔或真空处理、真空感应炉冶炼或双真空冶炼、合适的热处理。




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