結構鋼:工業産品-中文百科頻道

分類

結構鋼可以細分為：合金結構鋼、碳素結構鋼、低合金結構鋼、耐熱結構鋼等等。優質碳素結構鋼和普通碳素結構鋼相比，硫﹑磷及其它非金屬夾雜物的含量較低。根據含碳量和用途的不同，這類鋼大緻又分為三類：

1、小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F，08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車﹑制罐......等，20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業。

2、0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調質狀态下使用，制作機械制造工業的零件。調質多少22~34HRC，能得到綜合機械性能，也便于切削。

3、大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧﹑齒輪﹑軋輥等，根據含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度﹑抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌号後附加标記“Mn”，如15Mn﹑20Mn以區别于正常含錳量的碳素鋼。

碳素工具鋼含碳量在0.65～1.35%之間，經熱處理後可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具﹑刃具﹑模具和量具（見工具鋼）。

合金鋼

這類鋼，由于具有合适的淬透性，經适宜的金屬熱處理後，顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體，因而具有較高的抗拉強度和屈強比（一般在0.85左右），較高的韌性和疲勞強度，和較低的韌性－脆性轉變溫度，可用于制造截面尺寸較大的機器零件。

作用

有三個方面：

1、增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時，從表層起淬成馬氏體層的深度，是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外，幾乎所有合金元素如Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性，其中Mn、Mo、Cr、B的作用最強，其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如V、Ti、Nb等，隻有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。

2、影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩定性，即提高鋼的抗回火軟化能力，V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯着，Al、Mn、Ni的作用不明顯。

含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細小彌散的特殊碳化物質點如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分較粗大的合金滲碳體，使鋼的強度不再下降反而升高，即出現二次硬化。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。

3、影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體；Mo、V、Nb等碳化物形成元素，既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度；碳的強化作用最顯着。此外，加入這些合金元素，一般都細化奧氏體晶粒，增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較複雜，Ni改善鋼的韌性；Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感；降低P、S含量，提高鋼的純淨度，對改善鋼的韌性有重要作用（見金屬的強化）。

分類

合金結構鋼一般分為調質結構鋼和表面硬化結構鋼。

1、調質結構鋼，這類鋼的含碳量一般約為0.25%～0.55%，對于既定截面尺寸的結構件，在調質處理（淬火加回火）時，如果沿截面淬透，則力學性能良好，如果淬不透，顯微組織中出現有自由鐵素體，則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等，回火後應快冷。這類鋼的淬火臨界直徑，随晶粒度和合金元素含量的增加而增大，例如，40Cr和35SiMn鋼約為30～40mm，而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則約為60～100mm，常用于制造承受較大載荷的軸、連杆等結構件。

2、表面硬化結構鋼，用以制造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件，如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高，鋼中含碳量應低，一般在0.12～0.25%，同時還有适量的合金元素，以保證适宜的淬透性。氮化鋼還需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。滲碳或碳氮共滲鋼，經850～950℃滲碳或碳氮共滲後，淬火并在低溫回火（約200℃）狀态下使用。氮化鋼經氮化處理（480～580℃），直接使用，不再經淬火與回火處理。