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如果除了具备良好的综合力学性能外 , 还要求表面有良好的耐磨性 , 则 可在调质后进行表面淬火或渗氮处理。
( 3) 用途 调质钢主要用来制造受力复杂的重要零件 , 如机床主轴、 汽车 半轴、 柴油机连杆螺栓等。 40Cr 是最常见的一种调质钢 , 有很好的强化效果。 38CrMoAl 是专用渗氮钢 , 经调质和渗氮处理后 , 表面具有很高的硬度、 耐磨 性和疲劳强度 , 且变形很小。 常见来制造一些精密零件 , 如镗床镗杆、 磨床主 轴等。
3、 合金弹簧钢
弹簧钢主要用于制造弹簧等弹性元件 , 例如汽车、 拖拉机、 坦克、 机 车车辆的减振板簧和螺旋弹簧 , 钟表发条等。
(1)成分特点 弹簧钢 Wc=0.45%?0.7%。常加入硅、
锰、铬等合金元
素, 主要作用是提高淬透性 , 并提高弹性极限。硅使弹性极限提高的效果很突 出 , 也使钢加热时易表面脱碳 ; 锰能增加淬透性 , 但也使钢的过热和回火脆性 倾向增大。另外 , 弹簧钢中还加入了钨、 钼、 钒等 , 它们可减少硅锰弹簧钢 脱碳和过热的倾向 , 同时可进一步提高弹性极限、 耐热性和耐回火性。
( 2) 热处理及性能特点 弹簧钢的热处理一般是淬火加中温回火 , 获得回 火托氏体组织 , 具有高的弹性极限和屈服强度。
60Si2MnA 是典型的弹簧钢 , 广泛用于汽车、 拖拉机上的板簧、 螺旋弹 簧等。 4、 滚动轴承钢
滚动轴承钢主要用来制造各种滚动轴承元件 , 如轴承内外圈、 滚动体等。 另外, 还能够用来制造某些工具 , 例如模具、 量具等。
滚动轴承钢有自己独特的牌号。牌号前面以”
G” ( 滚) 为标志 , 其后为
铬元素符号 Cr, 其质量分数以千分之几表示 , 其余与合金结构钢牌号规定相
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同，例如平均 Wcr=1.5%的轴承钢，基牌号表示为” GCr15”。
（ 1） 成分特点 轴承钢在工作时承受很高的交变接触压力 , 同时滚动体与 内外圈之间还产生强烈的摩擦 , 并受到冲击载荷的作用 , 大气和润滑介质的 腐蚀作用。这就要求轴承钢必须具有高而均匀的硬度和耐磨性 , 高的抗压强度 和接触疲劳强度 , 足够的韧性和对大气、 润滑剂的耐蚀能力。为获得上述性 能，一般 Wc=0.95%?1.15%, Wcr=0.4%?1.65%。高碳是为了获得高硬度、 磨性 , 铬的作用是提高淬透性 , 增加回火稳定性。
轴承钢的纯度要求很高 , 磷、 硫含量限制极严 , 故它是一种高级优质钢 （但在牌号后不加” A ”字）。
（ 2） 热处理及性能特点 轴承钢的热处理包括预备热处理 （ 球化退火 ） 和 最终热处理 （ 淬火与低温回火 ） 。
Gcr15 为常见的轴承钢 , 具有高的强度、 耐磨性和稳定的力学性能。 四、 合金工具钢和调整工具钢
合金工具钢和与合金结构钢基本相同 , 只是含碳量的表示方法不同。 当平 均Wc<1.0%时,牌号前以千分之几（一位数）表示；当Wc> 1.0%时，牌号前不 标数字。合金元素表示方法与结构钢相同。
高速钢牌号中不标出含碳量。 1 、 合金工具钢
合金工具钢一般以用途分类 , 主要分为量具刃具钢、 耐冲击工具钢、 冷 作模具钢、 热作模具钢、 无磁工具钢和塑料模具钢。
（ 1） 量具刃具钢 主要用于制造形状复杂、 截面尺寸较大的低速切削刃 具和机械制造过程中控制加工精度的测量工具 , 如卡尺、 块规、 样板等。
量具刃具钢碳的质量分数高，一般为 Wc=0.9%?1.5%,合金元素总量少 主要有
耐
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铬、 硅、 锰、 钨等, 提高淬透性 , 获得高的强度、 耐磨性 , 保证高的 尺寸精度。
该钢的热处理与非合金 （ 碳素） 工具基本相同。预备热处理采用球化退火 最终热处理采用淬火 （ 油淬、 马氏体分级淬火或等温淬火 ） 加低温回火。
9Sicr 是常见的低合金量具刃具钢。 （ 2） 合金模具钢
① 冷作模具钢 用于制作使金属冷塑性变形的模具 , 如冷冲模、 冷挤压 模等。冷作模具工作时承受大的弯曲应力、 压力、 冲击及摩擦。因此要求 具有具备高硬度、 高耐磨性和足够的强度和韧性。
热处理采用球化退火 （ 预备热处理 ） 淬火后低温回火 （ 最终热处理 ） 。 ② 热作模具钢 用于制作高温金属成形的模具 , 如热锻模、 热挤压模等。 热作模具工作时承受很大的压力和冲击 , 并重复受热和冷却。因此 , 要求模具 钢在高温下具有足够的强度、 硬度、 耐磨性和韧性 , 以及良好的耐热疲劳性 即在重复的受热、 冷却循环中 , 表面不易热疲劳 （ 龟裂 ） 。另外还应具有良好 的导热性和高淬透性。
为了达到上述性能要求，热作模具钢的 Wc=0.3%?0.6%。若过高，则塑 性、 韧性不足 ; 若过低 , 则硬度、 耐磨性不足。加入的合金元素有铬、 锰、 镍、 钼、 钨等。其中铬、 锰、 镍主要作用是提高淬透性 ; 钨、 钼提高耐回 火性 ; 铬、 钨、 钼、 硅还能提高耐热疲劳性。
预备热处理为退火 , 以降低硬度利于切削加工 ; 最终热处理为淬火加高 温回火。
2、 高速工具钢
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高速工具钢 （ 高速钢 ） , 主要用于制造高速切削刃具 , 在切削温度高达 600C时硬度仍无明显下降，能以比低合金工具钢更高的速度进行切削。
（1） 成分特点 高的碳含量（Wc=0.7%?1.2%），但在牌号中不标出，高的 合金含量（合金元素总量 MMe > 10%）,加入的合金元素有钨、 钼、铬、钒, 主要是提高热硬性 , 铬主要是提高淬透性。
（2） 热处理及性能特点 热处理特点主要是高的加热温度 （1200 C以上）； 高回火温度（560C左右）；高的回火次数（3次）。采用高的淬火加热温度是为 了让难溶的特殊碳化物能充分溶入奥氏体 , 最终使马氏体中钨、 钼、 钒等含 量足够高 , 保证热硬性足够高 ； 高回火温度是因为马氏体中的碳化物形成元 素含量高 , 阻碍回火 , 因而耐回火性高 ； 多次回火是因为高速钢淬火后残余奥 氏体量很大 , 多次回火才能消除。正因为如此 , 高速钢回火时的硬化效果很显 著。
五、 特殊性能钢
特殊性能钢指具有某些特殊的物理、 化学、 力学性能 , 因而能在特殊的 环境、 工作条件下使用的钢。主要包括耐磨钢、 耐热钢、 不锈钢。
1 、 不锈钢
在腐蚀性介质中具有抗腐蚀性能的钢 , 一般称为不锈钢。 铬是不锈钢获得 耐蚀性的基本元素
按成分分
铬不锈钢； 铬镍不锈钢 . 马氏体不锈钢 ； 奥氏体不锈钢 .
（ 1） 分类
按组织分 铁素体不锈钢 ；
（2）牌号 牌号表示法与合金结构钢基本相同
，只是当 Wc< 0.08%文
Wc< 0.03%寸,在牌号前分别冠以”（及” 00”例如0Cr19Ni9
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（ 3） 铬不锈钢 这类钢包括马氏体不锈钢和铁素体不锈钢两种类型。 其中 Cr13 型属马氏体不锈钢 , 可淬火获得马氏体组织。 Cr13 型铬的质量分数平均 为13%, Wc=0.1%?0.4%。1Cr13和2Cr13可制作塑性、 韧性较高的受冲击载 荷，在弱腐蚀条件工作的零件（1000C淬火加750C高温回火）；3Cr13和4Cr13 可制作强度较高、 高硬、 耐磨, 在弱腐蚀条件下工作的弹性元件和工具等 （ 淬 火加低温回火 ） 。
当含铬量较高（Wcr> 15%）时，铬不锈钢的组织为单相奥氏体 ，女口 1Cr17 钢, 耐蚀性优于马氏体不锈钢。
（ 4） 铬镍不锈钢 这类钢含铬 WCr=18%?20%, 含镍 WNi=8%?12%, 经 1100C水淬固溶化处理（加热1000C以上保温后快冷），在常温下呈单相奥氏 体组织 , 故称为奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢无磁性 , 耐蚀性优良 , 塑性、 韧 性、 焊接性优于别的不锈钢 , 是应用最为广泛的一类不锈钢。由于奥氏体不 锈钢固态下无相变 , 因此不能热处理强化 , 冷变形强化是有效的强化方法。近 年应用最多是 0Cr18Ni10。
2、 耐热钢
耐热钢是指在高温下具有热化学稳定性和热强性的钢 , 它包括抗氧化钢 和热强钢等。 热化学稳定性是指钢在高温下对各类介质化学腐蚀的抗力 ； 热强 性是指钢在高温下对外力的抗力。
对这类钢的主要要求是优良的高温抗氧化性和高温强度。 另外 , 还应有适 当的物理性能 , 如热膨胀系数小和良好的导热性 , 以及较好的加工工艺性能 等。
为了提高钢的抗氧化性 , 加入合金元素铬、 硅和铝 , 在钢的表面形成完整 的稳定的氧化物保护膜。但硅、 铝含量较高时钢材变脆 , 因此一般以加铬为 主。加入钛、 铌、 钒钨、 钼等合金元素来提高热强性。
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