合金钢（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（北理工版）

《汽车机械基础》 合金钢 1.合金钢的分类 所谓合金钢就是在碳素钢的基础上， 为了改善钢的性能， 在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。合金元素是指炼钢时特意加入的元素， 常用符号 Me表示。常见的合金元 素有硅、 锰、 铬、 镍、 钼、 钨、 钒、 钛、 铅、 硼、 铌、 稀土元素等。 下一页 返回 上一页 1)按合金元素总含量分类 低合金钢： 合金元素总含量低于5%(Me≤5%)。 中合金钢： 合金元素总含量为5%～ 10% (5%≤Me≤10%)。 高合金钢： 合金元素总含量高于10%(Me ≥10%)。 下一页 返回 上一页 2)按用途分类 合金结构钢： 用于制造机械零件和工程结构的钢。 合金工具钢： 用于制造各种工具的钢。 特殊性能钢： 具有某种特殊物理、 化学性能的钢， 如不锈钢、 耐磨钢、 耐热钢等。 下一页 返回 上一页 2.合金钢的牌号 合金钢牌号采用碳含量、 合金元素（ 种类及含量） 和质量级别来编号。 1)合金结构钢的牌号 采用“ 两位数字（ 碳含量）＋合金元素 ＋数字” 来表示。首部用两位数字标明碳含量， 规定合金结构钢以万分之一为单位， 用元素的化学符号表明钢中主要合金元素， 含量由其后面的数字标明， 平均含量少于 1.5%时不标明含量， 平均含量为 1.5%～2.49%、 2.5%～3.49%、 … 时， 相应地标以2 、3、 …， 如图8所示。 下一页 返回 上一页 2)合金工具钢的牌号 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（ 一位数） 来表示碳含量， 而工具钢的碳含量超过1%时， 碳含量不标出， 如图9所示。 但应注意， 高速钢(是一种高合金工具钢)和其他一些高合金钢， 即使含碳量小于 1% ， 也不标注含碳量， 如图10所示。例如：在标明碳含量数字之后， 合金工具钢 5CrMnMo， 平均碳含量为 0.5%， 主要合金元素 Cr、Mn 、Mo的含量均在1.5%以下。 下一页 返回 上一页 3)特殊性能钢的牌号 特殊性能钢的牌号的表示方法与合金工具钢基本相同， 首部的数字表示平均含碳量的千分之几， 当平均含碳量小于千分之一时， 用0表示， 如图11所示。 此外， 还有一些特殊专用钢， 用表示其用途的汉语拼音字首来标明， 而一般都不标碳含量。例如，GCr15 表示表示铬含量约 1.5%(这是一个特例， 铬含量以千分之一为单位的数字表示)的滚动轴承钢， 其碳含量一般都大于或等于1.0%， 故一般不标含碳量。Y40Mn， 表示碳含量为0.4%、 锰含量少于1.5%的易切削钢。对于高级优质钢， 则在钢的末尾加“ A” 字表明， 例如20Cr2Ni4A等。 下一页 返回 上一页 3.合金结构钢 合金结构钢是在碳素结构钢的基础上加入一种或几种合金元素的钢。主要有低合金结构钢、 合金渗碳钢、 合金调质钢、 合金弹簧钢、 滚动轴承钢。 1)低合金结构钢 低合金结构钢主要用于制造桥梁、 船舶、 车辆、 锅炉、 高压容器、 输油输气管道、 大型钢结构等。主要用于制造的汽车零件包括： 汽车大梁、 球头销、 活塞销、 汽油箱托架、 半轴齿轮及汽缸盖螺栓等。 低合金结构钢具有高强度、 高韧性、 良好的焊接性能、 良好的塑变能力、 低的冷脆临界温度、 较好的耐蚀性。 由于韧性、 焊接性和冷成形性能的要求高， 其碳含量不超过 0.20%。加入以锰为主的合金元素， 辅加铌、 钛、 钒、 硅、 磷、 铜等元素， 有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。 下一页 返回 上一页 2)合金渗碳钢 合金渗碳钢主要用于制造在工作中遭受强烈的摩擦磨损， 同时又承受较大冲击载荷的工件。如汽车中的变速齿轮、 后桥齿轮、 万向节十字轴、 活塞销、 气门挺杆及凸轮轴等。 表面渗碳层硬度高， 具有优良的耐磨性和耐疲劳性， 心部具有高的韧性和足够高的强度，良好的淬透性和渗碳工艺性， 以承受冲击载荷的作用。 合金渗碳钢碳含量一般为0.10% ～ 0.25%， 使零件心部有足够的塑性和韧性。主加元素为铬、 锰、 镍、 硼等， 以提高淬透性， 辅加元素为钼、 钨、 钒、 钛等。 下一页 返回 上一页 4)合金弹簧钢 弹簧是利用弹性变形吸收能量以缓和振动和冲击， 或靠弹性储能来起驱动作用的。因此，弹簧钢主要用于制造钢板弹簧、 气门弹簧、 制动室复位弹簧、 摇臂轴定位弹簧、 离合器压紧弹簧、 牵引钩弹簧等各类弹簧和弹性元件。 具有高的弹性极限、 高的疲劳强度、 抗拉强度及足够的塑性和韧性。 碳含量一般为 0.50% ～ 0.70%， 碳含量过高时， 塑性、 韧性降低， 疲劳抗力也下降。主加合金元素是硅、 锰、 铬等， 主要是提高淬透性和增强弹性。对于重要的弹簧钢必须加入铬、 钒、钨等， 不仅可以提高淬