AISI51B60合金结构钢材

合金结构钢介绍

类钢,由于具有合适的渗透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度，和较的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面寸较大的机器零件。

合金元素在结构钢中的用

有三个方面：

①增大钢的透性。透性是指钢火时，从表层起成马氏体层的深度，是取得良好综合性能的主要参数。除Co，几乎所有合金元素如Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等能提高钢的透性，其中Mn、Mo、Cr、B的用强，其是Ni、Si、Cu。而强碳化物形成元素如V、Ti、Nb等，只有溶于奥氏体中时才能增大钢的透性。

②影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散，因而在同样温度下和碳素钢相比，一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大用，从而提高钢的回火性,即提高钢的抗回火软化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的用比较显著，Al、Mn、Ni的用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢，在500～600℃回火时，析出细小弥散的特殊碳化物点如V4C3、Mo2C、W2C等,替部分较粗大的合金渗碳体,使钢的强度不再下降反而升高,即出现二硬化（见回火）。Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的用。

③影响钢的强化和韧化。Ni以固溶强化方式强化铁素体；Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度；碳的强化用显著。此，加入些合金元素，一般细化奥氏体晶粒，增加晶界的强化用。影响钢的韧性因素比较复杂，Ni改善钢的韧性；Mn易使奥氏体晶粒粗化，对回火脆性敏感；降P、S含量，提高钢的纯净度，对改善钢的韧性有重要用（见金属的强化）。

合金结构钢的分类

合金结构钢一般分为调结构钢和表面硬化结构钢。　　

①调结构钢类钢的含碳量一般约为0.25%～0.55%，对于既截面寸的结构件，在调处理（火加回火）时，如果沿截面透，则性能良好，如果不透，显微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、珞钢、镍铬钢等，回火后应快冷。类钢的火临界径，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，一般在0.12～0.25%，同时还有适量的合金元素，以保证适宜的透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）。渗碳或碳氧共渗钢，经850～950℃渗碳或碳氮共渗后，火并在温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480～580℃)，接使用，不再经火与回火处理。

合金结构钢生产工艺

根据钢种和钢的量要求，合金结构钢的冶炼，可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉；或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时，应力求温度均匀并有够的保温时间，以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀；锻、轧后的钢材，寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快冷却,以免加重带状组织；截面较大的锻件，应采取措施消除内应力和白点。调钢应尽可能火成马氏体组织，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，再经后加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨除，不再加工。

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