用于制造重要工程结构和机器零件的钢种称为合金结构钢。主要有低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚珠轴承钢。 低合金结构钢 1.用途主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。 2.性能要求 (1)高强度:一般其的屈服强度在300MPa以上。 (2)高韧性:要求延伸率为15%~20%,室温冲击韧性大于600kJ/m~800kJ/m。对于大型焊接构件,还要求有较高的断裂韧性。 (3)良好的焊接性能和冷成型性能。 (4)低的冷脆转变温度。 (5)良好的耐蚀性。 3.成分特点 (1)低碳:由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高,其碳含量不**过0.20%。 (2)加入以锰为主的合金元素。 (3)加入铌、钛或钒等辅加元素:少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物,有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。 此外,加入少量铜(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等,可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素,可以脱硫、去气,使钢材净化,改善韧性和工艺性能。 4.常用低合金结构钢 16Mn是我国低合金高强钢中用量较多、产量较大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体,强度比普通碳素结构钢Q235高约20%~30%,耐大气腐蚀性能高20%~38%。 15MnVN中等级别强度钢中使用较多的钢种。强度较高,且韧性、焊接性及低温韧性也较好,被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。 强度级别**过500MPa后,铁素体和珠光体组织难以满足要求,于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、Mo、Mn、B等元素,有利于空冷条件下得到贝氏体组织,使强度更高,塑性、焊接性能也较好,多用于高压锅炉、高压容器等。 5.热处理特点 这类钢一般在热轧空冷状态下使用,不需要进行专门的热处理。使用状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。 合金渗碳钢 1.用途主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损,同时又承受较大的交变载荷,特别是冲击载荷。 2.性能要求 (1)表面渗碳层硬度高,以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力,同时具有适当的塑性和韧性。 (2)心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时,在冲击载荷或过载作用下*断裂;强度不足时,则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。 (3)有良好的热处理工艺性能在高的渗碳温度(900℃~950℃)下,奥氏体晶粒不易长大,并有良好的淬透性。