合金鋼 alloy steel 鋼里除鐵、碳外,加入其他的合金元素,就叫合金鋼。 在普通碳素鋼基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同,并采取適當(dāng)?shù)募庸すに?,可獲得高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。
合金鋼已有一百多年的歷史了。工業(yè)上較多地使用合金鋼材大約是在19世紀(jì)后半期。
1868年英國人馬希特(R.F.Mushet)發(fā)明了成分為2.5%Mn-7%W的自硬鋼,將切削速度提高到5米/分。
1870年在美國用鉻鋼(1.5~2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度為 158.5米的大橋;稍后,一些工業(yè)國家改用鎳鋼(3.5%Ni)建造大跨度的橋梁,或用于修造軍艦。
1901年在西歐出現(xiàn)了高碳鉻滾動(dòng)軸承鋼。
1910年又發(fā)展出了18W-4Cr-1V型的高速工具鋼,進(jìn)一步把切削速度提高到30米/分。
20世紀(jì)20年代以后,不銹鋼和耐熱鋼在這段期間問世了。
1920年德國人毛雷爾 (E.Maurer) 發(fā)明了18-8型不銹耐酸鋼,
1929年在美國出現(xiàn)了Fe-Cr-Al電阻絲。
1939年德國在動(dòng)力工業(yè)開始使用奧氏體耐熱鋼。
第二次世界大戰(zhàn)以后至60年代,主要是發(fā)展高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的時(shí)代,由于航空工業(yè)和火箭技術(shù)發(fā)展的需要,出現(xiàn)了許多高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼新鋼種,如沉淀硬化型高強(qiáng)度不銹鋼和各種低合金高強(qiáng)度鋼等是其代表性的鋼種。60年代以后,許多冶金新技術(shù),特別是爐外精煉技術(shù)被普遍采用,合金鋼開始向高純度、高精度和超低碳的方向發(fā)展,又出現(xiàn)了馬氏體時(shí)效鋼、超純鐵素體不銹鋼等新鋼種。
國際上使用的有上千個(gè)合金鋼鋼號(hào),數(shù)萬個(gè)規(guī)格,合金鋼的產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的10%,是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)大量使用的重要金屬材料。
20 世紀(jì) 70 年代以來, 世界范圍內(nèi)合金高強(qiáng)度鋼的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新時(shí)期, 以控制軋制技術(shù)和微合金化的冶金學(xué)為基礎(chǔ), 形成了現(xiàn)代低合金高強(qiáng)度鋼即微合金化鋼的新概念。
進(jìn)入 80 年代,一個(gè)涉及廣泛工業(yè)領(lǐng)域和專用材料門類的品種開發(fā),借助于冶金工藝技術(shù)方面的成就達(dá)到了頂峰。在鋼的化學(xué)成分-工藝-組織-性能的四位一體的關(guān)系中,次突出了鋼的組織和微觀精細(xì)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位,也表明低合金鋼的基礎(chǔ)研究已趨于成熟,以前所未有的新的概念進(jìn)行合金設(shè)計(jì)。
滾動(dòng)軸承鋼
1高碳型合金鋼,合金含量較高;
2具有高而均勻的硬度和耐磨性;
3用于滾動(dòng)軸承。
合金鋼根據(jù)各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類:
①強(qiáng)碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。
這類元素只要有足夠的碳,在適當(dāng)?shù)臈l件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中。
②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。
③ 不形成碳化物元素,如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態(tài)存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、硅、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩(wěn)定的氧化物和氮化物,一般以夾雜物的形態(tài)存在于鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數(shù)量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時(shí)能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。