工程材料中合金钢汇总
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工程材料中合金钢部分总结
机13 白生文2011010462
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
低合金高强度结构钢Q345,
Q420
高强度，高韧
性，良好的冷成
型性能和焊接
性能，低的冷脆
性转变温度，良
好的耐蚀性
<0.20% Mn:固溶强化；降低
奥氏体分解温度，细
化F和P；使S点左
移，使P相对增多。
提高强度和韧度。
Nb,Ti,V：形成细的碳
氮化合物，防止奥氏
体长大，细化铁素体；
冷却时弥散析出，弥
散强化。
热轧空冷铁素体和索氏体大型结构，桥梁，船舶，车辆，
锅炉等
合金渗碳钢20CrMnTi 表面渗碳层硬
度较高，心部强
韧性较好，良好
的热处理工艺
性能
0.10%~
0.25%
Cr，Ni，Mn：Cr提
高淬透性，提高表面
渗碳层耐磨性；Ni提
高心部韧性。
Ti，V，W，Mo：形
成稳定碳化物，防止
A长大；提高渗碳层
硬度和耐磨性
渗碳+淬火+
低温回火
表层：回火马氏体+合金
渗碳体+残余奥氏体
心部：回火马氏体+屈氏
体+少量铁素体
受冲击载荷、交变载荷。
如变
速齿轮、内燃机凸轮轴、活塞
销等
合金调45CrNiMo 强韧塑综合性0.25%~ Cr,Ni,Mn,Si,B：提高淬火+高温回回火索氏体汽车、拖拉机、机床上的受力
3
质钢能较好0.50% 淬透性
W，Mo：防止二类回
火脆性（油冷回火）
火较复杂的齿轮、轴、连杆等
非调制机械结构钢F45MnVS 替代调质钢，减
少工艺难度
0.32~0.5
2,0.09~0
.16
V细化晶粒，弥散强
化；Mn细化P，使P
增加；B得粒状T
热轧空冷（正
火）
索氏体+铁素体注：微合金化，控制轧制，控
制冷却
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
合金弹簧钢60Si2Mn 高的弹性极限，
高的屈强比；
高的疲劳强度；
足够的塑韧性。
中高碳
0.50%~
0.70%
Si，Mn：提高淬透性
和屈强比
Cr，W，V：不宜过
热，不易脱碳，冲击
强度和高温强度提
高。
1、热成形：
淬火+中温回
火（喷丸强
化）
2、冷成性
（具体见书）
回火屈氏体弹簧，弹性元件
滚珠轴承钢GCr15 高接触疲劳强
度；高硬度和耐
磨性；足够的韧
性和淬透性
高碳
0.95%~
1.10%
Cr：提高淬透性和耐
磨性，提高接触疲劳
强度
Si，Mn：提高淬透性
V：形成碳化物，防止
过热（A长大）
球化退火+淬
火+低温回火
冷处理：
-60~-80度。
时效处理：
120~130度
回火马氏体+粒状碳化
物+残余奥氏体
注：严格控制夹杂物，
解除疲劳起源于夹杂物
滚珠、轴承、滚针、内外套圆、
精密量具、丝杠、冷冲模
低合金刃具钢9SiCr
CrWMn
高硬度和耐磨
性；
足够的韧性和
塑性；
高碳
0.9%~
1.1%
Cr，Mn，Si提高淬
透性；Si提高回火稳
定性；W，V提高硬
度和耐磨性，细化晶
粒，防止过热
球化退火+淬
火+低温回火
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
低速刃具，丝锥、板牙、量块
等
高速钢W18Cr4V 高热硬性；
高硬度和耐磨高碳
0.7%~
Cr提高淬透性，提高
抗氧化抗脱碳能力；
球化退火：
870~880
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
各种刀具，高速切割的刀具
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性；
足够的韧性和塑性；1.5% W，Mo保证热硬性；
V形成细碳化物，提
高硬度和耐磨性，防
止过热。
淬火：
1220~1280
（W，V）
回火三次：
550~570
捶打破鱼骨状粗大共晶碳化物
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
冷作模具钢9SiCr
CrWMn
Cr12
高硬度和耐磨
性；
足够韧性和抗
疲劳能力；
热处理变形小
高碳
1.0%~
2.0%
Cr，V，W，Mo提高
耐磨性和淬透性
一次硬化：
淬火+低温回
火。
二次硬化：较
高温度淬火+
较高温度回
火三次。
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
各种冷作模
热作模具钢热锻模钢：
5CrNiMo
5CrMnMo
热压模钢：
4Cr5MnSiV
高热硬性和高
温耐磨性；
高抗氧化能力；
高的热强性和
韧性；
高抗疲劳能力；
高淬透性和导
热性。
中碳
0.3~
0.6%
Cr，Ni，Mn，Si提
高淬透性；
Mo，W，V产生二次
硬化，提高热硬性。
热锻：调质处
理；
热压：淬火+
在略高于二
次硬化的温
度回火。
回火索氏体——回火屈
氏体；
回火马氏体+碳化物+少
量残余奥氏体
各种热作模
量具用钢高硬度和耐磨
性；
高尺寸稳定性，
热处理变形小；
高碳
0.9%~
1.5%
Cr，W，Mn提高淬
透性
为保证尺寸
稳定性：
1在保证硬度
前提下淬火
大都为回火马氏体+碳
化物+少量残余奥氏体
根据钢种而不同
各种量具
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温度要低，减
少残奥；
2冷处理；
3时效处理。
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
马氏体不锈钢12Cr13
20Cr13
30Cr13
40Cr13
强度和耐磨性
相对较好；
耐蚀性相对较
差。
低碳Cr在氧化性介质中
钝化，耐腐
根据用途：
调质
淬+低回
淬+中回
相应组织，注意是低碳
马氏体
医疗，弹簧，结构零件
奥氏体不锈钢12Cr18Ni9
06Cr18Ni11Ti
强硬度很低，无
磁性；
耐蚀性很好；
加工强化比铁
素体不锈钢好
很低
0.1%左
右
Cr耐腐；
Ni获得单相奥氏体组
织；
Ti，Nb优先形成稳定
碳化物，防止晶界贫
铬。
固溶处理：加
热至1050到
1150度水冷，
获得单一奥
氏体组织。
稳定化处理：
加热至850到
880度缓慢冷
却，碳和Nb、
Ti形成碳化
物析出，防止
晶界贫铬。
消除应力退
火：300到350
度消除冷加
单相奥氏体化学工业用具，医疗，抗磁仪
表等
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工应力；850度以上消除焊接应力
铁素体不锈钢10Cr17
10Cr17Mo
耐蚀性较好；
强度低，塑性较
好。
较低
小于
0.15%
Cr：单一铁素体组织；正火or退火
状态下使用
（不能淬火）
单相铁素体耐蚀性高但强度不高：化工用
具、容器管道、食品工厂设备
等。
钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途
耐磨钢ZGMn13-1
ZGMn13-2 高的耐磨性和
韧性
不超过
1.4%
高Mn（11%~14%）：
获得完全的奥氏体组
织，提高加工硬化效
果及良好的韧性；
一定量的Si：改善钢
水流动性，固溶强化；
但过多导致晶界碳化
物过多，龟裂。
（0.3%~0.8%）
水韧处理：加
热至1000到
1100度保温，
使碳化物溶
解，水冷，获
得单一奥氏
体组织。
加工硬化：表
面在使用过
程中受强烈
压力变形时
硬化；心部高
韧性。
心部：奥氏体
表面：马氏体
坦克履带，铁轨等
耐热钢
7。