低合金结构钢和低合金高强度钢（合金结构钢介绍）

合金结构钢

在碳素结构钢中添加Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V、Ti 等合金元素，使其具有较高强度、韧性、淬透性。

合金结构钢分为：普通低合金钢、易切钢、调质钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动轴承钢。

编号：数字 化学元素 数字

第一个数字是指平均含碳量的万分之几，化学元素是指合金元素，第二个数字是指合金元素的百分之几，若合金元素小于1.5%则不标出。

如：40Cr

表示 含C量：0.40% （0.37-0.45%）含Cr量：0.8-1.1%

60Si2Mn

表示 含C量：0.57-0.65%

含Si 量：1.5-2.0%

含Mn 量：0.6-0.9%

若为高级优质钢，则在钢号后加“A”如： 20Cr2Ni4A、45CrNiMoVA

普通低合金钢

合金含量 <3%，其强度显著高于相同含碳量的碳素钢（低合金钢）且具有良好的塑性、韧性、焊接性能，比碳钢更低的冷脆转变温度。主

要用于桥梁、锅炉压力容器、车辆、船舶、大型钢结构等。

普通低合金钢一般在热轧退火或正火状态下使用，不需进行热处理。

C%<0.20%；主强化元素是Mn<1.8%；加入微量的Ti、V、Nb等细化晶粒；加入Cu提高耐大气腐蚀能力。

常用钢号：16Mn、16MnR、15MnV、15MnTi、14MnNb、16MnCu

易切钢

在钢中添加S、Pb、Ca、P等合金元素，使钢成为容易切削。

作用：使切屑易断，不易形成“切屑积瘤”，减摩、降低切削力、切削热。但使钢的性能下降。

钢号：Y12、Y15、Y20、Y30、Y40Mn、Y40CrSCa、T10Pb

渗碳钢

渗碳钢属于低碳钢，含碳量0.10-0.25%，以保证心部有足够的塑、韧性。为了克服碳钢缺陷，常采用低碳合金钢作为渗碳钢，加

入合金元素Cr、Ni、Mn、B提高淬透性，改善渗碳层的强度和塑、韧性；添加少量的V、W、Mo、Ti细化晶粒，抑制渗碳时晶粒长大。

同碳素渗碳钢一样，渗碳后需热处理，“淬火 低温回火”，获得“外硬内韧”组织。

常用钢号：15Cr、20Cr、15Mn2、20Mn2、15CrMn、20CrMnTi、20CrMnMo、12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4W

渗碳：920℃，6~8h，深度达1.2~1.6mm。渗碳后预冷到870~880℃，油淬，经200℃ 2~3h回火，表层硬度可达HRC58~60，心部硬度HRC30~45，达到“外硬内韧”。齿面经喷丸处理，可消除氧化皮，且使齿面表层产生残余压应力，有利于提高疲劳强度。

调质钢

调质：淬火 高温回火，获得 S回组织，具有较高的强度和较高的塑、韧性配合（良好的综合机械性能）。对于调质零件，淬透性对机械性能影响很大。

调质钢属于中碳钢，含碳量0.27~0.50%（含碳量过低强度不足，过高韧性不足）。要获得具有良好综合机械性能的S回，必须先淬透获得M，添加Cr、Ni、Mn、Si、B提高淬透性。

常用调质钢40Cr、40CrMo、42CrMo、40CrNiMo、35CrMo、40CrMnMo、

38CrMoAl、30CrMnSi、40MnVB、40CrMn、30CrNi3

弹簧钢

对弹簧钢的要求，高强度 бb，高屈强比 бs/бb， 高的疲劳强度，足够的塑、韧性，高的淬透性，低的脱碳敏感性，良好的成型性。

成分特点 含碳量高： 碳钢 0.60~0.75%C合金钢 0.46~0.70%C

添加Si、Mn、Cr、V等合金元素，提高淬透性，回火稳定性，细化晶粒，改善机械性能。

热处理特点，淬火 中温回火，获得回火屈氏体бs/бb↑

常用弹簧钢 锰弹簧钢 60Mn 、 65Mn

硅锰弹簧钢 55Si2Mn 、 60Si2Mn

其它弹簧钢 60Si2CrA 、60Si2CrVA

滚动轴承钢（滚珠、滚柱）

对滚动轴承钢的要求

a、高硬度、高耐磨性。

b、高的弹性极限（不允许塑性变形）→接触应力很大。

c、高的疲劳强度。

d、足够的韧性。

e、高的淬透性。

f、一定的耐蚀性（大气、润滑性）。

常用轴承钢及化学成分，滚动轴承钢是高碳铬钢，C：0.95~1.15%；Cr：0.40~1.65%

常用轴承钢牌号：GCr6、GCr9、GCr15、 GCr9SiMn、GCr15SiMn

化学成分： C%：0.95-1.15%，保证高硬度，高强度。 Cr%：0.40-1.65%，增加钢的淬透性并提高回火稳定性。含Cr过高（>1.65%），A’含量增加，且碳化物分布不均匀，影响寿命。对于大型轴承，在GCr15基础上加入Si：0.40-0.65%，Mn：0.9~1.2%，以便进一步改善淬透性，提高钢的强度和弹性极限而不降低韧性。另外，杂质含量应严格控制：S<0.02% P<0.027%

热处理工艺：球化退火，淬火，低温回火。

球化退火： 降低锻造后钢的硬度，有利于切削加工并为淬火作组织准备。GCr15钢的淬火温度要求十分严格850℃。若淬火温度过高>850℃，会增加残余A’ 的含量，且马氏体为粗片状，冲击韧性和疲劳强度急剧下降。

回火温度：150~160℃，2~3h。

热处理后的组织：极细的回火马氏体 细粒状均匀分布的碳化物 A’ 硬度：HRC61~65

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