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合金元素

介紹

合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。

其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強碳化物形成元素，只要有足夠的碳，在適當條件下，就能形成各自的碳化物，當缺碳或在高溫條件下，則以原子狀態進入固溶體中；錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素，其中一部分以原子狀態進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體；鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子狀態存在于固溶體中。

作用

1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖

擊性降低，當碳含量超過0.23時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

2、硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2的硅，強度可提高15－20。硅和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅1－4的低碳鋼，具有的導磁率，用于電器工業做硅鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

3、錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50。在碳素鋼中加入0.70以上時就算“錳鋼"，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40。含錳11－14的鋼有的耐磨性，用于挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045，優質鋼要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055，優質鋼要求小于0.040。在鋼中加入0.08-0.20的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

8、 鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由于淬火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織致密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。

12、鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。

13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。

14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5塑性顯著降低。當銅含量小于0.50對焊接性無影響。

15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強度。

17、氮(N):氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。

18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象“土"，所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分布和性質，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨性。

20CrMo

20CrMo淬透性較高，無回火脆性，焊接性相當好，形成冷裂的傾向很小，可切削性及冷應變塑性良好。一般在調質或滲碳淬火狀態下使用，用于制造在非腐蝕性介質及工作溫度低于250、含有氮氫混合物的介質中工作的高壓管及各種緊固件、較高級的滲碳零件，如齒輪、軸等。

簡介

牌號：20CrMo合金結構鋼

標準：

對應標準：JIS G4053：2003

ASTM A29M：2005

ISO 683-18：1996

化學成份：

碳 C ：0.170.24

硅 Si：0.170.37

錳 Mn：0.400.70

硫 S ：允許殘余含量0.035

磷 P ：允許殘余含量0.035

鉻 Cr：0.801.10

鉬 Mo：0.150.25

鎳 Ni：允許殘余含量0.03

銅 Cu：允許殘余含量0.03

力學性能：

抗拉強度 σb (MPa)：885(90)

屈服強度 σs (MPa)：685(70)

伸長率 δ5 ()：12

斷面收縮率 ψ ()：50

沖擊功 Akv (J)：78

沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：98(10)

硬度 ：197HB

試樣尺寸：試樣毛坯尺寸為15mm

用途

齒輪、緊固件、法蘭、螺母等

規格

處理規范

熱處理規范：淬火880,水冷、油冷;回火500,水冷、油冷。

交貨狀態：以熱處理（正火、退火或高溫回火）或不熱處理狀態交貨，交貨狀態應在合同中注明。

20CrMo熱處理：

20CrMo材料屬于低碳合金結構鋼,適合滲碳淬火處理;熱處理規范:淬火880,水冷、油冷;回火500,水冷、油冷.

20CrMo硬度

20CrMo淬火(860-880水或油冷),加低溫(150--200)回火,20CrMo硬度為HRC32-33

熱處理和力學性能：

鋼號: 20CrMo

試樣毛坯尺寸/mm: 15

熱處理|淬火|加熱溫度/|次淬火: 880

熱處理|淬火|加熱溫度/|第二次淬火:

熱處理|淬火|冷卻劑:水、油

熱處理|回火|加熱溫度/: 500

熱處理|回火|冷卻劑:水、油

力學性能|抗拉強度σb/MPa|: 885

力學性能|屈服點σs/MPa|: 685

力學性能|伸長率δ5()|: 12

力學性能|面縮率ψ()|: 50

力學性能|沖擊吸收功AKV/J|: 78

交貨狀態硬度HBS|: 197

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