合金元素在結構鋼中的作用

　　有三個方面：①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時，從表層起淬成馬氏體層的深度，是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外，幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、B的作用*強，其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。②影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著，Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細小彌散的特殊碳化物質點如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強度不再下降反而升高,即出現二次硬化（見回火）。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。③影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體；Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度；碳的強化作用*顯著。此外，加入這些合金元素，一般都細化奧氏體晶粒，增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較復雜，Ni改善鋼的韌性；Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感；降低P、S含量，提高鋼的純凈度，對改善鋼的韌性有重要作用（見金屬的強化）。

1.低合金高強度結構鋼

其牌號由代表屈服點的漢語拼音字母（Q）、屈服極限數值、質量等級符號（A、B、C、D、E）三個部分按順序排列。例如Q390A，表示屈服強度σs＝390N/mm2、質量等級A的低合金高強度結構鋼。

2.合金結構鋼

其牌號由“兩位數字十元素符號+數字”三部分組成。前面兩位數字代表鋼中平均碳質量分數的萬倍，元素符號表示鋼中所含的合金元素，元素符號后面數字表示該元素的平均質量分數的百倍。合金元素的平均質量分數Me＜1.5%時，一般只標明元素而不標明數值；當平均質量分數≥1.5％、≥2.5％、≥3.5%，…時，則在合金元素后面相應地標出2， 3，4，…。例如40Cr，其平均碳的質量分數c=0.4％，平均鉻的質量分數Cr＜1.5％。如果是上等上等鋼，則在牌號的末尾加“A”。例如38CrMoAlA鋼，則屬于上等上等合金結構鋼。

3.滾動軸承鋼

在牌號前面加“G”(“滾”字漢語拼音的字母)，后面數字表示鉻的質量分數的千倍，其碳的質量分數不標出。例如GCr15鋼，就是平均鉻的質量分數Cr＝1.5％的滾動軸承鋼。鉻軸承鋼中若含有除鉻外的其它合金元素時，這些元素的表示方法同一般的合金結構鋼。滾動軸承鋼都是上等上等鋼，但牌號后不加“A”。

4.合金工具鋼

這類鋼的編號方法與合金結構鋼的區別僅在于：當c＜1％時，用一位數字表示碳的質量分數的千倍；當碳的質量分數≥1%時，則不予標出。例如Cr12MoV鋼，其平均碳的質量分數為?c=1.45％~1.70%，所以不標出；Cr的平均質量分數為12％，Mo和V的質量分數都是小于1.5%。又如9SiCr鋼，其平均?c=0.9％，平均?Cr均＜1.5％。不過高速工具鋼例外，其平均碳的質量分數無論多少均不標出。因合金工具鋼及高速工具鋼都是上等上等鋼，所以它的牌號后面也不必再標“A”。

5.不銹鋼與耐熱鋼

這類鋼牌號前面數字表示碳質量分數的千倍。例如3Crl3鋼，表示平均?c＝0.3％，平均?Cr＝13％。當碳的質量分數?c≤0.03％及c≤0.08％時，則在牌號前面分別冠以“00”及“0”表示，例如00Cr17Ni14Mo2，0Cr19Ni9鋼等。