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。 在普通碳素鋼基礎上添加適量的一種或多種合金元素而構成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同,并采取適當?shù)募庸すに嚕色@得高強度、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)了高碳鉻滾動軸承鋼。
1910年又發(fā)展出了18W-4Cr-1V型的高速工具鋼,進一步把切削速度提高到30米/分。
20世紀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)展高強度鋼和超高強度鋼的時代,由于航空工業(yè)和火箭技術發(fā)展的需要,出現(xiàn)了許多高強度鋼和超高強度鋼新鋼種,如沉淀硬化型高強度不銹鋼和各種低合金高強度鋼等是其代表性的鋼種。60年代以后,許多冶金新技術,特別是爐外精煉技術被普遍采用,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)了馬氏體時效鋼、超純鐵素體不銹鋼等新鋼種。
國際上使用的有上千個合金鋼鋼號,數(shù)萬個規(guī)格,合金鋼的產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的10%,是國民經(jīng)濟建設和國防建設大量使用的重要金屬材料。
20 世紀 70 年代以來, 世界范圍內(nèi)合金高強度鋼的發(fā)展進入了一個全新時期, 以控制軋制技術和微合金化的冶金學為基礎, 形成了現(xiàn)代低合金高強度鋼即微合金化鋼的新概念。
進入 80 年代,一個涉及廣泛工業(yè)領域和專用材料門類的品種開發(fā),借助于冶金工藝技術方面的成就達到了頂峰。在鋼的化學成分-工藝-組織-性能的四位一體的關系中,次突出了鋼的組織和微觀精細結構的主導地位,也表明低合金鋼的基礎研究已趨于成熟,以前所未有的新的概念進行合金設計。
滾動軸承鋼
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?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。