鋼（gāng）板 , 厚鋼板的鋼種大（dà）體上（shàng）和薄鋼板相同。在品各方麵，除了橋梁鋼板、鍋（guō）爐鋼板、汽車製（zhì）造鋼板（bǎn）、壓力（lì）容器鋼（gāng）板和多層高壓容（róng）器鋼板等品種純屬厚板外，有些品種的鋼板如汽車大梁鋼板（厚2.5~10毫米）、花紋鋼板（bǎn）（厚2.5~8毫米）、不（bú）鏽鋼板、耐熱鋼板等品（pǐn）種是同薄板交叉的。 另，鋼板還有材質一說，並不是所有的鋼板都是一樣的，材質不一樣（yàng），其鋼板（bǎn）所用到的地方，也不一樣。是用鋼（gāng）水澆（jiāo）注，冷卻後壓製而成的平板狀鋼材。 鋼板是平板狀，矩形的，可直接（jiē）軋製或由寬鋼帶剪切而成。 鋼板按厚度分，薄鋼板4毫米（最薄0.2毫米），厚鋼板4~60毫米，特厚鋼板60~115毫米。 鋼（gāng）板按軋製分，分熱軋和冷（lěng）軋。 薄板的寬度為500~1500毫米；厚的寬度（dù）為600~3000毫米。薄板（bǎn）按鋼種分，有普通鋼、優質鋼、合金鋼、彈簧鋼、不鏽鋼、工具鋼、耐熱鋼、軸承鋼、矽鋼和工業純鐵薄板等；按專業用途分（fèn），有油桶用板、搪瓷用板、防（fáng）彈用板等；按表麵塗鍍（dù）層（céng）分，有鍍鋅薄板、鍍錫薄（báo）板、鍍鉛薄板、塑（sù）料複合鋼板等。 合金鋼（gāng） 隨著科學技術和工業的（de）發展，對材料提出（chū）了更高的要求，如更高的強度，抗高溫、高壓、低溫，耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學性能的要求，碳鋼已不（bú）能完全滿足要求。 碳鋼的在性能上主要有以下幾方麵的不足： (1)淬透性低。一般情況（kuàng）下（xià），碳鋼水淬的（de）最（zuì）大淬透直徑隻有10mm-20mm。 (2) 強度和屈強比較低（dī）。如普通碳鋼Q235鋼的s為235MPa，而低合金結構（gòu）鋼16Mn的s則（zé）為360MPa以（yǐ）上。40鋼的 s /b僅為（wéi）0.43, 遠低於合金鋼。 (3) 回火穩定性差。由於回火穩定性差，碳鋼（gāng）在進行調質處理時，為了保證較高的強度需采用較低（dī）的回火溫度，這樣鋼的韌性就偏低；為了保證較好的韌性，采用高的回火（huǒ）溫度時強度又偏低，所以碳鋼的綜合機械性能水平不高。 (4) 不能滿足特殊性（xìng）能的要求。碳鋼（gāng）在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁（cí）性等方麵往往較差，不能（néng）滿足特殊使用性能的需求。牌號的首部用數字（zì）標明碳含量。規定結構鋼以萬分之一為單位的數字（兩位數）、工具鋼和特殊性能鋼以千分之一為單位的（de）數（shù）字（一（yī）位數）來表示碳含（hán）量，而工具鋼的碳（tàn）含量超過1%時，碳含量不標（biāo）出。 在表明碳（tàn）含量數字之（zhī）後，用元素的化學符號表明鋼中（zhōng）主要合金（jīn）元素，含量由其後麵的數字（zì）標明，平均（jun1）含量少於1.5%時不標（biāo）數（shù）, 平均含量為1.5%～2.49%、2.5%～3.49%時,相應地（dì）標（biāo）以2、3。 合金結構鋼40Cr，平均碳含量（liàng）為0.40%，主要合金元素Cr的含（hán）量在1.5%以下。 合金元素與鐵、碳的相互作用 合金元（yuán）素加入鋼中後，主要以三種形式存在鋼中。即：與（yǔ）鐵（tiě）形成固溶體；與碳形成碳化物；在高（gāo）合（hé）金鋼（gāng）中還可能形成金屬（shǔ）間化（huà）合（hé）物。 1. 溶於鐵中 幾乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入鐵中, 形（xíng）成（chéng）合（hé）金鐵素體或合金奧氏（shì）體, 按其對-Fe或-Fe的作（zuò）用, 可將合金元素分為（wéi）擴大奧氏體相區和縮（suō）小奧氏體相區兩大類。 擴大相區的元素亦稱奧氏體穩（wěn）定化元素（sù）, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(-Fe -Fe的（de）轉變點)下降, A4點（diǎn）( -Fe的轉變（biàn）點（diǎn）)上升, 從而擴大-相的（de）存在範圍。其中Ni、Mn等加入到一定量後, 可使相區擴（kuò）大到室溫以下, 使相區消（xiāo）失, 稱為完全擴大相區元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖（suī）然擴大相區, 但（dàn）不能擴大到室溫, 故稱之為部分（fèn）擴大相區的元素。 縮小相（xiàng）區元素亦稱鐵素體（tǐ）穩（wěn）定化元素（sù）, 主（zhǔ）要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點上升, A4點下降(鉻除外, 鉻含量小於7%時, A3點下降; 大於7%後,A3點（diǎn）迅速上升), 從而縮小相區存在的範（fàn）圍, 使鐵素體穩定區域擴大。按（àn）其作用不同可分（fèn）為完全封閉相區的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和（hé）部分縮小相區的元素(如B、Nb、Zr等)。 2. 形成碳化物 其與鋼中碳的親和力的大（dà）小, 可分為碳（tàn）化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。 常見非碳（tàn）化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上（shàng）都溶於鐵素體和奧氏體中。常見碳（tàn）化物形成元素（sù）有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物（wù）的穩定性程度由弱到強的（de）次（cì）序排列（liè）)，它們在鋼中一部分固溶於基體相中，一部分形成合金滲碳體, 含量（liàng）高時可形成新的合金碳化合物。 合金工具鋼5CrMnMo, 平（píng）均碳含（hán）量為0.5%, 主要合金元素（sù）Cr、Mn、Mo的含量均在1.5%以下。 專用鋼用其用途的漢語拚（pīn）音字首來標明。對奧氏體和鐵素體存在（zài）範圍的影響（xiǎng） 擴大或（huò）縮小相區的元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相圖中的相區, 且同樣Ni或Mn的含量較多（duō）時（shí）, 可使鋼在室溫下得到單相（xiàng）奧氏體組織(如1Cr18Ni9奧氏體不鏽鋼（gāng）和ZGMn13高錳鋼（gāng）等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量（liàng）時, 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體不鏽鋼等)。 對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影（yǐng）響 擴大相區的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉變溫（wēn）度下（xià）降, 縮小相區（qū）的元素則（zé）使其上升, 並都使共析反應在一個溫度範圍內進行。幾乎所有的合金元素都使共（gòng）析點(S)和（hé）共晶點(E)的碳含量降低，即S點和E點左移, 強碳（tàn）化物形成元素（sù）的作用尤為強烈。 合（hé）金元素對鋼熱處理的影響 合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程（chéng）中的組織（zhī）轉變。 1. 合金元素對加熱時相轉變的影響 合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒（lì）的大小。 (1)對奧（ào）氏體形成速度的影響： Cr、Mo、W、V等強（qiáng）碳化物形成元素與碳的親合力大（dà）, 形成難溶於奧氏體的合金碳化物（wù）, 顯著減慢奧氏體形（xíng）成速度；Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴散速（sù）度, 使（shǐ）奧氏體的形成速度加快；Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響（xiǎng）不（bú）大。 (2)對奧氏體晶粒大小的（de）影響：大（dà）多（duō）數合金元素都有阻止奧氏（shì）體晶粒（lì）長大的作用, 但（dàn）影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻（zǔ）礙晶粒長大的元素有：W、Mn、Cr等；對晶粒長大影響不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促進晶（jīng）粒長大的元素：Mn、P等（děng）。 2. 合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響 除Co外, 幾乎所有合金元素都增大（dà）過冷奧氏體的穩（wěn）定（dìng）性, 推遲珠光體（tǐ）類型組織的轉變, 使C曲線右移, 即提高（gāo）鋼的淬透性。常用提（tí）高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等（děng）。必須指（zhǐ）出, 加入的合金元素, 隻有完全溶於奧氏體時, 才能提高淬（cuì）透性。如果未完全溶解, 則碳化物會成為珠（zhū）光體的核心, 反而降低鋼的淬透性。另外, 兩種或多種（zhǒng）合金元素的同時加入（rù）(如, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元（yuán）素對淬透性的影響要強得（dé）多。 除Co、Al外, 多數合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小（xiǎo）的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最強, Si實（shí）際上無影響。Ms和Mf點的下（xià）降, 使淬火後鋼（gāng）中殘餘奧氏體量增多。殘餘奧氏（shì）體量過多時,可進行（háng）冷處理(冷至Mf點以下), 以使其轉變為馬氏體; 或進行（háng）多次回火, 這時殘餘奧氏體因析出合金（jīn）碳化物會使Ms、Mf點上升, 並在冷卻過程中轉變為馬氏體或貝氏體（tǐ）(即發（fā）生所謂二次（cì）淬火)。 3. 合金元（yuán）素對（duì）回火轉變的影（yǐng）響 (1)提（tí）高回火穩定性 合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘餘奧（ào）氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變)， 提高鐵素體的再結晶（jīng）溫度（dù）, 使碳（tàn）化物（wù）難以聚集（jí）長大，因此提高了鋼對回火軟化的抗力, 即提高了（le）鋼的回火穩定性。提高（gāo）回火穩定性作用較強的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。 (2)產生二次硬化 一些Mo、W、V含量較（jiào）高的高合金鋼回火時, 硬度不（bú）是隨回（huí）火溫（wēn）度（dù）升高而單調降低, 而（ér）是到某一溫度(約（yuē）400℃)後反而開始增大, 並在另一更高溫度(一般為550℃左右)達到峰值。這是回火過（guò）程的二次硬化現（xiàn）象, 它與回火析出物的性質有關。當回火溫（wēn）度低於450℃時, 鋼中析出滲碳體; 在450℃以上滲碳體溶解, 鋼（gāng）中開始沉澱出彌散穩定的難熔（róng）碳化物Mo2C、W2C、VC等（děng）, 使硬度重新（xīn）升高（gāo）, 稱為沉澱硬化。回火時冷卻過程中殘（cán）餘奧（ào）氏體轉變為馬氏體的二次淬火所也可導致（zhì）二（èr）次硬化。 產生二次硬化效應的合金元素 產生二（èr）次硬（yìng）化的原因 合 金 元 素 殘餘（yú）奧（ào）氏體的轉變 沉澱（diàn）硬化（huà） Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co① ①僅在高含量並有其他合金元素存在時, 由於（yú）能生成彌散分（fèn）布的金屬間化合物才有效。 (3)增大回火脆性 和碳鋼一樣, 合金鋼也產生回火脆（cuì）性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間（jiān）發生的第二類回火脆性(高溫（wēn）回（huí）火脆性) 主要與某些雜質元（yuán）素（sù）以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關, 多發生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。 這是一種可逆（nì）回火脆性（xìng）, 回火後快冷(通常用油冷（lěng）)可防止其（qí）發生（shēng）。鋼中加（jiā）入適當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本（běn）上消除（chú）這類脆性。 合金元素對鋼的機械（xiè）性能的影（yǐng）響（xiǎng） 提（tí）高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之（zhī）一（yī）。欲提高強（qiáng）度, 就要設（shè）法增大（dà）位錯運動的（de）阻力。金屬中的強化（huà）機製主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉澱和彌散)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這些強化機製。 1. 對退火狀態下鋼的機械性能的影（yǐng）響 結構鋼在退火狀態下的基本相是鐵素體和碳化物（wù）。合（hé）金（jīn）元素溶於鐵素體中, 形成（chéng）合（hé）金（jīn）鐵（tiě）素體（tǐ）, 依靠（kào）固溶強化作用, 提高強度和硬度, 但同時降（jiàng）低塑性和（hé）韌性。 2.對退火狀態下鋼的機械性能的影響 由於合金元（yuán）素（sù）的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線（xiàn）右移, 從而使組織中的珠（zhū）光體的比例增大, 使珠光（guāng）體層片距（jù）離減小（xiǎo）, 這也使鋼的強度增加（jiā）, 塑性下降。但是在退（tuì）火狀態下, 合（hé）金（jīn）鋼沒有很（hěn）大（dà）的優越性。 由（yóu）於過冷奧氏體穩（wěn）定性增大, 合金鋼在正火（huǒ）狀態下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織（zhī）, 從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強（qiáng）化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。 3. 對（duì）淬火、回火狀態下鋼的（de）機械性能的影響 合（hé）金元素（sù）對淬火、回火狀態下鋼的強化作用最顯（xiǎn）著, 因為它充分利用了（le）全部的四種強化機製。淬火時形成馬（mǎ）氏體, 回火時析出碳化物, 造成強烈的（de）第（dì）二相強化（huà），同時使韌（rèn）性大大改善, 故獲得馬氏體並對其回火是鋼的最經濟和最有效（xiào）的綜合（hé）強化（huà）方法。 合金元素加入鋼中, 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時容易獲（huò）得馬氏體。其次（cì）是提高鋼（gāng）的回火（huǒ）穩定性, 使馬氏體的保持到（dào）較高溫（wēn）度，使（shǐ）淬火鋼在回火時析出的碳化（huà）物更細小、均勻和穩定（dìng）。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比（bǐ）碳鋼具（jù）有更高的強（qiáng）度。 合金元素對鋼的工藝性能的影響 1. 合金元素對鋼（gāng）鑄造性能（néng）的影響 固、液相線的溫（wēn）度愈低和結晶溫區愈窄, 其鑄（zhù）造性（xìng）能愈好。合金元（yuán）素對鑄造性能的影響, 主要取決於它們對Fe-Fe3C相圖（tú）的影響。另外, 許多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成（chéng）高熔點碳化物或氧（yǎng）化物質點, 增大鋼的（de）粘度, 降低流動性（xìng）, 使鑄造性能惡化。 2.合金元（yuán）素對（duì）鋼塑性加工性能的影響 塑性加工（gōng）分熱加工和冷加（jiā）工。合金元素溶入固溶（róng）體（tǐ）中, 或形成碳化物(如Cr、Mo、W等（děng）), 都使鋼的熱（rè）變形（xíng）抗力提高和熱塑性明顯下降而容易鍛裂。一般合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要（yào）差得多。 3. 合（hé）金元素（sù）對鋼焊接性能的影響 合金元素都提高鋼的淬透性, 促進脆性組織（zhī）(馬（mǎ）氏體)的形成, 使焊接性能變壞。但鋼中（zhōng）含有少量Ti和V, 可改善鋼的焊接性能。 4. 合金元素對（duì）鋼切削性能的影響 切削性能與鋼的硬度密切相關, 鋼是（shì）適合於切削加工的硬度範圍為170HB～230HB。一般（bān）合金鋼的切（qiē）削（xuē）性能比碳鋼（gāng）差。但適當加入（rù）S、P、Pb等元素可以大大改善鋼（gāng）的切削性能。 5. 合金（jīn）元素對鋼熱（rè）處理工藝性（xìng）能的影響 熱處理工藝性能反映鋼熱（rè）處理（lǐ）的難易程度和（hé）熱處理產生缺陷的傾向（xiàng）。主要包括淬透性、過熱敏感（gǎn）性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透（tòu）性高, 淬火（huǒ）時可以（yǐ）采用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件的變形和開裂傾向。加入錳、矽（guī）會增大鋼的過（guò）熱敏感（gǎn）性。 7-2 合金結構鋼 用於製造重要工程結構（gòu）和機器（qì）零件的鋼種稱為合金結構鋼。主要有低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質鋼（gāng）、合（hé）金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。 如:滾珠軸承（chéng）鋼,在鋼號前標以G。GCr15表示含碳量約1.0%、鉻含量約1.5%(這是一個特（tè）例, 鉻含量以千分（fèn）之一為單（dān）位的數（shù）字表示)的（de）滾珠軸承鋼。 Y40Mn,表示（shì）碳含量為0.4%、錳含量少於1.5%的易切削鋼等等。 對（duì）於高級優質鋼，則在鋼的末尾加A字表明，例如20Cr2Ni4A 7-1 鋼的合金化 在鋼中加入（rù）合金元素後，鋼的（de）基本組元鐵和碳與（yǔ）加（jiā）入的合金元素會發生交互作用。鋼的（de）合金化目的是希望利用合金元素與鐵（tiě）、碳的相互作用和（hé）對鐵碳相圖及對鋼的熱處（chù）理的影響來改善鋼的組織和性（xìng）能。