鋼（gāng）板 , 厚鋼板的鋼種大體上和薄鋼板相同。在品各方麵（miàn），除了（le）橋梁鋼板、鍋爐（lú）鋼板、汽車製造鋼板、壓力容器（qì）鋼板（bǎn）和多層高壓（yā）容（róng）器鋼板等品種純屬厚板（bǎn）外，有些品種的鋼（gāng）板如汽車大梁鋼板（厚2.5~10毫米）、花紋鋼板（厚2.5~8毫米）、不鏽鋼（gāng）板、耐熱（rè）鋼板等（děng）品種（zhǒng）是同薄板交叉（chā）的。 另，鋼板還有（yǒu）材質（zhì）一說，並不是所有的（de）鋼板都是一樣的，材質不一樣，其鋼（gāng）板所用到的地方，也不一樣。是用鋼水澆注，冷卻（què）後壓製而（ér）成的平板狀鋼材。 鋼板是平板（bǎn）狀，矩形的，可直接軋製（zhì）或（huò）由寬鋼帶剪（jiǎn）切而成。 鋼板按（àn）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。 鋼板按軋製分，分熱軋和冷軋。 薄板的寬度為500~1500毫（háo）米；厚的寬度為600~3000毫米。薄板（bǎn）按鋼種分，有（yǒu）普通鋼、優質鋼、合金鋼、彈簧鋼、不鏽（xiù）鋼、工具鋼、耐熱鋼、軸（zhóu）承鋼、矽鋼和工業純鐵薄板等；按專業（yè）用途分，有油（yóu）桶用板、搪瓷用板、防彈用板等；按表麵塗（tú）鍍層分，有（yǒu）鍍鋅薄板、鍍（dù）錫薄板、鍍鉛薄板、塑料複合鋼板等。 合金鋼 隨（suí）著科學技術和工業的發展，對材料提出了更高的要求，如更高的強度，抗高溫（wēn）、高壓、低溫，耐腐蝕（shí）、磨損以及其它特殊物理、化學性能的要求，碳鋼已不能完全滿（mǎn）足要求。 碳鋼的在性能上主要有以（yǐ）下幾方麵的不足： (1)淬透性低。一般情（qíng）況（kuàng）下（xià），碳鋼水淬的（de）最大（dà）淬透直（zhí）徑隻有10mm-20mm。 (2) 強度和屈強比較低。如普通碳鋼Q235鋼的s為235MPa，而低合金結構鋼16Mn的（de）s則為360MPa以上。40鋼的 s /b僅（jǐn）為0.43, 遠低於合金（jīn）鋼。 (3) 回火（huǒ）穩定性差。由（yóu）於回（huí）火穩定性差，碳鋼在（zài）進行調質處理時（shí），為了保證較高的強度需采用較低的回火（huǒ）溫度，這樣鋼的（de）韌性就偏低；為（wéi）了（le）保證較好的韌性，采用高的回火溫度時強度又偏低，所以（yǐ）碳鋼（gāng）的（de）綜合機械性能水平不高（gāo）。 (4) 不能滿足特殊性能的要求（qiú）。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損（sǔn）以及特殊電磁性等方麵往往較差，不能滿足特殊使用（yòng）性能的需（xū）求。牌號的首部用數字標明（míng）碳含量（liàng）。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（fèn）之一為（wéi）單位的（de）數字（一位數）來表示（shì）碳含量，而工具鋼的碳含量超過1%時，碳含量（liàng）不標出。 在（zài）表明碳含量數字之後，用元素的化學符號表（biǎo）明鋼中主要合金元素，含（hán）量（liàng）由其後麵的數字標明，平均含量少於1.5%時不標數, 平均含量為1.5%～2.49%、2.5%～3.49%時,相應地標以2、3。 合金結構鋼40Cr，平均碳含（hán）量（liàng）為0.40%，主（zhǔ）要合金（jīn）元素（sù）Cr的含量在1.5%以下。 合金元（yuán）素與鐵、碳的相互作（zuò）用 合金元素加入鋼中後，主要以三種形（xíng）式存在鋼中。即（jí）：與鐵形（xíng）成（chéng）固（gù）溶體；與碳形成碳化（huà）物；在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。 1. 溶於鐵中 幾乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金奧氏（shì）體, 按其對-Fe或-Fe的作用, 可將合金元素分（fèn）為擴大奧（ào）氏體相區和縮小奧氏體相區兩大類。 擴（kuò）大相區的元素亦（yì）稱（chēng）奧氏體穩定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(-Fe -Fe的轉變（biàn）點)下降, A4點( -Fe的轉變點)上升, 從而（ér）擴大（dà）-相的存在範圍。其中Ni、Mn等加入到一定量後, 可使相區擴大到室溫以下, 使相區消（xiāo）失, 稱為完（wán）全擴大相區元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴大（dà）相區, 但不能（néng）擴大到室溫（wēn）, 故稱之為部分擴大相區的元（yuán）素。 縮小相區元素亦稱鐵素體穩定化元素, 主要（yào）有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使（shǐ）A3點（diǎn）上升, A4點下降（jiàng）(鉻除外, 鉻含量小於7%時, A3點下降; 大於7%後,A3點迅速上升), 從而縮小相（xiàng）區存在的範圍, 使鐵素體穩（wěn）定區域擴大。按（àn）其作（zuò）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)和部（bù）分縮小相區的元素(如B、Nb、Zr等)。 2. 形成碳化物（wù） 其與鋼中碳的親和（hé）力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形（xíng）成元素兩大類（lèi）。 常見非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶於（yú）鐵素體和奧（ào）氏體中。常見碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳（tàn）化物（wù）的穩定性程度由（yóu）弱到強（qiáng）的次序排列（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（hán）量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（yuán）素Cr、Mn、Mo的含量（liàng）均在（zài）1.5%以下。 專（zhuān）用鋼用其用途的漢語拚音字首來標明。對奧氏（shì）體和鐵素（sù）體存在範圍的影響 擴大或縮（suō）小相區的元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相圖中的相（xiàng）區, 且（qiě）同樣Ni或Mn的（de）含量（liàng）較多時, 可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織(如1Cr18Ni9奧氏體不鏽鋼和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時, 可使鋼在（zài）室溫獲得單（dān）相鐵（tiě）素體（tǐ）組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體不鏽鋼等)。 對Fe-Fe3C相圖（tú）臨界點(S和E點（diǎn）)的影響 擴大相區的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析（xī）轉變溫度下降（jiàng）, 縮（suō）小相區（qū）的元（yuán）素則使其上升（shēng）, 並都使共析反（fǎn）應在一個溫度範圍內進行。幾（jǐ）乎所有的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含量降低，即（jí）S點和E點左（zuǒ）移（yí）, 強碳（tàn）化物形成（chéng）元素的作用尤為強烈。 合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中的組織轉（zhuǎn）變。 1. 合金元素對加（jiā）熱時相轉變的影（yǐng）響 合金元素影（yǐng）響加熱時奧氏體形（xíng）成的速度和奧氏（shì）體晶粒的大小。 (1)對奧氏（shì）體形成速度的影響（xiǎng）： Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶於（yú）奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度；Co、Ni等部分非碳化物形成元（yuán）素, 因增大碳的擴散速度, 使奧氏體的（de）形成（chéng）速度加快；Al、Si、Mn等合金元素對奧氏（shì）體形成（chéng）速度影響不大。 (2)對奧氏體晶粒大（dà）小的影（yǐng）響：大多數合金（jīn）元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用（yòng）, 但影響程度（dù）不同。強烈阻礙（ài）晶粒長大（dà）的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻礙（ài）晶粒長大的元素有（yǒu）：W、Mn、Cr等；對晶粒長大影響不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促進晶粒長大的（de）元素：Mn、P等。 2. 合金元素對過冷奧氏體分解轉變的（de）影響 除Co外, 幾乎所有（yǒu）合金元素都增大（dà）過冷奧氏體的穩定性, 推遲珠光體類（lèi）型組織的轉（zhuǎn）變, 使C曲線右移, 即提高鋼的淬透性。常用提高淬透（tòu）性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出, 加入的（de）合金元素, 隻有完全溶於奧氏體時（shí）, 才能提高淬透性。如果未完全溶解, 則（zé）碳化物會成為珠光體的核心, 反而降（jiàng）低鋼的淬透性。另外, 兩種或（huò）多種合金元素（sù）的同時加入(如, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元素對（duì）淬透性的影響要強得多。 除Co、Al外, 多數（shù）合金元（yuán）素（sù）都使Ms和Mf點下（xià）降。其作用大（dà）小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用（yòng）最強, Si實際上無（wú）影（yǐng）響。Ms和（hé）Mf點的下（xià）降, 使淬火後（hòu）鋼中殘餘奧氏（shì）體量增（zēng）多。殘餘奧氏體量過多時,可進（jìn）行冷處理(冷至Mf點以下), 以使其轉變為馬氏（shì）體; 或進行多次回火（huǒ）, 這時殘餘奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升, 並在冷（lěng）卻過（guò）程（chéng）中轉變為馬氏體或貝氏體(即發生所（suǒ）謂二次淬火)。 3. 合金元素對回（huí）火轉變的影響 (1)提高回火穩定性 合金元素在回（huí）火過程中（zhōng）推遲馬氏體的分解（jiě）和（hé）殘餘奧氏體的轉變(即（jí）在較高溫（wēn）度才開始分解和轉變)， 提高鐵素（sù）體的再結晶溫（wēn）度, 使碳化物難以聚集長大，因此提高了（le）鋼對回火軟化的抗力, 即（jí）提高了鋼的回火穩定性。提（tí）高回（huí）火穩定性作用較強的合金（jīn）元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。 (2)產生二次硬化 一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時, 硬度不（bú）是隨回火溫度升（shēng）高而單調降低, 而是到某一溫度(約400℃)後反而開始（shǐ）增大, 並在另一更高溫度(一（yī）般為550℃左右)達到峰值。這是回（huí）火過程的二次硬化現象, 它與回火析出物的性質有關。當回火溫度低（dī）於450℃時, 鋼中析出滲碳（tàn）體; 在450℃以上滲碳體溶解, 鋼中開始沉澱出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 稱為（wéi）沉澱硬化（huà）。回火時冷卻過程中殘餘（yú）奧氏體轉變為馬氏（shì）體的二次淬火所也可導致二次硬化。 產生二次硬化（huà）效應的合金元素 產生二次硬化（huà）的原因 合 金 元 素（sù） 殘餘奧氏體的轉變 沉澱硬（yìng）化 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, 由於能生成彌散分布的（de）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性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影（yǐng）響。在450℃-600℃間發生的第二（èr）類回火脆性(高溫回火脆性) 主要與某些雜質元素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（yuán）素的（de）合金鋼中。 這是一種可逆回火脆性, 回火後快冷(通常用油冷)可防止其發生。鋼中加入（rù）適當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除這類脆性。 合金元素對鋼的機械（xiè）性能的影響 提高鋼（gāng）的強度是加入合金（jīn）元素的主要（yào）目的之一。欲提高（gāo）強度, 就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機製主要有（yǒu）固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉澱和彌散（sàn）)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這（zhè）些強化機製。 1. 對退（tuì）火（huǒ）狀態下（xià）鋼的（de）機（jī）械性能的影響 結構鋼在退火狀態下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶於鐵素體中, 形成合金鐵（tiě）素體, 依靠固溶（róng）強化作用, 提高強度和硬度, 但同（tóng）時降低塑性和韌性。 2.對退火狀（zhuàng）態下鋼的（de）機械性能的影響 由（yóu）於合金元（yuán）素的加入降低了（le）共析（xī）點的碳（tàn）含量、使C曲線（xiàn）右移, 從而（ér）使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這（zhè）也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀態下, 合金鋼沒有很大的優越性。 由於過冷奧氏體穩定性增大, 合金鋼在（zài）正火（huǒ）狀態下（xià）可得到層片距離更小的珠（zhū）光體, 或貝氏體甚（shèn）至馬氏體組織, 從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在（zài）一般含量（liàng）(例如一般結構鋼（gāng）的實際含量)下影響很小。 3. 對淬火、回火狀態下鋼的機械性能（néng）的影響（xiǎng） 合（hé）金元（yuán）素對淬火、回火狀態下鋼（gāng）的強化作用最顯著, 因為它（tā）充分利用了全部的四種強化機製。淬火時形成馬氏體, 回火時析出（chū）碳化物, 造成強（qiáng）烈的第二相強化，同時使韌性大大改善, 故獲得馬氏體（tǐ）並對其回火是鋼的最經濟和最有效的綜合強化方（fāng）法。 合金元素加（jiā）入鋼中, 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時（shí）容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的（de）回火穩定性, 使馬氏體的保持到較高溫度，使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小（xiǎo）、均勻和穩（wěn）定。這樣, 在同樣條件下, 合金（jīn）鋼比碳鋼具有（yǒu）更高的（de）強度（dù）。 合金元素（sù）對鋼的工藝性能的影響 1. 合金（jīn）元素對鋼鑄造性能的影響 固、液相線的溫度愈低和結晶溫區愈窄, 其鑄造性能愈好。合金元素對鑄造性（xìng）能的影響（xiǎng）, 主要取決於它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外（wài）, 許多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點, 增大鋼的（de）粘度, 降低（dī）流動性, 使（shǐ）鑄（zhù）造性能惡化。 2.合金元素對鋼（gāng）塑性加工性能的影響 塑性（xìng）加工分熱加工和冷加工（gōng）。合金元素溶入固溶體中, 或形成碳化物(如（rú）Cr、Mo、W等), 都使鋼的熱變形（xíng）抗力提高和熱（rè）塑性明顯下降而容易鍛裂。一（yī）般合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要差得（dé）多。 3. 合（hé）金元素對鋼焊接性能的影響 合（hé）金元素都提高鋼的淬透（tòu）性, 促進脆性組織(馬氏體)的形（xíng）成（chéng）, 使焊（hàn）接性能變壞。但鋼中含有少量Ti和V, 可改善鋼的焊接（jiē）性（xìng）能。 4. 合金元素對鋼切削性能的（de）影響 切削性能與鋼的硬度密切相關, 鋼是適合於切削加工的（de）硬度範圍為170HB～230HB。一般合金鋼的（de）切削性能比碳鋼差。但適當加入S、P、Pb等元素可以大大改善鋼的切（qiē）削性能。 5. 合金元素對（duì）鋼（gāng）熱處理工藝性能的影響 熱處理工藝（yì）性能反映鋼熱處理的難易程度和熱處理產生缺陷（xiàn）的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高, 淬火時可以（yǐ）采用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件（jiàn）的變形和開裂傾向。加（jiā）入錳、矽會增大鋼的過熱敏感性。 7-2 合金結（jié）構鋼 用於製造重要工程結構和機器零件（jiàn）的鋼種稱為合（hé）金結構鋼。主要有低合金結構鋼、合（hé）金滲碳鋼、合（hé）金（jīn）調質鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。 如:滾珠軸承鋼,在鋼號前標以（yǐ）G。GCr15表示含碳量約1.0%、鉻（gè）含量約1.5%(這是一個特例, 鉻含量（liàng）以千（qiān）分之一為單位的數字表示)的滾珠軸承鋼。 Y40Mn,表示碳含量為0.4%、錳（měng）含量少於1.5%的易切削鋼等等。 對於高級（jí）優質鋼（gāng），則在鋼的末尾加A字表明，例（lì）如20Cr2Ni4A 7-1 鋼的合金化 在鋼中（zhōng）加（jiā）入合金元素後，鋼的基（jī）本組元鐵和碳與（yǔ）加入的合金元素會（huì）發生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合（hé）金元素（sù）與鐵（tiě）、碳的相互作用和對鐵碳相圖及（jí）對鋼的（de）熱處（chù）理的影響來改善（shàn）鋼的組織和性能。