鋼(gang)實質是(shi)一種合金,主要成分是(shi)鐵(tie)和少量(liang)碳,還含有硅、錳(meng)、磷、硫、鉻、鎳、鉬、鎢和釩(fan)等微量(liang)元素。
鋼的分(fen)類如圖3-1所示(shi)。

常見鋼的簡介見表3-2。

合金鋼(Alloy Steel)介紹如下:
1. 不銹鋼(gang)(Stainless Steel)
不(bu)銹鋼含有大量的合金元素,故其耐熱、耐蝕等性能大大優于碳素鋼和低合金鋼,但隨之而來的是其價格也遠遠高于碳素鋼和低合金鋼。按不銹鋼使用狀態的金相組織,可分為奧氏體型、奧氏體-鐵素體型、鐵素體型、馬氏體型和沉淀硬化型不銹鋼五類。
①. 奧氏體型不銹鋼(gang)(Austenitic Snless Steel)。
奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能,也具有良好的可焊性,故工程上應用很廣泛,但其價格較高,約是碳鋼材料的10倍,是普通合金鋼的近4倍,故不是必須使用時就不要輕易選用。
不(bu)銹鋼(gang)(包括奧氏體(ti)型(xing)、奧氏體(ti)-鐵(tie)素體(ti)型(xing)、鐵(tie)素體(ti)型(xing)、馬氏體(ti)型(xing)和沉淀硬化型(xing))的表示(shi)(shi)方法按GB221標準規定如下:除(chu)含碳(tan)量(liang)的表示(shi)(shi)方法不(bu)同(tong)外(wai),其他均(jun)與低合(he)金鋼(gang)相同(tong)。此時的含碳(tan)量(liang)以(yi)一(yi)位數字來表示(shi)(shi),該(gai)數字為平均(jun)含碳(tan)量(liang)的千(qian)分之幾。當平均(jun)含碳(tan)量(liang)小于千(qian)分之一(yi)時,用(yong)“0”表示(shi)(shi);當平均(jun)含碳(tan)量(liang)小于0.03%時,用(yong)“00”表示(shi)(shi)。
GB/T 1220 標準共給出了28種奧氏體不銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有0Cr18Ni9(304) (06Cr19Ni10)、00Cr19Ni10(304L)(022Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)、00Cr17Ni14Mo2(316L)(022Cr17Ni12Mo2)等。
②. 奧氏體-鐵素體型不銹鋼。
它與(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)型(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)一樣(yang),具有(you)良好(hao)的綜合力學性能(neng),也具有(you)良好(hao)的可焊性,故常(chang)代替奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)型(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)用于容易發生晶間腐(fu)蝕的工(gong)(gong)作環境(jing)。但(dan)該種材料(liao)制(zhi)造工(gong)(gong)藝復雜,成(cheng)本較高,價格約是奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)型(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)的3~4倍,故這種材料(liao)在工(gong)(gong)程上應用的并不(bu)普遍。
GB/T 1220 標準給出了 1Cr18Ni11Si4AlTi (14Cr18Ni11Si4AlTi)、00Cr18Ni5Mo3Si2(022Cr19Ni5Mo3Si2N)、022Cr22Ni5Mo3N等共6種奧氏體-鐵素體型雙(shuang)相不(bu)銹鋼的材料牌號。
③. 鐵素體型不(bu)銹鋼(gang)(Ferrite Stainless Steel)。
其(qi)防腐性能不如奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang),焊接(jie)性能也(ye)比較差,還容易出現475℃回火脆(cui)性和σ相析(xi)出引(yin)起(qi)的脆(cui)性,因此,這種不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)壓力管道中(zhong)應用得不多,而在(zai)壓力容器中(zhong)常(chang)用作復合材(cai)料(liao)的復層。
GB/T 1220標準共給出了7種鐵素體不銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有00Cr12(022Cr12)和0Cr13Al(06Cr13Al)。
④. 馬(ma)氏體型不銹鋼(Martensitic Stainless Steel)。
其具有(you)較高的硬度(du)和(he)(he)耐磨性,耐蝕性較弱,常用于醫療中的手術刀,而壓力管道中則常用作碳(tan)素鋼和(he)(he)鉻鉬鋼閥門(men)的閥桿和(he)(he)閥芯。
GB/T 1220標準共給出了19種馬氏體不銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、3Cr13(30Cr13)等。
⑤. 沉淀硬化型不銹鋼。
沉淀硬化不銹鋼(gang)是指可以進行沉淀硬化處理的奧氏體或馬氏體型不銹鋼。這種不銹鋼有很高的強度和硬度,其耐蝕性則接近于奧氏體型不銹鋼,在壓力管道中它常用作螺栓和螺母材料。
GB/T 1220標準給出了05Cr15Ni5Cu4Nb、0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al (07Cr17Ni7Al)、0Cr15Ni7Mo2A1(07Cr15Ni7Mo2Al)共4種沉淀硬化型不銹鋼的材料牌號。
2. 低合金(jin)鋼(Low Alloy Steel)
工程上(shang)常(chang)用的低合金鋼有碳錳系(xi)、碳錳釩(fan)系(xi)、鉻(ge)鉬系(xi)和鉻(ge)鉬釩(fan)系(xi)等系(xi)列。
①. GB/T 1591標準給出(chu)了碳(tan)錳系(xi)和(he)碳(tan)錳釩系(xi)低合金(jin)鋼的化學(xue)成(cheng)分和(he)力學(xue)性能要求。當用(yong)(yong)于常溫及(ji)以上溫度時,可(ke)用(yong)(yong)SHA、SHB或SHC級;當用(yong)(yong)于-20~-40℃時,可(ke)用(yong)(yong)SHD或SHE級。
②. GB/T 3077(《合金結構鋼》)標(biao)(biao)準給出(chu)了(le)鉻(ge)鉬系(xi)和(he)(he)鉻(ge)鉬釩系(xi)低合金鋼的(de)(de)化學成(cheng)分和(he)(he)機械性能(neng)要求。該標(biao)(biao)準共列出(chu)了(le)77種材(cai)料牌號(hao),其(qi)表示方(fang)法按GB/T221(《鋼鐵產品牌號(hao)表示方(fang)法》)標(biao)(biao)準。常(chang)用(yong)的(de)(de)鉻(ge)鉬系(xi)和(he)(he)鉻(ge)鉬釩系(xi)低合金鋼材(cai)料牌號(hao)有12CrMo、15CrMo、12CrlMoV等,它們常(chang)用(yong)作抗(kang)氫(qing)腐蝕、抗(kang)高(gao)(gao)溫(wen)硫或硫化氫(qing)腐蝕和(he)(he)耐熱(re)(次高(gao)(gao)溫(wen))等材(cai)料。例(li)如,12CrMo和(he)(he)15CrMo常(chang)用(yong)于550℃以下的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)工(gong)況(kuang)(kuang),或用(yong)于320℃以下的(de)(de)臨氫(qing)工(gong)況(kuang)(kuang);12CrlMoV常(chang)用(yong)于575℃以下的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)壓蒸(zheng)汽介質。
3. 調(diao)質合金鋼(Quenching and Tempering Steel)
其含碳量較高,故強(qiang)度高,可焊性差,常用于(yu)螺栓、螺母(mu)材(cai)料。
GB/T 3077標準(zhun)給出了調質合金鋼的化學成分和(he)機械性能要求。常用材料牌(pai)號(hao)有(you)40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、25Cr2MoVA等(deng)。
4. 耐熱(re)鋼(gang)(High Resisting Steel)
GB1221 標準共給出了40種耐(nai)熱鋼的材料牌號。大多數不銹鋼都可用作耐熱鋼。工程上常用的耐熱鋼材料牌號如下。
①. 奧(ao)氏體型:0Cr18Ni9(304)(06Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)等(deng)。
②. 鐵素體型:00Cr12(022Cr12)、0Cr13A1(06Cr13Al)等。
③ .馬(ma)氏(shi)體型:1Cr5Mo(12Cr5Mo)、1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、等(deng)。
④. 沉(chen)淀硬(ying)化型:0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)等。
5. 低溫鋼(gang)(Cryogenic Service Steel)
我國的低溫鋼有16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb等,或者用奧氏體不銹鋼,但前者一般適應的低溫溫度不宜太低,而奧氏體不銹鋼又比較貴,故這里介紹ASTM中常用的低溫鋼,即鎳(Ni)鋼。常用鎳鋼的化學成分和力學性能見表3-3。


