鋼(gang)實(shi)質是(shi)一種合金,主(zhu)要(yao)成分是(shi)鐵和少量碳,還(huan)含有(you)硅、錳(meng)、磷、硫、鉻(ge)、鎳、鉬、鎢和釩(fan)等(deng)微(wei)量元素。
鋼的(de)分類如圖3-1所示。

常(chang)見(jian)鋼的簡介(jie)見(jian)表3-2。

合(he)金鋼(Alloy Steel)介紹(shao)如下:
1. 不銹鋼(Stainless Steel)
不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(bu)銹鋼(gang)(Austenitic Snless Steel)。
奧(ao)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。
不銹鋼(包括(kuo)奧(ao)氏體(ti)型(xing)、奧(ao)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(ying)化型(xing))的表(biao)(biao)示方(fang)法按GB221標(biao)準規定如下:除含(han)碳量(liang)的表(biao)(biao)示方(fang)法不同(tong)外,其他均與低合金鋼相(xiang)同(tong)。此時(shi)的含(han)碳量(liang)以一位數字來表(biao)(biao)示,該數字為平(ping)均含(han)碳量(liang)的千分之幾。當(dang)平(ping)均含(han)碳量(liang)小于千分之一時(shi),用“0”表(biao)(biao)示;當(dang)平(ping)均含(han)碳量(liang)小于0.03%時(shi),用“00”表(biao)(biao)示。
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(ao)氏體-鐵(tie)素體型不銹鋼。
它與奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)一樣,具有良(liang)好(hao)的(de)(de)綜合力學(xue)性能,也具有良(liang)好(hao)的(de)(de)可焊性,故常(chang)代(dai)替奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)用于容易發生晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)工作環(huan)境。但該種材(cai)料制造工藝復雜,成本較高,價格約是(shi)奧(ao)氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)3~4倍,故這種材(cai)料在(zai)工程上應用的(de)(de)并不(bu)普(pu)遍。
GB/T 1220 標準給出了 1Cr18Ni11Si4AlTi (14Cr18Ni11Si4AlTi)、00Cr18Ni5Mo3Si2(022Cr19Ni5Mo3Si2N)、022Cr22Ni5Mo3N等共6種奧氏體-鐵素體型雙相不(bu)銹鋼的材料牌號。
③. 鐵素(su)體型不銹鋼(Ferrite Stainless Steel)。
其防腐性(xing)能不如奧氏體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang),焊接性(xing)能也比較差,還容易出現475℃回火脆性(xing)和σ相析出引起(qi)的(de)脆性(xing),因此,這種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)壓(ya)力(li)管道中應用(yong)得不多,而在(zai)壓(ya)力(li)容器中常用(yong)作復(fu)合材料的(de)復(fu)層。
GB/T 1220標準共給出了7種鐵素(su)體不銹鋼(gang)的材料牌號,而常用的材料牌號有00Cr12(022Cr12)和0Cr13Al(06Cr13Al)。
④. 馬氏體型不銹鋼(Martensitic Stainless Steel)。
其具有較高(gao)的硬度和耐磨性(xing),耐蝕性(xing)較弱(ruo),常用于醫療中的手術刀,而壓力管道中則常用作(zuo)碳素(su)鋼和鉻(ge)鉬鋼閥(fa)門(men)的閥(fa)桿(gan)和閥(fa)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(chen)淀硬化型不銹鋼。
沉淀(dian)硬化不銹鋼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)
工程上常用的低合金鋼有碳(tan)(tan)錳系(xi)(xi)、碳(tan)(tan)錳釩(fan)系(xi)(xi)、鉻(ge)鉬系(xi)(xi)和(he)鉻(ge)鉬釩(fan)系(xi)(xi)等系(xi)(xi)列。
①. GB/T 1591標準給出(chu)了碳錳系(xi)和碳錳釩(fan)系(xi)低合金(jin)鋼的化學成分和力學性(xing)能要(yao)求。當用(yong)于常溫(wen)及以上溫(wen)度時,可用(yong)SHA、SHB或SHC級(ji);當用(yong)于-20~-40℃時,可用(yong)SHD或SHE級(ji)。
②. GB/T 3077(《合金(jin)結構(gou)鋼》)標準(zhun)給出(chu)了鉻鉬系和(he)鉻鉬釩(fan)系低(di)合金(jin)鋼的化學成(cheng)分和(he)機(ji)械(xie)性能要求。該標準(zhun)共列出(chu)了77種材(cai)料牌號(hao)(hao),其表(biao)示方法按GB/T221(《鋼鐵產(chan)品牌號(hao)(hao)表(biao)示方法》)標準(zhun)。常用的鉻鉬系和(he)鉻鉬釩(fan)系低(di)合金(jin)鋼材(cai)料牌號(hao)(hao)有12CrMo、15CrMo、12CrlMoV等,它們常用作抗氫(qing)腐(fu)蝕(shi)、抗高(gao)溫硫或硫化氫(qing)腐(fu)蝕(shi)和(he)耐熱(re)(次高(gao)溫)等材(cai)料。例如,12CrMo和(he)15CrMo常用于(yu)550℃以(yi)下的高(gao)溫工況,或用于(yu)320℃以(yi)下的臨氫(qing)工況;12CrlMoV常用于(yu)575℃以(yi)下的高(gao)溫高(gao)壓蒸汽介質。
3. 調質合金鋼(Quenching and Tempering Steel)
其含碳量(liang)較高(gao),故(gu)強(qiang)度高(gao),可焊性(xing)差,常用于螺(luo)栓、螺(luo)母材料(liao)。
GB/T 3077標準給出了調質合金鋼(gang)的化學(xue)成分和機械性能要求。常用材料牌(pai)號有40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、25Cr2MoVA等。
4. 耐熱鋼(High Resisting Steel)
GB1221 標準共給出了40種耐熱鋼的材料牌號。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. 奧氏體型:0Cr18Ni9(304)(06Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)等(deng)。
②. 鐵素(su)體型:00Cr12(022Cr12)、0Cr13A1(06Cr13Al)等(deng)。
③ .馬氏體(ti)型(xing):1Cr5Mo(12Cr5Mo)、1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、等。
④. 沉淀硬化型:0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)等。
5. 低溫鋼(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。


