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合金结构钢：在碳素结构钢的基础上、加入适量的一种或数种合金元素(总含量一般不超过5％)的钢为合金结构钢、其表示为：两位数字(数字/10000为含碳量)+元素符号+数字(元素含量小于1.5%的不需标出)、例如30Mn2MoW、主要合金元素是Mn、Mo、W、30表示含碳量为0.3%、2表示含Mn2%、Mo、W后面没有数字表示这两种元素含量均低于1.5%；合金工具钢：在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。其表示为：一位数字(数字/1000为含碳量)+元素符号+数字(数字元素含量小于1.5%的不需标出)、例如1Cr17Mo2Ti、主要合金元素是Cr、Mo、Ti、1表示含碳量为0.1%、17表示含Cr17%、Mo含量为2%、Ti含量低于1.5%故不标出。

强度级别较低的低合金高强钢、如300～400MPa级、由于钢中合金元素含量较少、其焊接性良好、接近于低碳钢。随着钢中合金元素的增加、强度级别提高、钢的焊接性也逐渐变差、出现的主要问题是：

1、热影响区的淬硬倾向 含碳时较少、强度级别较低的钢种、如09Mn2、09Mn2Si、09MnV钢等、淬硬倾向很小。随着强度级别的提高、淬硬倾向也开始加大、如16Mn、15MnV钢焊接时、快速度冷却会导致在热影响区出现马氏体组织。

2、冷裂纹 低合金高强钢焊接时、热影响区的冷裂纹倾向加大、并且这种冷裂纹往往具有延迟的性质、危害性很大。例如、材料为18MnMoNb钢壁厚 115mm 的一大型容器、由于预热温度不够、焊后在热影响区形成大量冷裂纹。

低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂、其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快、这种开裂属于冷裂纹性质。

3、热裂纹 一般情况下、强度等级为294～392MPa的热轧、正火钢、热裂倾向较小、但在厚壁压力容器的高稀释率焊道(如根部焊道或靠近坡口边缘的多层埋弧焊焊道)中也会出现热裂纹。电渣焊时、若母材的含碳量偏高并含镍时、电渣焊缝中可能会出现呈八字形分布的热裂纹。

强度等级为800～1176MPa的中碳调质钢(如30CrMnSiA钢)、焊接时热裂的敏感性较大。

4、粗晶区脆化 热影响区中被加热至 1100℃ 以上的粗晶区、当焊接线能量过大时、粗晶区的晶粒将迅速长大或出现魏氏组织而使韧性下降、出现脆化段。

在碳素结构钢的基础上、加入适量的一种或数种合金元素(总含量一般不超过5％)的钢。这类钢、由于具有合适的淬透性、经适宜的金属热处理后、显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体、因而具有较高的抗拉强度和屈强比(一般在0.85左右)、较高的韧性和疲劳强度、和较低的韧性－脆性转变温度、可用于制造截面尺寸较大的机器零件。

由东莞德标模具钢材有限公司提供图册合金元素在结构钢中的作用 有三个方面：①增大钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时、从表层起淬成马氏体层的深度、是取得良好综合性能的主要参数。除Co外、几乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高钢的淬透性、其中 Mn、Mo、Cr、B的作用*强、其次是Ni、Si、Cu。而强碳化物形成元素如V、Ti、Nb等、只有溶于奥氏体中时才能增大钢的淬透性。

②影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散、因而在同样温度下和碳素钢相比、一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用、从而提高钢的回火稳定性、即提高钢的抗回火软化能力、V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显著、Al、Mn、Ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢、在500～600℃回火时、析出细小弥散的特殊碳化物质点如V4C3、Mo2C、W2C等、代替部分较粗大的合金渗碳体、使钢的强度不再下降反而升高、即出现二次硬化(见回火)。Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。③影响钢的强化和韧化。

Ni以固溶强化方式强化铁素体；Mo、V、Nb等碳化物形成元素、既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度；碳的强化作用*显著。此外、加入这些合金元素、一般都细化奥氏体晶粒、增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂、Ni改善钢的韧性；Mn易使奥氏体晶粒粗化、对回火脆性敏感；降低P、S含量、提高钢的纯净度、对改善钢的韧性有重要作用(见金属的强化)。

分类 合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。

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