1、按合金元素的含量分
1)低合金鋼合金元素總含量小於等於5%;
2)中合金鋼合金元素總含量在5%~10%之間;
3)高合金鋼合金元素總含量大於等於10%;
2、按合金元素的種類分
有鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼、矽錳鉬釩鋼等。
3、按主要用途分
(1)結構鋼
1)建築及工程用結構鋼
2)機械製造用結構鋼
(2)工具鋼
(3)特殊效能鋼
合金鋼種類很多,通常按合金元素含量多少分為低合金鋼(含量10%);按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼;按特性和用途又分為合金結構鋼、不鏽鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊效能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼)等。
各國的合金鋼系統,隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、硌鋼系統,中國則發現以矽、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統合金鋼在鋼的總產量中約佔百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不鏽鋼、耐熱不起皮鋼,電工用矽鋼。
調質鋼
1.中碳型合金鋼,合金元素含量較低;2.強度較高;3.用於高溫螺栓、螺母材料等。
彈簧鋼
1、含碳量比調質鋼高;2、經調質處理,強度較高抗疲勞強度較高;3、用於彈簧材料。
滾動軸承鋼
1、高碳型合金鋼,合金含量較高;2、具有高而均勻的硬度和耐磨性;3、用於滾動軸承。
合金工具鋼又名量具鋼
1、高碳型合金鋼,合金元素含量較低;2、具有高的硬度和耐磨性,機加工效能好,穩定性好;3、用於量具材料。
特殊效能鋼
1、低碳高合金鋼;2、抗腐蝕性好;3、用於抗腐蝕、部分可做耐熱材料。
耐熱鋼
1、低碳高合金鋼;2、耐熱效能好;3、用於耐熱材料、部分可做抗腐蝕材料。
低溫鋼
1、低碳合金鋼,根據耐低溫程度合金元素有高有低;2、抗低溫性好;3、用於低溫材料(專用鋼為鎳鋼)。
根據碳化物的傾向分類
合金鋼根據各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類:
①強碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。
這類元素只要有足夠的碳,在適當的條件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態進入固溶體中。
②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態進入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。
③不形成碳化物元素,如矽、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態存在於奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、矽、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩定的氧化物和氮化物,一般以夾雜物的形態存在於鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時能形成不同型別的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。
根據相變點分類
鋼的效能取決於鋼的相組成,相的成分和結構,各種相在鋼中所佔的體積組分和彼此相對的分佈狀態。合金元素是透過影響上述因素而起作用的。對鋼的相變點的影響主要是改變鋼中相變點的位置,大致可以歸納為以下三個方面:
①改變相變點溫度。一般來說,擴大γ相(奧氏體)區的元素,如錳、鎳、碳、氮、銅、鋅等,使A3點溫度降低,A4點溫度升高;相反,縮小γ相區的元素,如鋯、硼、矽、磷、鈦、釩、鉬、鎢、鈮等,則使A3點溫度升高,A4點溫度降低。惟有鈷使A3和A4點溫度均升高。鉻的作用比較特殊,含鉻量小於7%時使A3點溫度降低,大於7%時則使A3點溫度提高。
②改變共析點S的位置。縮小γ相區的元素,均使共析點S溫度升高;擴大γ相區的元素,則相反。此外幾乎所有合金元素均降低共析點S的含碳量,使S點向左移。不過碳化物形成元素如釩、鈦、鈮等(也包括鎢、鉬),在含量高至一定限度以後,則使S點向右移。
③改變γ相區的形狀、大小和位置。這種影響較為複雜,一般在合金元素含量較高時,能使之發生顯著改變。例如鎳或錳含量高時,可使γ相區擴充套件至室溫以下,使鋼成為單相的奧氏體組織;而矽或鉻含量高時,則可使γ相區縮得很小甚至完全消失,使鋼在任何溫度下都是鐵素體組織。
1、按合金元素的含量分
1)低合金鋼合金元素總含量小於等於5%;
2)中合金鋼合金元素總含量在5%~10%之間;
3)高合金鋼合金元素總含量大於等於10%;
2、按合金元素的種類分
有鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼、矽錳鉬釩鋼等。
3、按主要用途分
(1)結構鋼
1)建築及工程用結構鋼
2)機械製造用結構鋼
(2)工具鋼
(3)特殊效能鋼
合金鋼種類很多,通常按合金元素含量多少分為低合金鋼(含量10%);按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼;按特性和用途又分為合金結構鋼、不鏽鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊效能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼)等。
各國的合金鋼系統,隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、硌鋼系統,中國則發現以矽、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統合金鋼在鋼的總產量中約佔百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不鏽鋼、耐熱不起皮鋼,電工用矽鋼。
調質鋼
1.中碳型合金鋼,合金元素含量較低;2.強度較高;3.用於高溫螺栓、螺母材料等。
彈簧鋼
1、含碳量比調質鋼高;2、經調質處理,強度較高抗疲勞強度較高;3、用於彈簧材料。
滾動軸承鋼
1、高碳型合金鋼,合金含量較高;2、具有高而均勻的硬度和耐磨性;3、用於滾動軸承。
合金工具鋼又名量具鋼
1、高碳型合金鋼,合金元素含量較低;2、具有高的硬度和耐磨性,機加工效能好,穩定性好;3、用於量具材料。
特殊效能鋼
1、低碳高合金鋼;2、抗腐蝕性好;3、用於抗腐蝕、部分可做耐熱材料。
耐熱鋼
1、低碳高合金鋼;2、耐熱效能好;3、用於耐熱材料、部分可做抗腐蝕材料。
低溫鋼
1、低碳合金鋼,根據耐低溫程度合金元素有高有低;2、抗低溫性好;3、用於低溫材料(專用鋼為鎳鋼)。
根據碳化物的傾向分類
合金鋼根據各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類:
①強碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。
這類元素只要有足夠的碳,在適當的條件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態進入固溶體中。
②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態進入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。
③不形成碳化物元素,如矽、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態存在於奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、矽、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩定的氧化物和氮化物,一般以夾雜物的形態存在於鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時能形成不同型別的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。
根據相變點分類
鋼的效能取決於鋼的相組成,相的成分和結構,各種相在鋼中所佔的體積組分和彼此相對的分佈狀態。合金元素是透過影響上述因素而起作用的。對鋼的相變點的影響主要是改變鋼中相變點的位置,大致可以歸納為以下三個方面:
①改變相變點溫度。一般來說,擴大γ相(奧氏體)區的元素,如錳、鎳、碳、氮、銅、鋅等,使A3點溫度降低,A4點溫度升高;相反,縮小γ相區的元素,如鋯、硼、矽、磷、鈦、釩、鉬、鎢、鈮等,則使A3點溫度升高,A4點溫度降低。惟有鈷使A3和A4點溫度均升高。鉻的作用比較特殊,含鉻量小於7%時使A3點溫度降低,大於7%時則使A3點溫度提高。
②改變共析點S的位置。縮小γ相區的元素,均使共析點S溫度升高;擴大γ相區的元素,則相反。此外幾乎所有合金元素均降低共析點S的含碳量,使S點向左移。不過碳化物形成元素如釩、鈦、鈮等(也包括鎢、鉬),在含量高至一定限度以後,則使S點向右移。
③改變γ相區的形狀、大小和位置。這種影響較為複雜,一般在合金元素含量較高時,能使之發生顯著改變。例如鎳或錳含量高時,可使γ相區擴充套件至室溫以下,使鋼成為單相的奧氏體組織;而矽或鉻含量高時,則可使γ相區縮得很小甚至完全消失,使鋼在任何溫度下都是鐵素體組織。