合金钢

出处：按学科分类—经济 中国财政经济出版社《中国物资管理辞典》第746页（1431字）

含有一种或多种合金元素的钢。

即在碳素钢中有意添加一些合金元素的铁碳合金。按含合金元素总量划分为低合金钢(＜5%)、中合金钢(5－10%)和高合金钢(＞10%)。

按用途分为建筑结构用钢、机器结构用钢、工具钢和特殊性能钢。按所含主要合金元素分为铬钢、镍钢、钼钢、锰钢、硅钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钢、络锰钛钢等。按金相组织分为铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢和复相钢等。常用的合金元素有锰(Mn)、硅(Si)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、钛(Ti)、铌(Nb)、钻(Co)、铝(A1)、铜(Cu)、稀土(Xt或RE)等，某些情况下也用磷(P)、硫(S)、氮(N)作为合金元素。

合金元素的作用主要为：(1)对钢中基本相的影响。碳钢中有铁素体、奥氏体和渗碳体三个基本相。

合金元素中的非碳化物形成元素如Ni、Co、Si、Al等，几乎都溶解在基本相中形成合金铁素体、合金奥氏体和合金渗碳体，从而增加基本相的稳定性、提高硬度和耐磨性。

碳化物形成元素如Mn、Cr、Mo、W等，含量较少时多溶入渗碳体中形成合金渗碳体，含量较多时则形成新的特殊的合金碳化物，也会有少量溶入铁素体或奥氏体中。合金碳化物的熔点高、硬度高、稳定性好，对提高钢的强度、硬度、耐磨性和高温性能起很大作用。(2)对钢相变点的影响。

某些合金元素使铁碳相图的相变点位置发生改变。如Mn、Ni、Co等能扩大γ相区，又如Cr、Mo、W等能缩小γ相区，这样就有可能使钢在常温下获得单一的组织，从而具有象不锈钢特殊的抗蚀性能。

许多合金元素可使共析点(S点)、奥氏体最大含碳量点(E点)和共晶点(C点)左移，结果使共析点和共晶点的含碳量下降，共析钢和过共析钢在含碳量远低于平衡状态下的含碳量时出现珠光体和莱氏体，从而使钢的强度、硬度和耐磨性增加。(3)对钢热处理的影响。

钢在加热时，Ni、Co等非碳化物形成元素能增加奥氏体的形成速度，V、Ti、W等强碳物形成元素由于妨碍碳在钢中的扩散而降低奥氏体化的过程。钢在冷却时，除Co外所有合金元素会使奥氏体等温转变曲线(C曲线)右移。

许多强碳化物形成元素，由于加热时残存的碳化物粒子对晶粒长大起阻碍作用而使晶粒细化，获得较好的力学性能。C曲线右移，抑制了过冷奥氏体的相变速度，从而提高了钢的淬透性，减少了淬火时的变形和开裂倾向。

许多合金元素可使马氏体的分解推迟，从而提高钢的回火稳定性，使钢在高温下仍保持高的硬度和耐磨性。(4)对钢工艺性能的影响。通常共晶成分左右合金的铸造性能好，偏离愈远则铸造性恶化。由于合金元素的作用，使钢的热塑性明显下降、变形力增大、导热性下降，因此不少合金钢的锻造性能明显下降。

能提高钢的淬透性的合金元素，可能导致焊接时热影响区产生裂纹，因此使焊接性恶化；能细化晶粒的合金元素如Ti、V等可改善焊接性能。合金元素一般能使钢的硬度增高，降低被切削加工性；S、Pb等元素能增加断屑性，可改善被切削加工性。

综上所述，合金钢可分别具有较高的强度、硬度、耐磨性、淬透性、耐蚀性、耐热性、热强性、红硬性、韧性、耐低温性等优良性能。

采用氧气转炉、平炉和电炉炼制，在纯净度要求高时再加电渣重熔、真空除气精炼。

质量指标因不同的合金钢种而异，大致有化学成分、力学性能、工艺性能、显微和低倍组织等。多制成型材、板材、线材、管材，用于制造各种机器零部件和工具。

低合金钢主要用于工程结构。