特殊用途合金結構鋼(特種合金鋼)

　　碳鋼的硬度是非常不均勻的，特別是大塊的碳鋼更是如此。克服這一因難的辦法是在煉鋼過程中，往鋼水中加入適量的特殊元素，如鉻、鎢、錳、鎳等等，制成合金鋼。合金鋼已被應用并將繼鉄應用于許多方面，如用來制造切削工具、重武器以及汽車發動機的鋼制部件等等。

　　特種合金鋼種類很多，通常按合金元素含量多少分為低合金鋼，中合金鋼，高合金鋼，按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼。

　　特種合金鋼簡介

　　在普通碳素鋼基礎上添加適量的一種或多種合金元素而構成的鐵碳合金。根據添加元素的不同，并采取適當的加工工藝，可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。

　　合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強碳化物形成元素，只要有足夠的碳，在適當條件下，就能形成各自的碳化物，當缺碳或在高溫條件下，則以原子狀態進入固溶體中;錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素，其中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;鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子狀態存在于固溶體中。

　　合金鋼種類很多，按特性和用途又分為合金結構鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼)等。

　　在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼 各的合金鋼系統，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，我國則發現以硅、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占百分之十幾，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、不銹鋼、耐熱不起皮鋼，電工用硅鋼。

　　合金鋼的三大類

　　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，如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態存在于奧氏體、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、硅、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于鋼中。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類型的金屬間化合物。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。

　　部分特種合金鋼的特點及用途

　　1.調質鋼：中碳型合金鋼，合金元素含量較低;強度較高;用于高溫螺栓、螺母材料等。

　　2.彈簧鋼：含碳量比調質鋼高;經調質處理，強度較高，抗疲勞強度較高;用于彈簧材料。

　　3.滾動軸承鋼：高碳型特種合金鋼，合金含量較高;具有高而均勻的硬度和耐磨性;用于滾動軸承。

　　4.合金工具鋼：量具鋼 高碳型特種合金鋼，合金元素含量較低;具有高的硬度和耐磨性，機加工性能好，穩定性好;用于量具材料。

　　5.特種性能鋼：不銹鋼 低碳高特種合金鋼;抗腐蝕性好;用于抗腐蝕、部分可做耐熱材料。

　　6.耐熱鋼：低碳高特種合金鋼;耐熱性能好;用于耐熱材料、部分可做抗腐蝕材料。

　　7.低溫鋼：低碳特種合金鋼，根據耐低溫程度合金元素有高有低;抗低溫性好;用于低溫材料(專用鋼為鎳鋼)。