結構鋼

結構鋼是指滿足特定強度和成形性等級的鋼?？沙尚涡杂美煸囼炛袛嗪蟮纳扉L率來表示。結構鋼通常用于軸承和其他用途，在這些應用中，鋼的強度是重要的設計標準。

結構鋼可以細分為：碳素結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼、合金結構鋼、彈簧鋼、耐候結構鋼、易切屑結構鋼、非調質機械結構鋼等。

與普通碳素結構鋼相比，優(yōu)質碳素結構鋼的硫含量更高、磷和其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)碳含量和用途的不同，這種鋼大致可以分為三類：

結構鋼

1、小于0.25%c是低碳鋼，特別是碳含量低于0.10%08F，08Al等由于其良好的可沖壓性和可焊接性，被廣泛用作深沖壓部件如汽車﹑制罐.20G是制作普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛用作機械制造中的滲碳鋼。

2、25～0.60%c是中碳鋼，多以調質狀態(tài)用于制造機械制造業(yè)的零件?；鼗?2 ~ 34小時后，可獲得綜合力學性能，也便于切削。

3、大于0.6%c是高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、滾輪等，可根據(jù)含錳量的不同分為普通含錳量（25～0.8%和較高含錳量（7～1.和0.9～1.2%兩鋼組。錳可以提高鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、拉伸強度和耐磨性。通常，高錳含量的鋼的品牌上附有一個標記“Mn”，如15Mn﹑20Mn以區(qū)別于正常錳含量的碳鋼。

碳素工具鋼的碳含量為0.65～1.35%熱處理后可獲得高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具（見工具鋼）

合金結構鋼

這種鋼由于其適當?shù)拇阃感?，在適當?shù)慕饘贌崽幚砗缶哂芯鶆虻乃魇象w顯微組織、貝氏體或極細的珠光體，因此具有較高的抗拉強度和屈強比（一般在0.85左右）較高的韌性和疲勞強度，較低的韌性－韌脆轉變溫度可用于制造具有較大橫截面尺寸的機器零件。

合金元素在結構鋼中的作用有三個方面：

①提高鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時馬氏體層離表層的深度，是獲得良好綜合性能的主要參數(shù)。除Co外，幾乎所有的合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、b能提高鋼的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、b的作用最強，Ni次之、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶解在奧氏體中，鋼的淬透性才能提高。

②影響鋼材的回火過程。由于合金元素在回火過程中可以阻礙鋼中各種原子的擴散，所以與同溫度的碳鋼相比，一般會延緩馬氏體的分解和碳化物的聚集長大，從而提高鋼的回火穩(wěn)定性，即提高鋼的回火抗軟化能力，v、W、Ti、Cr、Mo、硅起著重要的作用，鋁、Mn、Ni的作用不明顯。它含有較高含量的碳化物形成元素，如v、W、Mo等鋼在500 ~ 600℃回火，析出V4C3等細小彌散的特殊碳化物顆粒、Mo2C、W2C等，而不是一些粗大的合金滲碳體，鋼的強度不降反升，即發(fā)生二次硬化（見回火）鉬可以防止或削弱鋼的回火脆性。

③影響鋼的強韌化。鎳通過固溶強化來強化鐵素體；Mo、V、Nb和其他碳化物形成元素可以通過彌散硬化和固溶強化來提高鋼的屈服強度；碳的強化作用最為顯著。此外，添加這些合金元素通常會細化奧氏體晶粒，并增加晶界的強化效果。影響鋼韌性的因素比較復雜，Ni提高了鋼的韌性；Mn傾向于使奧氏體晶粒變粗，并且對回火脆性敏感；降低P、s含量，提高鋼的純凈度，對提高鋼的韌性有重要作用（見金屬的強化）

合金結構鋼一般分為調質結構鋼和表面硬化結構鋼。

①調質結構鋼 的碳含量一般在0左右.25%～0.55%對于具有給定橫截面尺寸的結構構件，結構構件被淬火和回火（淬火加回火），若沿橫截面淬火，力學性能良好，若不淬火，顯微組織中出現(xiàn)游離鐵素體，韌性下降。對于具有回火脆性傾向的鋼，如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等，回火后應迅速冷卻。這種鋼的臨界淬火直徑隨著晶粒度和合金元素含量的增加而增加如40Cr35SiMn鋼約為30 ~ 40 mm，40CrNiMo30CrNi2MoV鋼約為 60~100mm，常用于制造承受重載荷的軸、連桿等結構件。

②表面硬化結構鋼 用于制造表面堅硬耐磨芯部柔軟的零件，如齒輪、軸等。為了提高零件的韌性，鋼中的碳含量要低，一般在0.12～0.25%同時有適當?shù)暮辖鹪乇ＷC適當?shù)拇阃感?。滲氮鋼還需要添加易形成氮化物的合金元素（如Al、Cr、Mo等）滲碳或碳氮共滲鋼，在850 ~ 950℃滲碳或碳氮共滲后，進行低溫淬火和回火（約200℃）狀態(tài)下使用。氮化鋼被氮化（480~580℃），直接使用，無需調質處理。

根據(jù)鋼和鋼的質量要求，氧氣頂吹轉爐可用于冶煉合金結構鋼、平爐、電弧爐；或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可以通過連續(xù)鑄造或模鑄來鑄造。鋼錠應該慢慢冷卻或熱鍛、軋制。鋼錠加熱時，溫度要均勻，要有足夠的保溫時間，以改善偏析缺陷，避免鍛造、軋時變形不均勻；鍛、小型軋制鋼、特別是含碳0.2%滲碳鋼應在600℃以上快速冷卻，以免加重帶狀組織；對于大截面鍛件，應采取措施消除內應力和白點。調質鋼應盡可能淬火成馬氏體組織，再回火成索氏體組織；在滲碳鋼的滲碳過程中，滲碳層的濃度梯度不宜過大，以避免滲碳層晶界上出現(xiàn)連續(xù)的網狀碳化物；滲氮鋼必須進行熱處理以獲得所需的性能，然后在滲氮前進行精整。滲氮后，脆性和薄的材料被去除“白層”除了研磨和去除，沒有進一步的處理。一種分類碳鋼。含碳量約0.05%～0.70%，個別可高達0.90%可分為普通碳素結構鋼和優(yōu)質碳素結構鋼。前者雜質多，價格低用在性能要求不高的地方，碳含量多為0.30%低于，錳含量不超過0.80%，強度低，但可塑性強、韌性、冷變形性能好。除少數(shù)情況外，一般不經熱處理直接使用。多制成條鋼、異型鋼材、鋼板等。用途多，量大，主要用于鐵路、橋梁、各種建筑工程，制造各種承受靜載荷的金屬構件，重量不重或需要熱處理的機械零件和一般焊件。優(yōu)質碳素結構鋼鋼純凈，雜質少，機械性能好，熱處理后即可使用。根據(jù)錳含量分為普通錳含量（小于0.80%和較高含錳量（80%～1.20%兩組。含碳量在0.25%下面，大部分是不經熱處理或滲碳直接使用、制造中小型齒輪的碳氮共滲和其他處理、軸類、活塞銷等；含碳量在0.25%～0.60%典型的鋼種有404540Mn45Mn等它們大多經過淬火和回火來制造各種機械零件和緊固件；含碳量超過0.60%，如65708565Mn70Mn等，大多用作彈簧鋼。

這類鋼主要保證其機械性能，所以其品牌反映了其機械性能，用Q數(shù)表示，其中“Q”為屈服點“屈”一個詞的漢語拼音前綴，數(shù)字表示屈服點值，例如Q275表示屈服點為275Mpa。如果品牌編號后面標有字母a、B、C、d，表示不同的鋼材質量等級，包括s、P的數(shù)量依次減少，鋼的質量依次提高。如果牌子后面標有字母“F”這是沸騰的鋼鐵，有標記“b”半鎮(zhèn)靜鋼，無標記“F”或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·f代表A級沸騰鋼，屈服點235Mpa，Q235-C代表屈服點為235Mpa的C級鎮(zhèn)靜鋼。