鋼（gāng）板 , 厚鋼板的鋼種大體（tǐ）上和薄鋼板相同。在品各方麵，除了橋梁鋼（gāng）板、鍋爐鋼板、汽車製造鋼板、壓力容器鋼板和多層高壓容器鋼板等品種純屬厚板外，有些品種（zhǒng）的鋼板如汽（qì）車大梁鋼板（厚2.5~10毫米）、花紋鋼板（厚2.5~8毫米）、不鏽鋼板、耐熱鋼板等品種是同薄板交叉的（de）。 另（lìng），鋼板還有材質一說，並不是（shì）所有的鋼板都是一樣的，材（cái）質不一樣（yàng），其鋼板所用到的地方，也不一樣。是用鋼水澆注，冷卻後壓製而成的平板狀（zhuàng）鋼材。 鋼（gāng）板是平板狀，矩形的，可直接軋製（zhì）或由寬鋼帶剪切而成。 鋼板按厚（hòu）度分，薄鋼板4毫（háo）米（最薄0.2毫米），厚鋼板4~60毫米，特厚鋼板60~115毫（háo）米。 鋼板按軋製分，分熱軋和冷軋。 薄板的寬度為500~1500毫（háo）米；厚的寬（kuān）度為600~3000毫米。薄板按鋼（gāng）種分，有普通鋼、優質鋼（gāng）、合金鋼、彈簧鋼、不鏽鋼、工具鋼、耐熱鋼、軸承鋼、矽鋼和工業純鐵薄板等；按專業用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防彈用板等；按表麵塗鍍層分，有鍍鋅（xīn）薄板、鍍（dù）錫薄板、鍍鉛薄板、塑（sù）料複合（hé）鋼板等。 合金鋼 隨（suí）著科學技術和工業的發展，對材料提出了更高（gāo）的要求（qiú），如更高的強（qiáng）度，抗高溫、高壓、低溫，耐（nài）腐蝕、磨損（sǔn）以及（jí）其它特殊物理、化學性能的要求，碳鋼已不能完全滿足要求。 碳鋼的（de）在性能上主要（yào）有以下幾方麵的不足： (1)淬透性低。一般（bān）情況下，碳鋼水淬的最大淬（cuì）透直徑隻有10mm-20mm。 (2) 強度和屈強（qiáng）比較低。如普通（tōng）碳鋼Q235鋼的s為235MPa，而（ér）低合（hé）金結構鋼16Mn的s則為360MPa以上。40鋼的 s /b僅為0.43, 遠低（dī）於合金鋼。 (3) 回火穩定性差。由於回火穩定性差（chà），碳鋼在進行調質處理時，為了保證較（jiào）高的強度需采用（yòng）較低的回火溫度，這樣鋼的韌性就（jiù）偏低；為了保證較好的韌性，采用高的回火溫度時強度又偏低，所以碳鋼的綜合機械性能水平不高。 (4) 不能滿足特殊性能的要求。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性（xìng）等方麵往往較差，不能滿足特殊使用性能的需求。牌號的首部用數字標明碳含量。規定結構鋼以萬分之一為單位的數字（兩位數）、工具鋼和特殊性能鋼以千分之一為單位的數字（一位數）來（lái）表示碳含量，而工具（jù）鋼（gāng）的碳含量超過1%時，碳含量不標出。 在表（biǎo）明碳含量數字之後，用元素（sù）的化學符號（hào）表明鋼中主要合金元素，含量（liàng）由其後麵的數字標（biāo）明，平均含量少（shǎo）於1.5%時不標數, 平均含量為1.5%～2.49%、2.5%～3.49%時,相應地標以（yǐ）2、3。 合金結構鋼（gāng）40Cr，平均碳含量為0.40%，主（zhǔ）要合金元素（sù）Cr的含量在1.5%以（yǐ）下。 合金元（yuán）素與鐵、碳（tàn）的相互作用 合金元素加入鋼中後，主要（yào）以（yǐ）三種形（xíng）式存在鋼中。即（jí）：與鐵形成固（gù）溶體；與（yǔ）碳形成碳化物；在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。 1. 溶於鐵中 幾乎所有的合金（jīn）元素（除Pb外）都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或（huò）合（hé）金奧（ào）氏（shì）體, 按其對-Fe或-Fe的作用, 可將合（hé）金（jīn）元素分為擴（kuò）大奧氏體相區和（hé）縮小奧氏體相區兩（liǎng）大類。 擴大相區的元素亦稱奧氏體穩定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(-Fe -Fe的轉變（biàn）點)下降, A4點( -Fe的轉變點)上升, 從而擴大（dà）-相（xiàng）的存在（zài）範圍。其中Ni、Mn等加入到一定量後, 可使相區擴大到室溫以下, 使相區消失, 稱為完全擴大相區元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴大相區, 但不能擴大到室溫, 故稱之為（wéi）部分擴大相區的元素。 縮小相區元（yuán）素亦稱鐵素（sù）體穩定化元素（sù）, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點上升, A4點下降(鉻除外, 鉻含量小於7%時（shí）, A3點下降; 大於（yú）7%後,A3點迅速上升), 從而縮小相區存在（zài）的範圍, 使鐵素體穩定區（qū）域擴大。按其（qí）作用不同可分為完全封閉相區（qū）的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分（fèn）縮小相區的元素（sù）(如B、Nb、Zr等)。 2. 形成（chéng）碳化物 其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳（tàn）化物形成元（yuán）素和非碳化物形成元素（sù）兩大類。 常見非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們（men）基本上都溶於鐵素體和（hé）奧氏（shì）體中。常見碳化物形成（chéng）元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化（huà）物的穩定性程度由弱到強的次序排列)，它們在鋼中一部分固溶於基體相（xiàng）中，一（yī）部分形成合金（jīn）滲碳體, 含量高（gāo）時可形成新的合（hé）金碳化合物。 合金工具鋼5CrMnMo, 平均碳含量為0.5%, 主要合金元素Cr、Mn、Mo的含量均在1.5%以下（xià）。 專用鋼用其用途（tú）的漢（hàn）語拚音字首來標（biāo）明。對奧氏體和鐵素體存在範圍的影響 擴大或（huò）縮小相區的元素均同（tóng）樣擴大或縮（suō）小Fe-Fe3C相圖中的相區, 且同樣Ni或Mn的含（hán）量較多時, 可使鋼在室（shì）溫下得到單相奧氏（shì）體組織(如1Cr18Ni9奧氏體不（bú）鏽鋼和ZGMn13高（gāo）錳鋼等)， 而（ér）Cr、Ti、Si等超過一（yī）定含量時（shí）, 可使鋼在室（shì）溫獲得單（dān）相鐵素（sù）體組織 (如（rú）1Cr17Ti高鉻鐵素體不鏽鋼等)。 對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影響 擴大相區的元素使（shǐ）Fe-Fe3C相圖中的共析轉變溫度下降, 縮小相區的元素則使其上升, 並都使共析（xī）反應（yīng）在一個溫度範圍內進行。幾乎所（suǒ）有的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含（hán）量（liàng）降低，即S點和E點左移, 強（qiáng）碳化物形成元素的作用尤為強烈。 合金元素對鋼熱處理的影響 合金元素的加入會影（yǐng）響（xiǎng）鋼在熱處理過程（chéng）中的組織轉變。 1. 合金元素對加熱時相（xiàng）轉變的影響 合金元素影（yǐng）響加熱時奧氏體形成的（de）速度和奧氏體晶粒的大小。 (1)對奧氏體形成速度的影響： Cr、Mo、W、V等強（qiáng）碳化物形成元素與碳的（de）親（qīn）合力大（dà）, 形成難（nán）溶（róng）於奧氏體的合金碳（tàn）化物, 顯著減（jiǎn）慢奧氏體形成速度；Co、Ni等部分非碳化物形成元（yuán）素, 因增大碳的擴散速度, 使奧（ào）氏體的形成速度（dù）加快；Al、Si、Mn等（děng）合金元素對奧氏體形成速度影響不大。 (2)對奧氏（shì）體晶粒大小的影響：大多數合金元素都有阻（zǔ）止奧氏體晶粒長大的作用, 但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻礙晶粒長大（dà）的元素有：W、Mn、Cr等；對晶粒長（zhǎng）大影響不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促進晶粒長大（dà）的元素：Mn、P等（děng）。 2. 合金元素（sù）對過冷奧氏體分解轉（zhuǎn）變的影響 除Co外, 幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體（tǐ）的穩定性, 推遲珠光體類型組織的轉變, 使C曲線右（yòu）移, 即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指（zhǐ）出, 加入（rù）的（de）合金元素, 隻（zhī）有完全溶於奧（ào）氏體時, 才能提高淬透性。如果未（wèi）完全溶解, 則碳化物會成為（wéi）珠光體的核心, 反而降低鋼的淬透性。另外, 兩種或（huò）多種合金元素的（de）同時加入（rù）(如（rú）, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等（děng）), 比單個元素對淬透性的影響要強得多（duō）。 除（chú）Co、Al外, 多數合（hé）金元素都使Ms和Mf點下降。其（qí）作用大小的（de）次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最強, Si實際上無（wú）影響。Ms和Mf點的下降, 使淬火後鋼中殘餘奧氏體量增（zēng）多。殘餘奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點（diǎn）以下), 以使其轉變為馬氏體; 或進行（háng）多次回火, 這（zhè）時（shí）殘餘奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升（shēng）, 並在冷卻過程中轉變為馬氏體或貝氏體(即發（fā）生所謂二次淬火（huǒ）)。 3. 合金元素對回火轉變的影響 (1)提高回火穩定性 合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘餘奧氏體的轉變（biàn）(即在（zài）較高溫度（dù）才開始（shǐ）分解和轉變)， 提高鐵素體（tǐ）的再結晶溫度, 使碳化物難以（yǐ）聚集長大，因此提高了鋼對回火軟化的抗力, 即提高了鋼的回火穩定性。提高回火穩定性作用較強的（de）合金（jīn）元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。 (2)產生二次硬化（huà） 一些Mo、W、V含量較（jiào）高的高合金鋼回火時, 硬度不是隨回火（huǒ）溫度升高而單調降低, 而是到某（mǒu）一溫度(約400℃)後反而開始增大, 並在另（lìng）一更高（gāo）溫（wēn）度(一般為（wéi）550℃左右)達到峰值。這是（shì）回（huí）火過程的二次硬化現象, 它與回火析出物的性質有（yǒu）關。當回火溫度低於450℃時, 鋼中析出滲碳體; 在450℃以上滲碳體溶解, 鋼中開始沉澱出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 稱為（wéi）沉澱硬（yìng）化。回火時冷卻過程中殘餘奧氏體轉變（biàn）為馬氏體的二次淬火所也（yě）可導致二次硬化。 產生二次硬化效應的合金（jīn）元素 產生二次（cì）硬化的原因 合 金 元 素 殘餘奧氏（shì）體的轉（zhuǎn）變 沉澱硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co① ①僅在高含量並有其他（tā）合金元素存在時, 由於能生（shēng）成彌散分布的金屬間化合物才有效。 (3)增（zēng）大回（huí）火脆性 和碳鋼一樣, 合金鋼（gāng）也（yě）產生回火脆性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發生的第二類回（huí）火脆性(高溫回火脆性) 主要與某些雜質元素以及合（hé）金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有（yǒu）關, 多發生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。 這是一（yī）種可逆回火脆性, 回火（huǒ）後快冷(通常用油冷)可防止其發生。鋼中加入適（shì）當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除這類脆性。 合金元素（sù）對鋼的機械性能的影響 提高鋼的強度（dù）是加入合金元素的主要目的之（zhī）一。欲（yù）提高強度, 就要設（shè）法增大位錯運（yùn）動的阻力。金屬中的強化機製主要有固溶強（qiáng）化、位錯（cuò）強化、細晶強化、第二（èr）相(沉澱和彌散)強化。合金元素的強（qiáng）化作用, 正是利用了這些強化機製。 1. 對退火狀（zhuàng）態下鋼的機械性能的影響 結構（gòu）鋼在退火狀態下的基本相是鐵素（sù）體（tǐ）和碳化物。合金元素溶（róng）於鐵素體中, 形成合金（jīn）鐵素體, 依（yī）靠固溶強化（huà）作用, 提高強度和硬度（dù）, 但同時降低塑性和韌性（xìng）。 2.對退火狀態下鋼的機械性能的影（yǐng）響 由（yóu）於合金元素的加入降低（dī）了共析（xī）點的碳含量、使C曲線右（yòu）移, 從而（ér）使組織（zhī）中（zhōng）的珠光體的比例增大（dà）, 使珠光體層片距離減小, 這（zhè）也使鋼的強度（dù）增加, 塑性下降。但是在退火狀態下, 合金鋼沒有很大的優（yōu）越性。 由於過冷（lěng）奧氏體穩定性增大, 合金（jīn）鋼在正火狀態下（xià）可得到層片距離更小的（de）珠光體, 或貝氏體甚至（zhì）馬氏（shì）體組織, 從而強度大為增加（jiā）。Mn、Cr、Cu的強化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如（rú）一般結構鋼的實際含量)下影響很小。 3. 對淬火、回火狀態（tài）下鋼（gāng）的機械性能的（de）影響 合金（jīn）元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用最顯著, 因（yīn）為它充分（fèn）利用了全部的（de）四種強化機製。淬火時形成馬氏體, 回火時析出碳化物, 造成強（qiáng）烈的第（dì）二相強化，同時使韌性大大改善, 故（gù）獲得馬氏體並對其回火是鋼的最經濟和（hé）最有效的綜（zōng）合（hé）強化方法。 合金元素加入鋼中, 首要的（de）目的是（shì）提高鋼的淬透性, 保證（zhèng）在淬火時容易獲得（dé）馬氏體。其次是提高鋼的回火穩定性, 使馬氏體的保持到較高溫度，使（shǐ）淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩定。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具有更高的強度。 合金元素對鋼的工藝性能（néng）的影響 1. 合金元素對鋼（gāng）鑄造性能的影（yǐng）響 固、液相（xiàng）線的溫度愈低和結晶溫區愈窄, 其（qí）鑄造性能愈好（hǎo）。合金（jīn）元素對鑄造性能的影響, 主要取決於它（tā）們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外, 許多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼（gāng）中形成高熔點碳化物或氧化物質點, 增（zēng）大鋼的粘度, 降低流動（dòng）性, 使鑄造性能惡化。 2.合金元素對鋼塑性加工性能（néng）的影響 塑性加工分熱加工和冷加工。合金元素溶（róng）入固（gù）溶體中, 或（huò）形成碳化物(如Cr、Mo、W等（děng）), 都使鋼的（de）熱變形抗力提高和熱塑性明顯下降而容易鍛裂。一般合金鋼的（de）熱加工工藝性能比碳鋼（gāng）要差得多。 3. 合金元素對鋼焊接性（xìng）能的影響 合金元素都提高鋼的淬透性, 促進脆性（xìng）組織(馬氏體)的形成, 使焊接（jiē）性能變壞。但鋼中含（hán）有少量Ti和V, 可改善鋼的焊接（jiē）性能。 4. 合金元素對鋼切削性能的影（yǐng）響 切削性能與鋼的硬度密切（qiē）相關, 鋼是適合於切削（xuē）加工的硬度範圍為170HB～230HB。一般合金鋼的切削性能比碳鋼差。但適當加入S、P、Pb等元素可以大大改善鋼的切削性能。 5. 合金元素對鋼熱處（chù）理工藝性能的影響 熱處理工（gōng）藝性能反映鋼熱處理的難易（yì）程度（dù）和熱處理產（chǎn）生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感（gǎn）性、回火脆化（huà）傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高, 淬火（huǒ）時可以采用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件的變形（xíng）和（hé）開裂傾向。加入錳、矽會（huì）增大鋼（gāng）的過熱敏感性。 7-2 合（hé）金結構鋼 用於製造重要工（gōng）程結構和機器零件的鋼種稱為合金結（jié）構鋼。主要有低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金（jīn）調質鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。 如:滾珠軸承鋼（gāng）,在（zài）鋼號前標（biāo）以G。GCr15表示含碳量（liàng）約1.0%、鉻（gè）含量約1.5%(這是一（yī）個特例, 鉻含量以千分之一為單位的數（shù）字表示（shì）)的滾珠軸承鋼。 Y40Mn,表示（shì）碳含量為0.4%、錳含量少於1.5%的易切（qiē）削鋼等（děng）等。 對於高級優質（zhì）鋼，則在鋼的末尾加A字表明，例如20Cr2Ni4A 7-1 鋼的合金化 在鋼中加入合金元素後，鋼的（de）基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發生交互作用。鋼的合金化目的是（shì）希望（wàng）利用（yòng）合金元素與（yǔ）鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理（lǐ）的影響來改善鋼的（de）組織和性能。