鋼板 , 厚鋼板的鋼（gāng）種大體上和薄鋼板相（xiàng）同（tóng）。在（zài）品各方麵，除了橋梁鋼板、鍋爐鋼板、汽車製（zhì）造（zào）鋼（gāng）板（bǎn）、壓力（lì）容（róng）器鋼（gāng）板和多（duō）層高壓（yā）容器鋼板（bǎn）等品種純（chún）屬厚板外（wài），有些品種（zhǒng）的鋼板如（rú）汽車大梁鋼板（厚2.5~10毫米）、花紋鋼板（厚2.5~8毫米）、不鏽鋼板、耐熱鋼（gāng）板等品種是同薄板交叉（chā）的。 另，鋼板還（hái）有（yǒu）材質一說，並不是所有的鋼板都是一樣的，材質不一樣，其（qí）鋼板所用到的地方，也不一樣（yàng）。是用鋼（gāng）水澆注，冷卻（què）後壓製（zhì）而成的（de）平板狀鋼材（cái）。 鋼板是（shì）平板狀，矩形的（de），可直接軋製或由寬鋼帶剪切（qiē）而成。 鋼板按厚度分，薄鋼板（bǎn）4毫米（最薄（báo）0.2毫米（mǐ）），厚鋼板（bǎn）4~60毫米（mǐ），特厚鋼（gāng）板60~115毫米。 鋼（gāng）板按軋製（zhì）分，分熱軋和（hé）冷軋（zhá）。 薄板的寬度（dù）為500~1500毫米（mǐ）；厚的寬度為600~3000毫米。薄（báo）板（bǎn）按鋼種分，有普通（tōng）鋼（gāng）、優質鋼、合金鋼、彈簧鋼（gāng）、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（yè）用途分，有（yǒu）油桶用板、搪瓷用板、防彈用板等；按表麵塗鍍（dù）層分，有（yǒu）鍍鋅薄板、鍍錫薄板、鍍鉛薄板、塑（sù）料複（fù）合鋼板等。 合金鋼 隨（suí）著（zhe）科學技術和工（gōng）業的發展，對材料提出（chū）了更高的要求（qiú），如更高的強度，抗高溫、高壓、低溫，耐腐蝕、磨損以及其它特殊（shū）物理、化（huà）學性（xìng）能的要求，碳鋼已不能完全滿足要求。 碳鋼（gāng）的在性能上主要有（yǒu）以下幾方麵的不（bú）足： (1)淬（cuì）透性低。一般情況下，碳鋼水淬的最大淬透直徑隻有10mm-20mm。 (2) 強度和屈強比（bǐ）較低（dī）。如（rú）普通碳鋼Q235鋼（gāng）的s為235MPa，而低合金結構鋼（gāng）16Mn的s則為（wéi）360MPa以上。40鋼的（de） s /b僅為0.43, 遠低（dī）於合金鋼（gāng）。 (3) 回火穩定性差。由於回火穩定性差（chà），碳鋼在進行調（diào）質處理（lǐ）時，為了保證較高的強度需采用較低的回火（huǒ）溫度，這樣鋼的韌性就偏低；為了保證較好的（de）韌性（xìng），采用高的回火溫度時（shí）強度又偏低，所以碳鋼的綜合機械性能水平不（bú）高。 (4) 不能滿足特殊性能（néng）的要（yào）求。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫（wēn）、耐磨損以及特（tè）殊（shū）電磁性等方麵往往較差，不能滿足特殊（shū）使用性能的需（xū）求。牌（pái）號的首（shǒu）部用（yòng）數字標明（míng）碳含（hán）量。規定結構鋼以萬（wàn）分之一為單位（wèi）的（de）數字（兩位數（shù））、工（gōng）具（jù）鋼和特殊性（xìng）能鋼以千分之（zhī）一（yī）為單位的數字（一位數）來表示碳含量，而（ér）工具（jù）鋼的碳含量（liàng）超（chāo）過1%時，碳含量（liàng）不標出。 在表明碳含量數字之後，用元素的化學符號表明鋼中主要合金元素（sù），含量由其後麵的數字標明（míng），平均（jun1）含量少於1.5%時不標（biāo）數（shù）, 平均含量（liàng）為1.5%～2.49%、2.5%～3.49%時（shí）,相（xiàng）應地標以2、3。 合金結構鋼40Cr，平均碳含量（liàng）為0.40%，主要合金元素Cr的（de）含量在1.5%以下。 合金元素與鐵、碳的（de）相（xiàng）互作（zuò）用 合金元素加入鋼中後（hòu），主要以（yǐ）三種（zhǒng）形式存在鋼中。即：與鐵（tiě）形成固（gù）溶（róng）體；與碳形成（chéng）碳化（huà）物；在高合金鋼中還可能（néng）形成金屬間化合物。 1. 溶於鐵中 幾乎所有的合金元（yuán）素（除Pb外）都可溶入鐵中, 形（xíng）成合金鐵素體或合（hé）金奧氏體, 按其對-Fe或-Fe的作（zuò）用（yòng）, 可（kě）將合金元素（sù）分為擴大奧氏體相區（qū）和縮小奧氏體（tǐ）相區兩大類。 擴（kuò）大相（xiàng）區的元素亦稱奧氏體穩（wěn）定化元（yuán）素, 主要（yào）是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(-Fe -Fe的轉變點（diǎn）)下降, A4點( -Fe的轉變點)上升, 從而擴大（dà）-相的存（cún）在範圍。其中（zhōng）Ni、Mn等加入到一定量後, 可使相區（qū）擴（kuò）大到室溫以下, 使相區消失（shī）, 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（qū）, 但不（bú）能擴大（dà）到室溫, 故稱之為部分擴大相區的元（yuán）素。 縮小相（xiàng）區元素（sù）亦稱鐵素（sù）體穩定化元素（sù）, 主要（yào）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（dà）於（yú）7%後（hòu）,A3點迅速上升), 從（cóng）而（ér）縮小相區（qū）存在的範圍, 使鐵素體穩定區域（yù）擴大。按其作用不同（tóng）可分為完全封閉相區的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小相區的元（yuán）素(如B、Nb、Zr等)。 2. 形成碳（tàn）化物 其（qí）與鋼中（zhōng）碳的親和力的大小, 可分（fèn）為碳化物形成元（yuán）素和（hé）非碳化物形成元素兩（liǎng）大類。 常見非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它（tā）們基本上（shàng）都（dōu）溶於鐵素體和奧氏體（tǐ）中。常見碳化（huà）物形（xíng）成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩定性程度由弱到強的次序排（pái）列)，它們在鋼中一部分固溶於基體（tǐ）相中，一部分形成合金滲（shèn）碳（tàn）體, 含量高時可（kě）形成新的合金碳化合物。 合金工具鋼5CrMnMo, 平均（jun1）碳含量為0.5%, 主要（yào）合金元素Cr、Mn、Mo的（de）含（hán）量均在1.5%以下。 專用鋼（gāng）用其用途的漢（hàn）語拚音（yīn）字（zì）首（shǒu）來標明。對奧氏（shì）體和（hé）鐵素（sù）體存在範圍的影響 擴大或縮小相區的（de）元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相（xiàng）圖中的相區, 且（qiě）同樣Ni或Mn的含量較多時, 可使（shǐ）鋼在室溫下得到單相奧氏（shì）體（tǐ）組織(如1Cr18Ni9奧氏體不鏽鋼和（hé）ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等（děng）超過一定含量時, 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如（rú）1Cr17Ti高鉻（gè）鐵素體不鏽鋼等)。 對Fe-Fe3C相圖臨界（jiè）點(S和E點（diǎn）)的（de）影響 擴大相（xiàng）區的元素使Fe-Fe3C相（xiàng）圖中的共析（xī）轉變溫度下降, 縮小相區的元（yuán）素則（zé）使其上升, 並都使共析反應在一個溫度範圍內進行。幾乎所有的合金元素（sù）都使（shǐ）共析點(S)和共（gòng）晶點(E)的碳含量降低，即（jí）S點和E點（diǎn）左移, 強碳化物（wù）形成（chéng）元素的（de）作（zuò）用（yòng）尤為強烈。 合金（jīn）元素對鋼熱處理的影響（xiǎng） 合金元素（sù）的加入會影響鋼在熱（rè）處理過程（chéng）中（zhōng）的（de）組織轉變。 1. 合金（jīn）元素對加熱時相（xiàng）轉變（biàn）的影響 合金元素（sù）影響加熱時奧氏體形成（chéng）的速（sù）度和奧氏體（tǐ）晶（jīng）粒（lì）的大小。 (1)對奧氏體（tǐ）形成速度的影響： Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳（tàn）的親合（hé）力大, 形成難溶於奧氏體的合金碳化物（wù）, 顯著減慢奧氏體形成速度（dù）；Co、Ni等部（bù）分（fèn）非碳化物（wù）形（xíng）成（chéng）元素（sù）, 因增大碳的擴散速（sù）度（dù）, 使奧氏（shì）體的形成速度加（jiā）快；Al、Si、Mn等合金元素（sù）對（duì）奧氏體形成速（sù）度（dù）影響不大。 (2)對奧氏體晶粒大小的影（yǐng）響：大多數合金（jīn）元素都有（yǒu）阻止奧氏體（tǐ）晶粒長大的作用, 但影（yǐng）響程度不同（tóng）。強烈阻礙晶粒長（zhǎng）大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等（děng）；中等阻（zǔ）礙晶粒（lì）長大的（de）元素有：W、Mn、Cr等；對晶粒（lì）長大影響不大的元素有：Si、Ni、Cu等（děng）；促進晶粒（lì）長大的元素：Mn、P等（děng）。 2. 合金元素對過冷奧氏（shì）體分（fèn）解轉變的影響 除Co外, 幾乎（hū）所有合金元（yuán）素都（dōu）增（zēng）大過冷奧（ào）氏體的穩（wěn）定性, 推遲珠光體類型組織的轉（zhuǎn）變, 使（shǐ）C曲線右移（yí）, 即提高鋼的淬（cuì）透（tòu）性。常用提高淬（cuì）透性的元（yuán）素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出, 加入的（de）合（hé）金元素（sù）, 隻有完全溶於奧氏體時, 才能提（tí）高淬透性。如果未完（wán）全（quán）溶（róng）解（jiě）, 則碳（tàn）化（huà）物會（huì）成為（wéi）珠光體的核心, 反而（ér）降低（dī）鋼（gāng）的淬透性（xìng）。另（lìng）外, 兩種或多種合（hé）金元（yuán）素（sù）的同時加入(如, 鉻錳（měng）鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元素（sù）對淬透性的（de）影響要（yào）強得多。 除Co、Al外, 多數（shù）合金元素都使（shǐ）Ms和Mf點（diǎn）下降。其作用大小的次（cì）序是（shì）：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最（zuì）強（qiáng）, Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降（jiàng）, 使淬火後鋼中（zhōng）殘餘（yú）奧（ào）氏體量增多。殘餘奧氏體量過（guò）多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下（xià）), 以使其轉變為馬氏體; 或進行多次回火, 這時殘餘奧氏體因（yīn）析出合（hé）金碳化物會使Ms、Mf點上（shàng）升, 並（bìng）在冷卻（què）過程中轉變為馬氏體（tǐ）或貝氏體(即發生所謂二次淬火)。 3. 合（hé）金元素對回火轉變的影（yǐng）響 (1)提高回火穩定性 合金元素在回火過程（chéng）中推（tuī）遲馬氏體的分解和殘餘奧（ào）氏體（tǐ）的（de）轉變（biàn）(即（jí）在較高溫度才開始分解和轉（zhuǎn）變)， 提高鐵素體的（de）再結晶溫度, 使碳（tàn）化物（wù）難以聚集（jí）長大，因此提高了鋼對（duì）回火軟化的抗力, 即提高了鋼的回（huí）火穩定性。提（tí）高（gāo）回火穩定性作（zuò）用較強的合（hé）金元素有（yǒu）：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。 (2)產生二次硬化 一些Mo、W、V含量較高的高合（hé）金鋼回火時, 硬度不（bú）是隨回火溫（wēn）度升（shēng）高而（ér）單調降低, 而是到某一溫度(約400℃)後反而開始增（zēng）大, 並在另一更高（gāo）溫度（dù）(一（yī）般為550℃左（zuǒ）右)達到峰值。這是回火過程的二次硬化現象, 它與回火析出物的性（xìng）質有關（guān）。當回火溫度低於450℃時, 鋼中析（xī）出滲碳體; 在450℃以（yǐ）上滲碳體（tǐ）溶解, 鋼中開始沉澱（diàn）出彌散穩定的難熔碳化物（wù）Mo2C、W2C、VC等, 使硬度（dù）重新升（shēng）高, 稱為沉澱硬化。回火時冷卻過程中（zhōng）殘餘奧氏體轉變為馬氏（shì）體的二（èr）次淬（cuì）火所也（yě）可導致二（èr）次硬化。 產生（shēng）二次硬化效應的（de）合（hé）金元素 產（chǎn）生二次（cì）硬（yìng）化的原因（yīn） 合（hé） 金（jīn） 元 素（sù） 殘餘奧氏體的轉變 沉（chén）澱硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co① ①僅在高含（hán）量並有其他合金元（yuán）素存（cún）在時, 由（yóu）於能生成彌散（sàn）分（fèn）布的金屬間化合物才有效。 (3)增大回火脆性 和碳（tàn）鋼一樣, 合（hé）金鋼也產生（shēng）回（huí）火脆（cuì）性, 而且更明顯。這是（shì）合（hé）金元素的不利（lì）影響。在450℃-600℃間發生的第二類回火脆（cuì）性(高溫回火脆（cuì）性) 主要與某些雜質元素以及合金元素本身（shēn）在原（yuán）奧氏體晶界上（shàng）的（de）嚴重偏聚有關, 多發生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼（gāng）中。 這是一種可逆回火脆性, 回火後（hòu）快冷（lěng）(通常（cháng）用油冷)可防止（zhǐ）其發（fā）生。鋼中加入適當（dāng）Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除這類脆（cuì）性。 合（hé）金（jīn）元素對鋼（gāng）的機械性能的影響 提高鋼的（de）強度是（shì）加入合（hé）金元（yuán）素的主要（yào）目的之一。欲提高強（qiáng）度, 就要設（shè）法增大位錯運動的阻力（lì）。金屬中的強化（huà）機製主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉澱和（hé）彌散)強化。合金元素的強化作用（yòng）, 正是（shì）利用了（le）這些強化機製。 1. 對退火狀態下鋼的機械（xiè）性能（néng）的（de）影響（xiǎng） 結（jié）構鋼（gāng）在退火狀態（tài）下的基本相是鐵素體和碳（tàn）化物。合金（jīn）元素溶於鐵素體中, 形成合金鐵（tiě）素體（tǐ）, 依靠固溶強化作用, 提（tí）高強（qiáng）度和硬度, 但同（tóng）時降低（dī）塑性和韌性。 2.對退火狀態下鋼的機械性（xìng）能的影響 由（yóu）於合（hé）金元（yuán）素的加入降低了共析點的碳含量（liàng）、使C曲線（xiàn）右移, 從而使組織中（zhōng）的（de）珠光體的比例增大（dà）, 使珠光（guāng）體層（céng）片距（jù）離減小（xiǎo）, 這也（yě）使鋼的強度增加, 塑性下降（jiàng）。但是在退火狀態（tài）下, 合金鋼沒有很大（dà）的優越（yuè）性。 由於過冷奧氏體穩定性（xìng）增大, 合金（jīn）鋼在正火狀態下可得到層片距離（lí）更小的珠光體, 或貝氏體（tǐ）甚至馬氏體組（zǔ）織, 從而（ér）強度大為增加（jiā）。Mn、Cr、Cu的（de）強化（huà）作（zuò）用較大（dà）, 而（ér）Si、Al、V、Mo等（děng）在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。 3. 對淬火、回火狀態（tài）下鋼的機械性能的影響 合金（jīn）元素（sù）對淬火、回火狀態下鋼的（de）強化（huà）作用最顯著, 因為它充分利用了全（quán）部的四種（zhǒng）強化機製。淬火時形成馬氏體（tǐ）, 回火時（shí）析出碳化物, 造成強烈的（de）第二相強化，同時（shí）使韌性大大改善（shàn）, 故獲得馬氏體並對其回火是鋼的最（zuì）經濟和（hé）最有效的綜合強化方法。 合金（jīn）元（yuán）素加入（rù）鋼中, 首（shǒu）要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時容易獲（huò）得馬氏體。其次是（shì）提高鋼的回火穩定（dìng）性, 使馬氏（shì）體的保（bǎo）持到較高溫度，使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細（xì）小、均勻（yún）和（hé）穩（wěn）定。這（zhè）樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具有更高（gāo）的強（qiáng）度。 合金元素對鋼的工藝（yì）性能的影響 1. 合金元素對鋼鑄造性能的影響 固、液（yè）相線的溫度愈低和結晶溫區愈窄, 其鑄造性能愈好。合金（jīn）元素對（duì）鑄造（zào）性能的影響, 主要取決（jué）於它們對Fe-Fe3C相圖的影（yǐng）響。另（lìng）外, 許多元素, 如（rú）Cr、Mo、V、Ti、Al等在（zài）鋼中形成高熔點（diǎn）碳化物或氧化物質點, 增大鋼的粘度, 降低流動（dòng）性, 使鑄造性能惡化。 2.合金元（yuán）素（sù）對鋼（gāng）塑性（xìng）加工性能（néng）的影（yǐng）響 塑性加工（gōng）分熱加工和冷加工。合（hé）金元素溶入固溶體中, 或形成（chéng）碳化物(如Cr、Mo、W等), 都使鋼（gāng）的熱變形抗力提高和熱塑性明顯下（xià）降而容易鍛裂。一般合金鋼的熱加（jiā）工工藝性能比碳鋼要差得多。 3. 合金元素對鋼焊接（jiē）性能（néng）的影響 合金元素都提高鋼的淬透（tòu）性, 促進脆性組織(馬氏（shì）體)的（de）形成（chéng）, 使（shǐ）焊接性能變壞（huài）。但鋼中含（hán）有少（shǎo）量Ti和V, 可（kě）改善鋼的焊接性能（néng）。 4. 合金元素對鋼切削（xuē）性能的影響 切削性能（néng）與鋼的硬度密切相關, 鋼是（shì）適合於（yú）切削加（jiā）工的硬度範圍為170HB～230HB。一般合金鋼的切削（xuē）性能比碳鋼差。但（dàn）適當加（jiā）入S、P、Pb等元素可（kě）以（yǐ）大（dà）大（dà）改善鋼的切削性能。 5. 合金元素（sù）對鋼熱處（chù）理（lǐ）工（gōng）藝性能的（de）影響 熱處理工藝性能反映鋼熱處理的難易程度（dù）和（hé）熱處理產生缺陷（xiàn）的傾向（xiàng）。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳（tàn）傾向（xiàng）等。合金鋼（gāng）的（de）淬透性（xìng）高（gāo）, 淬火（huǒ）時可（kě）以采用比較緩（huǎn）慢的（de）冷（lěng）卻方（fāng）法（fǎ）,可減少工（gōng）件（jiàn）的（de）變形和（hé）開裂傾向。加（jiā）入（rù）錳、矽會增大（dà）鋼（gāng）的過（guò）熱敏（mǐn）感性（xìng）。 7-2 合金結構鋼 用（yòng）於製造重要（yào）工程（chéng）結構和機（jī）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（hé）金（jīn）調質鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼（gāng）。 如（rú）:滾珠軸承鋼（gāng）,在（zài）鋼號前標以G。GCr15表示含碳量（liàng）約（yuē）1.0%、鉻含量（liàng）約1.5%(這是（shì）一個特例（lì）, 鉻含量以千分（fèn）之（zhī）一為（wéi）單位的（de）數字表示)的滾珠軸承鋼。 Y40Mn,表示碳含量為0.4%、錳含量少於1.5%的（de）易切削鋼等等。 對於高級（jí）優質鋼，則在鋼（gāng）的末（mò）尾加A字表明，例如（rú）20Cr2Ni4A 7-1 鋼（gāng）的合金化 在鋼中加入（rù）合（hé）金元素（sù）後，鋼的基本組元鐵和（hé）碳與加入（rù）的合金元素會發生交（jiāo）互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相（xiàng）互作用（yòng）和（hé）對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的（de）組織和性（xìng）能。