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随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足：(1)淬透性低一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10mm-20mm。(2)强度和屈强比较低如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的σs/σb仅为0.43，远低于合金钢。(3)回火稳定性差由于回火稳定性差，碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。(4)不能满足特殊性能的要求碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。
合金钢的分类：按合金元素含量：1、低合金钢（合金元素总量低于5%）、中合金钢（合金元素总量为5%-10%）、高合金钢（合金元素总量高于10%）。2、按合金元素成分：铬钢（Cr-Fe-C)、铬镍钢（Cr-Ni-Fe-C)、锰钢（Mn-Fe-C)、硅锰钢（Si-Mn-Fe-C)。3、按小试样正火或铸态组织分：珠光体钢、马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、莱氏体钢。4、按用途分：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。
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合金钢通常是在调质后使用，用于制造高应力及磨损条件下工作的零件，制造直径80mm以下的零件时钢的性能与45Cr相近；也可在正火及高温回火后使用，用于制造中等负荷、截面尺寸较大的零件。例如：重型机械上用作滚动轴承中的主轴、轴及大型齿轮；汽车上的传动花键轴以及承受冲击负荷的心轴；一般机械上用作齿轮、蜗杆、齿轮轴、曲轴、连杆等。此外，此钢还可用来制造板弹簧及平卷簧等。
12Cr1MoV合金钢板钢热轧薄钢板和钢带钢板知识优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带用于汽车、航空工业及其他部门。其钢的牌号为沸腾钢:08F、10F、15F;2、优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带用于各种机械结构件。其钢的牌号为低碳钢括:05F、08F、08、10F、10、15F、20、25、20Mn、25Mn等专用结构钢板1、压力容器用钢板:用大写R在牌号尾表示，其牌号可用屈服点也可用含碳量或含合金元素表示。西安再如:20R、16MnR、15MnVNR、8MnMoNbR、MnNiMoNbR、15CrMoR等均用含碳量或含合金元素来表示。
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12Cr1MoV钢与12CrMoV合金管相比，具有更高的抗氧化性及热强性。12Cr1MoV钢的蠕变极限与持久强度值很接近，并在持久拉伸的情况下具有高的塑性；钢的工艺性与焊接性良好，但焊前需预热至300℃，焊后需除应力处理。12Cr1MoV合金钢主要在正火及高温回火后使用，用以制造高压设备中工作温度不超过570～585℃的过热钢管、导管、蛇形管及其它相应的锻件。合金结构钢。统一数字代号：A31132。标准：GB/T3077-1999化学成分：C：0.08～0.15 ，Si：0.17～0.37，Mn：0.40～0.70，Cr：0.90～1.20，Mo：0.25～0.35，V：0.15～0.30主要特性：此钢与12CrMoV钢相比，具有更高的抗氧化性及热强性。此钢的蠕变极限与持久强度值很接近，并在持久拉伸的情况下具有高的塑性；钢的工艺性与焊接性良好，但焊前需预热至300℃，焊后需除应力处理。是高压、超高压、亚临界电站锅炉过热器、集箱和主蒸气导管广泛采用的钢种。580℃时仍具有高的热强性和抗氧化性能，有较高的持久塑性。生产工艺较简单，焊接性能良好，但对正火冷却速度较敏感。580℃长期使用会产生珠光体球化。这种钢主要在正火及高温回火后使用，用以制造高压设备中工作温度不超过570～585℃的过热钢管、导管、蛇形管及其它相应的锻件。
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12Cr1MoV钢板此钢与12CrMoV钢相比，具有更高的抗氧化性及热强性。此钢的蠕变极限与持久强度值很接近，并在持久拉伸的情况下具有高的塑性；钢的工艺性与焊接性良好，但焊前需预热至300℃，焊后需除应力处理。是高压、超高压、亚临界电站锅炉过热器、集箱和主蒸气导管广泛采用的钢种。580℃时仍具有高的热强性和抗氧化性能，有较高的持久塑性。生产工艺较简单，焊接性能良好，但对正火冷却速度较敏感。580℃长期使用会产生珠光体球化。
1Cr6Si2Mo属马氏体型耐热钢，在800℃有较好的抗氧化性。与1Cr5Mo钢相比，含Si量多1.5%，使钢的回火脆性倾向增大，零件在高温下长时间工作时会产生脆性破断。该钢在含硫的氧化性气氛中和热石油介质中的抗腐蚀性能很好。经正火、回火热处理后有较高的持久强度和蠕变强度。该钢有空淬现象，热加工后，如冷却过快，会发生裂纹，应缓冷。可焊性差，可采用电焊，不宜气焊，焊前须预热到300℃～400℃，焊后进行750℃回火处理。工作温度≤700℃的锅炉吊架及省煤器管夹。耐热钢的耐高温腐蚀性能耐热钢经常处于高温复杂的腐蚀性环境中工作。耐高温腐蚀是耐热钢的一项很重要的性能要求。高温腐蚀是材料在高温下与各类气体环境发生的反应。主要的高温气体腐蚀形式有：高温氧化、硫化、氮化、碳化等形态。另外还有高温熔盐服饰、高温液态金属腐蚀等。
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