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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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40Cr是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
40Cr广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，40Cr可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥40Cr优越的机械性能，常将40Cr表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。40Cr属于可氮化钢，其所含元素有利于氮化。40Cr经氮化处理后可获得较高的表面硬度，40Cr调质后氮化处理硬度最高能达到HRA72~78，心部硬度达到HRC43~55。氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。
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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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Q345R钢是屈服强度为345MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。磷、硫含量略低于低合金度钢板Q345(16Mn)钢，除抗拉强度、延伸率要求比Q345(16Mn)钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。它是目前我国用途广、用量大的压力容器专用钢板。Q345R容器板广泛应用于石油，化工，电站，锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化油气气瓶、水电站高压水管、水轮机蜗壳等设备及构件。普通精度：钢板表面允许有薄层氧化铁皮、铁锈、由于氧化铁皮脱落所形成的表面粗糙和高度或深度古超过允许偏差的其他局部缺陷。花纹上允许有不明显的毛刺和高度不超过纹高的个别痕迹。单个缺陷的大面积不超过纹长的平方。
27SiMn 这种钢的性能优于30Mn2钢，淬透性较高，在水中临界淬透直径达8～22mm，可切削性良好，冷变形塑性及焊接性中等；另外钢在热处理时韧性减低不多，但却有相当高的强度和耐磨性，特别是水淬时仍有较高的韧性；但是此钢对白点敏感性大，热处理时有回火脆性倾向及过热敏感性。中文名 27SiMn 外文名 27SiMn 试样毛坯尺寸 25 抗拉强度 ≧980 屈服点 ≧835。27simn这种钢主要在调质状态下使用，用于制造要求高韧性和耐磨性的热冲压件；也可在正火或热轧供应状态下使用，如拖拉机的履带销等。
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