产地	日本	是否进口	否	品名	合结钢
材质32CrAlMo7-10		产地/厂家	日本	仓库所在城市	广东

传统上把渗氮后不仅能获得高的硬度和疲劳强度的渗氮层， 而且心部具有足够强度和韧度的钢称为渗氮钢。从理论上讲，所有的钢铁材料都能渗氮。不同类型的钢，渗氮后零件具有不同的性能特点。用作渗氮的钢种包括： 结构钢、工具钢、不锈钢、耐热钢。 [1] 

中文名渗氮钢外文名nitriding steel材    料结构钢、工具钢、不锈钢等常利用的合金Al、Cr、V、Mo学    科冶金工程作    用提高结钢材的硬度、耐磨性等

  

渗氮作用 

渗氮的目的是为了提高结构件、工具、模具的硬度、耐磨性 以及疲劳寿命，提高工件在腐蚀介质环境的耐蚀性。渗氮钢种的 含碳量包括了从低碳到高碳的范围，它们可以是碳钢也可以是合 金钢。如果用碳钢进行渗氮，形成稳定性不高的Fe4N和Fe2N， 温度稍高，就容易聚集粗化，表面不可能得到更高的硬度，并且 其心部也不能具有更高的强度和韧性。为了在表面得到高硬度和 高耐磨性，同时获得强而韧的心部组织，必须向钢中加入一方面 能与氮形成稳定的氮化物，另外，还能强化心部的合金元素，如 Al、Ti、V、W、Mo、Cr等，均能和氮形成稳定的化合物。其中 Cr、W、Mo、V，还可以改善钢的组织，提高钢的强度和韧性。

生产工艺编辑

渗氮钢一般用顶底复吹转炉或电炉生产。由于含铝的渗氮钢铝含量高，钢液的粘性较大，易于生成硅酸铝夹杂物，铝在钢中分布不均匀而生成点状偏析，影响钢材质量。用作重要零件的含铝渗氮钢，应再加电渣重熔。渗氮钢轧制或锻造后应进行正火处理以改善组织。有时为了提高切削性能，需进行完全退火或不完全退火。零件粗加工后进行调质处理，之后进行精加工。为了消除调质和精加工所产生的残余应力，可在550～600℃退火。精加工通常只是将零件氮化层最表面的白层（ε相）研磨掉，不再加工。 [2] 

渗氮钢类型编辑

应当指出，适宜于渗氮的钢很多，为了获得最好的表面层性能和 心部性能，根据不同需要选择不同的钢号，常用渗氮钢的性能及 用途见表1。

表2 常用渗氮钢的性能及用途

38CrMoAl钢

钢是常用的典型渗氮用钢，其中铝与氮有极大的 亲和力，是形成氮化物，提高渗氮层强度、硬度的主要合金元 素。AlN很稳定，到约1000℃的温度在钢中不发生溶解。由于铝 的作用使钢具有良好的渗氮性能，此钢经过渗氮后表面硬度高达 1100～1200HV（相当于67～72HRC）。钢中的铬、钼也能形成氮 化物，提高渗层硬度，还能提高钢的淬透性和回火稳定性，消除 因含铝造成的晶粒粗大，提高钢的强度和韧度。此外，钼还有消 除钢的回火脆性的作用。

38CrMoAlA钢

38CrMoAlA钢的淬透性并不高，油淬时其临界直径为30mm 左右。厚度在50mm以下的，可采用油淬; 厚度超过50mm的， 多采用水淬油冷。38CrMoAlA钢的脱碳倾向较严重，若表面脱碳 层没有除尽，渗氮时易在渗氮层表面形成一种针状氮化物，不仅 使渗氮层硬度降低，也使渗氮层变脆。含铝高的钢，钢液黏性 大，冶金质量难控制，钢材易出现偏析、夹杂、发纹、岩石状断 口及层状组织等缺陷。38CrMoAlA钢的化学成分及热加工规范见 表8-5。

合金结构钢编辑

当合金结构钢采用与氮亲和力很强的铝、钛、铌、钒、铬、钼和钨等元素进行合金化时，钢的氮化处理效果增大。通常采用的渗氮钢是中碳铬钼铝钢，38CrMoAl就是成熟的牌号之一。渗氮可采用气体、盐浴或颗粒的渗氮剂，通常在500～590℃之间进行氮化处理，使钢材表面富集氮，生成氮化物，改变钢表层的组织结构，产生HV700～1200的高硬度表层，达到提高钢材在静载荷和交变应力作用下的强度性能、耐磨性能和耐腐蚀性能。纯铁、碳素钢及含镍、钴的合金结构钢，通常是不适合作渗氮基体钢的。

合金元素作用编辑

（1）提高氮化工艺性能。铝、钛、铌、钒、铬、钼、钨等是形成氮化物元素。它们在α相中形成超显微的氮化物颗粒，对α相起弥散硬化作用，形成的氮化物越强，则弥散硬化作用越大。这些元素中铝、钛、铌、钒最有效，铬、钼等次之。如果表面硬度需要在HV900以上，采用强氮化物形成元素铝或钒等的钢种;若表面硬度不需要超过HV900，可以采用含铬钼、钨的钢种。

（2）使钢具有足够的淬透性。钢在渗氮后表面形成的高硬度氮化层，既薄（一般为0.4～0.7mm）又脆，需要有一个强度高的内层来支持，同时，为了获得零件所要求的强而韧的综合力学性能，所以在渗氮前对钢进行淬火、高温回火调质处理，因此，就必须要求钢有足够的淬透性。锰、铬、钼、镍等都是提高淬透性的有效元素。钒、钛、铌等元素能辅助增大淬透性。

（3）使钢在渗氮过程中不软化。铬、钼、钒是使钢在500～590℃长期保温保持强度的有效元素。往氮化钢中加钼，可以防止或减弱钢发生回火脆性。含铝钢中的镍形成Ni3Al，在渗氮过程中时效强化心部。

用于制作、模具和的。与相比，其加工性良好，价格低廉，使用范围广泛，所以它在工具生产中用量较大。碳素工具钢分为碳素刃具钢、碳素模具钢和碳素量具钢。碳素刃具钢指用于制作切削工具的碳素工具钢，碳素模具钢指用于制作冷、热加工模具的碳素工具钢，碳素量具钢指用于制作测量工具的碳素工具钢。

碳素工具钢

此类钢一般以退火状态交货，根据需方要求也可以不退火状态交货。退火钢材的硬度、断口组织、网状碳化物、珠光体组织、试样淬火硬度、淬透性深度和钢材表面脱碳层深度应符合中国国家标准GB1298规定。此类钢中存在网状碳化物和层片状珠光体时，容易产生淬火变形、开裂和硬度不均匀，并降低刃具耐磨性，容易引起刃具崩刃，降低刃具寿命。为了防止网状碳化物的产生，钢材要反复锻造，锻后要快速冷却。通过可使层片状珠光体中的渗碳体球化。此类钢淬火加热一般用盐浴炉，它可防止或减轻工具表层脱碳。在淬火冷却时要注意防止变形和开裂，为此一般采用分级淬火或等温淬火，有的采用高频淬火。淬火后应及时回火，以防停放时发生变形或开裂。

碳素工具钢生产成本较低，原材料来源方便；易于冷、热加工，在热处理后可获得相当高的硬度；在工作受热不高的情况下，耐磨性也较好，因而得到广泛应用。其中，高级优质碳素工具钢韧度较高，磨削时可获得较高的光洁度，适宜制造形状复杂、精度较高的工具。但是，这类钢红硬性较差，工作温度超过250℃以后，硬度和耐磨性迅速下降。这类钢淬透性低，工具断面尺寸大于15mm时，水淬后只有表面层得到高的硬度，故不能做大尺寸的工具。这类钢淬火温度范围窄，易过热，淬火时畸变、开裂倾向性大，且易产生软点。

碳素工具钢

与合金工具钢相比，此类钢淬透性低，在水中淬透直径为15mm，而在油中淬透直径仅为5mm。另外，此类钢的热硬性低，工作温度高于250℃时钢的硬度和耐磨性急剧下降，从而钢的切削能力显著降低，所以此类钢只适于制作尺寸小、形状简单、切削速度低、进刀量小、工作温度不高的工具。

此类钢的碳含量范围为0.65%～1.35%。在中国国家标准GB1298—77中共有8个牌号碳素工具钢。其中碳含量较低的T7钢具有良好的韧性，但耐磨性不高，适于制作切削软材料的刃具和承受冲击负荷的工具，如木工工具、镰刀、凿子、锤子等。T8钢具有较好的韧性和较高的硬度，适于制作冲头、剪刀，也可制作木工工具。锰含量较高的T8Mn钢淬透性较好，适于制作断口较大的木工工具、煤矿用凿、石工凿和要求变形小的手锯条、横纹锉刀。T10钢耐磨性较好，应用范围较广，适于制作切削条件较差、耐磨性要求较高的金属切削工具，以及冷冲模具和测量工具，如车刀、刨刀、铣刀、搓丝板、、刻纹凿子、卡尺和塞规等。T12钢硬度高、耐磨性好，但是韧性低，可以用于制作不受冲击的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和测量工具，如刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、、板牙和千分尺等。T13钢是碳素工具钢中碳含量最高的，其硬度极高，但韧性低，不能承受冲击载荷，只适于制作切削高硬度材料的刃具和加工坚硬岩石的工具，如锉刀、刻刀、拉丝模具、雕刻工具等。

  

碳素工具钢价廉易得，易于锻造成形，切削加工性也比较好。碳素工具钢的主要缺点是淬透性差，需要用水、盐水或碱水淬火，畸变和开裂倾向性大，耐磨性和热强度都很低。因此，碳素工具钢只能用来制造一些小型手工刀具或木工刀具，以及精度要求不高、形状简单、尺寸小、负荷轻的小型冷作模具，如用来制造小冲头、剪刀、冷冲模、冷镦模等。特别需要指出的是，碳素工具钢适于做冷镦模，根据的工作条件，模具材料除了应有足够的强度以及模具工作表面和型腔要有足够的硬度和硬化层外，还需要有足够的韧度，故这类模具热处理后要求内孔有一定的淬硬层而外部不能淬硬，从而可保持有较高的韧度。如果过深，会因工作中承受大的冲击而迅速开裂。但对尺寸较大、负荷较重的冷镦模，也会因淬硬层薄和基体太软而压陷。

用作冷作模具的碳素工具钢主要有T7A、T10A、T11A等，其中，又以T10A钢应用最为普遍。冷作模具较少采用T8钢，主要有两方面原因：一是T8钢淬火加热过热敏感性大，甚至在加热温度比较低(780~790℃)的条件下，T8钢的晶粒也容易长大，韧度较差；二是T8钢淬火后组织中没有过剩的碳化物，因而耐磨性差。而过共析钢T10A、T11A在加热时能获得比较细的晶粒，淬火过热敏感性小，经适当热处理后可获得较高的强度和一定的韧度。另外，T10A、T11A钢在淬火后组织中还保留一些剩碳化物，可提高模具的耐磨性，这是T10A钢应用比较普遍的原因。

碳含量超过1.1%的过共析钢T12A，过剩碳化物较多，并且颗粒较粗大，碳化物在组织中的分布也不均匀，容易形成网状或断续网状，使钢的力学性能变坏。但是，对于韧度要求不高，只要求高硬度和耐磨性的切边模和剪刀，T12A钢还是可以采用的。亚共析钢T7、T7A的耐磨性不及T10A，但T7、T7A钢有较好的韧度，所以，在制作韧度要求较高的模具时，可采用T7或T7A。

碳素工具钢如用水(或盐水、碱水)会引起较大的畸变。碱浴分级淬火是解决其冷作模具淬火畸变的有效措施，又可基本上消除开裂现象。采用160~180℃碱浴分级淬火特别适合于不需要磨刃的成形模具，或只需要表面硬度，中心有一定强度、高韧度的塑料压模、冷镦模等，或小型的刃口模具(如冲头、等)。

当要求有较深的淬硬层时，为了弥补其淬透性不足的弱点，一般将淬火温度提高20~40℃，适当增加保温时间。另一种办法是先在150~170℃碱浴中分级淬火，再在200~220℃硝盐中等温停留一段时间或先选用盐水冷却一段时间再放入硝盐中等温，其目的都是为了增加淬硬层深度。

碳素钢的一种。含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳素结构钢和两类。前者含杂质较多，价格低廉，用于对性能要求不高的地方，它的含碳量多数在0.30%以下，含锰量不超过0.80%，强度较低，但塑性、、冷变形性能好。除少数情况外，一般不作热处理，直接使用。多制成条钢、异型钢材、钢板等。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量（小于0.80%）和较高含锰量（0.80%～1.20%）两组。含碳量在0.25%以下，多不经热处理直接使用，或经、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在0.25%～0.60%，典型有40，45，40Mn，45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60%，如65，70，85，65Mn，70Mn等，多作为使用。

1.按化学成分分类

碳素钢按化学成分（即以含碳量）可分为低碳钢、和高碳钢。

⑴ 　又称，含碳量从0.10%至0.25%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，常用于制造链条，铆钉，螺栓，轴等。

⑵  　碳量0.25%～0.60%的碳素钢。有、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰（0.70%～1.20%）。按产品质量分为普通碳素结构钢和。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、材，亦可经热处理后使用。淬火、后的中碳钢具有良好的综合。能够达到的最高硬度约为 HRC55(HB538），σb为600～1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。

⑶　常称，含碳量从0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。锤，撬棍等由含碳量0.75%的钢制造； 切削工具如，丝攻，铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

2.按钢的品质分类

按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。

⑴又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类：甲类钢（A类钢）是保证力学性能的钢。乙类钢（B类钢）是保证化学成分的钢。(C类钢）是既保证力学性能又保证化学成分的钢，常用于制造较重要的。中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3钢（甲类3号钢），主要用于。　有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌（或其他形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒长大，使钢强化，节约钢材。在中国和某些国家，为适应专业用钢的特殊要求，对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整，从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢（如桥梁、建筑、、压力容器用钢等）。

⑵和普通碳素结构钢相比，硫、磷及其他的含量较低。根据含碳量和用途的不同，这类钢大致又分为三类：①小于0.25%C为低碳钢，其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车、制罐……等。20G则是制造普通锅炉的主要材料。此外，低碳钢也广泛地作为，用于机械制造业。②0.25～0.60%C为中碳钢，多在调质状态下使用，制作机械制造工业的零件。③大于0.6%C为高碳钢，多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等。根据含锰量的不同，又可分为普通含锰量（0.25～0.8%）和较高含锰量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）两钢组。锰能改善钢的淬透性，强化，提高钢的、抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”，如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。

3.按用途分类

按用途则又可分为碳素结构钢、。　碳素工具钢 含碳量在0.65～1.35%之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具（见工具钢）。　碳素结构钢按照钢材屈服强度分为4个牌号：　Q195、Q215、Q235、Q275 　每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，最多的有四种，有的只有一；另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。　脱氧方法符号：　F——　Z——镇静钢 　TZ——

力学性能

这类钢主要保证力学性能，故其体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275Mpa。若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含S、P的量依次降低，钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为，标注“b”为，不标注“F”或“b”者为。例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢，Q235-C表示屈服点为235Mpa的C级镇静钢或特殊镇静钢。

质量分数

碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、、等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成、条钢和钢板作以及制造简单机械的、齿轮、联轴节、销等零件。

表示方法

碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。

例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢，Q235-C表示屈服点为235Mpa的C级镇静钢 碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。

化学成分

钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1规定。

表1

牌号	等级	化学成分	脱氧方法
C	Mn	Si	S	P
不大于
Q195	—	0.06～0.12	0.25～0.50	0.30	0.050	0.045	F、b、Z
Q215	A	0.09～0.15	0.25～0.55	0.30	0.050	0.045	F、b、Z
B	0.045	F、b、Z
Q235	A	0.14～0.22	0.30～0.65	0.30	0.050	0.045	F、b、Z
B	0.12～0.20	0.30～0.70	0.045
C	≤0.18	0.35～0.18	0.040	0.040	Z
D	≤0.17	0.035	0.035	TZ
Q255	A	0.18～0.28	0.40～0.70	0.30	0.050	0.045	F、b、Z
B		0.045
Q275	—	0.28～0.38	0.50～0.80	0.35	0.050	0.045	b、Z

注：Q235A、B级沸腾钢锰含量上限为0.60%。

⒌1.1.1 沸腾钢硅含量不大于0.07%；半镇静钢硅含量不大于0.17%；镇静钢硅含量下限值为0.12%。

⒌1.1.2 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015%或全铝含量不小于0.020%。

⒌1.1.3 钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%，氧气的氮含量应不大于0.008%。如供方能保证，均可不做分析。

经需方同意，A级钢的铜含量，可不大于0.35%。此时，供方应做铜含量的分析，并在质量证明书中注明其含量。

⒌1.1.4 钢中砷的残余含量应不大于0.080%。用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢，砷含量由供需双方协议规定。如原料中没有含砷，对钢中的含量可以不做分析。

⒌1.1.5 在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、硅、锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量（熔炼分析）应在质量证明书中注明。

⒌1.1.6 在供应商品钢锭（包括连铸坯）、钢坯时，供方应保证化学成分（熔炼分析）符合表1规定，但为保证轧制钢材各项性能符合本标准要求，各牌号A、B级钢的化学成分可以根据需方要求进行适当调整，另订协议。

⒌1.2 成品钢材、商品钢坯的化学成分允许偏差应符合GB222中表1的规定。

沸腾钢成品钢材和商品钢坯化学成分偏差不作保证。

⒌2 冶炼方法

钢由氧气、平炉或电炉冶炼，除非需方有特殊要求，并在合同中注明，冶炼方法一般由供方自行决定。

⒌3 交货状态

钢材一般以热轧（包括控轧）状态交货。根据需方要求，经双方协议，也可以正火处理状态交货（A级钢材除外）