特種合金鋼（Special Alloy Steel）是在普通碳素鋼基礎上添加一種或多種合金元素（如鉻、鎳、鉬、鎢、釩等）制成的高性能鋼材，具有高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐高溫/低溫等特殊性能。其應用廣泛，涵蓋汽車、航空航天、能源、機械制造、化工等領域，是現代工業不可或缺的關鍵材料。
一、定義與分類
定義
特種合金鋼通過合金化設計，結合熱處理工藝，實現對材料性能的精準調控。其核心特征包括：成分復雜：合金元素種類多、含量高（如高碳鉻鋼含Cr 1.5%～1.7%）；
性能多樣：可同時滿足強度、耐磨性、耐腐蝕性等多維度需求；
工藝嚴格：需通過電渣重熔、真空脫氣等高純度冶煉技術。
分類
低合金鋼（合金總量<5%）、中合金鋼（5%～10%）、高合金鋼（>10%）。
合金結構鋼：如1.5805（EN 10084標準）用于齒輪、軸承；
不銹鋼：含Cr≥12%，耐腐蝕性強（如304、316L）；
工具鋼：如Cr12MoV（冷作模具鋼）、W18Cr4V（高速鋼）；
耐熱鋼：如Inconel 718（耐高溫氧化）。
按用途：
按合金含量：
二、關鍵成分與性能
主要合金元素作用
元素 作用 典型鋼種 Cr 提高淬透性、耐磨性，含量>12%時抗氧化（如不銹鋼） 1.5805、100Cr6 Ni 增強韌性和耐腐蝕性，改善低溫性能（如耐低溫鋼） 304不銹鋼、26NiCrMoV11-5 Mo 提升回火穩定性、抗蠕變性（如高溫合金） 42MoCr11S、H13 V 細化晶粒，提高耐磨性（如工具鋼） Cr12MoV、SGHYZ Si 強化鐵素體，提高彈性模量（如彈簧鋼） 60Si2Mn、55SiMnVB 核心性能指標
強度：抗拉強度≥2000MPa（如42MoCr11S）；
硬度：淬火后硬度≥60HRC（如100Cr6模具鋼）；
耐溫性：耐高溫氧化（如Inconel 718在800℃下穩定）；
疲勞壽命：循環次數達10^7次以上（如航空軸承鋼）。
三、應用領域
汽車工業
齒輪與軸承：1.5805、100Cr6用于傳動系統；
發動機部件：42MoCr11S制造曲軸、連桿。
航空航天
結構件：鈦合金（如Ti-6Al-4V）減輕重量；
發動機部件：Inconel 718耐高溫渦輪葉片。
能源與化工
油氣設備：316L不銹鋼耐腐蝕管道；
壓力容器：26NiCrMoV11-5抗高壓。
機械制造
模具：Cr12MoV冷作模具、H13熱鍛模；
彈簧：60Si2Mn板簧、55SiMnVB高疲勞彈簧。
四、行業趨勢
高性能化
開發超高強度鋼（如SGHYZ耐氫脆鋼用于氫能設備）；
高溫合金向更高耐熱性發展（如單晶鎳基合金）。
綠色制造
電渣重熔（ESR）減少碳化物偏析；
廢鋼回收與氫冶金技術應用。
智能化
AI優化成分設計與熱處理工藝；
數字孿生技術預測材料性能。
五、典型鋼種與標準
| 鋼號/名稱 | 類型 | 標準/應用 |
|---|---|---|
| 1.5805 | 合金結構鋼 | EN 10084，齒輪、軸承 |
| 100Cr6 | 冷作模具鋼 | DIN 17350，沖壓模 |
| 26NiCrMoV11-5 | 耐磨鋼 | 航空航天、能源設備 |
| SGHYZ | 耐氫脆鋼 | 首鋼集團，氫能儲運 |
| Inconel 718 | 高溫合金 | 航空發動機渦輪葉片 |
總結
特種合金鋼是工業升級的核心材料，其性能與工藝的突破直接推動高端裝備制造業發展。未來，隨著材料科學與智能制造的融合，特種合金鋼將向更輕量化、更高性能、更環保的方向演進，支撐新能源、深空探測等新興領域的需求。