可热处理钢的应用贯穿机械工程的全部领域，特别是涉及动态应力的场合。应用实例包括：

       汽车部件如曲轴、半轴、转向部件；

       机车建造、造船和重型发动机的轴；

       机床和一般机械工程部件；

       电厂的汽轮机和发电机轴；

       油气工业的部件和配件；

       紧固件如高强度螺栓；

       飞机起落装置和控制部件；

       油气勘探工具等。

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表1 标准热处理工程钢

       钢种的选择应针对应用环境，选择满足性能要求的牌号。

       随着对较高强度和韧性的需求不断增长，要求材料提高合金含量以改善淬透性：
       -- 非合金钢的碳含量整体从0.22%提高到0.55%；
       -- 然后是一系列 1%Cr 和 1%Cr/0.25%Mo 钢，碳含量再次从0.25%提高到0.55%；
       -- 对于较高应力的部件，采用Cr-Ni-Mo 钢，Ni和Cr含量均增加至1%-2%之间；
       -- 在Ni-Cr-Mo 钢中，NI含量可高达4%，Mo含量可高达0.7%，以确保部件如发电机轴的完全硬化；
       -- 在Cr-Mo-V钢中，一部分碳被合金元素Mo取代以获得良好的焊接性能或额外的高韧性，Mo含量可达到0.9%。

       对于这些钢种，钼最重要的作用是提高淬透性，并且促使在材料的全部横断面形成均匀的硬化显微组织。这从以下系列钢种可以看出：

表2 非合金化 1Cr、1Cr0.25Mo钢

       添加1%Cr使屈服强度提高了大约50%，再添加0.25%的Mo进一步提高了强度，且完全硬化部分直径从100mm延长到500mm。

图1 添加Cr 和 CrMo 元素对调质钢屈服强度的影响

       添加1%Cr 将韧性提高了15%，再添加 0.25% Mo将这一优异的韧性延伸到直径500mm的横截面（DIN EN17201对各类几何形状热处理直径的确定进行了标准化）

图2 添加Cr 和 CrMo 对调质钢断裂韧性的影响

       图3 说明了对于不同的碳含量，添加Cr 和 CrMo 对力学性能的影响。高强度和高缺口冲击功的良好组合位于曲线图的右上部分。普通碳钢中添加1%Cr后，使性能数据向好的方向移动。通过添加0.25%Mo，则使高强度和足够的韧性进一步得到提升。

图3 添加Cr 和 CrMo 对力学性能的影响