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    鋼材基本知識大全分享

    作者:www.fireeye100.com 點擊: 日期:2020-09-12 08:59

    一、鋼材機械性能

    1.屈服點(σs)

    鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。設Ps為屈服點s處的外力,Fo為試樣斷面積,則屈服點σs =Ps/Fo(MPa)。

    2.屈服強度(σ0.2)

    有的金屬材料的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材料的屈服特性,規定產生永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長度的0.2%)時的應力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2。

    3.抗拉強度(σb)

    材料在拉伸過程中,從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。設Pb為材料被拉斷前達到的最大拉力,Fo為試樣截面面積,則抗拉強度σb= Pb/Fo(MPa)。

    4.伸長率(δs)

    材料在拉斷后,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

    5.屈強比(σs/σb)

    鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65,低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。

    6.硬度

    硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

    (1)布氏硬度(HB)

    以一定的載荷(一般3000kg)把一定大?。ㄖ睆揭话銥?0mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB)。

    (2)洛氏硬度(HR)

    當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,分三種不同的標度來表示:

    HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。

    HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。

    HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。

    (3)維氏硬度(HV)

    以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。

    二、黑色金屬和有色金屬

    1、黑色金屬

    是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎,以碳為主要添加元素的合金,統稱為鐵碳合金。

    生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品,主要用來煉鋼和制造鑄件。

    把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉,即得到鑄鐵(液狀,含碳量大于2.11%的鐵碳合金),把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件,這種鑄鐵叫鑄鐵件。

    鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金,鐵合金是煉鋼的原料之一,在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。

    含碳量低于2.11%的鐵碳合金稱為鋼,把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼,一般是指軋制成各種鋼材的鋼。2、有色金屬

    又稱非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等,這些金屬主要用作合金附加物,以改善金屬的性能,其中鎢、鈦、鉬等多用以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱為工業用金屬,此外還有貴重金屬:鉑、金、銀等和稀有金屬,包括放射性的鈾、鐳等。

    三、鋼的分類

    鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。

    鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:

    1、按品質分類

    (1)普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%)

    (2)優質鋼(P、S均≤0.035%)

    (3)高級優質鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)

    2、按化學成份分類

    (1)碳素鋼:a.低碳鋼(C≤0.25%);b.中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c.高碳鋼(C≤0.60%)。

    (2)合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量≤5%);b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%);c.高合金鋼(合金元素總含量>10%)。

    3、按成形方法分類

    (1)鍛鋼;(2)鑄鋼;(3)熱軋鋼;(4)冷拉鋼。

    4、按金相組織分類

    (1)退火狀態的:a.亞共析鋼(鐵素體+珠光體);b.共析鋼(珠光體);c.過共析鋼(珠光體+滲碳體);d.萊氏體鋼(珠光體+滲碳體)。

    (2)正火狀態的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。

    (3)無相變或部分發生相變的

    5、按用途分類

    (1)建筑及工程用鋼:a.普通碳素結構鋼;b.低合金結構鋼;c.鋼筋鋼。

    (2)結構鋼:

    a.機械制造用鋼:(a)調質結構鋼;(b)表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結構鋼;(d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。

    b.彈簧鋼

    c.軸承鋼

    (3)工具鋼:a.碳素工具鋼;b.合金工具鋼;c.高速工具鋼。

    (4)特殊性能鋼:a.不銹耐酸鋼;b.耐熱鋼:包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼;c.電熱合金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼。

    (5)專業用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。

    6、綜合分類

    (1)普通鋼

    a.碳素結構鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c)Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e)Q275。

    b.低合金結構鋼

    c.特定用途的普通結構鋼

    (2)優質鋼(包括高級優質鋼)

    a.結構鋼:(a)優質碳素結構鋼;(b)合金結構鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優質結構鋼。

    b.工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;(c)高速工具鋼。

    c.特殊性能鋼:(a)不銹耐酸鋼;(b)耐熱鋼;(c)電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高錳耐磨鋼。

    7、按冶煉方法分類

    (1)按爐種分

    a.轉爐鋼:(a)酸性轉爐鋼;(b)堿性轉爐鋼?;?(a)底吹轉爐鋼;(b)側吹轉爐鋼;(c)頂吹轉爐鋼。

    b.電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應爐鋼;(d)真空自耗爐鋼;(e)電子束爐鋼。

    (2)按脫氧程度和澆注制度分

    a.沸騰鋼;b.半鎮靜鋼;c.鎮靜鋼;d.特殊鎮靜鋼。

    四、我國鋼號表示方法概述

    產品牌號的表示,一般采用采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數字相結合的方法表示。即:

    ①鋼號中化學元素采用國際化學符號表示,例如Si、Mn、Cr……等?;旌舷⊥猎赜?ldquo;RE”(或“Xt”)表示。

    ②產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等,一般采用漢語拼音的縮寫字母表示。

    ③鋼中主要化學元素含量(%)采用阿拉伯數字表示。

    采用漢語拼音字母表示產品名稱、用途、特性和工藝方法時,一般從代表產品名稱的漢語拼音中選取第一個字母。當和另一個產品所選用的字母重復時,可改用第二個字母或第三個字母,或同時選取兩個漢字中的第一個拼音字母。

    暫時沒有可采用的漢字及漢語拼音的,采用符號為英文字母。

    五、我國鋼號表示方法的細分說明

    1、碳素結構鋼和低合金高強度結構牌號表示方法

    以上用鋼通常分為通用鋼和專用鋼兩大類。牌號表示方法,由鋼的屈服點或屈服強度的漢語拼音字母、屈服點或屈服強度數值,鋼的質量等級等部分組成,還有的鋼加脫氧程度,實際是4個部分組成。

    ①通用結構鋼采用代表屈服點的拼音字母“Q”。屈服點數值(單位為MPa)和表1中規定的質量等級(A、B、C、D、E)、脫氧方法(F、b、Z、TZ)等符號,按順序組成牌號。例如:碳素結構鋼牌號表示為:Q235AF,Q235BZ;低合金高強度結構鋼牌號表示為:Q345C,Q345D。

    Q235BZ表示屈服點值≥235MPa、質量等級為B級的鎮靜碳素結構鋼。

    Q235和Q345這兩個牌號是工程用鋼最典型,生產和使用量最大,用途最廣泛的牌號。這兩牌號幾乎世界各國都有。

    碳素結構鋼的牌號組成中,鎮靜鋼符號“Z”和特殊鎮靜鋼符號“TZ”可以省略,例如:質量等級分別為C級和D級的Q235鋼,其牌號表示應為Q235CZ和Q235DTZ,但可以省略為Q235C和Q235D。

    低合金高強度結構鋼有鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼,但牌號尾部不加寫表示脫氧方法的符號。

    ②專用結構鋼一般采用代表鋼屈服點的符號“Q”、屈服點數值和表1中規定的代表產品用途的符號等表示,例如:壓力容器用鋼牌號表示為“Q345R”;耐候鋼其牌號表示為Q340NH;Q295HP焊接氣瓶用鋼牌號;Q390g鍋爐用鋼牌號;Q420q橋梁用鋼牌號。

    ③根據需要,通用低合金高強度結構鋼的牌號也可以采用兩位阿拉伯數字(表示平均含碳量,以萬分之幾計)和化學元素符號,按順序表示;專用低合金高強度結構鋼的牌號,也可以采用兩位阿拉伯數字(表示平均含碳量,以萬分之幾計)和化學元素符號,以及一些規定的代表產品用途的符號,按順序表示。2、優質碳素結構鋼和優質碳素彈簧鋼牌號表示方法

    優質碳素結構鋼采用兩位阿拉伯數字(以萬分之幾計表示平均含碳量)或阿拉伯數字和元素符號等組合成牌號。

    ①沸騰鋼和半鎮靜鋼,在牌號尾部分別加符號“F”和“b”。例如:平均含碳量為0.08%的沸騰鋼,其牌號表示為“08F”;平均含碳量為0.10%的半鎮靜鋼,其牌號表示為“10b”。

    ②鎮靜鋼(S、P分別≤0.035%)一般不標符號。例如:平均含碳量為0.45%的鎮靜鋼,其牌號表示為“45”。

    ③較高含錳量的優質碳素結構鋼,在表示平均含碳量的阿拉伯數字后加錳元素符號。例如:平均含碳量為0.50%,含錳量為0.70%~1.00%的鋼,其牌號表示為“50Mn”。

    ④高級優質碳素結構鋼(S、P分別≤0.030%),在牌號后加符號“A”。例如:平均含碳量為0.45%的高級優質碳素結構鋼,其牌號表示為“45A”。

    ⑤特級優質碳素結構鋼(S≤0.020%、P≤0.025%),在牌號后加符號“E”。例如:平均含碳量為0.45%的特級優質碳素結構鋼,其牌號表示為“45E”。

    優質碳素彈簧鋼牌號的表示方法與優質碳素結構鋼牌號表示方法相同(65、70、85、65Mn鋼 在GB/T1222和GB/T699兩個標準中同時分別存在)。3、合金結構鋼和合金彈簧鋼牌號表示方法

    ①合金結構鋼牌號采用阿拉伯數字和標準的化學元素符號表示。

    用兩位阿拉伯數字表示平均含碳量(以萬分之幾計),放在牌號頭部。

    合金元素含量表示方法為:平均含量小于1.50%時,牌號中僅標明元素,一般不標明含量;平均合金含量為1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%、……時,在合金元素后相應寫成2、3、4、5……。

    例如:碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金結構鋼,當S、P含量分別≤0.035%時,其牌號表示為“30CrMnSi”。

    高級優質合金結構鋼(S、P含量分別≤0.025%),在牌號尾部加符號“A”表示。例如:“30CrMnSiA”。

    特級優質合金結構鋼(S≤0.015%、P≤0.025%),在牌號尾部加符號“E”,例如:“30CrM nSiE”。

    專用合金結構鋼牌號尚應在牌號頭部(或尾部)加表1中規定代表產品用途的符號。例如,鉚螺專用的30CrMnSi鋼,鋼號表示為ML30CrMnSi。

    ②合金彈簧鋼牌號的表示方法與合金結構鋼相同。

    例如:碳、硅、錳的平均含量分別為0.60%、1.75%、0.75%的彈簧鋼,其牌號表示為“60Si2Mn”。高級優質彈簧鋼,在牌號尾部加符號“A”,其牌號表示為“60Si2MnA”。

    4、易切削鋼牌號表示方法

    易切削鋼采用標準化學元素符號、規定的符號和阿拉伯數字表示。阿拉伯數字表示平均含碳量(以萬分之幾計)。

    ①加硫易切削鋼和加硫、磷易切削鋼,在符號“Y”和阿拉伯數字后不加易切削元素符號。例如:平均含碳量為0.15%的易切削鋼,其牌號表示為“Y15”。

    ②較高含錳量的加硫或加硫、磷易切削鋼在符號“Y”和阿拉伯數字后加錳元素符號。例如:平均含碳量為0.40%,含錳量為1.20%~1.55%的易切削鋼,其牌號表示為“Y40Mn”。

    ③含鈣、鉛等易切削元素的易切削鋼,在符號“Y”和阿拉伯數字后加易切削元素符號。例如:“Y15Pb”、“Y45Ca”。

    5、非調質機械結構鋼牌號表示方法

    非調質機械結構鋼,在牌號頭部分別加符號“YF”和“F”表示易切削非調質機械結構鋼和熱鍛用非調質機械結構鋼,牌號表示方法的其他內容與合金結構鋼相同。例如:“YF35V”、“F45V”。

    6、工具鋼牌號表示方法

    工具鋼分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼三類。

    ①碳素工具鋼采用標準化學元素符號、規定的符號和阿拉伯數字表示。阿拉伯數字表示平均含碳量(以千分之幾計)。

    a.普通含錳量碳素工具鋼,在工具鋼符號“T”后為阿拉伯數字。例如:平均含碳量為0.80%的碳素工具鋼,其牌號表示為“T8”。

    b.較高含錳量的碳素工具鋼,在工具鋼符號“T”和阿拉伯數字后加錳元素符號。例如:“T8Mn”。

    c.高級優質碳素工具鋼,在牌號尾部加“A”。例如:“T8MnA”。

    ②合金工具鋼和高速工具鋼

    合金工具鋼、高速工具鋼牌號表示方法與合金結構鋼牌號表示方法相同。采用標準規定的合金元素符號和阿拉伯數字表示,但一般不標明平均含碳量數字,例如:平均含碳量為1.60%,含鉻、鉬,釩含量分別為11.75%、0.50%、0.22%的合金工具鋼,其牌號表示為“Cr12MoV”;平均含碳量為0.85%,含鎢、鉬、鉻、釩含量分別為6.00%、5.00%、4.00%、2.00%的高速工具鋼,其牌號表示為“W6Mo5Cr4V2”。

    若平均含碳量小于1.00%時,可采用一位阿拉伯數字表示含碳量(以千分之幾計)。例如:平均含碳量為0.80%,含錳量為0.95%,含硅量為0.45%的合金工具鋼,其牌號表示為“8MnSi”。

    低鉻(平均含鉻量<1.00%)合金工具鋼,在含鉻量(以千分之幾計)前加數字“0”。例如:平均含鉻量為0.60%的合金工具鋼,其牌號表示為“Cr06”。

    7、塑料模具鋼牌號表示方法

    塑料模具鋼牌號除在頭部加符號“SM”外,其余表示方法與優質碳素結構鋼和合金工具鋼牌號表示方法相同。例如:平均含碳量為0.45%的碳素塑料模具鋼,其牌號表示為“SM45”;平均含碳量為0.34%,含鉻量為1.70%,含鉬量為0.42%的合金塑料模具鋼,其牌號表示為“SM3Cr2Mo”。

    8、軸承鋼牌號表示方法

    軸承鋼分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼等四大類。

    ①高碳鉻軸承鋼,在牌號頭部加符號“G”,但不標明含碳量。鉻含量以千分之幾計,其他合金元素按合金結構鋼的合金含量表示。例如:平均含鉻量為1.50%的軸承鋼,其牌號表示為“GCr15”。

    ②滲碳軸承鋼,采用合金結構鋼的牌號表示方法,另在牌號頭部加符號“G”。例如:“G20CrNiMo”。高級優質滲碳軸承鋼,在牌號尾部加“A”。例如:“G20CrNiMoA”。

    ③高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼,采用不銹鋼和耐熱鋼的牌號表示方法,牌號頭部不加符號“G”。例如:高碳鉻不銹軸承鋼“9Cr18”和高溫軸承鋼“10Cr14Mo”。

    9、不銹鋼和耐熱鋼的牌號表示方法

    不銹鋼和耐熱鋼牌號采用標準規定的合金元素符號和阿拉伯數字表示,為切削不銹鋼、易切削耐熱鋼在牌號頭部加“Y”。

    一般用一位阿拉伯數字表示平均含碳量(以千分之幾計);當平均含碳量≥1.00%時,用兩位 阿拉伯數字表示;當含碳量上限<0.10%時,以“0”表示含碳量;當含碳量上限≤0.03%,>0.01%時(超低碳),以“03”表示含碳量;當含碳量上限(≤0.01%時極低碳),以“01”表示含碳量。含碳量沒有規定下限時,采用阿拉伯數字表示含碳量的上限數字。

    合金元素含量表示方法同合金結構鋼。例如:平均含碳量為0.20%,含鉻量為13%的不銹鋼,其牌號表示為“2Cr13”;含碳量上限為0.08%,平均含鉻量為18%,含鎳量為9%的鉻鎳不銹鋼,其牌號表示為“0Cr18Ni9”;含碳量上限為0.12%,平均含鉻量為17%的加硫易切削鉻不銹鋼,其牌號表示為“Y1Cr17”;平均含碳量為1.10%,含鉻量為17%的高碳鉻不銹鋼,其牌號表示為“11Cr7”;含碳量上限為0.03%,平均含鉻量為19%,含鎳量為10%的超低碳不銹鋼,其牌號表示為“03Cr19Ni10”;含碳量上限為0.01%,平均含鉻量為19%,含鎳量為11%的極低碳不銹鋼,其牌號表示為“01Cr19Ni11”。

    國內現行不銹耐熱鋼標準是參照JIS標準修訂的,但不銹耐熱鋼牌號表示方法與日本等國個標準不同。我們是用合金元素和平均含C量表示,日本是用表示用途的字母和阿拉伯數字表示。例如不銹鋼牌號SUS202、SUS316、SUS430,S-steel(鋼),U-use(用途),S-stainless(不銹鋼)。例如耐熱鋼牌號SUH309、SUH330、SUH660、H-Heatresistins。牌號中不同數字表示各種不同類型的不銹耐熱鋼。日本表示不銹耐熱鋼各類不同產品,在牌號后加上相應的字母,例如不銹鋼棒SUS-B,熱軋不銹鋼板SUS-HP;耐熱鋼棒SUHB,耐熱鋼板SUHP。英、美等西方國家,不銹耐熱鋼牌號表示方法與日本基本一致,主要是用阿拉伯數字表示,而且表示的數字是相同的,即牌號是相同的。因為日本的不銹耐熱鋼是采用美國的。

    10、焊接用鋼牌號表示方法

    焊接用鋼包括焊接用碳素鋼、焊接用合金鋼和焊接用不銹鋼等,其牌號表示方法是在各類焊接用鋼牌號頭部加符號“H”。例如:“H08”、“H08Mn2Si”、“H1Cr18Ni9”。

    高級優質焊接用鋼,在牌號尾部加符號“A”。例如:“H08A”、“08Mn2SiA”。

    11、電工用硅鋼牌號表示方法

    鋼號由數字、字母和數字組成。

    無取向和取向硅鋼的字母符號分別為”W”和”Q”

    厚度放在前頭,字母符號放在中間,鐵損數值放在后頭,例如30Q113。取向硅鋼中,高磁感的字母符號”G”與”Q”放在一起,例如30QG113

    字母之后的數字表示鐵損值(W/kg)的100倍。

    字母“G”者,表示在高頻率下檢驗的;未加“G”者,表示在頻率為50周波下檢驗的。

    30Q113表示電工用冷軋取向硅鋼產品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為1.13W/kg。

    冷軋硅鋼表示方法與日本標準(JISC2552-86)一致,只是字母符號不同,例如取向硅鋼牌號27Q140,與之相對應的JIS牌號為27G140,30QG110與之相應的JIS牌號為30P110(G:表示普通材料,P:表示高取向性)。無取向硅鋼牌號35W250,與之相應的JIS牌號為35A250。

    24種常用鋼術語解析

    1、碳鋼

    碳鋼也叫碳素鋼,是含碳量ωc小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。

    按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建筑結構鋼和機器制造結構鋼兩種。按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(ωc≤0.25%),中碳鋼(ωc=0.25%-0.6%)和高碳鋼(ωc>0.6%)

    按磷、硫合量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優質碳素鋼(含磷、硫較低)和高級優質鋼(含磷、硫更低)一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強度也就高,但塑性降低。

    2、碳素結構鋼

    這類鋼主要保證力學性能。故其牌號體現其力學性能,用Q+數字表示其中“Q”為屈服點“屈”字的漢語拼音字首。數字表示屈服點數值,例如Q275表示屈服點為275Mpa,若牌號后面標注字母A、B、C、D,則表示鋼材質量等級不同,含S、P的量依次降低,鋼材質量依次提高。若在牌號后面標注字母“F”則為沸騰鋼,標注“b”為半鎮靜鋼,不標注“F”或“b”者為鎮靜鋼。例如Q235—AF表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼,Q235—C表示屈服點為235MPa的C級鎮靜鋼。

    碳素結構鋼一般情況下都不經熱處理,而在供應狀態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強度,常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等。用于橋梁、建筑等結構和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質量分數稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可進行焊接,通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及制造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、銷等零件。

    3、優質結構鋼

    這類鋼必須同時保證化學成分和力學性能。其牌號是采用兩位數字表示鋼中平均碳的質量分數的萬分數(ωс*10000)。例如45鋼表示鋼中平均碳的質量分數為0.45%;08鋼表示鋼中平均碳的質量分數為0.08%。

    優質碳素結構鋼主要用于制造機器零件。一般都要經過熱處理以提高力學性能。根據碳質量分數不同,有不同的用途。08、08F、10、10F鋼,塑性、韌性高,具有優良的冷成形性能和焊接性能,常冷軋成薄板,用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件,如汽車身、拖拉機駕駛室等;15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件,如活塞銷,樣板等;30、35、40、45、50鋼經熱處理(淬火+高溫回火)后具有良好的綜合力學性能,即具有較高的強度和較高的塑性、韌性,用于制作軸類零件,例如40、45鋼常用于制造汽車、拖拉機的曲軸、連桿、一般機床主軸、機床齒輪和其他受力不大的軸類零件;55、60、65鋼熱處理(淬火+中溫回火)后具有高的彈性極限,常用于制作負荷不大、尺寸較?。ń孛娉叽缧∮?2~15mm)的彈簧,如調壓和調速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等。

    4、碳素工具鋼

    碳素工具鋼是基本上不含合金元素的高碳鋼,含碳量在0.65%-1.35%范圍內,其生產成本低,原料來源易取得,切削加工性良好,熱處理后可以得到高硬度和高耐磨性,所以是被廣泛采用的鋼種,用來制造各種刃具、模具、量具。但這類鋼的紅硬性差,即當工作溫度大于250℃時,鋼的硬度和耐磨性就會急劇下降而失去工作能力。另外,碳素工具鋼如制成較大的零件則不易淬硬,而且容易產生變形和裂紋。

    5、易切削結構鋼

    易切削結構鋼是在鋼中加入一些使鋼變脆的元素,使鋼切削時切削易脆斷成碎屑,從而有利于提高切削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削結構鋼中使用了鉛、碲、鉍等元素。

    這種鋼的含硫量在0.08%-0.30%范圍內,含錳量在0.60%-1.55%范圍內。鋼中的硫和錳以硫化錳形態存在,硫化錳很脆并有潤滑效能,從而使切屑容易碎斷,并有利于提高加工表面的質量。

    6、合金鋼

    在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外,還含有一定量的合金元素,鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、鉻、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中和一種或幾種,這種鋼叫合金鋼。各國的合金鋼系統隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、鉻鋼系統,我國則發展以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、稀土為主的合金鋼系統。

    合金鋼在鋼的總產量中約占百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用硅鋼。

    7、普通低合金鋼

    普通低合金鋼是一種含有少量合金元素(多數情況下其總量不超過3%)的普通合金鋼。這種鋼的強度比較高,綜合性能比較好,并具有耐腐蝕性、耐磨、耐低溫以及較好的切削性能、焊接性能等在大量節約稀缺合金元素(如鎳、鉻)條件下,通常1t普通低合金鋼可頂1.2-1.3t碳素鋼使用,其使用壽命和使用范圍更是遠遠超過碳素鋼。普通低合金鋼可以用一般冶煉方法在平爐、轉爐中冶煉,成本也和碳素鋼接近。

    8、工程結構用合金鋼

    這是指工程和建筑結構用的合金鋼,包括可焊接的高強度合金結構鋼、合金鋼筋鋼、鐵道用合金鋼、地質石油鉆探用合金鋼、壓力容器用合金鋼、高錳耐磨鋼等。這類鋼用作工程和建筑結構件,在合金鋼中,這類鋼合金含量總量較低,但生產、使用量較大。

    9、機械結構用合金鋼

    這類鋼是指適用于制造機器和機械零件的合金鋼。它是在優質碳素鋼的基礎上,適當地加入一種或數種合金元素,用來提高鋼的強度、韌性和淬透性。這類鋼通常要經過熱處理(如調質處理、表面硬化處理)后使用。主要包括常用的合金結構鋼和合金彈簧鋼兩大類,其中包括調質處理的合金鋼、表面硬化處理的合金鋼(滲碳鋼、氮化鋼、表面高頻淬火鋼等)、冷塑性成型用合金鋼(冷頂鍛用鋼、冷擠壓用鋼等)。按化學成分基本組成系列可分為Mn系鋼、SiMn系鋼、Cr系鋼、CrMo系鋼、CrNiMo系鋼、Ni系鋼、B系鋼等

    10、合金結構鋼

    合金結構鋼的含碳量比碳素結構鋼低一些,一般在0.15%-0.50%的范圍內。除合碳外,還含有一種或幾種合金元素,如硅、錳、釩、鈦、硼及鎳、鉻、鉬等。合金結構鋼易于淬硬和不易變形或開裂,便于熱處理改善鋼的性能。

    合金結構鋼廣泛用于是制造汽車、拖拉機、船舶、汽輪機、重型機床的各種傳動件和緊固件。低碳合金鋼一般進行滲碳處理,中碳合金鋼一般進行調質處理。

    11、合金工具鋼

    合金工具鋼是含有多種合金元素,如硅、鉻、鎢、鉬、釩等的中、高碳鋼。合金工具鋼容易淬硬,不易產生變形和裂紋,適于用來制造尺寸大、形狀復雜的刃具、模具和量具用途不同,合金工具鋼的含碳量也不同。大多數合金工具鋼的含碳量ωc為0.5%-1.5%,熱變形模具用鋼含碳量較低,ωc在0.3%-0.6%范圍內;切削刀具用鋼一般含碳ωc1%左右;冷加工模具用鋼則含碳量較高,如石墨模具鋼含碳量ωc達1.5%,高碳高鉻型冷加工模具用鋼含碳量ωc高達2%以上

    12、高速工具鋼

    高速工具鋼是高碳高合金工具鋼,鋼中含碳量ωc為0.7%-1.4%,鋼中含有能形成高硬度碳化物的合金元素,如鎢、鉬、鉻、釩。

    高速工具鋼具有高的紅硬性,在高速切削的條件下,溫度高達500-600℃硬度也不降低,從而保證良好的切削性能

    13、彈簧

    彈簧在沖擊、振動或長期交變應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等

    碳素彈簧鋼即含碳量ωc在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼(包括正常和較高含錳量的)。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量ωsi(1.3%-2.8%)提高性能;另外還有鉻、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來,結合我國資源,并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬、等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧鋼質量。

    14、軸承鋼

    軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力,所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性,以及高的彈性極限.對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格。

    軸承鋼又稱高碳鉻鋼,含碳ωc為1%左右,含鉛量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類。

    15、電工硅鋼

    電器工業用硅鋼主要用來制造電器工業用硅鋼片。硅鋼片是電機和變壓器制造中用量很大的鋼材。

    按化學成分硅鋼可以分為低硅鋼和高硅鋼。低硅鋼含硅量ωsi=1.0%-2.5%,主要用來制造電機;高硅鋼含硅量ωsi=3.0%-4.5%,一般用來制造變壓器。它們的含碳量ωc=0.06%-0.08%。

    16、鋼軌鋼

    鋼軌主要承受機車車輛的壓力及沖擊載荷,因此。要求有足夠的強度和硬度及一定的韌性。通常采用的鋼軌是平爐和轉爐冶煉的碳素鎮靜鋼,這種鋼含碳ωc=0.6%-0.8%,屬于中碳鋼和高碳鋼,但鋼中含錳量ωMn較高,在0.6%-1.1%范圍內。近年來,己廣泛采用普通低合金鋼鋼軌,如高硅軌、中錳軌、含銅軌、含鈦軌等。普通低合金鋼軌比碳素鋼軌耐磨、耐腐蝕,使用壽命有很大提高。

    17、造船用鋼

    造船用鋼是指用于制造海船和大型內河船體結構的鋼。由于船體結構一般采用焊接方法制造,所在要求造船鋼有較好的焊接性能。此外,還要求有一定的強度、韌性和一定的耐低溫及腐蝕性能。過去主要采用低碳鋼作為造船用鋼。近來,己大量采用普通低合金鋼,己有的鋼種如12錳船、16錳船、15錳釩船等鋼種。這些鋼種有強度高、韌性好、容易加工和焊接、耐海水腐蝕等綜合特性,可成功地用來制造萬噸遠洋巨輪。

    18、橋梁鋼

    鐵路或公路橋梁承受車輛的沖擊載荷,橋梁鋼要求有一定的強度、韌性和良好的抗疲勞性能,并且對鋼材的表面質量要求較高。橋梁鋼常采用堿性平爐鎮靜鋼。近來成功地采用了普通低合金鋼如16錳、15錳釩氮等。

    19、鍋爐鋼

    鍋爐鋼主要指用來制造過熱器、主蒸氣管和鍋爐火室受熱面用的材料。對鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高溫強度和耐堿件腐蝕、耐氧化等。常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼,含碳量ωc在0.16%-0.26%范圍內。制造高壓鍋爐時則應用珠光體耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼。近年來也采用普通低合金鋼建造鍋爐,如12錳、15錳釩、18錳鉬鈮等。

    20、焊條用鋼

    這類鋼是專門供制造電弧焊和氣焊焊條鋼絲用。鋼的成分隨所焊材質不同而異。根據需要大致分碳素鋼、合金結構鋼和不銹鋼三類。這些鋼的硫、磷含量ωs、ωp不大于0.03%,比一般鋼要求要高。這些鋼不要求力學性能,而只作化學成分的檢驗。

    21、不銹鋼

    不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼,它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的。簡言之,能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼,而能抵抗化學介質(如酸類)腐蝕的鋼叫耐酸鋼。一般說來,含鉻量ωcr大于12%的鋼就具有了不銹鋼的特點; 在不銹鋼按熱處理后的顯微組織又可分為五大類:即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼。

    22、耐熱鋼

    高溫條件下,具有抗氧化性和足夠的高溫強度以及良好的耐熱性能的鋼稱作耐熱鋼。耐熱鋼包括抗氧化鋼和熱強鋼兩類??寡趸撚址Q不起皮鋼。熱強鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有較高的高溫強度的鋼。耐熱鋼主要用于在高溫下長期使用的零件。

    23、高溫合金

    高溫合金是指在高溫下具有足夠的持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度、高溫韌性及足夠的化學穩定性的一種熱強材料,用于1000℃左右高溫條件下工作的熱動力部件。

    按其基本化學成分的不同,又可分為鎳基高溫合金、鐵鎳基高溫合金及鈷基高溫合金。

    24、精密合金

    精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是電氣工業、電子工業、精密儀表工業和自動控制系統中不可缺少的材料。

    精密合金按其不同的物理性能又分為7類,即:軟磁合金、變形永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電阻合金、熱電隅合金。絕大多數精密合金是以黑色金屬為基的,只有少數是以有色金屬為基的。

    機械、模具加工常用金屬材料及其特性

    1、45——優質碳素結構鋼,是最常用中碳調質鋼。

    主要特征: 最常用中碳調質鋼,綜合力學性能良好,淬透性低,水淬時易生裂紋。小型件宜采用調質處理,大型件宜采用正火處理。應用舉例: 主要用于制造強度高的運動件,如透平機葉輪、壓縮機活塞。軸、齒輪、齒條、蝸桿等。焊接件注意焊前預熱,焊后消除應力退火。

    2、Q235A(A3鋼)——最常用的碳素結構鋼。

    主要特征: 具有高的塑性、韌性和焊接性能、冷沖壓性能,以及一定的強度、好的冷彎性能。應用舉例: 廣泛用于一般要求的零件和焊接結構。如受力不大的拉桿、連桿、銷、軸、螺釘、螺母、套圈、支架、機座、建筑結構、橋梁等。

    3、40Cr——使用最廣泛的鋼種之一,屬合金結構鋼。

    主要特征: 經調質處理后,具有良好的綜合力學性能、低溫沖擊韌度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷時可得到較高的疲勞強度,水冷時復雜形狀的零件易產生裂紋,冷彎塑性中等,回火或調質后切削加工性好,但焊接性不好,易產生裂紋,焊前應預熱到100~150℃,一般在調質狀態下使用,還可以進行碳氮共滲和高頻表面淬火處理。應用舉例:調質處理后用于制造中 速、中載的零件,如機床齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂針套等,調質并高頻表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齒輪、軸、主軸、曲軸、心軸、套筒、銷子、連桿、螺釘螺母、進氣閥等,經淬火及中溫回火后用于制造重載、中速沖擊的零件,如油泵轉子、滑塊、齒輪、主軸、套環等,經淬火及低溫回火后用于制造重載、低沖擊、耐磨的零件,如蝸桿、主軸、軸、套環等,碳氮共滲處即后制造尺寸較大、低溫沖擊韌度較高的傳動零件,如軸、齒輪等。

    4、HT150——灰鑄鐵應用舉例:齒輪箱體,機床床身,箱體,液壓缸,泵體,閥體,飛輪,氣缸蓋,帶輪,軸承蓋等

    5、35——各種標準件、緊固件的常用材料

    主要特征: 強度適當,塑性較好,冷塑性高,焊接性尚可。冷態下可局部鐓粗和拉絲。淬透性低,正火或調質后使用應用舉例: 適于制造小截面零件,可承受較大載荷的零件:如曲軸、杠桿、連桿、鉤環等,各種標準件、緊固件

    6、65Mn——常用的彈簧鋼應用舉例:小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發條,也可制做彈簧環、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧、冷卷螺旋彈簧,卡簧等。

    7、0Cr18Ni9——最常用的不銹鋼(美國鋼號304,日本鋼號SUS304)特性和應用: 作為不銹耐熱鋼使用最廣泛,如食品用設備,一般化工設備,原于能工業用設備

    8、Cr12——常用的冷作模具鋼(美國鋼號D3,日本鋼號SKD1)

    特性和應用: Cr12鋼是一種應用廣泛的冷作模具鋼,屬高碳高鉻類型的萊氏體鋼。該鋼具有較好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12鋼碳含量高達2.3%,所以沖擊韌度較差、易脆裂,而且容易形成不均勻的共晶碳化物;Cr12鋼由于具有良好的耐磨性,多用于制造受沖擊負荷較小的要求高耐磨的冷沖模、沖頭、下料模、冷鐓模、冷擠壓模的沖頭和凹模、鉆套、量規、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉深模以及粉末冶金用冷壓模等

    9、DC53——常用的日本進口冷作模具鋼特性和應用: 高強韌性冷作模具鋼,日本大同特殊鋼(株)廠家鋼號。高溫回火后具有高硬度、高韌性,線切割性良好。用于精密冷沖壓模、拉伸模、搓絲模、冷沖裁模、沖頭等10、SM45——普通碳素塑料模具鋼(日本鋼號S45C)

    10、DCCr12MoV——耐磨鉻鋼國產.較Cr12鋼含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均勻有所改善,MO能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細化晶粒增加韌性.此鋼有高淬透性,截面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,較Cr12有高的韌性,淬火時體積變化小,又有高的耐磨性和良好的綜合機械性能.所以可以制造截面大,形狀復雜,經受較大沖擊的各種模具,例如普通拉伸模,沖孔凹模,沖模,落料模,切邊模,滾邊模,拉絲模,冷擠壓模,冷切剪刀,圓鋸,標準工具,量具等。

    11、SKD11——韌性鉻鋼.日本日立株式生產.在技術上改善鋼中的鑄造組織,細化了晶粒.較Cr12mov的韌性和耐磨性有所提高.延長了模具的使用壽命.

    12、D2——高碳高鉻冷作鋼,美國產.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高溫抗氧化性能好,淬火和拋光后抗銹蝕能力好,熱處理變形小,宜制造各種要求高精度,長壽命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷擠壓模,冷剪切刀等。

    13、SKD11(SLD)——不變形韌性高鉻鋼.日本日立株式生產.由于鋼中MO,V含量增加,改善鋼中的鑄造組織,細化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此鋼的強韌性(抗彎強度,撓度,沖擊韌度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.實踐證明此鋼模具壽命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,沖擊砂輪片的模等。

    14、DC53——高韌性高鉻鋼,日本大同株式生產.熱處理硬度高于SKD11.高溫(520-530)回火后可達62-63HRC高硬度,在強度和耐磨性方面DC53超過SKD11.韌性是SKD11的兩倍.DC53的韌性在冷作模具制造很少出現裂紋和龜裂.大大提高了使用壽命.殘余應力小.經高溫回頭減少殘余應力.因為線切割加工后的裂痕和變形得到抑制.切削性和研磨性超過SKD11.用于精密沖壓模,冷鍛,深拉模等.

    15、SKH-9——耐磨性,韌性大的通用高速鋼.日本日立株式生產.用于冷鍛模,切條機,鉆頭,鉸刀,沖頭等。

    16、ASP-23——粉末冶金高速鋼,瑞典產.碳化物分布極均勻,耐磨損,高韌性,易加工,熱處理尺寸穩定.用于沖頭,深拉伸模,鉆模,銑刀和剪切刀片等各類長壽命之切削工具。

    17、P20——一般要求的大小塑膠模具,美國產.可電蝕操作.出廠狀態預硬HB270-300.淬火硬度HRC52。

    18、718——高要求的大小塑膠模具,瑞典產.尤其電蝕操作. 出廠狀態預硬HB290-330. 淬火硬度HRC52

    19、Nak80——高鏡面,高精度塑膠模具,日本大同株式產. 出廠狀態預硬HB370-400.淬火硬度HRC52

    20、S136——防腐蝕及需鏡面拋光塑膠模具,瑞典產. 出廠狀態預硬HB<215.淬火硬度HRC52。

    21、H13——普通常用壓鑄模,用于鋁,鋅,鎂及合金壓鑄.熱沖壓模,鋁擠壓模,

    22、SKD61——高級壓鑄模,日本日立株式產,經電碴重溶技術,在使用壽命上比H13有明顯的提高. 熱沖壓模,鋁擠壓模,

    23、8407——高級壓鑄模,瑞典產. 熱沖壓模,鋁擠壓模。

    24、FDAC——添加了硫加強其易削性,出廠預硬硬度338-42HRC,可直接進行刻雕加工, 無須淬火,回火處理.用于小批量模,簡易模,各種樹脂制品,滑動零部件,交期短的模具零件.拉鏈模,眼鏡框模。