材料-工业常用钢的性能及用途 20100727.doc

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工业常用钢的性能及用途

一,结构钢根据使用性能特点,结构钢可分为工程用钢和机器用钢两大类.①工程用钢大都是用普通碳素钢和低合金结构钢制造,这类钢一般不进行热处理.②机器制造用钢大都是用优质碳素结构钢和合金结构钢制造,这类钢一般要进行热处理.1.普通结构钢包括碳素结构钢和低合金结构钢.1)碳素结构钢①碳素结构钢通常轧制成钢板和各种型材(圆钢,方钢,扁钢,角钢,槽钢工字钢,钢筋等)供应.②碳素结构钢的力学性能一般能满足普通机械零件及工程结构要求,因此用量很大,约占钢材总量的70%.③这类钢的牌号有:Q195,Q215,Q235,Q255,Q275等.Q195,Q215,Q235,Q255均属低碳钢,塑性,焊接性能好,常用于受力不大的零件.其中Q235钢应用最广.Q275钢属中碳钢,可用作承受中等应力的普通零件.2)低合金结构钢①低合金结构钢是在低碳钢的基础上,加入少量合金元素发展而来的.例如在Q235钢中加入适量Mn形成16Mn,其抗拉强度约提高50%.②常用的牌号有:16Mn,15MnV,15MnTi,14MnMoVBRe,14CrMnMoVB等.16Mn是典型钢号.它发展最早,用的最多,产量最大.目前有16Mn派生钢种,如16MnRe,16MnCu等.这类钢多用于船舶,车辆,桥梁等大型钢结构.15MnV,15MnTi主要用于大型结构,中压容器等.14MnMoVBRe的焊接性能好,广泛用于石油化工,中温高压容器等.14CrMnMoVB适用于制造400～500℃的锅炉,高压容器等.2.优质结构钢优质结构钢包括优质碳素结构钢和合金结构钢.1)优质碳素结构钢常用优质碳素结构钢主要性能和用途如下:①08F钢含碳量低,成本低,主要用于制造用量大的冲压零件.②10～25钢也有良好的冷冲压性和焊接性,可用于制造表面要求耐磨并能承受冲击载荷的零件.③35～55钢属中碳钢,经调质处理后可获得良好的综合力学性能,主要用于制造齿轮和轴类等零件.④60～70钢主要用于制造弹簧等.3.合金结构钢合金结构钢可分为渗碳钢,调质钢,弹簧钢,轴承钢,耐磨钢等.1)渗碳钢①渗碳钢主要经渗碳淬火与低温回火后使用,获得"表硬里韧"性能.②渗碳钢的成分一般为:C=0.10%～0.25%,合金渗碳钢常加入Cr,Mn,Ni,B等.此外,还可加入Ti,V等碳化物形成元素.③常用渗碳钢的牌号有:20Cr,20MnB,20CrMn,20Mn2B,20CrMnTi,20Mn2BTi,20CrNi,18Cr2Ni4WA等.④热处理方法与工艺路线以齿轮为例,材料为20CrMnTi,工艺路线为:下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳(930℃)→预冷淬火(830℃)→低温回火(200℃)→磨齿2)调质钢①调质钢经调质后,获得良好的综合力学性能,主要用于制造受力复杂的重要机器零件.②调质钢含碳量在0.30%～0.50之间;对合金调质钢,常加入Cr,Si,Mn,Ni等主加元素,并可加入Mo,W,V,Ti,B等辅加元素.其主要作用是:①强化铁素体;②提高淬透性;③细化组织;④防止第二类回火脆性.①最常用的调质钢钢种是45钢和40Cr.②调质零件的热处理方法与工艺路线以连杆螺栓为例,材质为40Cr,其工艺路线为:下料→锻造→退火→粗机加工→调质(830℃加热,油脆后525℃回火)→精机加工对调质钢,有时在调质处理后进行表面淬火或氮化处理.3)弹簧钢①弹簧钢往往在动载荷下工作.要求弹簧钢的屈服强度,疲劳强度高,要求热处理的淬透性好.有些特殊弹簧,要求有耐高温,耐腐蚀,导电,无磁性等性能.②碳素弹簧钢含碳量一般为0.62～0.9%,合金弹簧钢含碳量为0.46～0.75%.常用的钢号有65Mn,60Si2Mn,50CrVA等.③按弹簧的加工工艺特点,分冷成型弹簧和热成型弹簧.A冷成型弹簧:对于钢丝直径小于10mm的弹簧,通过拉拔(或冷拉),冷卷成型,然后进行定型处理.B热成型弹簧:热卷簧后进行淬火+中温回火(350～500℃)处理.C弹簧表面质量对使用寿命影响很大,常采用喷丸强化表面.如汽车板簧,材料为60Si2Mn,经喷丸处理寿命提高3～5倍.4)轴承钢用于制造轴承的钢称为轴承钢.①轴承钢应具有的性能:A高而均匀的硬度(HRC61～65);B高的弹性极限和接触疲劳强度;C足够的冲击韧度和淬透性;D一定的抗腐蚀能力.②轴承钢的含碳量为0.95～1.10%,同时加入0.4～1.65%Cr;对于大型轴承,加入硅,锰等元素.③轴承钢常用的钢号有GCr6,GCr9,GCr15,GCr15SiMn等.④轴承钢的热处理工艺是:球化退火+淬火(850℃油脆)+低温回火(160～180℃)对精密轴承,淬火后进行冷处理(-60～80℃),磨削加工后进行120℃的时效处理.5)耐磨钢①磨损是