模板评测问答:钢材知识都有哪些

作者:BETVICTOR发布日期:2020-05-01 06:52

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  钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点s=Ps/Fo(MPa)。

  有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度0.2。

  材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度b=Pb/Fo(MPa)。

  钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

  硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

  以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB)。

  当HB450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:

  HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

  HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

  HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

  以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。

  是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。

  把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状,含碳量大于2.11%的铁碳合金),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。

  铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

  含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢,把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。

  又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。

  (2)合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量5%);b.中合金钢(合金元素总含量5~10%);c.高合金钢(合金元素总含量10%)。

  (1)退火状态的:a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。

  (2)正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。

  (1)建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。

  a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。

  (4)特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。

  (5)专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

  a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。

  c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。

  a.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或(a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。

  b.电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。

  产品牌号的表示,一般采用采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即:

  ①钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如Si、Mn、Cr等。混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。

  采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时,一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时,可改用第二个字母或第三个字母,或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。

  以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大类。牌号表示方法,由钢的屈服点或屈服强度的汉语拼音字母、屈服点或屈服强度数值,钢的质量等级等部分组成,还有的钢加脱氧程度,实际是4个部分组成。

  ①通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”。屈服点数值(单位为MPa)和表1中规定的质量等级(A、B、C、D、E)、脱氧方法(F、b、Z、TZ)等符号,按顺序组成牌号。例如:碳素结构钢牌号表示为:Q235AF,Q235BZ;低合金高强度结构钢牌号表示为:Q345C,Q345D。

  Q235BZ表示屈服点值235MPa、质量等级为B级的镇静碳素结构钢。

  Q235和Q345这两个牌号是工程用钢最典型,生产和使用量最大,用途最广泛的牌号。这两牌号几乎世界各国都有。

  碳素结构钢的牌号组成中,镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略,例如:质量等级分别为C级和D级的Q235钢,其牌号表示应为Q235CZ和Q235DTZ,但可以省略为Q235C和Q235D。

  低合金高强度结构钢有镇静钢和特殊镇静钢,但牌号尾部不加写表示脱氧方法的符号。

  ②专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1中规定的代表产品用途的符号等表示,例如:压力容器用钢牌号表示为“Q345R”;耐候钢其牌号表示为Q340NH;Q295HP焊接气瓶用钢牌号;Q390g锅炉用钢牌号;Q420q桥梁用钢牌号。

  ③根据需要,通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(表示平均含碳量,以万分之几计)和化学元素符号,按顺序表示;专用低合金高强度结构钢的牌号,也可以采用两位阿拉伯数字(表示平均含碳量,以万分之几计)和化学元素符号,以及一些规定的代表产品用途的符号,按顺序表示。

  优质碳素结构钢采用两位阿拉伯数字(以万分之几计表示平均含碳量)或阿拉伯数字和元素符号等组合成牌号。

  ①沸腾钢和半镇静钢,在牌号尾部分别加符号“F”和“b”。例如:平均含碳量为0.08%的沸腾钢,其牌号表示为“08F”;平均含碳量为0.10%的半镇静钢,其牌号表示为“10b”。

  ②镇静钢(S、P分别0.035%)一般不标符号。例如:平均含碳量为0.45%的镇静钢,其牌号表示为“45”。

  ③较高含锰量的优质碳素结构钢,在表示平均含碳量的阿拉伯数字后加锰元素符号。例如:平均含碳量为0.50%,含锰量为0.70%~1.00%的钢,其牌号表示为“50Mn”。

  ④高级优质碳素结构钢(S、P分别0.030%),在牌号后加符号“A”。例如:平均含碳量为0.45%的高级优质碳素结构钢,其牌号表示为“45A”。

  ⑤特级优质碳素结构钢(S0.020%、P0.025%),在牌号后加符号“E”。例如:平均含碳量为0.45%的特级优质碳素结构钢,其牌号表示为“45E”。

  优质碳素弹簧钢牌号的表示方法与优质碳素结构钢牌号表示方法相同(65、70、85、65Mn钢在GB/T1222和GB/T699两个标准中同时分别存在)。

  例如:碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金结构钢,当S、P含量分别0.035%时,其牌号表示为“30CrMnSi”。

  高级优质合金结构钢(S、P含量分别0.025%),在牌号尾部加符号“A”表示。例如:“30CrMnSiA”。

  专用合金结构钢牌号尚应在牌号头部(或尾部)加表1中规定代表产品用途的符号。例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。

  例如:碳、硅、锰的平均含量分别为0.60%、1.75%、0.75%的弹簧钢,其牌号表示为“60Si2Mn”。高级优质弹簧钢,在牌号尾部加符号“A”,其牌号表示为“60Si2MnA”。

  易切削钢采用标准化学元素符号、规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示平均含碳量(以万分之几计)。

  ①加硫易切削钢和加硫、磷易切削钢,在符号“Y”和阿拉伯数字后不加易切削元素符号。例如:平均含碳量为0.15%的易切削钢,其牌号表示为“Y15”。

  ②较高含锰量的加硫或加硫、磷易切削钢在符号“Y”和阿拉伯数字后加锰元素符号。例如:平均含碳量为0.40%,含锰量为1.20%~1.55%的易切削钢,其牌号表示为“Y40Mn”。

  ③含钙、铅等易切削元素的易切削钢,在符号“Y”和阿拉伯数字后加易切削元素符号。例如:“Y15Pb”、“Y45Ca”。

  非调质机械结构钢,在牌号头部分别加符号“YF”和“F”表示易切削非调质机械结构钢和热锻用非调质机械结构钢,牌号表示方法的其他内容与合金结构钢相同。例如:“YF35V”、“F45V”。

  ①碳素工具钢采用标准化学元素符号、规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示平均含碳量(以千分之几计)。

  a.普通含锰量碳素工具钢,在工具钢符号“T”后为阿拉伯数字。例如:平均含碳量为0.80%的碳素工具钢,其牌号表示为“T8”。

  b.较高含锰量的碳素工具钢,在工具钢符号“T”和阿拉伯数字后加锰元素符号。例如:“T8Mn”。

  合金工具钢、高速工具钢牌号表示方法与合金结构钢牌号表示方法相同。采用标准规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示,但一般不标明平均含碳量数字,例如:平均含碳量为1.60%,含铬、钼,钒含量分别为11.75%、0.50%、0.22%的合金工具钢,其牌号表示为“Cr12MoV”;平均含碳量为0.85%,含钨、钼、铬、钒含量分别为6.00%、5.00%、4.00%、2.00%的高速工具钢,其牌号表示为“W6Mo5Cr4V2”。

  若平均含碳量小于1.00%时,可采用一位阿拉伯数字表示含碳量(以千分之几计)。例如:平均含碳量为0.80%,含锰量为0.95%,含硅量为0.45%的合金工具钢,其牌号表示为“8MnSi”。

  低铬(平均含铬量1.00%)合金工具钢,在含铬量(以千分之几计)前加数字“0”。例如:平均含铬量为0.60%的合金工具钢,其牌号表示为“Cr06”。

  塑料模具钢牌号除在头部加符号“SM”外,其余表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢牌号表示方法相同。例如:平均含碳量为0.45%的碳素塑料模具钢,其牌号表示为“SM45”;平均含碳量为0.34%,含铬量为1.70%,含钼量为0.42%的合金塑料模具钢,其牌号表示为“SM3Cr2Mo”。

  轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢等四大类。

  ①高碳铬轴承钢,在牌号头部加符号“G”,但不标明含碳量。铬含量以千分之几计,其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如:平均含铬量为1.50%的轴承钢,其牌号表示为“GCr15”。

  ②渗碳轴承钢,采用合金结构钢的牌号表示方法,另在牌号头部加符号“G”。例如:“G20CrNiMo”。高级优质渗碳轴承钢,在牌号尾部加“A”。例如:“G20CrNiMoA”。

  ③高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢,采用不锈钢和耐热钢的牌号表示方法,牌号头部不加符号“G”。例如:高碳铬不锈轴承钢“9Cr18”和高温轴承钢“10Cr14Mo”。

  不锈钢和耐热钢牌号采用标准规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示,为切削不锈钢、易切削耐热钢在牌号头部加“Y”。

  一般用一位阿拉伯数字表示平均含碳量(以千分之几计);当平均含碳量1.00%时,用两位阿拉伯数字表示;当含碳量上限0.10%时,以“0”表示含碳量;当含碳量上限0.03%,0.01%时(超低碳),以“03”表示含碳量;当含碳量上限(0.01%时极低碳),以“01”表示含碳量。含碳量没有规定下限时,采用阿拉伯数字表示含碳量的上限数字。

  合金元素含量表示方法同合金结构钢。例如:平均含碳量为0.20%,含铬量为13%的不锈钢,其牌号表示为“2Cr13”;含碳量上限为0.08%,平均含铬量为18%,含镍量为9%的铬镍不锈钢,其牌号表示为“0Cr18Ni9”;含碳量上限为0.12%,平均含铬量为17%的加硫易切削铬不锈钢,其牌号表示为“Y1Cr17”;平均含碳量为1.10%,含铬量为17%的高碳铬不锈钢,其牌号表示为“11Cr7”;含碳量上限为0.03%,平均含铬量为19%,含镍量为10%的超低碳不锈钢,其牌号表示为“03Cr19Ni10”;含碳量上限为0.01%,平均含铬量为19%,含镍量为11%的极低碳不锈钢,其牌号表示为“01Cr19Ni11”。

  国内现行不锈耐热钢标准是参照JIS标准修订的,但不锈耐热钢牌号表示方法与日本等国个标准不同。我们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数字表示。例如不锈钢牌号SUS202、SUS316、SUS430,S-steel(钢),U-use(用途),S-stainless(不锈钢)。例如耐热钢牌号SUH309、SUH330、SUH660、H-Heatresistins。牌号中不同数字表示各种不同类型的不锈耐热钢。日本表示不锈耐热钢各类不同产品,在牌号后加上相应的字母,例如不锈钢棒SUS-B,热轧不锈钢板SUS-HP;耐热钢棒SUHB,耐热钢板SUHP。英、美等西方国家,不锈耐热钢牌号表示方法与日本基本一致,主要是用阿拉伯数字表示,而且表示的数字是相同的,即牌号是相同的。因为日本的不锈耐热钢是采用美国的。

  焊接用钢包括焊接用碳素钢、焊接用合金钢和焊接用不锈钢等,其牌号表示方法是在各类焊接用钢牌号头部加符号“H”。例如:“H08”、“H08Mn2Si”、“H1Cr18Ni9”。

  高级优质焊接用钢,在牌号尾部加符号“A”。例如:“H08A”、“08Mn2SiA”。

  厚度放在前头,字母符号放在中间,铁损数值放在后头,例如30Q113。取向硅钢中,高磁感的字母符号”G”与”Q”放在一起,例如30QG113

  字母“G”者,表示在高频率下检验的;未加“G”者,表示在频率为50周波下检验的。

  30Q113表示电工用冷轧取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为1.13W/kg。

  冷轧硅钢表示方法与日本标准(JISC2552-86)一致,只是字母符号不同,例如取向硅钢牌号27Q140,与之相对应的JIS牌号为27G140,30QG110与之相应的JIS牌号为30P110(G:表示普通材料,P:表示高取向性)。无取向硅钢牌号35W250,与之相应的JIS牌号为35A250。

  碳钢也叫碳素钢,是含碳量c小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

  按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(c0.25%),中碳钢(c=0.25%-0.6%)和高碳钢(c0.6%)

  按磷、硫合量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低)一般碳钢中含碳量越高则硬度越高,强度也就高,但塑性降低。

  这类钢主要保证力学性能。故其牌号体现其力学性能,用Q+数字表示其中“Q”为屈服点“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”则为沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“F”或“b”者为镇静钢。例如Q235AF表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢,Q235C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。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、钢筋、焊接钢管等。用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。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,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。

  这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(с*10000)。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%;08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%。

  优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳质量分数不同,有不同的用途。08、08F、10、10F钢,塑性、韧性高,具有优良的冷成形性能和焊接性能,常冷轧成薄板,用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车身、拖拉机驾驶室等;15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件,如活塞销,样板等;30、35、40、45、50钢经热处理(淬火+高温回火)后具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和较高的塑性、韧性,用于制作轴类零件,例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件;55、60、65钢热处理(淬火+中温回火)后具有高的弹性极限,常用于制作负荷不大、尺寸较小(截面尺寸小于12~15mm)的弹簧,如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。

  碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%-1.35%范围内,其生产成本低,原料来源易取得,切削加工性良好,热处理后可以得到高硬度和高耐磨性,所以是被广泛采用的钢种,用来制造各种刃具、模具、量具。但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250℃时,钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外,碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹。

  易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素,使钢切削时切削易脆断成碎屑,从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、鉍等元素。

  这种钢的含硫量在0.08%-0.30%范围内,含锰量在0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在,硫化锰很脆并有润滑效能,从而使切屑容易碎断,并有利于提高加工表面的质量。

  在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中和一种或几种,这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、铬钢系统,我国则发展以硅、锰、钒、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。

  合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢。

  普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀性、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等在大量节约稀缺合金元素(如镍、铬)条件下,通常1t普通低合金钢可顶1.2-1.3t碳素钢使用,其使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼,成本也和碳素钢接近。

  这是指工程和建筑结构用的合金钢,包括可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、铁道用合金钢、地质石油钻探用合金钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等。这类钢用作工程和建筑结构件,在合金钢中,这类钢合金含量总量较低,但生产、使用量较大。

  这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳素钢的基础上,适当地加入一种或数种合金元素,用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过热处理(如调质处理、表面硬化处理)后使用。主要包括常用的合金结构钢和合金弹簧钢两大类,其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢(渗碳钢、氮化钢、表面高频淬火钢等)、冷塑性成型用合金钢(冷顶锻用钢、冷挤压用钢等)。按化学成分基本组成系列可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Ni系钢、B系钢等

  合金结构钢的含碳量比碳素结构钢低一些,一般在0.15%-0.50%的范围内。除合碳外,还含有一种或几种合金元素,如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等。合金结构钢易于淬硬和不易变形或开裂,便于热处理改善钢的性能。

  合金结构钢广泛用于是制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种传动件和紧固件。低碳合金钢一般进行渗碳处理,中碳合金钢一般进行调质处理。

  合金工具钢是含有多种合金元素,如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢。合金工具钢容易淬硬,不易产生变形和裂纹,适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和量具用途不同,合金工具钢的含碳量也不同。大多数合金工具钢的含碳量c为0.5%-1.5%,热变形模具用钢含碳量较低,c在0.3%-0.6%范围内;切削刀具用钢一般含碳c1%左右;冷加工模具用钢则含碳量较高,如石墨模具钢含碳量c达1.5%,高碳高铬型冷加工模具用钢含碳量c高达2%以上

  高速工具钢是高碳高合金工具钢,钢中含碳量c为0.7%-1.4%,钢中含有能形成高硬度碳化物的合金元素,如钨、钼、铬、钒。

  高速工具钢具有高的红硬性,在高速切削的条件下,温度高达500-600℃硬度也不降低,从而保证良好的切削性能

  弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等

  碳素弹簧钢即含碳量c在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢(包括正常和较高含锰量的)。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量si(1.3%-2.8%)提高性能;另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。近年来,结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼、等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧钢质量。

  轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限.对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格。

  轴承钢又称高碳铬钢,含碳c为1%左右,含铅量cr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。

  电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量很大的钢材。

  钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷,因此。要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。通常采用的钢轨是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢,这种钢含碳c=0.6%-0.8%,属于中碳钢和高碳钢,但钢中含锰量Mn较高,在0.6%-1.1%范围内。近年来,己广泛采用普通低合金钢钢轨,如高硅轨、中锰轨、含铜轨、含钛轨等。普通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀,使用寿命有很大提高。

  造船用钢是指用于制造海船和大型内河船体结构的钢。由于船体结构一般采用焊接方法制造,所在要求造船钢有较好的焊接性能。此外,还要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及腐蚀性能。过去主要采用低碳钢作为造船用钢。近来,己大量采用普通低合金钢,己有的钢种如12锰船、16锰船、15锰钒船等钢种。这些钢种有强度高、韧性好、容易加工和焊接、耐海水腐蚀等综合特性,可成功地用来制造万吨远洋巨轮。

  铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷,桥梁钢要求有一定的强度、韧性和良好的抗疲劳性能,并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢。近来成功地采用了普通低合金钢如16锰、15锰钒氮等。

  锅炉钢主要指用来制造过热器、主蒸气管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱件腐蚀、耐氧化等。常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢,含碳量c在0.16%-0.26%范围内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。近年来也采用普通低合金钢建造锅炉,如12锰、15锰钒、18锰钼铌等。

  这类钢是专门供制造电弧焊和气焊焊条钢丝用。钢的成分随所焊材质不同而异。根据需要大致分碳素钢、合金结构钢和不锈钢三类。这些钢的硫、磷含量s、p不大于0.03%,比一般钢要求要高。这些钢不要求力学性能,而只作化学成分的检验。

  不锈耐酸钢简称不锈钢,它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的。简言之,能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢,而能抵抗化学介质(如酸类)腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来,含铬量cr大于12%的钢就具有了不锈钢的特点;在不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类:即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢及沉淀硬化不锈钢。

  高温条件下,具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件。

  高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足够的化学稳定性的一种热强材料,用于1000℃左右高温条件下工作的热动力部件。

  按其基本化学成分的不同,又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金。

  精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料。

  精密合金按其不同的物理性能又分为7类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电隅合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的。

  1、45优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。

  主要特征:最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例:主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。

  主要特征:具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例:广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

  主要特征:经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。

  4、HT150灰铸铁应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等

  主要特征:强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用应用举例:适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件

  6、65Mn常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。

  7、0Cr18Ni9最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)特性和应用:作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备

  特性和应用:Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

  9、DC53常用的日本进口冷作模具钢特性和应用:高强韧性冷作模具钢,日本大同特殊钢(株)厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性,线切割性良好。用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等10、SM45普通碳素塑料模具钢(日本钢号S45C)

  10、DCCr12MoV耐磨铬钢国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改善,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒增加韧性.此钢有高淬透性,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,较Cr12有高的韧性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和良好的综合机械性能.所以可以制造截面大,形状复杂,经受较大冲击的各种模具,例如普通拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准工具,量具等。

  11、SKD11韧性铬钢.日本日立株式生产.在技术上改善钢中的铸造组织,细化了晶粒.较Cr12mov的韧性和耐磨性有所提高.延长了模具的使用寿命.

  12、D2高碳高铬冷作钢,美国产.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高温抗氧化性能好,淬火和抛光后抗锈蚀能力好,热处理变形小,宜制造各种要求高精度,长寿命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷挤压模,冷剪切刀等。

  13、SKD11(SLD)不变形韧性高铬钢.日本日立株式生产.由于钢中MO,V含量增加,改善钢中的铸造组织,细化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此钢的强韧性(抗弯强度,挠度,冲击韧度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.实践证明此钢模具寿命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,冲击砂轮片的模等。

  14、DC53高韧性高铬钢,日本大同株式生产.热处理硬度高于SKD11.高温(520-530)回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11.韧性是SKD11的两倍.DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂.大大提高了使用寿命.残余应力小.经高温回头减少残余应力.因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制.切削性和研磨性超过SKD11.用于精密冲压模,冷锻,深拉模等.

  15、SKH-9耐磨性,韧性大的通用高速钢.日本日立株式生产.用于冷锻模,切条机,钻头,铰刀,冲头等。

  16、ASP-23粉末冶金高速钢,瑞典产.碳化物分布极均匀,耐磨损,高韧性,易加工,热处理尺寸稳定.用于冲头,深拉伸模,钻模,铣刀和剪切刀片等各类长寿命之切削工具。

  21、H13普通常用压铸模,用于铝,锌,镁及合金压铸.热冲压模,铝挤压模,

  22、SKD61高级压铸模,日本日立株式产,经电碴重溶技术,在使用寿命上比H13有明显的提高.热冲压模,铝挤压模,

  24、FDAC添加了硫加强其易削性,出厂预硬硬度338-42HRC,可直接进行刻雕加工,无须淬火,回火处理.用于小批量模,简易模,各种树脂制品,滑动零部件,交期短的模具零件.拉链模,眼镜框模。


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