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碳素钢分类及其应用

作者:沙龙sa36 发布于:2020-07-06 17:47 点击量:

  碳素钢分类及其应用_机械/仪表_工程科技_专业资料。碳素钢分类及其应用 碳素钢(简称碳钢)是 C 的质量分数在 0.2%~2.06%之间并含有少量 Si、Mn、P、S 等 杂质的铁碳合金。 一、 普通碳素结构钢 按 GB700-88 的规定,碳素

  碳素钢分类及其应用 碳素钢(简称碳钢)是 C 的质量分数在 0.2%~2.06%之间并含有少量 Si、Mn、P、S 等 杂质的铁碳合金。 一、 普通碳素结构钢 按 GB700-88 的规定,碳素结构钢的牌号以钢材的最低屈服强度表示。这类钢虽然含有 有害杂质及非金属夹杂物较多,但其冶炼方法简单,工艺性好,价格低廉,而且在性能上也 能满足一般工程结构件及普通零件的要求,因此,用量很大,约占钢材总量的 80%。 钢的牌号是由代表屈服点的“屈”字的汉语拼音首位字母“Q” ,屈服点值(数字) ,质 量等级符号 A、 C、 脱氧方法等的符号 B、 D, (用脱氧方法等名称的汉语拼音首位字母表示, 如沸腾钢(F) 、半镇静钢(b) 、镇静钢(Z) 、特殊镇静钢(TZ) )组成。其中“Z”与“TZ” 符号可以省略。例如,Q235—A·F 代表碳素结构钢,屈服点值为 235MPa,并为 A 级沸腾 钢。 二、 优质碳素结构钢 优质碳素结构钢含有害杂质 P、S 的量及非金属夹杂物较少,其均匀性及表面质量都比 较好,且必须同时保证钢的化学成分和力学性能。这类钢的产量较大,价格便宜,力学性能 较好,广泛用于制造种机械零件和结构件。这些零件通常都要经过热处理后使用。 1、 优质碳素结构钢的编号及成分特点 优质碳素结构钢的牌号是用两位数表示钢中的 C 的质量分数,以万分之几表示。例如, “40 钢”表示平均 C 的质量分数为 0.40%的优质碳素结构钢。不足两位数时,前面补 0。从 10 钢开始,以数字“5”为变化幅度上升一个钢号。若数字后带“F” (如 08F) ,则表示为 沸腾钢。优质碳素结构钢按含锰不同,分为普通含锰量(ω Mn =0.35%~0.8%)和较高含锰 量(ω Mn =0.7%~1.2%)两组。较高含锰量的一组,在钢号后加“Mn” ,如 15 Mn、20 Mn 等。 2、 常用的优质碳素结构钢的热处理及应用 常用的优质碳素结构钢的性质及应用范围如下。 08 钢、10 钢的含碳量很低,其强度低而塑性好,且有较好的焊接性能和压延性能,通 常扎制成薄板或钢带。主要用于制造冷冲压零件,如各种仪表板、容器及垫圈等零件。 15 钢、20 钢、25 钢也具有较好的焊接性和压延性能,常用于制造受力不大、韧度较高 的结构件和零件,如焊接容器、制造螺母、螺钉等,以及制造强度要求不太高的渗碳零件, 如凸轮、齿轮等。渗碳零件的热处理一般是在渗碳后再进行一次淬火(840~920℃)及低温 回火。 35 钢、40 钢、45 钢、50 钢、55 钢属于调质钢,可用来制造性能要求较高的零件,如 齿轮、连杆、轴类等。调质钢一般要进行调质处理,以得到强度与韧度良好配合的综合力学 性能。对综合力学性能要求不高或截面尺寸很大、淬火效果差的工件可采用正火代替调质。 60 钢、65 钢、70 钢、75 钢、80 钢、85 钢属于弹簧钢,经适当热处理后,可用来制造 要求弹性好、强度较高的零件,如弹簧、弹簧热圈等,也可用于制造耐磨零件。冷成形弹簧 一般只进行低温去应力处理。 热成形弹簧一般要进行淬火 (~850℃) 及低温回火 (200~250℃) 处理。 三、 碳素工具钢 在机械制造业中,用于制造各种刃具、模具及量具的钢称为工具钢。由于工具要求高硬 度和高耐磨性且多数刃具还要热硬性,所以工具钢的含碳量均较高。工具钢通常采用淬火+ 低温回火的热处理工艺,以保证高硬度和耐磨性。 碳素工具钢的 C 的质量分数为 0.65%~1.35%。根据其 S、P 的含量不同,碳素工具钢又 可分为优质工具钢和高级优质工具钢两类。 1、 碳素工具钢的编号及成分特点 碳素工具钢的钢号以“碳”字汉语拼音字头“T”表示,其后面加上顺序数字,数字表 示钢的 C 的平均质量分数,以千分之几表示,如为高级优质碳素工具钢,则在数字后再加 “A”字。如 T8 钢表示 C 的质量分数平均为 0.8%的优质碳素工具钢。T12A 钢表示 C 的质 量分数平均为 1.2%的高级优质碳素工具钢。 含锰量较高者, 在钢号后标以 “Mn” 如 T8Mn。 , 碳素工具钢的优点是容易锻造、加工性能良好,而且价格便宜,生产量纸占全部工具钢的 60%左右。缺点是淬透性低,Si、Mn 含量略有改变,就会对淬透性产生较大的影响。因此, 对碳素工具钢还容易产生淬火变形和淬裂, 尤以形状复杂的工具为甚, 同时它的回火抗力也 较差。为了提高碳素工具钢的可段性及减少其淬裂倾向,其硫、磷含量应比优质碳素结构钢 限制更严格。 2、 碳素工具钢的热处理与应用 工具钢的毛坯一般为段造成形,再由毛坯机加工成工具产品。碳素工具钢段造后,因硬 度高,不易进行切削加工,有较大应力,组织又不符合淬火要求,故应进行球化退火,以改 善切削加工性,并为最后淬火作组织准备,退火后的组织应为球状珠光体,其硬度一般小于 217HBS。 淬火加热温度要根据钢钟来确定,同时也要考虑性能要求,工件形状、大小及冷却介质 等。淬火冷却时由于其淬透性较低,为了得到马氏体组织,除形状复杂、有效厚度或直径小 于 5mm 的小刃具在油中冷却外,一般都选用冷却能力较强的冷却介质(如水、盐水、碱水 等) 。还应指出,淬火时,较强的冷却介质会使淬火应力变大,故可能引起较大的变形甚至 开裂,这是碳素工具钢一个显著弱点。 四、 铸钢 一些形状复杂、 综合力学性能要求较高的大型零件, 由于在工艺上难于用锻造方法成形, 在性能上又不能用力学性能低的铸铁制造, 因而需要采用铸钢件。 目前铸钢在重型机械制造、 运输机械、国防工业等部门应用较多,如轧钢机机架、水压机横梁与气缸、机车车架、铁道 车辆转向架上的摇枕、汽车与拖拉机具轮拨叉、起重行车车轮、大型齿轮等。 工程上用的碳素铸钢的 C 的质量分数为 0.2%~0.6%,含碳量过高,则塑性不好,凝固 时易产生裂纹。 要提高碳素铸钢的力学性能,则可通过加入合金元素来形成合金铸钢。

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