M1 3工业常用钢材

1、内容六、工业常用钢材简介内容六、工业常用钢材简介 内容七、常用零件材料选用内容七、常用零件材料选用 钢钢 碳素钢碳素钢 碳素结构钢碳素结构钢 Q235 优质碳素结构钢优质碳素结构钢 碳素工具钢碳素工具钢 T8 合金钢合金钢 合金结构钢合金结构钢 合金工具钢合金工具钢 特殊性能钢特殊性能钢 不锈钢不锈钢 耐热钢耐热钢 耐磨钢耐磨钢 其它其它 量具钢量具钢 模具钢模具钢 刃具钢刃具钢 轴承钢轴承钢 弹簧钢弹簧钢 调质钢调质钢 渗碳钢渗碳钢 低合金结构钢低合金结构钢 1.5%C 16Mn、20Cr 9Cr2、CrWMn 2Cr13、1Cr18Ni9 内容六内容六 工业常用钢材简介工业常用钢材简介 低

2、碳钢低碳钢 10、20 中碳钢中碳钢 40、45 高碳钢高碳钢 60、65 二、碳素钢 l碳素钢简称碳钢，其含碳量在1.5%以下，并 含有磷、硫、硅、锰等杂质。 l碳对钢的组织以及性能影响很大。 l硫、磷是有害有害杂质。 l磷会使钢的塑性、韧性下降；低温时会导致 钢的脆性急剧增加，即冷脆性增加； l硫会使钢在高温下容易出现裂纹，即热脆性 增加。 通常将钢中的硫、磷含量限制在0.045%和 0.05%以下。 l钢中的硅、锰则是有益元素。 l硅能够促使游离碳的形成，降低钢的硬 度，增加钢的韧性； l锰则可以阻止游离碳的形成，使碳以碳 化铁的形式存在，从而提高钢的硬度。 同时，锰还能与硫形成硫化锰（

3、MnS）， 并随炉渣被清除，起到了去硫的作用，减小 了硫的有害作用。 碳素钢分三大类 1）碳素结构钢（该类钢的含碳量小于 0.38%），以含碳量小于0.25%的低碳钢为最常见。 旧标准中，是以“A、B、C”为字头，后加以 “1、2、3”予以分类，最常用的为“A3”钢。 新标准则是用牌号代替屈服点“屈”字拼音Q和 后面三位数字来表示，最常用的为“Q235”钢。 如：Q215-A、Q235-BF、Q225等。 牌号： Q235 BF 屈服抗拉极限 MPa 质量等级 沸腾钢 牌号中：AD表示质量等级；F表示“沸腾钢”， Z表示“镇静钢”。 注：注：沸腾钢沸腾钢是指未完全脱氧的钢，这种钢在浇是指未完全

4、脱氧的钢，这种钢在浇 注时将在钢模中释放大量的空气，造成沸腾现象，注时将在钢模中释放大量的空气，造成沸腾现象， 由此而得名。镇静钢则无此现象。由此而得名。镇静钢则无此现象。 Q235（A3）钢，其用途最广，属于低碳钢。铁 素体含量多，塑性、韧性优良，常用于钢管、钢筋、 型钢、热轧钢板，以及不重要的轴类零件、紧固件、 冲压件、锻件、焊接件。 Q235-C、Q235-D还可用于较重要的焊接结构。 牌号： Q235 BF 屈服抗拉极限 MPa 质量等级 沸腾钢 常用普通碳素结构钢常用普通碳素结构钢 钢板钢筋 螺钉铆钉 建筑构件 钢桥梁 牌号：Q235 BF 屈服 屈服 极限 MPa 质量等级 沸腾钢

5、 2）优质碳素结构钢 硫、磷硫、磷含量较低，均小于0.035%。 国标中规定用两位数字表示钢中的平均含碳量的万 分数。 如：20钢表示平均含碳量为0.02%，10F表示沸腾钢。 低碳钢：低碳钢：08、10、15、20、25，塑性好，常用于拉 拔、冲压、挤压、锻造和焊接。 其中20钢用途最广，常用于制作螺钉、螺母、垫圈、 小轴及冲压件、焊接件，有时也用于制造渗碳件。 牌号：牌号：45 含碳量含碳量0.45% 2）优质碳素结构钢 中碳钢：中碳钢：30、35、40、45、50、55。 钢中珠光体含量增多，其强度和硬度较前提高， 淬火后的硬度可显著增加。 4545钢最典型，它不仅强度、硬度较高且兼有较

6、 好的塑性和韧性，具有优良的综合性能。常用于制 造轴、丝杠、齿轮、连杆、套筒、键，以及重要的 螺栓和螺母等。 高碳钢高碳钢：60、65、70、75。 经淬火、回火后，不仅强度、硬度提高，而且 弹性好，常用来制造小弹簧、发条、钢丝绳以及轧 辊等零件。 常用优质碳素结构钢常用优质碳素结构钢 齿轮齿轮 曲轴曲轴 螺栓螺栓 弹簧弹簧 牌号：45含碳量0.45% 外壳 轧辊 铸钢铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的 零件，例如机车车辆、船舶、重型机械的齿轮、轴，以及轧 辊、机座、缸体、外壳、阀体等 重型机械齿轮 牌号：ZG35 铸钢 含碳量 0.35% 3)碳素工具钢 特点：（含碳量0.

7、7%1.35%）大多属共析或过 共析钢，淬火后有高的硬度（大于60HRC）和良好的 耐磨性。但其淬透性、红硬性较差,只能工作在 250以下。 常用于制作锻工、木工、钳工等手工工具和小型模 具。 以“T”起头，其后的数字表示钢中平均含碳量 的千分数。 “T7”表示含碳量为0.7%的优质碳素工具钢； “T7A”则表示硫、磷含量很低的高级优质碳素工具 钢。 牌号：牌号：T12A 工具钢工具钢 含碳量含碳量1.2% A表示优质表示优质 常用的有T8、T10、T10A、T12。 其中T8为共析钢，韧性最好，多用于制 作需要承受冲击的工具。如錾子、锻工工具 等。 T10、T10A硬度较高，且仍有韧性，常用

8、 来制造钢锯条、小型冲模等。 T12硬度最高，耐磨性好，但脆性大，适 于制造耐磨但不承受冲击的工具，如：锉刀、 刮刀等。 3)碳素工具钢 常用碳素工具钢 锉刀 量规 牌号：T12A 工具钢 含碳量 1.2% 加A表示优质 冲模 锯条 匕首 刮刀 碳素钢也可按质量分为三类 按质量分类主要是指，根据有害杂质P、 S含量的多少进行的分类： l普通碳素钢： P0.045%, S0.050%； l优质碳素钢： P0.040%, S0.040%； l高级优质碳素钢： P0.035%, S0.030% 三、合金钢 合金钢是为了改善钢的某些性能，特意加 入一种或几种合金元素所炼制的钢。 A、按合金元素的含量分

9、为三类： l低合金钢：合金元素总质量占合金钢总质 量的百分比10%。 B、按合金钢的用途分：合金结构钢、合金工具 钢 1 1合金结构钢合金结构钢 合金结构钢比碳素钢具有更好的力学性能，特别 是热处理性能好，便于制造尺寸较大、形状复杂、淬 火变形小的零件。 合金工具钢的牌号是以下述形式表示： 数字 + 元素符号 + 数字 含C量万分数 合金元素符号 合金量百分数 如：16Mn 、20Cr 40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA 等。 合金结构钢按用途可分为 （1）低合金结构钢）低合金结构钢：用于工程结构如桥梁、 建筑、船舶等； l低合金结构钢：是在碳素结构钢的基础上， 加入少量的合金元

10、素的工程用钢。 l又可分为低合金高强度结构钢、低合金耐 热钢、低合金专业用钢等。 （2）机械制造钢）机械制造钢：用于制造各种机械零件。 l机械制造钢：包括渗碳钢、调质钢、弹簧 钢、滚动轴承钢等等。 容器船舶 车辆桥梁 储气罐 合金结构钢合金结构钢 牌号：40Cr 含碳量 0.40% 含铬量 1.5% 合金渗碳钢合金渗碳钢 拨叉拨叉 变速齿轮变速齿轮 合金弹簧钢合金弹簧钢 压缩弹簧压缩弹簧 拉力弹簧拉力弹簧 蝶形弹簧蝶形弹簧 压缩弹簧压缩弹簧 滚珠轴承钢滚珠轴承钢 滚珠 滚珠轴承 合金调质钢合金调质钢 齿轮齿轮 曲轴曲轴 汽车万向节 连杆连杆 2.合金工具钢 合金工具钢主要用于制造刃具、模具和

11、量具。加入合金元素的目的主要是加强淬透 性、耐磨性以及红硬性。 合金工具钢适合于制造形状复杂、尺寸 较大、切削速度较高或工作温度较高的工具 和模具。 合金工具钢的表示方法与合金结构钢相似， 但是用一位数字表示含碳量的千分数，大于1%的 含碳量则不标出；合金含量如果小于1.5%时不标 出，1.5%时以平均含量的百分数标出。 牌号表示如下： 数字（或不标） + 符号 + 数字（或不标） 含碳量（） 合金元素 合金元素的平均含量（%） 如：9Cr2，含碳量为0.9%，铬的含量为2%。 如：CrWMn的平均含碳量1.0%，铬、钨、锰 的含量均小于1.5%。 合金工具钢可分为刃具钢刃具钢、模具钢模具钢、

12、量具钢量具钢： （1）合金刃具钢（常用于制造车刀、铣 刀、钻头等） 性能要求：高硬度、耐磨、高热硬性及 足够的强度和韧性。 合金刃具钢又可分为： 1）低合金刃具钢： 常见的牌号有：9SiCr主要用于制造 丝锥、板牙、铰刀等切削速度不高的刃具； CrWMn较精密的低速刀具如长铰刀、拉 刀等。 热处理要求： a、球化退火；b、淬火+低温回火 2）高速钢：是一种具有高热硬性、高耐 磨性和足够的强度的高合金工具钢。 热处理要求： 淬火前必须预热（用于小型、简单刀 具800850）或者两次加热（用于大型、 复杂刀具：500600、800850）； 加热到12201280的高温淬火。 常见的牌号有：W18

13、Cr4V、 W9Cr4V2， 这两种是典型的高速工具钢，用来作制钻头、 铣刀、车刀或拉刀，其红硬性可达600。 钻头、 铣刀 高速钢刀具 （2）合金模具钢：如冷作模具钢、热作 模具钢等。 此类钢材要求应具有较好的尺寸稳定性、较高的 硬度与强度和一定的韧性。 合金模具钢 英制模板刀 （3）合金 量具钢： 要求材料有高 硬度、高耐磨 性、高的尺寸 稳定性和足够 的韧性； 热处理要求： 球化退火、淬 火+低温回火、 时效处理等。 量规 螺纹规螺纹规 划线平板划线平板 螺旋千分尺螺旋千分尺 水平仪水平仪 平尺平尺 V形铁形铁 划线方箱划线方箱 千斤顶千斤顶 百分表架百分表架 3.特殊性能钢 特殊钢是指

14、具有特殊用途的合金钢，如 不锈钢、耐热钢、磁钢、耐磨钢等等。 1、不锈钢在食品、化工、石油、医药工 业中应用广泛。它包括： u铬不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13 u铬镍不锈钢：0Cr19Ni9、1Cr18Ni9 马氏体型不锈钢 不锈钢船用螺旋桨 不锈钢剪刀 奥氏体型不锈钢 1Cr18Ni9Ti不锈钢表带 不锈钢容器 2、耐热钢：在高温下具有较高，抗氧化 性能和较高强度的钢。包括热强钢、抗氧化 钢。 燃气轮机 3、耐磨钢：主要用于承受严重摩擦和强 烈冲击的零件。 高锰钢是典型的耐磨钢（如ZGMn13）。 铁轨分道叉铁轨分道叉 耐磨钢耐磨钢 履带履带 破碎机颚板破碎机颚板 挖掘机斗齿挖掘

15、机斗齿 内容七内容七 零件选材的一般原则与步骤零件选材的一般原则与步骤 能满足工艺性能要求能满足工艺性能要求 重视材料的经济性重视材料的经济性 能满足零件的工作要求能满足零件的工作要求 考虑产品的实用性和市场需求考虑产品的实用性和市场需求 考虑实现现代化生产组织的可能性考虑实现现代化生产组织的可能性 二、选材的一般几个步骤： 1对零件的工作特性和使用条件进行周密的 分析，找出主要的失效方式，从而恰当地提出主要 抗力指标。 2根据工作条件需要和分析，对该零件的设 计制造提出必要的技术条件。 3根据所提出的技术条件要求和工艺性、经 济性方面的考虑，对材料进行预选择。 材料的预选择通常是凭积累的经验，通过与类 似的机器零件的比较和已有实践经验的判断，或者 通过各种材料选用手册来进行选择。 4对预选方案材料进行计算，以确定是 否能满足上述工作条件要求。 5材料的二次（或最