低压电器常用材料选用要点

1、低压电器常用材料选用要点低压电器常用材料选用要点 上海电科电器上海电科电器www:guhmseari-2011-06-022目录目录电工材料电工材料选用要点选用要点- -附常用材料附常用材料简述简述1 1. .钢材钢材选用要点选用要点- -附常用材料附常用材料2.2.铜材铜材选用要点选用要点- -附常用材料附常用材料.工程塑工程塑料选用要点料选用要点- -附常用材料附常用材料4.4. 低压电器是一种机电一体化产品，零部件选用低压电器是一种机电一体化产品，零部件选用各种各种不同材不同材料，不同工艺制造料，不同工艺制造。初略计算低压电器初略计算低压电器产品使用的产品使用的材料类别、材

2、料类别、品种达数千种，涉及钢铁、有色金属、贵重和稀有金属，工程品种达数千种，涉及钢铁、有色金属、贵重和稀有金属，工程塑料及特种塑料及特种、专用、专用材料。材料的选用恰当与否对产品设计的预材料。材料的选用恰当与否对产品设计的预期（性能、功能）至关重要期（性能、功能）至关重要。因而材料选用应作为产品设计的因而材料选用应作为产品设计的一项一项重要重要内容予以认真地考虑和确定。在德国、美国等工业发内容予以认真地考虑和确定。在德国、美国等工业发达国家，产品选用作为一门学科，有比较系统、完整的理论和达国家，产品选用作为一门学科，有比较系统、完整的理论和程序程序。这里我仅结合自己多年工作实践、体会作常识性、

3、经验这里我仅结合自己多年工作实践、体会作常识性、经验性的常用材料性的常用材料选用要点选用要点介绍，以期对青年设计人员对零件的材介绍，以期对青年设计人员对零件的材料选用起入门引导。料选用起入门引导。1 1 简述简述31.1 简述简述v 需要强调的是：需要强调的是：1 1）材料选用要综合考虑材料本身优、缺点的比较与平衡，需要）材料选用要综合考虑材料本身优、缺点的比较与平衡，需要与可能（采购、制造工艺等）的平衡，性能与成本的平衡等各与可能（采购、制造工艺等）的平衡，性能与成本的平衡等各种情况，因而具有类似功能的零件对不同的设计者，不同制造种情况，因而具有类似功能的零件对不同的设计者，不同制造工艺习惯

4、的企业会有各种工艺习惯的企业会有各种不同不同的选择的选择；2 2）材料的选用和材料本身的加工方法、零件设计的工艺性密切）材料的选用和材料本身的加工方法、零件设计的工艺性密切相关，因而设计员要对材料的属性、加工方法、零件设计的工相关，因而设计员要对材料的属性、加工方法、零件设计的工艺性有基本的了解与掌握，对所设计的零部件的功能要求艺性有基本的了解与掌握，对所设计的零部件的功能要求应应掌掌握透彻，使两者有恰当的匹配，尽量避免出现反复和损失。握透彻，使两者有恰当的匹配，尽量避免出现反复和损失。1 1 简述简述。材材 材材料选用的基本要求料选用的基本要求功能性要求功能性要求 对产品及零部件的功能要求涉

5、及多学科、多领域，对材料的要求也是对产品及零部件的功能要求涉及多学科、多领域，对材料的要求也是多方面的，机械、物理、化学性能都有不同要求，为达到产品性能，设计多方面的，机械、物理、化学性能都有不同要求，为达到产品性能，设计的零部件及选用的材料除了一般机械性能要求外，还必须满足产品性能的的零部件及选用的材料除了一般机械性能要求外，还必须满足产品性能的一些特殊要求。如一些特殊要求。如开关电器的短路分断和带电操作性能，要求触头有良好开关电器的短路分断和带电操作性能，要求触头有良好的耐电弧烧蚀、耐电磨损性能，电弧转移性能，灭弧系统的导磁性能，塑的耐电弧烧蚀、耐电磨损性能，电弧转移性能，灭弧系统的导磁性

6、能，塑料材料的耐高温、耐电弧性能等；料材料的耐高温、耐电弧性能等；框架断路器等需要做短时耐受电流能力框架断路器等需要做短时耐受电流能力试验的产品，大电流产生的电、热效应冲击是非常巨大的，制造相关零部试验的产品，大电流产生的电、热效应冲击是非常巨大的，制造相关零部件件（轴、弹簧等）（轴、弹簧等）的抗拉强度、抗弯强度、硬度、弹性模量、导电率、热的抗拉强度、抗弯强度、硬度、弹性模量、导电率、热导率（热容量）、热膨胀系数、允许使用温度、抗熔性、绝缘性能等都密导率（热容量）、热膨胀系数、允许使用温度、抗熔性、绝缘性能等都密切相关，选材时必需考虑相关的性能及其参数。切相关，选材时必需考虑相关的性能及其参数

7、。1 1 简述简述31.2v 工艺性要求工艺性要求 此处工艺性指此处工艺性指材料加工成零件材料加工成零件的的能力能力，包括金属材料机加工性能、热，包括金属材料机加工性能、热处理性能、焊接性能、延展性和弯曲成形能力，塑料的成形方法和变形等处理性能、焊接性能、延展性和弯曲成形能力，塑料的成形方法和变形等, ,材材料的工艺操作会直接影响材料的性能，因而工艺性考虑和功能要求是密切相料的工艺操作会直接影响材料的性能，因而工艺性考虑和功能要求是密切相连的。连的。v 可靠性要求可靠性要求 材料的可靠性指在期望的寿命周期内正常发挥功能不出现失效材料的可靠性指在期望的寿命周期内正常发挥功能不出现失效。材料的材料

8、的可靠性是很难度量的，不仅取决于材料本身的固有性能，也很大程度上受材可靠性是很难度量的，不仅取决于材料本身的固有性能，也很大程度上受材料制造生产的配方、工艺控制，一般来说，标准材料较成熟，可靠性较高，料制造生产的配方、工艺控制，一般来说，标准材料较成熟，可靠性较高，新的新的、非标准材料可靠性较低。尽管材料的可靠性很难评价，但零部件的失非标准材料可靠性较低。尽管材料的可靠性很难评价，但零部件的失效效会造成产品的失效会造成产品的失效，所以设计时要综合考虑选材、零部件的，所以设计时要综合考虑选材、零部件的（形状）（形状）设设计，计，工艺要求等，工艺要求等，避免选材失当，设计缺陷避免选材失当，设计缺陷

9、及工艺要求不当及工艺要求不当而造成而造成零部件零部件失失效效，进而导致，进而导致产品过早失效。产品过早失效。 1 简述v 耐环境性要求耐环境性要求 低压电器产品正常工作时会产生热量，某些局部的温度会高达低压电器产品正常工作时会产生热量，某些局部的温度会高达150150以上，过电流故障情况下发热更加严重，所以导电材料要考以上，过电流故障情况下发热更加严重，所以导电材料要考虑高温对材料性能的影虑响，支撑导电件的绝缘件要考虑耐热等级虑高温对材料性能的影虑响，支撑导电件的绝缘件要考虑耐热等级不致影响绝缘性能，触头弹簧要考允许工作温度不致影响弹性，热不致影响绝缘性能，触头弹簧要考允许工作温度不致影响弹性

10、，热膨胀可能影响相邻零部件的配合或活动等。膨胀可能影响相邻零部件的配合或活动等。 不同材料的相容性也是必须考虑的因素，如电阻焊（点焊）是不同材料的相容性也是必须考虑的因素，如电阻焊（点焊）是电压电器制造常用的将两个零件连接起来的方法，不同材料焊接的电压电器制造常用的将两个零件连接起来的方法，不同材料焊接的相容性必须考虑相容性必须考虑。 在不同材料制成的零部件之间有相对运动时，材料的耐磨性要在不同材料制成的零部件之间有相对运动时，材料的耐磨性要考虑匹配，在潮湿环境中不同导电材料的接触要考虑避免出现电位考虑匹配，在潮湿环境中不同导电材料的接触要考虑避免出现电位腐蚀等腐蚀等。 1 简述v成本的考虑成

11、本的考虑 实际应用中，零部件成本评估是选材的一个重要因素，材料的成实际应用中，零部件成本评估是选材的一个重要因素，材料的成本包含：本包含：1 1）材料本身的价格。一般来说，）材料本身的价格。一般来说，稀贵金属高于有色金属，稀贵金属高于有色金属，有色金属有色金属高高于钢材；于钢材；钢材中含有镍等合金元素的合金钢钢材中含有镍等合金元素的合金钢高高于碳素钢。于碳素钢。2 2）为达到材料性能采取的工艺处理的成本。如为达到一定硬度）为达到材料性能采取的工艺处理的成本。如为达到一定硬度、耐磨性、耐磨性而进而进行热处理行热处理。而工艺成本常超过材料价格，所以应综合考虑性能要求、材料价而工艺成本常超过材料价格

12、，所以应综合考虑性能要求、材料价格、工艺成本及批量等，达到合理、有效、经济格、工艺成本及批量等，达到合理、有效、经济。v可采购可采购 新产品试制及批量生产时所选材料的采购方便性对试制进度新产品试制及批量生产时所选材料的采购方便性对试制进度和和组织生产组织生产有直接影响，一般来说，符合国家标准的材料容易采购，低压电器行业内常用有直接影响，一般来说，符合国家标准的材料容易采购，低压电器行业内常用的材料（符合行业标准）的材料容易采购的材料（符合行业标准）的材料容易采购。1 简述v 钢材的分类钢材的分类： 钢钢材材是是各类机械设备组成零件的主体材料，因而钢材的用量最大，品种最各类机械设备组成零件的主体

13、材料，因而钢材的用量最大，品种最多，适用范围最广。多，适用范围最广。低压电器产品的结构零件大部分也用钢材制成低压电器产品的结构零件大部分也用钢材制成。1 1：按化学成分分：按化学成分分：2.1 2.1 钢材钢材- -分类分类分类名称分类名称说明说明碳素钢碳素钢含碳量含碳量wc c低于低于2%2%，并含有少量锰、硅、硫、磷和氧等杂质元素的铁碳合，并含有少量锰、硅、硫、磷和氧等杂质元素的铁碳合金。金。按含碳量的不同，可分为：按含碳量的不同，可分为：1 1）工业纯铁：含碳量）工业纯铁：含碳量wc c0.04%0.04%的铁碳合金的铁碳合金2 2）低碳钢：含碳量）低碳钢：含碳量wc c0.25%0.2

14、5%的钢的钢3 3）中碳钢：中碳钢：0.25%0.25%含碳量含碳量wc c0.60%0.60%的钢的钢4 4）高碳钢：含碳量）高碳钢：含碳量wc c0.60%0.60%的钢的钢 实际应用中按照钢的质量和用途不同，碳素钢通常又分为：普通碳素实际应用中按照钢的质量和用途不同，碳素钢通常又分为：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢三大类。结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢三大类。32.11 1、按化学成分分、按化学成分分： 2.1 2.1 钢材钢材- -分类分类分类名称分类名称说明说明合金钢合金钢指在碳素钢的基础上，为了改善刚的性能，在冶炼时特意加入一些合金元指在碳素钢的基础上，为了改善刚的

15、性能，在冶炼时特意加入一些合金元素（如铬、镍、素（如铬、镍、硅、锰、钼、钨、钒、钛、硼等）而练成的钢。硅、锰、钼、钨、钒、钛、硼等）而练成的钢。按其合金元素的总含量，可分为：按其合金元素的总含量，可分为：1 1）低合金钢：合金元素总含量分数）低合金钢：合金元素总含量分数5%5%2 2）中合金钢：）中合金钢：5%5%合金元素总含量分数合金元素总含量分数10%10%3 3）高合金钢：合金元素总含量分数）高合金钢：合金元素总含量分数10%10%2.2.按用途分按用途分2 .1 2 .1 钢材钢材- -分类分类分类名称分类名称说明说明结结构构钢钢建筑及建筑及工程用工程用结构钢结构钢简称建筑用钢。指用于

16、建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。简称建筑用钢。指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。为保证其焊接性能，含碳量不宜过高，所以这类钢大多为低碳钢，一般在热轧供应状为保证其焊接性能，含碳量不宜过高，所以这类钢大多为低碳钢，一般在热轧供应状态或正火状态下使用。可分为：态或正火状态下使用。可分为：1 1）普通碳素结构钢。按用途又分为）普通碳素结构钢。按用途又分为: :一般用途普碳钢和专用普碳钢（锅炉用钢、船用一般用途普碳钢和专用普碳钢（锅炉用钢、船用钢等）钢等）2 2）低合金钢。按用途又分为）低合金钢。按用途又分为: :低合金钢结构钢、耐腐蚀钢、低温钢、钢筋钢

17、、钢轨钢、低合金钢结构钢、耐腐蚀钢、低温钢、钢筋钢、钢轨钢、耐磨钢、特殊用途专用钢。耐磨钢、特殊用途专用钢。机械制机械制造用结造用结构钢构钢用于机械设备上作为结构零件的钢。基本都是优质钢或高级优质钢。类型有：用于机械设备上作为结构零件的钢。基本都是优质钢或高级优质钢。类型有：易切削钢易切削钢弹簧钢弹簧钢滚动轴承钢滚动轴承钢v 钢材的分类钢材的分类：2 2. .按用途分按用途分2 .1 2 .1 钢材钢材- -分类分类分类名称分类名称说明说明工具钢工具钢用于制造各种工具的钢。用于制造各种工具的钢。按化学成分：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢。按化学成分：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢。按用

18、途：刃具钢（或称刀具钢）、模具钢（包括冷作模具钢、按用途：刃具钢（或称刀具钢）、模具钢（包括冷作模具钢、 热作模具钢）、量具钢。热作模具钢）、量具钢。特殊钢特殊钢用特殊方法生产、具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢。用特殊方法生产、具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢。主要有：不锈耐酸刚、耐热不起皮钢、高电阻刚、低温钢、耐磨钢、主要有：不锈耐酸刚、耐热不起皮钢、高电阻刚、低温钢、耐磨钢、 磁钢（硬磁钢、软磁钢）、抗磁钢、超高强度钢（磁钢（硬磁钢、软磁钢）、抗磁钢、超高强度钢（b抗拉强 度 1400mpa的钢）的钢）专业用钢专业用钢各个工业部门专业用途的钢。例如：各个工业部门专业用途的钢。例如：

19、农机用钢、重型机械用钢、汽车用钢、航空用钢、宇航用钢、石油机械农机用钢、重型机械用钢、汽车用钢、航空用钢、宇航用钢、石油机械用钢、化工机械用钢、电工用钢和焊条用钢等用钢、化工机械用钢、电工用钢和焊条用钢等相同类型的钢由于其用途不同，采用不同标准，其性能也是不同的，如不锈钢相同类型的钢由于其用途不同，采用不同标准，其性能也是不同的，如不锈钢有建有建筑装饰用、医用、化学用、机械用等，性能有差异；钢丝筑装饰用、医用、化学用、机械用等，性能有差异；钢丝有弹簧用钢丝、钢丝绳用有弹簧用钢丝、钢丝绳用钢丝，牌号相同，标准不同，性能差异很大。选用和零件检验时要注意。钢丝，牌号相同，标准不同，性能差异很大。选用

20、和零件检验时要注意。 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明普通碳素结普通碳素结构钢构钢q195q195、q215q215强度不高，塑性、韧性、加工工强度不高，塑性、韧性、加工工艺性和焊接性能良好。可作为一艺性和焊接性能良好。可作为一般机械结构件。般机械结构件。只含碳、不含其它合金元素，只含碳、不含其它合金元素，生产过程中不需特别控制质量生产过程中不需特别控制质量要求，但力学性能、杂质含量要求，但力学性能、杂质含量控制在标准范围内，其生产工控制在标准范围内，其生产工艺简单、成本低，是产量最大艺简

21、单、成本低，是产量最大、品种最多、用途最广的钢种、品种最多、用途最广的钢种。一般不热处理，直接裁切、。一般不热处理，直接裁切、或机械切削使用。或机械切削使用。q195q195的屈服的屈服点不作为交货条件；以硫、磷点不作为交货条件；以硫、磷含量高低分质量等级：含量高低分质量等级：q195q195不不分级；分级；q235q235分分a a、b b、c c、d d四级四级；其余分；其余分a a、b b两级。两级。常用品种：板、带、丝、圆钢常用品种：板、带、丝、圆钢、方钢、六角钢、钢管等、方钢、六角钢、钢管等q235q235有一定强度，有一定强度，塑性、韧性、加工塑性、韧性、加工工艺性、焊接、冷加工性

22、能良好工艺性、焊接、冷加工性能良好。是通用的机械结构钢。用于强。是通用的机械结构钢。用于强度要求不高而韧性要求较高的零度要求不高而韧性要求较高的零件如支架、拉杆、销轴、垫圈（件如支架、拉杆、销轴、垫圈（片）等，适宜于切削、冲压、焊片）等，适宜于切削、冲压、焊接。接。q255q255、q275q275有较高强度和硬度、有较高强度和硬度、加工工艺性加工工艺性和焊接性能较好，韧性较低和焊接性能较好，韧性较低优质碳素结优质碳素结构钢构钢08f08f、10f10f0808、1010深冲压深冲压冷变形塑性好，焊接性能冷变形塑性好，焊接性能好，强度、硬度很低。适宜制作好，强度、硬度很低。适宜制作深冲压、深拉

23、伸及尺寸精度要求深冲压、深拉伸及尺寸精度要求高，形状复杂的弯曲件，还可制高，形状复杂的弯曲件，还可制作渗碳、碳氮共渗零件作渗碳、碳氮共渗零件08f08f、10f10f的硅（的硅（si)si)、锰（、锰（mnmn) )含量含量低于低于0808、1010，屈服点（，屈服点（s s）、抗拉）、抗拉强度（强度（b b）略低于）略低于0808、1010；f:f:沸腾沸腾钢缩孔小、切除量少，成材率高，钢缩孔小、切除量少，成材率高，产量多、成本低，大量采用产量多、成本低，大量采用。常用品种：板、带、圆（丝）常用品种：板、带、圆（丝） 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与

24、用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明优质碳素优质碳素结构钢结构钢2525、303025mn25mn、30mn30mn较好塑性、韧性、冷冲压性和焊接性，有一定强度和较好塑性、韧性、冷冲压性和焊接性，有一定强度和硬度，可直接淬火，但淬硬性不高。适宜做轴、拉杆硬度，可直接淬火，但淬硬性不高。适宜做轴、拉杆、螺栓、螺母、支架等，渗碳和碳氮共渗件，冷镦件、螺栓、螺母、支架等，渗碳和碳氮共渗件，冷镦件。未标未标mnmn的碳素钢也的碳素钢也称为普通含锰量钢称为普通含锰量钢，标，标mnmn的碳素钢也的碳素钢也称为较高含锰量钢称为较高含锰量钢（差距（差距%0.4%）

25、。）。mnmn是一般合金钢的是一般合金钢的主加元素（尚有主加元素（尚有sisi、crcr、ni)ni)，作用，作用提高淬透性，提高提高淬透性，提高强度、硬度和高温强度、硬度和高温强度稳定性，但会强度稳定性，但会降低塑性，提高回降低塑性，提高回火脆性，并有脱碳火脆性，并有脱碳倾向。倾向。常用品种：板、带常用品种：板、带、丝、圆钢、方钢、丝、圆钢、方钢、六角钢、钢管等、六角钢、钢管等353535mn35mn中等强度，中等强度，塑性和可加工性能良好、焊接较差。广泛塑性和可加工性能良好、焊接较差。广泛用作锻件、冷拉及冷镦件，负荷较大截面较小的销轴用作锻件、冷拉及冷镦件，负荷较大截面较小的销轴、横梁、连

26、杆螺栓等。、横梁、连杆螺栓等。4040、454540mn40mn、45mn45mn有较高强度，一定塑性和韧性，加工性能良好，焊接有较高强度，一定塑性和韧性，加工性能良好，焊接性不好，冷变形塑性低。是应用广泛的较高强度中碳性不好，冷变形塑性低。是应用广泛的较高强度中碳钢，制成零件一般在淬火及回火后使用。适宜制作较钢，制成零件一般在淬火及回火后使用。适宜制作较高强度运动零件，如主轴、轴销，及表面耐磨零件，高强度运动零件，如主轴、轴销，及表面耐磨零件，如跳扣、锁扣等（高频淬火或表面淬火）如跳扣、锁扣等（高频淬火或表面淬火）656565mn65mn广泛应用的碳素弹簧钢广泛应用的碳素弹簧钢, ,热处理后

27、的疲劳强度与合金热处理后的疲劳强度与合金钢相似，强度较高，弹性良好。冷作变形塑性和焊接钢相似，强度较高，弹性良好。冷作变形塑性和焊接性较差。在淬火性较差。在淬火+ +中温回火状态下使用，广泛用作小中温回火状态下使用，广泛用作小尺寸螺旋弹簧、弹簧垫圈、卡环、发条、弹簧片等，尺寸螺旋弹簧、弹簧垫圈、卡环、发条、弹簧片等，正火状态下用于凸轮、轴等耐磨零件。正火状态下用于凸轮、轴等耐磨零件。 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与国产钢种、牌号、特性与用途用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明优质碳素优质碳素结构钢结构钢7070（c c）70mn70mn广泛应用的碳

28、素弹簧钢广泛应用的碳素弹簧钢, ,热处理后的疲劳热处理后的疲劳强度与合金钢相似强度与合金钢相似, ,强度和弹性优于强度和弹性优于6565（65mn).65mn).在淬火在淬火+ +中温回火状态下使用，广中温回火状态下使用，广泛用作小尺寸螺旋弹簧、弹簧垫圈、卡泛用作小尺寸螺旋弹簧、弹簧垫圈、卡环、发条、弹簧片等环、发条、弹簧片等电压电器产品中广泛用电压电器产品中广泛用70c70c制作制作各种螺旋弹簧，但需注意的是各种螺旋弹簧，但需注意的是：长期工作温度：长期工作温度110110左右，左右，70mn12070mn120左右，故发热高的触左右，故发热高的触头弹簧不一定适用。常用品种头弹簧不一定适用。

29、常用品种：带（板）、丝、元钢：带（板）、丝、元钢优质碳素结构钢是机械工业常用的主要钢材，品种多、用量大。根据化学成分及其性能分为：1 1、低碳钢：、低碳钢：含碳量wc0.25%的钢。特点是塑性、韧性、焊接性能好，主要用于轧制薄板，钢带、型钢、丝材。其中08f、10用作冲压件，15、20、20mn用作渗碳钢，制造表层硬度高，心部较软的零件2 2、中碳钢：、中碳钢：含碳量wc0.25%0.60%的钢。强度高于低碳钢，但塑性、韧性低于低碳钢，经调质后用于制造轴类零件，或用于轧制型钢。45钢是应用最广的中碳钢3 3、高碳钢：、高碳钢：含碳量wc0.60%的钢。特点是强度、硬度、弹性、耐磨性较高，多用于

30、制造易磨损零件和弹簧。合金结构钢合金结构钢合金结构钢是在碳素钢的基础上加入一种或多种合金元素（合金总含量不超过5%），由于合金元素的作用，可以采用不同方式的热处理提高淬透性及更高的回火温度来更多地消除淬火内应力并提高塑性，得到比碳素结构钢更优良的综合力学性能，满足机械零件的高性能要能。合金结构钢是牌号、品种最多的钢种，是机械行业中应用最广泛的主要结构材料。按其不同合金元素及所占质量分数不同，适合采用不同的热处理方法，分为：调质钢、渗碳钢、渗氮钢、非调质钢。 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明

31、合金结构合金结构钢钢40cr40cr、40mnb40mnb、40mnvb40mnvb等等中等淬透性中等淬透性调质钢调质钢是机械行业中应用最广泛的钢种之一。是机械行业中应用最广泛的钢种之一。调质后的综合力学性能较好，可加工性能好，低温冲击调质后的综合力学性能较好，可加工性能好，低温冲击韧度好，缺口敏感性低。淬透性能较好，水淬可透至韧度好，缺口敏感性低。淬透性能较好，水淬可透至282860mm60mm，油淬可达，油淬可达151540mm40mm。除适合调质处理外。除适合调质处理外，还适合用于碳氮共渗及高频感应淬火，还适合用于碳氮共渗及高频感应淬火 制作高性能框架断路器、制作高性能框架断路器、ats

32、eatse、塑壳断路器的轴、塑壳断路器的轴、杆件、齿轮、高强度螺栓等。杆件、齿轮、高强度螺栓等。低压电器产品不低压电器产品不像汽车、拖拉机像汽车、拖拉机、内燃机、机床、内燃机、机床等机械性能要求等机械性能要求高，用合金钢不高，用合金钢不多。多。随着电压电器产随着电压电器产品技术不断发展品技术不断发展，性能不断提高，性能不断提高（寿命、短路、（寿命、短路、短耐等），体积短耐等），体积越来越小，对产越来越小，对产品结构件的机械品结构件的机械性要求也越来越性要求也越来越高，不妨做一些高，不妨做一些选材和工艺的研选材和工艺的研究和尝试。究和尝试。常用品种：元钢常用品种：元钢锻材锻材20cr20cr（2

33、0crmnti20crmnti等等) )渗碳钢渗碳钢是机械行业中应用量较大的钢种之一。是机械行业中应用量较大的钢种之一。渗碳热处理可使零件表面获得高硬度，同时零件心部又渗碳热处理可使零件表面获得高硬度，同时零件心部又可保持高轻度和高韧性，从而使零件具有高耐磨性并提可保持高轻度和高韧性，从而使零件具有高耐磨性并提高其弯曲疲劳和接触疲劳性能。高其弯曲疲劳和接触疲劳性能。用作框架断路器、用作框架断路器、atseatse传动齿轮或齿轮轴。传动齿轮或齿轮轴。3838crmoalacrmoala渗氮钢渗氮钢是国内长期使用并唯一列入国家标准的渗氮钢，可用于是国内长期使用并唯一列入国家标准的渗氮钢，可用于气体

34、、离子渗氮和碳氮共渗。与渗碳比较，渗氮后的硬气体、离子渗氮和碳氮共渗。与渗碳比较，渗氮后的硬化层硬度更高、耐磨性更好，抗疲劳、耐腐蚀、高温硬化层硬度更高、耐磨性更好，抗疲劳、耐腐蚀、高温硬度等性能比渗碳更好。由于渗碳可在较低温度下进行，度等性能比渗碳更好。由于渗碳可在较低温度下进行，因而零件变形小。缺点是时间长、成本高，渗氮层薄，因而零件变形小。缺点是时间长、成本高，渗氮层薄，抗冲击性能差。制造高耐磨、搞疲劳强度，无冲击平稳抗冲击性能差。制造高耐磨、搞疲劳强度，无冲击平稳载荷、工作温度高的汽缸筒、齿轮、轴套，检验规等。载荷、工作温度高的汽缸筒、齿轮、轴套，检验规等。 1 132.2 常用常用

35、国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名钢材名称称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明合金结合金结构钢构钢非调质钢非调质钢yf45vyf45vf45vf45vyf40mnvyf40mnvf40mnvf40mnv优质炭素结构钢、合金结构钢大量用作机械零件，为了提优质炭素结构钢、合金结构钢大量用作机械零件，为了提高综合力学性能，一般需要调质处理，增加了工时和成本高综合力学性能，一般需要调质处理，增加了工时和成本。7070年代开始，国外开发出不经调质处理力学性能与调制年代开始，国外开发出不经调质处理力学性能与调制钢相仿或更高的钢种。钢相仿或更高的钢种。加工性能比调质处理后的

36、结构钢好，且有良好的高中频淬加工性能比调质处理后的结构钢好，且有良好的高中频淬火特性，渗氮处理可获得比同等级别的调质钢更高的表面火特性，渗氮处理可获得比同等级别的调质钢更高的表面硬度，更深的渗氮层。硬度，更深的渗氮层。分为切削加工非调质钢，热压（热锻）。可以替代分为切削加工非调质钢，热压（热锻）。可以替代4545、5050、40cr40cr、40mnb40mnb等结构钢制作各类连杆、轴类零件。等结构钢制作各类连杆、轴类零件。弹簧钢弹簧钢专门用于制作各类弹簧（螺旋弹簧、蝶簧、板簧等）、各种弹性件（片弹簧、弹簧垫、专门用于制作各类弹簧（螺旋弹簧、蝶簧、板簧等）、各种弹性件（片弹簧、弹簧垫、弹性挡圈

37、、扭力簧杆等）。按其化学成分可分为：弹性挡圈、扭力簧杆等）。按其化学成分可分为：1 1）碳素弹簧钢：含碳量高（）碳素弹簧钢：含碳量高（wc c0.60%0.60%）。）。特点是强度、硬度、弹性、抗疲劳性能良好特点是强度、硬度、弹性、抗疲劳性能良好，生产工艺简单，价格低。有钢丝、钢带、薄板。，生产工艺简单，价格低。有钢丝、钢带、薄板。2 2）低合金弹簧钢：合金元素的质量分数不超过）低合金弹簧钢：合金元素的质量分数不超过5%5%，含碳量低于碳素弹簧钢，含碳量低于碳素弹簧钢（wc c= =0.50%0.50%70%70%），各项力学性能高于），各项力学性能高于碳素弹簧钢。用量大，用途广。碳素弹簧钢。

38、用量大，用途广。3 3）高合金弹簧钢：合金元素的质量分数不多超过）高合金弹簧钢：合金元素的质量分数不多超过10%10%，具有抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐，具有抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐寒、无磁性等特殊性能。特殊用途。寒、无磁性等特殊性能。特殊用途。按生产工艺分为冷拉、冷轧、热轧弹簧钢。低压电器中常用冷拉钢丝、冷轧钢带、圆钢按生产工艺分为冷拉、冷轧、热轧弹簧钢。低压电器中常用冷拉钢丝、冷轧钢带、圆钢 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明碳素弹簧碳素弹簧钢钢7070（c c、d d）8080等等强度、硬

39、度和曲强度比。但淬透性小，耐热温度低强度、硬度和曲强度比。但淬透性小，耐热温度低. . 承受动承受动载和疲劳载荷能力低。应用非常广泛，适用于工作温度不高载和疲劳载荷能力低。应用非常广泛，适用于工作温度不高、不很重要的小型螺旋弹簧、弹簧等。、不很重要的小型螺旋弹簧、弹簧等。使用温度使用温度-40-40120120，用作主触用作主触头弹簧时头弹簧时要注意高要注意高温下弹性温下弹性退化。退化。t7(a)t7(a)、t8(a)t8(a)淬火回火后有较高表面硬度和耐磨性。但淬透性差，淬火变淬火回火后有较高表面硬度和耐磨性。但淬透性差，淬火变形大。一般使用冷轧带材制作片弹簧、止动垫圈等。形大。一般使用冷轧

40、带材制作片弹簧、止动垫圈等。锰弹簧钢锰弹簧钢65mn65mn淬透性、综合力学性能、脱碳倾向等优于碳素弹簧钢。易产淬透性、综合力学性能、脱碳倾向等优于碳素弹簧钢。易产生催货裂纹，有过热敏感性和回火脆性。用量大，制作片弹生催货裂纹，有过热敏感性和回火脆性。用量大，制作片弹簧、较重要的螺旋弹簧。簧、较重要的螺旋弹簧。硅锰弹簧硅锰弹簧钢钢60si2mn60si2mn60si2mna60si2mna强度高、弹性好，耐回火性好，工作温度显著提高。易脱碳强度高、弹性好，耐回火性好，工作温度显著提高。易脱碳和石墨化，淬透性不高。制作高应力、较高温下工作，磨损和石墨化，淬透性不高。制作高应力、较高温下工作，磨损

41、严重的弹簧、卡箍等。严重的弹簧、卡箍等。-40-40250.250.铬硅铬硅弹簧弹簧钢钢60si2cra60si2cra60si2crva60si2crva高强度弹簧钢，热处理工艺性能好。制作载荷大，工作温度高强度弹簧钢，热处理工艺性能好。制作载荷大，工作温度高的重要弹簧。高的重要弹簧。300300400400不锈弹簧不锈弹簧钢钢1cr18ni9(ti)1cr18ni9(ti)塑性、韧性较好，耐蚀性、耐高温，无磁性，屈服强度较低塑性、韧性较好，耐蚀性、耐高温，无磁性，屈服强度较低。制造要求无磁性、耐高腐蚀能力（。制造要求无磁性、耐高腐蚀能力（700700800800）的小弹簧）的小弹簧-250

42、-2503003003cr133cr13、4cr134cr13强度、硬度高，淬透性好制造抗绣、耐腐蚀的弹簧件。强度、硬度高，淬透性好制造抗绣、耐腐蚀的弹簧件。-40-40400400弹簧钢的标准按钢的成分、性能、用途等分列，数量和种类多，同一牌号有不同用途及相应标准，如有弹簧钢的标准按钢的成分、性能、用途等分列，数量和种类多，同一牌号有不同用途及相应标准，如有gb/t4357gb/t4357碳碳素弹簧钢丝和素弹簧钢丝和yb/t5220yb/t5220非机械弹簧用碳素弹簧钢丝，非机械弹簧用碳素弹簧钢丝，yb/t5218yb/t5218乐器用弹簧钢丝，选用和检验时须注意。乐器用弹簧钢丝，选用和检验

43、时须注意。 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明滚动滚动轴承钢轴承钢具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。按使用特点可分为：高碳铬轴承钢（具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。按使用特点可分为：高碳铬轴承钢（全淬透型）、渗碳轴承钢（表面硬化型）、不锈轴承钢和高温轴承钢四大类。全淬透型）、渗碳轴承钢（表面硬化型）、不锈轴承钢和高温轴承钢四大类。gcr15gcr15（全淬透型）（全淬透型）是高碳铬轴承钢的典型钢种，在淬火、回火后有高的硬是高碳铬轴承钢的典型钢种，在淬火、回火后有高的硬度、耐磨性和疲劳强

44、度。可加工性能和热加工性能良好度、耐磨性和疲劳强度。可加工性能和热加工性能良好。制造轴承、轴套、滚珠、滚针，高弹性极限、高疲劳。制造轴承、轴套、滚珠、滚针，高弹性极限、高疲劳强度的轴类机械零件强度的轴类机械零件。常用品种：常用品种：圆钢、锻材圆钢、锻材不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢0cr18ni90cr18ni91cr18ni9(12)1cr18ni9(12)是使用最多的奥氏体型不锈钢，具有良好的冷、热加工是使用最多的奥氏体型不锈钢，具有良好的冷、热加工和焊接性能，无磁性，良好的耐酸、碱腐蚀性能。不能和焊接性能，无磁性，良好的耐酸、碱腐蚀性能。不能热处理硬化，经冷加工变形可提高强度和硬度。制作深热处

45、理硬化，经冷加工变形可提高强度和硬度。制作深冲压件、无磁、耐腐蚀零件。冲压件、无磁、耐腐蚀零件。常用品种：常用品种：圆钢、板、圆钢、板、带材、丝材、带材、丝材、管材管材1cr131cr13、2cr132cr133cr133cr13马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢, ,经淬火、回火后，有较高强度、硬度韧经淬火、回火后，有较高强度、硬度韧性（随含碳量增加而提高）。耐蚀性、塑性、冷变形和性（随含碳量增加而提高）。耐蚀性、塑性、冷变形和可加工型良好（随含碳量增加而降低）。制作受高应力可加工型良好（随含碳量增加而降低）。制作受高应力、冲击载荷且需较高韧性的耐热、耐腐零件，轴承、轴、冲击载荷且需较高韧性的耐热

46、、耐腐零件，轴承、轴、紧固件等。、紧固件等。常用品种：常用品种：圆钢、板、圆钢、板、带材、丝材带材、丝材 1 132.22.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途易易切切削削钢钢是为适应大批量自动化加工而研制的钢材，具有良好的加工性能，切削抗力小，切削是为适应大批量自动化加工而研制的钢材，具有良好的加工性能，切削抗力小，切削易断，易排屑，可使用较高切削速度，加工表面粗糙度低、尺寸精度高，刀具磨损小易断，易排屑，可使用较高切削速度，加工表面粗糙度低、尺寸精度高，刀具磨损小、寿命长，具有生产率高、成本低等优点。适宜制作

47、机电产品的受力不大的轴、销、寿命长，具有生产率高、成本低等优点。适宜制作机电产品的受力不大的轴、销、连接件连接件 易切削是因为调整了碳含量以及增加硫、铅、钙、硒（或碲）元素之一种或复合，易切削是因为调整了碳含量以及增加硫、铅、钙、硒（或碲）元素之一种或复合，其力学性能与基础刚相比其力学性能与基础刚相比硫易切削钢：韧性、塑性较差、疲劳及耐蚀性能有所降低；硫易切削钢：韧性、塑性较差、疲劳及耐蚀性能有所降低；铅及铅硫复合易切削钢：室温力学性能相差不多（强度有所下降），超过铅及铅硫复合易切削钢：室温力学性能相差不多（强度有所下降），超过300300性能猎性能猎化明显；化明显；钙易切削钢：韧性、塑性、疲

48、劳及耐蚀性能均有所降低；钙易切削钢：韧性、塑性、疲劳及耐蚀性能均有所降低；硒（或碲）易切削钢：耐蚀性稍差，含碲钢的塑性和韧度也有所下降。硒（或碲）易切削钢：耐蚀性稍差，含碲钢的塑性和韧度也有所下降。结构钢结构钢y12y12、y12pby12pb、y15y15、y15pby15pb、y20y20、y30y30、y35y35、y40mny40mn、y45cay45ca、y13y13、y45casy45cas、y40crcasy40crcas、yf35vyf35v、yf35mnvyf35mnv、yf40mnvyf40mnv、yf45vyf45v不锈钢不锈钢y1cr18ni9y1cr18ni9、y1c

49、r18ni9sey1cr18ni9se、y1cr17y1cr17、y1cr13y1cr13、y3cr13y3cr13、y1cr14sy1cr14s、y1cr13sey1cr13se、y2cr13ni2y2cr13ni2工具钢工具钢y75y75、yt10pbyt10pb 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明模具钢模具钢电压电器产品电压电器产品80%80%以上零件用模具制造出来。电压电器产品制造模具按用途和工作条以上零件用模具制造出来。电压电器产品制造模具按用途和工作条件可分为塑料模具、冷作模具和

50、热作模具。件可分为塑料模具、冷作模具和热作模具。模模具具钢钢冷作冷作模具模具钢钢crwmncrwmn9crwmn9crwmn高的硬度及耐磨性，较好韧性。适宜制造各类刀具；高的硬度及耐磨性，较好韧性。适宜制造各类刀具；制造截面不大、形状复杂、高精度冷冲模，以及切边模、制造截面不大、形状复杂、高精度冷冲模，以及切边模、冷镦模、冷挤压模的凹模，拉伸模，拉丝模，塑料模。冷镦模、冷挤压模的凹模，拉伸模，拉丝模，塑料模。为了获得好的为了获得好的加工性能，坯加工性能，坯料在锻后或轧料在锻后或轧后，一般采用后，一般采用等温退火或连等温退火或连续冷却退火，续冷却退火，正火细化晶粒正火细化晶粒效果更好。加效果更好

51、。加工成型后经淬工成型后经淬火、回火获得火、回火获得高硬度和耐磨高硬度和耐磨性。有成熟热性。有成熟热处理工艺规范处理工艺规范9mn2v9mn2v综合力学性能优于碳素工具钢，具有较高硬度和耐磨性，综合力学性能优于碳素工具钢，具有较高硬度和耐磨性，淬火变形小，淬透性很好。适宜制造精密量具、样板，淬火变形小，淬透性很好。适宜制造精密量具、样板，一般要求、尺寸较小的冲模及冷压模，雕刻模，落料模。一般要求、尺寸较小的冲模及冷压模，雕刻模，落料模。cr12cr12cr12movcr12movcr12cr12是应用广泛的冷作模具钢，具有较好淬透性和良好是应用广泛的冷作模具钢，具有较好淬透性和良好耐磨性。但冲

52、击韧度较差，易脆裂。多用于制作冲击负耐磨性。但冲击韧度较差，易脆裂。多用于制作冲击负荷较小、要求高耐磨的冷冲模，冲头，下料模，冷镦模，荷较小、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，拉丝模，拉伸模，粉末冶金用冷挤压模的冲头和凹模，拉丝模，拉伸模，粉末冶金用冷压模以及量规、钻套等。冷压模以及量规、钻套等。cr12movcr12mov淬透性更好，高温淬透性更好，高温时能保持良好硬度与耐磨性，韧性好。适宜制造断面较时能保持良好硬度与耐磨性，韧性好。适宜制造断面较大，形状复杂，较大冲击负荷的模具和工具，如形状复大，形状复杂，较大冲击负荷的模具和工具，如形状复杂的冲孔凹模，复杂模

53、具上的镶块等。杂的冲孔凹模，复杂模具上的镶块等。 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号举例特性与用途特性与用途说明说明塑塑料料模模具具钢钢碳素碳素模具模具钢钢sm45sm45sm50sm50sm55sm55价格便宜，可加工性好。淬火后具有较高硬度，调质后有良好强价格便宜，可加工性好。淬火后具有较高硬度，调质后有良好强韧性和一定耐磨性。广泛用于制造中小型的中低档次的塑料模具。韧性和一定耐磨性。广泛用于制造中小型的中低档次的塑料模具。预硬预硬化性化性模具模具钢钢3cr2mo3cr2mo3cr2nimo3cr2nimo3cr2ni

54、mnmo3cr2nimnmo广泛应用的预硬性模具用钢。综合力学性能好，淬透性高，使较广泛应用的预硬性模具用钢。综合力学性能好，淬透性高，使较大截面刚才获得均匀硬度，且抛光性能好，表面粗糙度值低。制大截面刚才获得均匀硬度，且抛光性能好，表面粗糙度值低。制造模具时先进行调质处理（造模具时先进行调质处理（hrc28hrc283535）, ,经过冷加工制造成模具经过冷加工制造成模具可直接使用，可避免热处理引起的变形。适宜制造尺寸较大、形可直接使用，可避免热处理引起的变形。适宜制造尺寸较大、形状复杂、尺寸精度和表面粗糙度要求较高的塑料模或低熔点合金状复杂、尺寸精度和表面粗糙度要求较高的塑料模或低熔点合金

55、压铸模。压铸模。40cr40cr调质处理后有良好的加工性能，成型后可渗氮和高频感应淬调质处理后有良好的加工性能，成型后可渗氮和高频感应淬火处理，变形小。适宜制作中性塑料模具，价格低。火处理，变形小。适宜制作中性塑料模具，价格低。40cr40cr时效时效硬化硬化性模性模具钢具钢06ni6crmov06ni6crmovtialtial特点是固溶处理（及淬火）后变软，工艺简单，加工性好，冷加特点是固溶处理（及淬火）后变软，工艺简单，加工性好，冷加工成型后再进行时效硬化处理，变形小，时效处理后硬度工成型后再进行时效硬化处理，变形小，时效处理后硬度434348hrc48hrc，表面粗糙度值低。适宜制造高

56、精度塑料模和铝合金压铸，表面粗糙度值低。适宜制造高精度塑料模和铝合金压铸模具。模具。1ni3mn2cu1ni3mn2cualmoalmo(pms)(pms)热处理后加工性能、镜面加工性能、渗氮性能、电加工性能、焊热处理后加工性能、镜面加工性能、渗氮性能、电加工性能、焊补性能和花纹图案刻蚀性能好，适宜制造高镜面要求和高外观质补性能和花纹图案刻蚀性能好，适宜制造高镜面要求和高外观质量要求的塑料模具，如光学系统的各种镜片，家用电器外壳等。量要求的塑料模具，如光学系统的各种镜片，家用电器外壳等。 1 132.2 常用常用 国产钢种、牌号、特性与用途国产钢种、牌号、特性与用途钢材名称钢材名称牌号举例牌号

57、举例特性与用途特性与用途说明说明塑料塑料模具模具钢钢耐腐耐腐蚀型蚀型模具模具钢钢2cr132cr134cr134cr13机械加工性能较好，成型后经热处理具有良好耐腐蚀性能、机械加工性能较好，成型后经热处理具有良好耐腐蚀性能、抛光性能，较高强度和耐磨性。适宜制作承受高负荷、高抛光性能，较高强度和耐磨性。适宜制作承受高负荷、高耐磨、及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品的耐磨、及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品的塑料模具。但焊接性较差（塑料模具。但焊接性较差（4cr134cr13）。）。热作热作模具模具钢钢高耐高耐热型热型模具模具钢钢3cr2w8v3cr2w8v在高温下有较高硬度与去、

58、强度，抵抗冷热交在高温下有较高硬度与去、强度，抵抗冷热交变的耐热疲劳性良好。适宜工作温度制造变的耐热疲劳性良好。适宜工作温度制造550550，承受较高静载荷但冲击载荷较低的，承受较高静载荷但冲击载荷较低的模具、铜挤压模、压铸模具；也可制造较大压、模具、铜挤压模、压铸模具；也可制造较大压、弯、拉应力的反挤压模具以及热固性塑料压制弯、拉应力的反挤压模具以及热固性塑料压制模。模。热作模：锻、锤、挤、热作模：锻、锤、挤、拉拔、压、铸模具拉拔、压、铸模具低温热作模：低温热作模：400400中温热作模：中温热作模：400400500500高温热作模：高温热作模：500500进口进口模具模具钢钢冷作冷作模具

59、模具钢钢美国：美国：a2a2、d2d2、d3d3、m2m2、0101、0202 日本：日本：dc11dc11、dc53dc53、gogo、yk30 yk30 德国德国:gsw-2379 :gsw-2379 瑞典：瑞典：df-2df-2、df-3df-3、xw-10xw-10、xw-42 xw-42 奥地利：奥地利：k100k100、k110k110、k460 k460 韩国：韩国：hfh-1hfh-1、std11std11高强度、高耐高强度、高耐磨、变形量小磨、变形量小塑料塑料模具模具钢钢美国：美国：420ss420ss、440c440c、p20 p20 奥地利：奥地利：m202m202、m2

60、28m228、m300m300、m310m310 日本：日本：g/s-starg/s-star、nak55/80nak55/80、pxzpxz、px4/5s45/50/55c px4/5s45/50/55c 瑞典：瑞典：618618、716716、718718韩国：韩国：ham-10ham-10、hemshems、hp-1/4ahp-1/4a、hp-4ma hp-4ma 德国德国:gsw2083:gsw2083、gsw2311gsw2311、gsw2316gsw2316、gsw2738 gsw2738 法国：法国：clc2083clc2083、clc2316clc2316、clc2316hcl