金属材料的基本知识

金属材料基本知识介绍我公司常用黑色金属材料分类及牌号含义常用金属材料性能及用途

一、我公司常用黑色金属材料分类及牌号含义

（一）按化学成分可分为：碳素钢、合金钢、铸铁三大类

（二）按用途分可分为：结构钢、工具钢、特殊性能钢(弹簧钢、滚动轴承钢）三大类。

碳素钢(以铁、碳为主要成分，还含有少量Mn、Si、S、P等杂质元素）普通碳素结构钢：Q235A（只保证力学性能，化学成分不一定保证）优质碳素结构钢：08F、20、35、45（S、P等杂质含量较普通碳素钢少，且力学性能、化学成分均保证）碳素工具钢：T10A碳素弹簧钢：65Mn低合金结构钢：Q345（16Mn)、Q420(15MnVN)(在碳素钢的基础上加入少量合金元素制成）合金钢合金结构钢：20Cr、20CrMo、40Cr、35CrMo、

38CrMoAl（在优质碳素结构钢的基础上加入一些合金元素制成）合金工具钢：W18Cr4V（高速钢）合金弹簧钢：60Si2Mn铸铁（含碳量>2.l1%的铁碳合金，根据铸铁中石墨形态不同，可分为四种）灰口铸铁:HT250（石墨呈片状存在）球墨铸铁:QT450-10、QT500-7、QT600-3（石墨呈球状存在）蠕墨铸铁：RuT420（石墨形态介于片状与球状之间，形似蠕虫状）可锻铸铁：KTH300-6、KTZ450-06（石墨呈团絮状存在）二、常用金属材料性能及用途

1、Q235A（普通碳素结构钢）

含碳量低（C=0.14%~0.22%），属于低碳钢，含磷、硫杂质较优质钢多，强度不高，焊接性能好，一般不再进行热处理，切削加工性能不好，容易发生粘刀现象。适于制造承受静载荷的零件及不重要的零件。如：筋板（焊接件）、车架中大部分零件如内外壁板等。

2、08F（优质碳素结构钢）

含碳量低，强度不大，而塑性和韧性甚高，有良好的冲压、拉延和弯曲性能，焊接性能好。适宜做垫片、调整垫圈（冲裁件）、管夹、油管，内燃机罩（拉延件）、油箱盖板（拉延件）等。3、20#（优质碳素结构钢）

是一种低碳渗碳钢，塑性、韧性高，有良好的焊接性及冷冲压性，无回火脆性，切削性低，经正火之后，即能提高切削性，强度较低，且淬硬性和淬透性较低。渗碳淬火后心部强度低，表层强度及耐磨性也不够高。一般用于制造负载不大，但韧性要求高的零件。如：钢管、套管、吊钩、拉杆、手柄体等。

4、35#（优质碳素结构钢）

中碳调质钢，具有一定的强度，良好的塑性，并具有良好的切削加工性能。钢的淬透性差，通常在正火或调质状态下使用，一般不做焊接。广泛地用于制造负载较大,但截面尺寸较小的各种机械零件。如滚轮轴、销轴、螺栓、螺母等。5、45#（优质碳素结构钢）

高强度中碳调质钢，具有一定的塑性和韧性，较高的强度，切削性能良好，采用调质处理可获得很好的综合力学性能。淬透性较差，调质后性能随零件尺寸增大而降低，所以只有中、小零件调质后可得到较好的韧性及较高的强度。大型零件（截面尺寸超80mm）以采用正火处理为宜,代替调质处理或为感应加热表面淬火前的预处理。如：装载机铲斗轴套（ZH1-40).但45钢的焊接性能较低，仍可焊接，不过焊前应将焊件进行预热，且焊后应进行退火处理，以消除焊接应力。用于强度要求高，韧性中等的零件。如：销轴、3.5T活塞杆H244-57（毛坯调质）、链轮、键。可代替渗碳钢做齿轮、轴等，但要经高频淬火或火焰表面淬火。

6、T10A（碳素工具钢）

具有高的硬度与耐磨性、高的红硬性、足够的强度和与韧性。适合不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具，如车刀、刨刀、丝锥、冲头、钻头、钻套等。

红硬性是指刀刃在高温下保持高硬度(HRC≥60)的能力。

7、65Mn（碳素弹簧钢）

高碳钢，热处理后具有一定强度，但淬透性差，当直径>12~15mm时，油淬不能淬透，弹簧的寿命显著降低。如用水淬又易开裂与变形。故只适宜做直径小于10mm不太重要的弹簧。这类弹簧能承受静载荷及有限次数的循环载荷。如模具压板支撑弹簧。

8、Q345（16Mn）(低合金结构钢)

高的屈服强度与良好的塑性、韧性；冷冲压及切削性均好；含碳量低、合金元素含量低，不易在焊缝区产生淬火组织及裂纹，使它具有良好的焊接性能；较好的耐蚀性。与Q235相比，强度提高50%，耐大气腐蚀提高20%~30%。适用于承受动载荷的各种焊接结构件，一般不做热处理。如：车架中联接板、挂链板、上下横梁（门架）、门架支座等。也可代替15Mn作渗碳零件。

9、Q420（15MnVN）（低合金结构钢）

综合力学性能、焊接性能良好，特别是低温韧性很好，冷热加工性能较好。适用于大型焊接结构件，一般不做热处理。如：上下横梁（货叉架）、槽钢翼板、槽钢腹板等。10、20Cr(合金结构钢)低淬透性渗碳钢，经渗碳淬火、低温回火后使用的钢，处理后工件表面硬度一般为HRC58~64。这类钢水淬临界淬透直径为20~35mm。用于制作受力不太大，心部强度要求较高、耐磨的零件。如：轴、阀杆等。11、20CrMo(合金结构钢)淬透性较高的渗碳钢，无回火脆性，焊接性相当好，形成冷裂的倾向很小，可切削性及冷应变塑性良好。一般在调质或渗碳淬火状态下使用，渗碳淬火后表面硬度一般为HRC58~64。用于制造表面承受高耐磨、并承受动载荷的零件，如：差速器中十字轴、行星齿轮等。12、40Cr(合金结构钢)

低淬透性调质钢，这类钢油淬临界直径为20~40mm，调质后强度比碳钢高，硬度可达到HRC22~38.但焊接性有限，有形成裂纹的倾向。常用作中等截面受交变载荷的调质工件。如：驱动桥半轴、销轴、装载机离合器轴ZC3-42（台阶轴，调质前粗车）。

13、35CrMo(合金结构钢)

中淬透性调质钢，这类钢油淬临界直径为40~60mm,调质后强度很高，可作截面较大,承受较重载荷的调质工件。如：货叉体。

14、W18Cr14V(高速工具钢)

高速钢是红硬性、耐磨性较高的高合金工具钢。切削时能长期保持刃口锋利，故俗称“锋钢”。其强度也比碳素工具钢提高30%~50%。经正常淬火、回火后，硬度为HRC63~66。适于制造一般的高速切削刃具，如车刀等。

高速钢：20-30米/分钟车削HB260普通钢材

硬质合金：70-90米/分钟车削HB260普通钢材

15、60Si2Mn（合金弹簧钢）比碳素弹簧钢有较高的淬透性，油淬临界直径为20~30mm，弹性极限高，屈强比与疲劳强度也较高，用于直径25~30mm减振板簧与螺旋弹簧。16、HT250（灰铸铁）

灰铸铁中的石墨会降低铸铁的抗拉强度、塑性、韧性，但也正由于石墨的存在，使铸铁具有一系列其它优良性能。铸造性能良好，减摩性好，减振性强，切削加工性良好，石墨对刀具具有一定的润滑作用，使刀具磨损减小。缺口敏感性较低。钢常因表面有缺口（如油孔、键槽、刀痕等）造成应力集中，使力学性能显著降低，故钢的缺口敏感性大。灰铸铁中石墨本身就相当于很多小的缺口，致使外加缺口的作用相对减弱，所以铸铁具有低的缺口敏感性。灰铸铁的热处理一般用于消除铸件的内应力和稳定尺寸，消除铸件的白口组织和提高铸件表面的硬度及耐磨性。对精度要求较高或大型、复杂的铸件，在切削加工之前，都要进行一次去应力退火。适合制作变速箱箱体、变矩器壳体、离合器壳体、供油泵泵体。广泛使用硬质合金刀片,铁屑是短屑的。17、球墨铸铁：QT450-10

球墨铸铁的抗拉强度、塑性、韧性均高于其他铸铁，对于不再进行其它热处理的球墨铸铁铸件，都应进行去应力退火，为了提高球墨铸铁零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度极限，还可以进行表面热处理（如表面淬火、渗氮等方法）。用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件。如：驱动桥桥壳、轴承盖、轮毂、制动鼓、导向套等。球墨铸铁与可锻铸铁铁屑都是长屑的。

QT500-7：适用于抗拉强度要求更高，机械性能更好的零件，如：差速器壳体、主减速器壳体等。

QT600-3：主要用于压形模上、下模体。分类含碳量钢的切削性能焊接性能低碳钢C<0.25%切削加工性能不好，易产生“粘刀”现象，加工表面粗糙度也差，还影响刀具寿命C＜0.40%,钢材的淬硬冷裂倾向不大，焊接性优良，焊接时不必预热中碳钢C=0.25%~0.6%可切削性能最佳C在0.40%-0.60%之间,钢材的淬硬冷裂倾向增大，焊接性稍差，焊接时需要采取预热、控制焊接参数等工艺措施高碳钢C>0.6%硬度高,不易加工,而且刀具磨损快C＞0.60%,钢材的淬硬冷裂倾向强，属于较难焊接的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。碳钢低合金钢:<5%合金元素高合金钢:>5%合金元素合金钢切削性能如下：易加工（＋）C:0.3%-0.6%；Pb,S,P难加工（－）C<0