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鋼材知識（2）

序號

名稱

說明

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碳鋼

    碳鋼也叫碳素鋼，是含碳量wc小于2％的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種；按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25％)，中碳鋼(wc >0.25％<0.6％)和高碳鋼(wc>O.6％)按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含磷、硫較低)和高級優(yōu)質(zhì)鋼(含磷、硫更低)，一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強(qiáng)度也越高，但塑性降低。

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碳素結(jié)構(gòu)鋼

    這類鋼主要保證力學(xué)性能，故其牌號體現(xiàn)其力學(xué)性能，用Q+數(shù)字表示，其中“Q”為屈服點(diǎn)“屈”字的漢語拼音字首，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，例如Q275表示屈服點(diǎn)為275MPa。若牌號后面標(biāo)注字母A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級不同，含s、P的量依次降低，鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號后面標(biāo)注字母“F”則為沸騰鋼，標(biāo)注“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)注“F，’或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級沸騰鋼，Q235-c表示屈服點(diǎn)為235MPa的c級鎮(zhèn)靜鋼，碳素結(jié)構(gòu)鋼一般情況下都不經(jīng)熱處理，而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，焊接性能好，塑性、韌性好，有一定強(qiáng)度，常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，用于橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍高，強(qiáng)度較高，塑性、韌性較好，可進(jìn)行焊接，通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結(jié)構(gòu)件以及制造簡單機(jī)械的連桿、齒輪、聯(lián)軸節(jié)、銷等零件。

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優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼

    這類鋼必須同時(shí)保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其牌號是采用兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)(wс×10000)。例如45鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45％；08鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08％，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造機(jī)器零件。一般都要經(jīng)過熱處理以提高力學(xué)性能。根據(jù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，有不同的用途。08、08F、10、10F鋼，塑性、韌性高，具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機(jī)上的冷沖壓件，如汽車身、拖拉機(jī)駕駛室等；15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件，如活塞銷、樣板等；30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理(淬火+高溫回火)后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件，例如40、45鋼常用于制造汽車、拖拉機(jī)的曲軸、連桿、一般機(jī)床主軸、機(jī)床齒輪和其他受力不大的軸類零件；55、60、65鋼熱處理(淬火+中溫回火)后具有高的彈性極限，常用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小(截面尺寸小于12～15mm)的彈簧，如調(diào)壓和調(diào)速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等。

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碳素工具鋼

    碳素工具鋼是基本上不含合金元素的高碳鋼，含碳量在0.65％～1.35％范圍內(nèi)，其生產(chǎn)成本低，原料來源易取得，切削加工性良好，處理后可以得到高硬度和高耐磨性，所以是被廣泛采用的鋼種，用來制造各種刃具、模具、量具，但這類鋼的紅硬性差，即當(dāng)工作溫度大于250℃時(shí)，鋼的硬度和耐磨性就會(huì)急劇下降而失去工作能力。另外，碳素工具鋼如制成較大的零件則不易淬硬，而且容易產(chǎn)生變形和裂紋。

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易切削結(jié)構(gòu)鋼

    易切削結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入一些使鋼變脆的元素，使鋼切削時(shí)切屑易脆斷成碎屑，從而有利于提高切削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫，在普通低合金易切削結(jié)構(gòu)鋼中使用了鉛、碲、鉍等元素，這種鋼的含硫量ws在0.08％一0.30％范圍內(nèi)，含錳量wMn在0.60％-1.55％范圍內(nèi)。鋼中的硫和錳以硫化錳形態(tài)存在，硫化錳很脆并有潤滑效能，從而使切屑容易碎斷，并有利于提高加工表面的質(zhì)量。

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合金鋼

    在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、鉻、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼，各國的合金鋼系統(tǒng)，隨各自的資源情況、生產(chǎn)和使用條件不同而不同，國外以往曾發(fā)展鎳、鉻鋼系統(tǒng)，我國則發(fā)現(xiàn)以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、稀土為主的合金鋼系統(tǒng)，合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中約占百分之十幾，一般是在電爐中冶煉的  按用途可以把合金鋼分為8大類，它們是：合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼，電工用硅鋼。

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普通低合金鋼

    普通低合金鋼是一種含有少量合金元素(多數(shù)情況下其總量w總不超過3％)的普通合金鋼。這種鋼的強(qiáng)度比較高，綜合性能比較好，并具有耐腐蝕、耐磨、耐低溫以及較好的切削性能、焊接性能等，在大量節(jié)約稀缺合金元素(如鎳、鉻)條件下，通常lt普通低合金鋼可頂1.2—1.3t碳素鋼使用，其使用壽命和使用范圍更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過碳素鋼。普通低合金鋼可以用一般冶煉方法在平爐、轉(zhuǎn)爐中冶煉，成本也和碳素鋼接近。

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工程結(jié)構(gòu)用合金鋼

    這是指工程和建筑結(jié)構(gòu)用的合金鋼，包括可焊接的高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼筋鋼、鐵道用合金鋼、地質(zhì)石油鉆探用合金鋼、壓力容器用合金鋼、高錳耐磨鋼等。這類鋼用作工程和建筑結(jié)構(gòu)件，在合金鋼中，這類鋼合金含量總量較低，但生產(chǎn)、使用量較大。

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機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼

    這類鋼是指適用于制造機(jī)器和機(jī)械零件的合金鋼。它是在優(yōu)質(zhì)碳紊鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素，用來提高鋼的強(qiáng)度、韌性和淬透性。這類鋼通常要經(jīng)過熱處理(如調(diào)質(zhì)處理、表面硬化處理)后使用。主要包括常用的合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼兩大類，其中包括調(diào)質(zhì)處理的合金鋼、表面硬化處理的合金鋼(滲碳鋼、氮化鋼、表面高頻淬火鋼等)、冷塑性成型用合金鋼(冷頂鍛用鋼、冷擠壓用鋼等)。按化學(xué)成分基本組成系列可分為Mn系鋼、SiMn系鋼、Cr系鋼、CrMo系鋼、CrNiMo系鋼、Nj系鋼、B系鋼等。

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合金結(jié)構(gòu)鋼

    合金結(jié)構(gòu)鋼的含碳量wc比碳素結(jié)構(gòu)鋼低一些，一般在O．15％一O．50％的范圍內(nèi)。除含碳外，還含有一種或幾種合金元素，如硅、錳、釩、鈦、硼及鎳、鉻、鉬等。    合金結(jié)構(gòu)鋼易于淬硬和不易變形或開裂，便于熱處理改善鋼的性能，合金結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、船舶、汽輪機(jī)、重型機(jī)床的各種傳動(dòng)件和緊固件。低碳合金鋼一般進(jìn)行滲碳處理，中碳合金鋼一般進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

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合金工具鋼

    合金工具鋼是含有多種合金元素，如硅、鉻、鎢、鉬、釩等的中、高碳鋼。合金工具鋼容易淬硬，不易產(chǎn)生變形和裂紋，適于用來制造尺寸大、形狀復(fù)雜的刃具、模具和量具，用途不同，合金工具鋼的含碳量也不同。大多數(shù)合金工具鋼的含碳量wc為0.5％～1.5％。熱變形模具用鋼含碳較低，wc在0.3％～0.6％范圍內(nèi)；切削刀具用鋼一般含碳wc1％左右；冷加工模具用鋼則含碳量較高，如石墨模具鋼含碳量wc達(dá)1.5％，高碳高鉻型冷加工模具用鋼含碳量wc高達(dá)2％以上。

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高速工具鋼

    高速工具鋼是高碳高合金工具鋼，鋼中含碳量wc為0.7％-1.4％，鋼中含有能形成高硬度碳化物的合金元素，如鎢、鉬、鉻、釩；高速工具鋼具有高的紅硬性，在高速切削的條件下，溫度高達(dá)500-600oc硬度也不降低，從而保證良好的切削性能。