常 用 钢 材 化 学 成 分 与 力 学 性 能PDF
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常⽤钢材的型号、化学成分、⽤途及性能轴承钢1. 概述轴承钢是主要⽤来制造滚动轴承的零件。
如滚珠、滚柱和轴承套圈等。
它们在⼯作时承受着⾼的集中交变载荷,由于滚珠与轴承套圈之间的接触⾯积⼩,在⾼速转动的同时还有滑动,会产⽣很⼤的摩擦。
因此滚动轴承钢应具有⾼的硬度、耐磨性和疲劳强度,对钢的⾦相组织、化学成分要求是⼗分严格的,否则会显著缩短轴承的使⽤寿命。
⼀般滚动轴承钢的含碳量较⾼,在0.95~1.1%范围内,并加⼊某些合⾦元素,如铬、锰等。
多以球化退⽕交货,在使⽤前需进⾏淬⽕(约840℃)和低温回⽕(150℃)。
(1)⽣产制造⽅法:对轴承钢的冶炼质量要求很⾼,需要严格控制硫、磷和⾮⾦属夹杂物的含量和分布,因为⾮⾦属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很⼤。
夹杂物量愈⾼,寿命就越短。
为了改善冶炼质量,近来已采⽤电炉冶炼并经电渣重熔,亦可采⽤真空冶炼,真空⾃耗精炼等新⼯艺来提⾼轴承钢的质量。
(2)⽤途:除做滚珠、轴承套圈等外,有时也⽤来制造⼯具,如冲模、量具、丝锥等。
2. 主要⽣产⼚及输往国家、地区我国⼤连钢⼚、⼤冶钢⼚是⽣产轴承钢的主要产地。
⽬前主要输往⾹港和东南亚地区。
3. 进⼝主要⽣产国家我国主要从⽇本、德国进⼝轴承钢。
4. 种类我国⽬前已⽣产⾼碳铬不锈轴承钢,主要钢号有9CR18;渗碳轴承钢,主要钢号有G20CrMo;铬轴承钢,主要钢号有GCr15。
5. 规格和外观质量规格主要有圆钢、扁钢、钢丝等。
钢材表⾯应加⼯良好。
不得有裂纹、折叠、结疤和夹杂。
冷拉钢表⾯还应光滑、⼲净、⽆氧化⽪。
6. 化学成分国标、冶标、⽇本标准中主要钢号的化学成分见表6—7—24。
表6-7-24 有关标准中主要钢号的化学成分指标注:上述钢号Cu%均⼩于0.25。
7. 物理性能轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、⾮⾦属夹杂物、低倍组织为主。
⼀般情况下均以热轧退⽕、冷拉退⽕交货。
交货状态应在合同中注明。
钢材的低倍组织必须⽆缩孔、⽪下⽓泡、⽩点及显微孔隙。
滚动轴承钢的分类,特性⽤途,性能和化学成分滚动轴承钢滚动轴承钢按使⽤特点可分为:⾼碳铬轴承钢(全淬透型轴承钢)、渗碳轴钢(表⾯硬化型轴承钢)、不锈轴承钢和⾼温轴承钢四⼤类。
⼀、⾼碳铬轴承钢1.⾼碳铬轴承钢的牌号、特性及及⽤途⾼碳铬轴承钢具有⾼的接触疲劳强度和耐磨性能,许多牌号属全淬透型钢,如GCr15GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo。
但由于有的轴承需要⼼部具有良好韧性⽽表⾯需要⾼硬度,因⽽⼜发展出限制淬透性轴承钢,如GCr4。
①GCr15(全淬透型钢)GCr15是⾼碳铬轴承钢的典型钢种,在淬⽕、回⽕后有⾼的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。
其热加⼯性能和可加⼯性良有好,淬透性适中,但焊接性差。
GCr15的⽩点敏感性⼤,但当采⽤真空脱⽓精炼的轴承⾥,此缺陷可消除。
⽤于制造壁厚≤12mm、处径≤250mm的滚动轴承套圈,或制造直径≤22mm的圆锥、圆柱、球⾯滚⼦及全部尺⼨的滚针。
也可⽤于制造模具、量具和⽊⼯⼑具及⾼弹性极限、⾼疲劳强度的机械零件。
②GCr15SiMn(⾼淬透型钢)在GCr15钢的基础上提⾼硅、锰含量,因⽽淬透性、弹性极限、耐磨性均⽐GCr15好。
由其制作的滚动轴承件的使⽤温度不宜超过180℃。
⽤于制造壁厚>12mm、外径>120mm的滚动轴承套圈、直径>50mm的钢球及直径>22mm的圆锥、圆柱、球⾯滚⼦及全部尺⼨的滚针。
其他⽤途与GCr15相同。
③GCr15SiMo(⾼淬透型钢)在GCr15基础上增加含硅量,添加了钼。
其淬透性⾼,耐磨性好,疲劳强度⾼、综合性能良好。
适于制造⼤尺⼨范围的滚动轴承套圈及钢球、滚柱等。
④GCr18Mo(⾼淬透型钢)在GCr15基础上加⼊质量分数0.15%~0.25%的钼,并提⾼了含各量,因⽽淬透性、耐磨性均提⾼警惕。
可进⾏下贝⽒体等温淬⽕,达到与马⽒体淬⽕相近的硬度和耐磨性,⽽且钢的冲击、断裂韧度和抗弯强度都得到提⾼,因⽽提⾼了钢的综合⼒学性能和寿命。
第31卷 第2期太 原 理 工 大 学 学 报V ol.31 N o.2 2000年3月J O U RN A L O F T A IY U AN U N IV ERSIT Y O F T EC HNO L O GY M a r.2000 文章编号:1007-9432(2000)02-0218-03钢丝的力学性能与化学成分及金相组织的关系韩晋民,王莉英,陈维毅,戴少度(太原理工大学文理学院)摘 要:对5个厂家生产的钢丝的力学性能与其化学成分及金相组织之间的关系进行了实验分析。
结果表明,在所测钢丝的化学成分含量相差不大的情况下,其延伸率及极限应力与化学成分含量关系不大;钢丝的延伸率及极限应力与其金相组织密切相关。
关键词:钢丝绳;力学特性;化学成分;金相组织中图分类号:T D532 文献标识码:A 钢丝绳是金属制品工业中的重要产品之一,尽管其正式使用只有一百多年的历史,但大多数的工业、农业、林业、渔业、交通运输业、旅游业都直接或间接的使用它。
弄清钢丝绳的化学成分、金相组织与其力学性能的关系,正确掌握钢丝绳的生产技术标准,确保生产出高质量的钢丝绳产品,对钢丝绳的安全使用有重要的实际意义。
钢丝绳是以热扎线材为原料的冷拉钢丝经过进一步加工制成的,它是将若干根钢丝按一定规则捻制成一个致密并具有强大拉断力而又柔软的螺旋状钢丝束。
钢丝在钢丝绳中起承载作用,钢丝的力学性能会对整个钢丝绳的力学性能产生决定性的影响。
对钢丝绳用钢丝化学成分各国都有标准,国际标准ISO2020—84(飞机操纵用挠性钢丝绳)中也对绳用钢丝的制作及化学成分做了规定,以此来保证绳用钢丝的力学性能。
尽管这样,我们钢丝绳检验站的工作人员在钢丝绳检验中,仍发现实际绳用钢丝的化学成分有一定的变化范围,其金相组织也有一定的差别。
为了弄清钢丝的化学成分及金相组织对其力学性能的影响,笔者对不同厂家生产的钢丝的化学成分、金相组织及力学性能进行了测定,结果表明:当化学成分变化不大时,钢丝的延伸率及强度与其化学成分的含量并不相关;结合金相照片可以发现钢丝的机械性能与其金相组织密切相关,细密的金相组织可使钢丝具有更高的延伸率与强度。
一一一金属材料SPCC 一般用钢板,表面需电镀或涂装处理SECC 镀锌钢板,表面已做烙酸盐处理及防指纹处理SUS 301 弹性不锈钢SUS304 不锈钢镀锌钢板表面的化学组成------基材(钢铁),镀锌层或镀镍锌合金层,烙酸盐层和有机化学薄膜层.有机化学薄膜层能表面抗指纹和白锈,抗腐蚀及有较佳的烤漆性.SECC的镀锌方法热浸镀锌法:连续镀锌法(成卷的钢板连续浸在溶解有锌的镀槽中板片镀锌法(剪切好的钢板浸在镀槽中,镀好后会有锌花.电镀法: 电化学电镀,镀槽中有硫酸锌溶液,以锌为阳极,原材质钢板为阴极.1-2产品种类介绍1.品名介绍材料规格后处理镀层厚度S A B C*D*ES for SteelA:EG (Electro Galvanized Steel)电气镀锌钢板---电镀锌一般通称JIS镀纯锌EG SECC(1)铅和镍合金合金EG SECC(2)GI (Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板------热浸镀锌非合金化GI,LG SGCC(3)铅和镍合金GA,ALLOY SGCC (4)裸露处耐蚀性2>3>4>1熔接性2>4>1>3涂漆性4>2>1>3加工性1>2>3>4B: 所使用的底材C (Cold rolled) : 冷轧H(Hot rolled):热轧C:底材的种类C:一般用D:抽模用E:深抽用H:一般硬质用D:后处理M: 无处理C:普通烙酸处理---耐蚀性良好,颜色白色化D:厚烙酸处理---耐蚀性更好,颜色黄色化P:磷酸处理---涂装性良好U:有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)--- ---耐蚀性良好,颜色白色化,耐指纹性很好A:有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)---颜色黄色化,耐蚀性更好FX:无机耐指纹树脂处理---导电性FS:润滑性树脂处理---免用冲床油E:镀层厚1-4物理特性膜厚---含镀锌层,烙酸盐层及有机化学薄膜层,最小之膜厚需0.00356mm以上. 测试方法有磁性测试(ASTM B499), 电量分析(ASTM B504), 显微镜观察(ASTM B487)表面抗电阻---一般应该小于0.1欧姆/平方公分.1-5盐雾试验----试片尺寸100mmX150mmX1.2mm, 试片需冲整捆或整叠铁材中取下,必须在镀烙酸盐后24小时,但不可超过72小时才可以用于测试,使用5%的盐水,用含盐的水汽充满箱子,试片垂直倒挂在箱子中48小时。
钢的化学成分及机械性能表表1 中钢规格—冷打或冷锻用极低碳钢与中碳合金钢化学成分表表2 中钢规格—碳素硼钢及铬钒合金硼钢化学成分表表3 中钢规格—免铅浴韧化线材化学成分表表4 JIS G3104 铆钉用钢化学成分表注:上表之含碳量可由买卖双方协议,由原规定之成分范围上、下限各缩窄0.01%.表14 JIS G4104 铬合金钢化学成分表表9 JIS G3507冷打或冷锻用碳钢化学成分表0.20%,Ni+Cr 0.30%,其余种类之不纯物不得超过C u 0.30%,Ni 0.20%,Cr 0.20%,Ni+Cr 0.35%。
表16 JIS G4106达式机械构造用锰钢及锰铬合金钢化学成分表不得超0.35%.不得超过0.25%,双锰钢料中之C r含量不得超过0.35%。
1、铅(Lead)—为改良车削性,可在普通碳钢中加入0.15~0.35之铅,而在代号的第二位与第三位中间加“L ”,如10L45、10L12。
2、硼(Boron)——在细晶净静钢{Fine Grain ,Killed Steel}中,加入0.0005~0.0030%的硼,可增进硬化能,而在代号的第二位与第三位中间加“B ”,职10B21、10B38。
3、矽{Silico n }——条钢及半成品,当矽有要求时,其范围如下:0.10%以下\0.10~0.20%,0.15~0.35%,0.20~0.40%,0.30~0.60。
——线材,当矽有要求时,其范围如下:0.10以下,0.07~0.15%,0.10~0.20%,0.15~0.35%,0.20~0.40%,0.30~0.60%。
4、某些品质、产品之磷、硫可降低成分上限要求。
表22 SAE/AISI 保证硬化能(淬火性)之碳钢及硼钢化学成分表表23 SAE/AISI 保证硬化能(淬火性)之合金钢化学成分表残留元素Cu:0.35%以下,Ni:0.25%以下,Cr:0.20%以下,Mo:0.06%以下.1、除表列元素外,其它刻意增加的元素也必须报列。
二级造价工程师《建设工程计量与计价实务》(土木建筑工程)课程内容第二节常用建筑材料的分类、基本性能及用途一、结构材料(一)钢材钢材具有品质稳定、强度高、塑性和韧性好、可焊接和铆接、能承受冲击和振动荷载等优异性能。
常用的钢材品种有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金高强结构钢。
1.钢筋混凝土结构用钢钢筋混凝土结构用钢主要是通过热轧、热处理、冷轧及冷拔加工等生产的钢筋、钢丝和钢绞线等。
表示钢筋性能的参数:屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。
常用的钢筋名称、类别与特性及应用范围如下表名称类别与特性适用性热轧钢筋光圆①HPB300②屈服强度较低,塑性性能较好各种非预应力常规钢筋混凝土钢筋。
带肋①HRB400、HRB500、HRB600HRB400E、HRB500E②强度相对高,相对节省钢筋,锚固性好,预应力稳定①HRB400:各种非预应力常规钢筋混凝土钢筋。
②HRB400、HRB500、HRB600:预应力钢筋混凝土钢筋,如预应力钢筋混凝土预制梁、预应力混凝土板、吊车梁等构件。
冷轧带肋钢筋①CRB550、CRB650、CRB800、CRB600H、CRB680H、CRB800H②强度高,相对节省钢筋,握裏力强,质量稳定①CRB550、CRB600H和CRB680H:普通钢筋混凝土。
②CRB650、CRB800和CRB800H:预应力混凝土用钢筋。
冷拔低碳钢丝甲级、乙级①甲级用于预应力混凝土结构构件中。
②乙级用于非预应力混凝土结构构件中。
热处理钢筋(带肋钢筋)强度高,用材省,锚固性好,预应力稳定主要用作预应力钢筋混凝土轨枕,也可以用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。
预应力混凝土用钢丝强度高,柔性好适用于大跨度屋架、薄腹梁、吊车梁等大型构件的预应力结构。
钢绞线强度高,柔性好,与混凝土结合性能好多用于大型屋架、薄腹梁、吊车梁及大跨度桥梁等大负荷的预应力混凝土结构1.结构材料(钢材、水泥、混凝土)2.砌筑材料(砖、砌块、石材)3.装饰材料(饰面材料、玻璃、涂料、木材)【小结】钢材适用性汇总预应力非预应力HRB400、HRB500、HRB600HPB300、HRB400CRB650、CRB800、CRB800H CRB550、CRB600H、CRB680H甲级乙级热处理钢筋、钢丝、钢绞线---【例题1·多选】可用于预应力钢筋混凝土的钢筋有()。
钢材特性数据AISI:American Iron and Steel Institute 美国钢铁学会;ASTM:American Society of Testing Materials, 美国材料实验协会;AISI 1040:碳钢;AISI 4130:低合金钢;AISI 4140:低合金钢;AISI 8630:低合金钢;ASTM A487Grade 4 Class C:低合金钢;ASTM A487 Grade 4 Class D:低合金钢;AISI 316 Stainless Steel:奥氏体不锈钢;AISI 410:马氏体不锈钢;ASTM A182 Grade F6NM:马氏体不锈钢;17-4 Stainless:沉淀硬化不锈钢;Duplex 2205 Stainless steel:奥氏体和铁素体;ASTM A487 Grade CA15 Class D: 马氏体不锈钢;ASTM A487 Grade CA6NM Class B:马氏体不锈钢;ASTM A351 Grade CF8M : 奥氏体不锈钢;Alloy 825:镍基合金, 铁/镍/铬抗腐蚀合金;Alloy 625:镍基抗腐蚀合金;Alloy 718:镍基抗腐蚀合金;钢材概览这篇文章讨论Cameron产品常用钢材的一些特性。
普通碳钢(碳素钢)钢,一般是指碳元素含量小于2%的铁合金。
普通碳钢是指满足该基本定义并含有其他合金元素的钢,但不含锰和硅。
普通碳钢可能包含残余铬,镍和其他的合金元素。
残余合金元素含量非常少,是本身残余而非有意添加的。
低碳钢低碳钢含碳小于0.30%,锰小于1.0%,如表格1所示。
这些钢是一些普通结构的钢,如ASTM A36。
低碳钢一般用于非承压元件,如基座。
因含碳量很低且缺乏合金元素,低碳钢的硬度非常低。
即使在相对较薄的切面上,淬火时,低碳钢也能形成数量可观的马氏体。
因为淬火对增加低碳钢的硬度作用很小,低碳钢一般是正火钢或退火钢。
碳素结构钢化学成分和力学性能根据GB 70O 一881 牌号和化学成分1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。
表1化学成分,%SiSP牌号.等级C Mn不大于脱氧方法Q1950.06~O.120.25~O.50O.300.0500.045F 、b 、Z A 0.050Q215B O.09~0.150.25~O.550.300.045O.045F 、b 、Z A O.14~O.22O.30~O.65l’0.050B O.12~0.200.30~O.701’O.045O.045F 、b 、Z C ≤0.】80.0400.040Z Q235D ≤0.170.35~O.800.300.0350.035TZ A 0.050Q255B O.】8~0.280.40~0.70O.300.0450.045F 、b 、Z Q2750.28~O.380.50~0.80O.350.050O.045b 、Z注:1)Q235A 、B 级沸腾钢锰含量上限为0.60%。
1.1.1 沸腾钢硅含量不大于0.07%;半镇静钢硅含量不大于0.17%;镇静钢硅含量下限值为0.12%1.1.2 D 级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素,例如钢中酸溶铝含量不小于0.015%或全铝含量不小于0.020%。
1.1.3 钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%,氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008%。
如供方能保证,均可不做分析。
经需方同意.A 级钢的铜含量。
可不大于0.35%。
此时.供方应做铜含量的分析.并在质量证明书中注明其含量。
1.1.4 钢中砷的残余含量应不大于0.080%。
用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢。
砷含量由供需双方协议规定。
如原料中没有含砷.对钢中的砷含量可以不做分析。
1.1.5在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下,各牌号A 级钢的碳、碓锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件,但其含量(熔炼分析)应在质量证明书中注明。