钢的分类、评价与选用
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常用钢材的分类和用途钢材是一种重要的工业材料,广泛应用于建筑、制造业、汽车工业以及机械制造等领域。
钢材可根据其化学成分、制造工艺、力学性能等特征进行分类。
以下将介绍一些常用钢材的分类和用途。
1.碳钢:碳钢是指含有少量碳元素的钢材,一般碳含量不超过2.11%。
根据碳含量的不同,可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性,广泛用于汽车、建筑和电气工业。
中碳钢具有较高的强度和硬度,常用于制造机械零件。
高碳钢强度更高,但韧性较差,常用于制造刀具、弹簧和轴承等。
2.不锈钢:不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的钢材,其中主要添加合金元素为铬。
不锈钢可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢等。
不锈钢具有良好的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能,被广泛应用于化工、医疗器械、石油和食品加工等行业。
3.合金钢:合金钢是指在普通碳钢中添加合金元素的钢材。
根据添加的合金元素不同,可分为低合金钢和高合金钢。
低合金钢具有较高的强度和耐磨性能,常用于汽车和机械制造。
高合金钢具有较高的抗腐蚀性、耐热性和耐磨性,常用于航空、航天和化工等领域。
4.工具钢:工具钢是一种专门用于制造刀具和工具的特殊钢材。
根据其特殊要求,工具钢可分为高速切削钢、模具钢和冷作工具钢等。
高速切削钢具有较高的硬度和耐磨性能,适用于高速切削加工。
模具钢具有较高的硬度和韧性,适用于制造模具和模具零件。
冷作工具钢具有较高的硬度和耐磨性能,适用于制造冷作模具和模具零件。
5.高强度钢:高强度钢是指抗拉强度大于等于540MPa的钢材,具有优良的强度和塑性。
高强度钢可分为汽车用高强度钢和构件用高强度钢。
汽车用高强度钢应用在汽车制造中,可以减轻车身重量,提高燃油效率和安全性能。
构件用高强度钢应用于工程建设中,可以减少材料用量,提高项目质量和安全性能。
总结起来,钢材的分类和用途众多。
以上只是列举了一些常见的钢材分类和用途,不同的特性使得不同的钢材适用于不同的场合。
随着科技的发展和工艺的进步,钢材的种类和应用范围将会更加丰富和广泛。
钢材分类及用途基本知识钢材是一种常用的金属材料,广泛应用于建筑、桥梁、汽车、船舶、机械制造等行业。
钢材的分类和用途多种多样,主要有碳素钢、合金钢、不锈钢等。
下面是钢材分类及用途的基本知识。
一、碳素钢碳素钢是以铁和碳为主要合金元素的钢材。
根据碳含量的不同,碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
1.低碳钢:碳含量少于0.25%的钢材。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性,常用于制造冷轧板、冷拔丝等产品。
低碳钢在汽车制造、建筑结构、液压设备等领域广泛应用。
2.中碳钢:碳含量介于0.25%和0.60%之间的钢材。
中碳钢具有较高的强度和韧性,适用于制造齿轮、轴承、机械零件等。
中碳钢也常用于制造汽车底盘、桥梁结构等。
3.高碳钢:碳含量大于0.60%的钢材。
高碳钢硬度较高,耐磨性好,适用于制造刀具、弹簧、轴承球等产品。
高碳钢也常用于制造剪刀、针等工具。
二、合金钢合金钢是在碳素钢中加入其他合金元素的钢材,如铬、镍、钼等。
合金钢可以进一步分为低合金钢和高合金钢。
1.低合金钢:合金元素含量少于5%的钢材。
低合金钢具有较高的强度和韧性,耐磨性和耐腐蚀性也比碳素钢好。
低合金钢广泛应用于汽车制造、机械制造等领域。
2.高合金钢:合金元素含量大于等于5%的钢材。
高合金钢具有优异的物理性能和化学性能,如高耐热性、高耐腐蚀性等。
高合金钢主要用于航空航天、核工程、化工等领域。
三、不锈钢不锈钢是一种具有抗腐蚀性的钢材,由铁、铬、镍等元素合金化而成。
根据不锈钢中含有的铬元素百分比,不锈钢可以分为不锈铁、不锈钢和超级不锈钢。
1.不锈铁:铬含量低于12%的不锈钢。
不锈铁具有一定的抗腐蚀性,但在潮湿、氯化物等腐蚀介质中容易发生锈蚀。
2.不锈钢:铬含量在12%~30%之间的不锈钢。
不锈钢具有良好的抗腐蚀性能,广泛应用于厨具、化工容器、建筑装饰等领域。
3.超级不锈钢:铬含量在30%以上的不锈钢。
超级不锈钢具有极强的抗腐蚀性能,耐高温和高压,常用于化工、海洋工程等领域,如制造化工容器、海洋石油开发设备等。
各类钢铁的性能与适用范围钢铁是人类工业发展历史上不可缺少的材料之一,其性能与适用范围与制造工艺密切相关。
钢铁品种繁多,不同种类的钢铁具有不同的物理和化学性质,适用于不同的领域和工艺。
一、低碳钢低碳钢一般含碳量在0.04%以下,具有良好的可焊性、可塑性、可锻性和可切削性。
广泛应用于制造汽车、电器、农用机械等常规工业产品。
低碳钢的缺点是强度和耐蚀性较低,不适用于抗弯曲或耐高温腐蚀环境。
二、中碳钢中碳钢含碳量在0.25%~0.6%之间,具有较高的强度和硬度,适用于制造高强度的机械部件和车轮、机床等。
中碳钢不适用于制造焊接和锻造的产品,也不适合在容易腐蚀的环境中使用。
三、高碳钢高碳钢含碳量在0.6%~1.5%之间,具有非常高的硬度和耐磨性,适用于制造刀具、弹簧、轴承等高强度和高密度的零件。
但由于高碳钢比较脆性,不适用于锻造和冷锻加工,需要热处理来改善其韧性和塑性。
四、合金钢合金钢是加入了其他元素的钢铁材料,以改善钢铁的性能。
添加铬、钴、钼等合金元素可以提高钢铁的耐腐蚀性、抗击穿性和抗氧化性;添加镍、锰、硅、钒等元素可以提高钢铁的强度和硬度;添加铜、铝、锡等轻金属元素可以提高钢铁的可焊性和可塑性。
五、不锈钢不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和抗氧化性的合金钢材料,主要成分是铬、镍和钢。
不锈钢可以分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等几种不同材质。
不锈钢广泛应用于制造高档厨具、建筑材料、化工设备、汽车零件等领域。
综上所述,不同种类的钢铁具有不同的性能和适用范围。
在选择钢铁材料时,需要考虑其使用环境、承载能力、制造工艺等多个因素。
制造业的发展对钢铁材料提出了更高的要求,需要不断研发新材料和开发新工艺,以满足市场需求和创新发展的需要。
钢材分类及用途钢材是一种广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造、航空航天、电器制造等领域的重要材料。
根据其化学成分、力学性能和用途的不同,钢材可以分为多种类型。
下面将介绍一些常见的钢材分类及其主要用途。
1. 碳素钢碳素钢是最常见、最经济的钢材类型,主要由铁和碳组成。
根据碳含量的不同,碳素钢又可以进一步分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢通常具有良好的可焊性和可塑性,常用于制造汽车零部件、建筑结构和金属容器。
中碳钢具有较高的强度和耐磨性,常用于制造机械零件、轴承和齿轮等。
高碳钢由于含碳量较高,具有较高的硬度和耐磨性,适用于制造刀具和弹簧等。
2. 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢材,其中主要的合金元素是铬。
根据其含铬量的不同,不锈钢又可以进一步分为费氏不锈钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢等。
不锈钢具有良好的耐酸碱、耐高温和耐磨性能,广泛应用于制药、食品加工、化工等领域。
此外,不锈钢也被广泛应用于建筑装饰、家居用品和餐具等制造。
3. 合金钢合金钢是一种由除铁和碳外,添加了其他合金元素的钢材。
根据用途的不同,合金钢又可以进一步分为弹簧钢、工具钢、高速钢和耐磨钢等。
弹簧钢具有良好的弹性和回弹性能,广泛应用于弹簧和弹簧零件的制造。
工具钢具有高硬度和耐磨性能,常用于制造刀具、冲头和模具等。
高速钢具有良好的切削性能和耐高温性能,广泛应用于制造切削工具和刀具等。
耐磨钢具有优异的耐磨性能,常用于制造矿山设备、建筑机械和煤矿设备等。
4. 高强度钢高强度钢是一种具有较高屈服强度和抗拉强度的钢材,通常采用微合金化技术来增加钢材的强度。
高强度钢广泛应用于汽车制造、船舶制造、桥梁和建筑结构等领域。
由于其具有较高的抗拉强度和较低的自重,可有效减少结构的材料消耗。
5. 硬质合金硬质合金是由钨钴粉末与金属陶瓷粉末经高温烧结而成的一种材料。
硬质合金具有极高的硬度和耐磨性能,常用于制造切削工具、钻头和刀具等。
此外,硬质合金还可以应用于航天、航空等需要高强度和耐磨性的工业领域。
常见工业用钢的性能及用途工业用钢是广泛应用于各个行业的一种重要材料,其性能和用途主要由其合金成分、热处理和机械加工方式决定。
以下是几种常见的工业用钢及其性能和用途的介绍。
1.碳钢:碳钢是一种含有较少合金元素的钢,主要成分为碳和铁。
碳钢具有良好的焊接性、机械性能和耐磨性。
根据碳含量的不同,碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢常用于制造汽车零部件、建筑结构、家具等产品;中碳钢多用于汽车制造、机械制造和工具制造;高碳钢适合用于切削工具、弹簧等领域。
2.不锈钢:不锈钢是一种合金钢,其中主要合金元素为铬和镍,能够有效地防止锈蚀和腐蚀。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性、强度和耐热性。
不锈钢广泛应用于食品加工、化工、海洋工程、医疗设备等行业。
根据不锈钢的组成和性能,不锈钢可以进一步分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢等。
3.合金钢:合金钢是指添加了合金元素的钢,如铬、钼、钴、镍等。
合金钢的性能因其合金元素的组成而异。
合金钢具有高强度、耐热性和耐腐蚀性,广泛用于汽车、航空航天、石油化工和建筑等领域。
根据不同的合金元素,合金钢可以分为低合金钢、中合金钢和高合金钢等。
4.工具钢:工具钢是一种专用钢种,具有优异的切削性能、热处理稳定性和磨损抗性。
根据使用要求,工具钢可以分为冷作工具钢、热作工具钢和高速度钢等类型。
工具钢广泛应用于切削工具、模具、冷冲压件等领域。
5.耐磨钢:耐磨钢是具有高硬度和耐磨性的特殊钢种,主要用于抵抗磨损和冲击。
耐磨钢常用于铸造矿石破碎、煤矿开采和钢铁生产等场合。
根据使用环境和要求的不同,耐磨钢可以分为高碳钢、低合金耐磨钢和多合金耐磨钢等。
6.高温合金钢:高温合金钢是一种能在高温环境下保持稳定性能的钢。
这种钢具有高温强度、高温蠕变和高温氧化抗性。
高温合金钢主要用于电力行业的锅炉、汽轮机、核反应堆和航空航天等领域。
总之,工业用钢具有丰富的品种和广泛的应用领域。
根据不同的要求,可选择不同性能的工业用钢,以满足各个行业的需求。
钢材分类及用途钢材是一种常见的金属材料,广泛用于建筑、机械制造、交通运输等领域。
根据其成分和用途的不同,钢材可以分为多种类型。
下面将对几种常见的钢材分类及其主要用途进行介绍。
1. 碳素结构钢碳素结构钢是含有少量碳元素的钢材,具有良好的可焊性和加工性能。
这种钢材通常用于制造构件、机械零件、轴承等。
碳素结构钢根据碳含量的不同又可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢,其中低碳钢适用于焊接,中碳钢适用于硬化处理,高碳钢适用于制作弹簧和刀具。
2. 合金结构钢合金结构钢是在碳素结构钢的基础上添加了其他合金元素的钢材,如铬、镍、钼等。
合金结构钢具有较高的强度、硬度和耐磨性,可以用于制造高强度零件、汽车轮毂、航空发动机零部件等。
根据合金元素的不同,合金结构钢又可分为铬钼钢、镍铬钢、锰钒钢等。
3. 高温合金钢高温合金钢是一种能够在高温环境下保持较高强度和耐热性能的钢材。
这种钢材通常用于制造锅炉、炉具、航空发动机等高温工作的零部件。
高温合金钢的合金元素主要包括钼、钴、铬等,能够提高钢材的抗氧化性和耐高温性能。
4. 不锈钢不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的钢材,主要添加铬、镍等元素,形成一层致密的氧化膜,防止钢材表面被腐蚀。
不锈钢广泛用于厨具、建筑装饰、化工设备等领域,要求表面光滑、耐腐蚀。
不锈钢根据组织结构和用途可分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢。
5. 工具钢工具钢是一种用于制造切削工具、模具等特殊工具的高强度、高硬度钢材。
工具钢要求耐磨性、韧性和热稳定性较高,能够在高温、高压下保持稳定性能。
根据用途和工作条件的不同,工具钢可分为冷作工具钢、热作工具钢、高速钢等。
总的来说,钢材种类繁多,每种钢材都有其独特的成分和性能特点,适用于不同的工程领域和制造需求。
正确选择合适的钢材种类和规格,能够保证工程质量和生产效率,促进工业制造的发展和进步。
希望通过本文的介绍,读者对钢材的分类及用途有了更深入的了解,能够在实际工作中做出正确的选择和应用。
常用钢材的分类及用途汇总钢材是一种广泛应用的材料,其具有优良的力学性能和耐腐蚀性,适用于多个领域的工程和制造业。
下面是常用钢材的具体分类及其应用。
一、碳素钢碳素钢是指含有小量碳元素的钢材。
根据碳含量的不同,碳素钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
碳素钢主要用于建筑结构、机械制造、汽车制造、船舶制造、铁路轨道、石油管线等领域。
二、合金钢合金钢是通过在碳素钢中添加合金元素来改变其性能的钢材。
合金钢根据添加的合金元素不同可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。
合金钢广泛应用于航空航天、航空发动机、汽车零部件、工具制造、船舶制造、机械制造等领域。
三、不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢材,能够在酸、碱、盐等恶劣环境中保持良好的物理性能。
不锈钢根据其结构形式可以分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等。
不锈钢广泛应用于制餐设备、化工设备、制药设备、家具、装饰材料等领域。
四、耐磨钢耐磨钢是通过在钢材中添加高硬度合金元素,提高钢材的耐磨损性能的钢材。
耐磨钢常用于矿山设备、建筑机械、港口装卸设备、水泥生产等领域。
五、弹簧钢弹簧钢是一种具有优良弹性和强度的钢材,主要用于制造各种弹簧和弹性元件。
根据其使用环境和要求的不同,弹簧钢可以分为高碳弹簧钢、低碳弹簧钢、合金弹簧钢等。
六、结构钢结构钢是用于制造工程结构的一类钢材,包括焊接结构用钢、普通建筑用钢和桥梁用钢等。
结构钢要求具有良好的可焊性、强度和韧性,常用于建筑、公路桥梁、轨道交通等领域。
七、电工钢电工钢是一种具有优良磁性能和导电性能的钢材,广泛应用于电机、变压器、发电机等电气设备中。
电工钢可以分为冷轧硅钢和非冷轧硅钢两种。
八、模具钢模具钢是用于制造模具的一类钢材,具有高硬度、高耐磨性和优秀的热稳定性。
常用的模具钢包括冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。
模具钢广泛应用于汽车制造、电子产品制造、轻工业制造等领域。
九、特种钢特种钢是具有特殊性能和用途的钢材,主要包括耐高温钢、耐热钢、耐蚀钢、耐磨钢等。
常用钢材的分类及用途汇总钢材是一种常用的金属材料,具有高强度、耐腐蚀等优点,在各个领域广泛应用。
根据不同的化学成分、性能和用途,可以将常用钢材分为以下几类:1.碳素结构钢:碳素含量在0.08%~0.60%之间的钢材,主要包括普通碳素结构钢、专用碳素结构钢和球墨铸铁等。
普通碳素结构钢具有较高的强度和硬度,常用于制造机械零部件、轴承、工具等。
专用碳素结构钢具有特殊的性能需求,如冷镦钢、易剥中碳钢等。
2.低合金结构钢:即含有其他合金元素的结构钢,如锰、铬、镍、钴等。
低合金结构钢具有一定的强度和韧性,常用于制造桥梁、高速铁路、汽车、建筑等领域。
3.不锈钢:主要由铁、铬、镍等元素组成。
不锈钢具有耐腐蚀、耐高温等特点,常用于制造化工设备、厨具、建筑等。
4.碳素工具钢:主要由碳和其他合金元素组成。
碳素工具钢具有良好的硬度和耐磨性,常用于制造工具、刀具等。
5.弹簧钢:具有优异的弹性和疲劳寿命,在汽车、航空等领域中广泛应用。
6.高速钢:具有高硬度和热硬性能,适用于制造钻头、刀具等高速切削工具。
7.轴承钢:具有高强度和耐磨性,用于制造轴承。
8.热处理钢:通过热处理工艺提高钢材的硬度和韧性,常用于制造模具、工作件等。
9.耐磨钢:具有优异的耐磨性能,常用于制造矿山机械、挖掘设备等。
10.装甲钢:具有高硬度和耐打击性能,用于制造军事装备、防护装备等。
11.不锈耐磨钢:具有耐磨性和耐腐蚀性能,常用于煤炭、矿石输送等场合。
12.高强度钢:具有超高的强度和韧性,广泛应用于汽车、航空、高铁等领域。
13.特殊钢:如高温合金钢、低温钢、电工钢、电磁性能钢等,具有特殊的化学成分和性能,适用于特殊的工艺需求。
总结起来,常见的钢材主要分为碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、碳素工具钢、弹簧钢、高速钢、轴承钢、热处理钢、耐磨钢、装甲钢、不锈耐磨钢、高强度钢和特殊钢等类型。
这些钢材在制造、建筑、军事、航空、船舶、汽车、化工等各个领域都有广泛应用。
各种钢材的性能和用途!1.低碳钢:低碳钢含碳量较低,通常在0.05%-0.25%之间。
它具有良好的可塑性、焊接性和冷加工性能。
低碳钢常用于制造汽车构件、机械零件、建筑材料等。
2.中碳钢:中碳钢含碳量在0.25%-0.60%之间,具有中等强度和韧性。
中碳钢常用于制造汽车车身、齿轮、轴承等需要较高强度和韧性的零件。
3.高碳钢:高碳钢含碳量在0.60%-1.00%之间,具有良好的强度和硬度。
高碳钢常用于制造刀具、弹簧和球轴承等需要较高硬度和耐磨性的零件。
4.不锈钢:不锈钢具有较高的耐腐蚀性能和强度,主要由铁、铬、镍等元素组成。
不锈钢常用于制造厨具、化工设备、医疗器械等对耐腐蚀性要求较高的产品。
5.工具钢:工具钢具有良好的硬度、韧性和耐磨性,适用于制作各种切削工具和模具。
根据用途不同,工具钢可以分为冷工具钢、热工具钢和高速钢。
6.结构钢:结构钢是用于建筑和桥梁等大型结构的材料,具有良好的强度、可塑性和焊接性。
根据强度等级的不同,结构钢可以分为普通碳素结构钢、低合金高强度结构钢和耐候钢等。
7.轴承钢:轴承钢具有良好的硬度、强度和耐磨性,适用于制造各种类型的轴承。
轴承钢通常采用合金化的方式来提高其硬度和磨损性能。
8.不锈耐热钢:不锈耐热钢具有较高的耐热性能,主要用于制造高温工作环境下的设备和构件,如炉具、热交换器等。
9.弹簧钢:弹簧钢需要具有较高的弹性和韧性,常用于制造各种类型的弹簧。
总结起来,钢材的性能和用途因其成分和热处理工艺的不同而异。
不同种类的钢材具有不同的力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性能,适用于制造各种不同领域的产品。
在选择钢材时,需要根据具体的使用要求和环境条件,选择合适的钢材材料。
各种型号钢性能及用途钢是一种重要的材料,其性能和用途各不相同。
以下是一些不同型号钢的性能和用途的详细介绍。
1.碳结构钢碳结构钢是最基本的钢材,含有少量碳元素。
这种钢具有良好的机械性能,如高强度、韧性和可塑性。
其用途广泛,包括建筑、汽车制造、舰船建造、机械制造等领域。
2.不锈钢不锈钢含有至少10.5%的铬元素,这使得它具有抗腐蚀性能。
不锈钢可根据其含有的其他元素类型来分类,如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等。
不锈钢广泛应用于食品加工、医疗设备、化学工业、建筑装饰等领域。
3.合金钢合金钢是通过向普通钢中添加其他元素来改变其性能的钢材。
添加的合金元素可以提高钢的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温性能等。
合金钢根据其添加的合金元素不同可分为高速钢、耐热钢、耐腐蚀钢等。
合金钢广泛用于刀具制造、航空航天、化工设备、锅炉制造等领域。
4.高速钢高速钢是一种高硬度、高耐磨性的合金钢,适用于高速切削、冲击和耐磨等要求较高的情况。
高速钢广泛用于制造刀具、加工设备和汽车零部件等。
5.耐热钢耐热钢是一种具有较高耐热性能的钢材,能够在高温下保持较好的力学性能和耐腐蚀性能。
耐热钢广泛应用于锅炉、石化、电力等行业,用于制造耐热容器、加热元件和烧结等设备。
6.耐腐蚀钢耐腐蚀钢是一种具有良好抗腐蚀性能的钢材,适用于酸、碱、盐等腐蚀性介质的工作环境。
耐腐蚀钢广泛用于化工、海洋工程、环境保护等领域,用于制造储罐、管道、化工设备和海洋平台等。
总结而言,钢的性能和用途多种多样。
不同型号的钢有不同的机械性能、耐腐蚀性能和耐高温性能,因此在各个领域具有广泛的应用。
善于选择合适的钢材,可以提高产品的性能和寿命。
钢的分类、评价与选用钢的定义:钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷、铬、钼、镍、硼、氮、钒、钛、铌、钨、钴、铅、铋、铅等。
钢的评价项目合金元素成分控制范围及均匀性——成分分析、偏析纯净度——杂质(气体)元素含量,夹杂物含量、带状组织倾向致密性——低倍组织缩孔、疏松机械性能——一般在材料的实际使用状态下评价1)静强度(拉伸、扭转、压缩、弯曲)/热强性、热硬性2)疲劳强度3)塑韧性(断面收缩率、延伸率、冲击功、断裂韧性)4)其他:缺口敏感性、白点敏感性、氢致延迟断裂工艺性能——1)热成形工艺性能:热顶锻、热锻、2)冷成形工艺性能:冷顶锻、冷弯、冲压工艺性能3)热处理工艺性能:淬透性、淬硬性、淬火开裂变形倾向、脱碳倾向、回火稳定性、晶粒长大倾向4)焊接工艺性能:碳含量、碳当量、S含量5)机械加工性能:刀具耐用度、切削速度、粗糙度、切屑形状(颜色)尺寸控制和表面质量:裂纹、折叠、合金元素的作用:合金元素在钢中的作用与其原子大小、原子结构(电子分布)、元素电负性等密切相关,这些特性影响合金元素在钢中的键合方式、存在形式和分布,决定了在不同状态下钢的相结构和各相的特性,进而对钢的各项性能。
作用:淬硬性、淬透性、抗回火脆性、回火稳定性、固溶强化、析出强化、细化晶粒、易切削化、耐腐蚀性。
钢的分类钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:1、按品质分类(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)(2) 优质钢(P、S均≤0.035%)(3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)2.、按化学成份分类(1) 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。
(2)合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%)b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%)c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。
4、按金相组织分类(1) 退火状态的a.亚共析钢(铁素体+珠光体)b.共析钢(珠光体)c.过共析钢(珠光体+渗碳体)d.莱氏体钢(珠光体+渗体)。
(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。
(3) 无相变或部分发生相变的5、按用途分类(1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
(2) 结构钢a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
b.弹簧钢c.轴承钢(3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
(4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
6、综合分类(1)普通钢 a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢(2)优质钢(包括高级优质钢)a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。
b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢; (c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。
7、按冶炼方法分类(1) 按炉种分a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。
或(a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c.电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。
(2)按脱氧程度分a.沸腾钢;b.半镇静钢;镇静钢;d.特殊镇静钢。
(3)按浇铸工艺分:a.模铸钢;b.连铸钢汽车零件用主要结构钢种牌号调质钢:含碳量一般在0.3-0.5%的中碳优质碳素钢或低合金钢。
(整体强化或表面强化)一般在正火(珠光体+铁素体)、调质(回火索氏体)、表面淬火状态(表面为回火马氏体)下使用。
保证淬透性钢在其基础钢的牌号后加“H”。
调质钢按淬透性和回火稳定性分等,结合使用环境温度、载荷形式和应力水平选用。
35#、45#、50#——优质碳素结构钢,淬透性较低,价格便宜,锻造和机加工工艺性能优良,焊接性能依次降低。
应用举例:汽车前轴45 50、传动轴叉45、突缘、推力杆35、(发动机)推杆45、制动凸轮轴45、(发动机)凸轮轴4540Cr、40MnB、45Mn2、50CrV——合金结构钢,淬透性和回火稳定性稍好,价格适中。
应用举例:半轴、花键轴、滑动叉、连通轴、贯通轴、转向节、发动机曲轴、球头销、转向臂;35CrMo、42CrMo——合金结构钢,淬透性中等,回火稳定性良好,价格贵。
应用举例:前轴、转向节、曲轴;40CrNiMo、40CrMnMo——合金结构钢,高淬透性,回火稳定性优良,价格昂贵,汽车上较少采用。
应用举例:气阀轭、喷油器压板。
弹簧钢:碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9%;合金弹簧钢含碳量在0.45-0.75%。
一般属优质钢或高级优质钢。
要求能够获得高的弹性极限、屈强比、疲劳强度、松弛稳定性和良好的成形性能。
成型后强化的弹簧钢:在淬火+中低温回火下使用,组织一般为回火屈氏体、极少采用低碳回火马氏体。
弹性零件一般要求完全淬透,因此用于成型后热处理强化的弹簧钢要求有良好的淬透性,按零件的最大截面尺寸和使用应力水平选用。
强化后成型的弹簧钢:用于钢琴丝、线径8mm以下的螺旋弹簧或弹簧钢带,分为铅浴等温淬火弹簧钢丝(等温淬火+大变形量冷拉+稳定化,细片状珠光体)、硬拉弹簧钢丝(冷拉+高温回火+冷拉)、油淬火回火钢丝。
常用的弹簧钢牌号:60#、T8A、65Mn、60Si2Mn、55SiMnVB、50CrV、55CrSi、60Si2CrV、30W4Cr2V渗碳钢/碳氮共渗用钢:含碳0.12-0.30%的碳素钢或合金钢(多数渗碳齿轮用钢的碳含量都在0.2%左右),为优质钢或高级优质钢,多数要求控制淬透性。
渗碳/碳氮共渗后,淬火+(低温回火)下使用,表面硬化层为高碳马氏体+残余奥氏体+碳化物,残余压应力状态,高硬度;心部为低碳马氏体,高强韧性。
获得高的弯曲疲劳、扭转疲劳、接触疲劳、耐磨性。
一般按淬透性分等选用。
低淬透性的:20#、20Cr、中淬透性的:16MnCr5、20MnCr5、27MnCr5、18CrMnB、20CrMnB、20CrMnTi、20CrMo、22CrMo、20CrNiMo高淬透性的:20Cr2Ni4A渗氮钢:出于不同的工艺目的或性能要求,几乎所有的结构钢都可以进行渗氮强化,获得高耐磨性、抗咬合性,抗擦伤性,一定的疲劳强度。
渗氮能降低钢的疲劳缺口敏感性,却可能显著降低其冲击韧性,因此用于渗氮的钢应具有优良的回火稳定性,以期获得高的韧性。
典型的渗氮钢:38CrMoAl、42CrMo、40CrMnMo均具有优良的回火稳定性,一般在调质状态下渗氮。
其它常用于渗氮强化的钢种有40Cr、45、10、20,在调质、正火或冷轧、热轧状态下渗氮。
易切削钢:专指以保证材料切削性能为主,而机械性能要求相对较低的一类钢。
易切削化元素(MnS、Pb、Bi、Sn)或其化合物分割基体、润滑刀具,减小切削抗力和切削热,提高切削速度、刀具耐用度和加工面光洁度。
P、O含量较高,Al、Si含量更低。
用于尺寸较小,机械性能要求较低的零件,如管接头。
易切削钢一般在热轧或冷拔状态下使用,也可进行热处理强化。
硫系易切削钢——Y12、Y15、Y45(S:0.08-0.35%),控制MnS的形态和分布是保证性能的关键。
含铅、铋、锡、钙易切削钢——Y15Pb、Y15Bi、Y45Ca(Pb\Bi\Sn:0.04-0.30%,可能复合添加S)非调质钢:在碳钢中添加微量合金元素(V、Ti、Nb、Mo、B、N等),通过控温轧制(锻造)、控制冷却,弥散析出(碳)氮化合物为强化相,使之在轧制(锻造)后不经过调质处理,即可获得碳素或合金结构钢经过调质处理后所达到的力学性能。
为了提高材料的塑韧性和发挥微合金元素的作用,非调质钢的纯净度要求较高。
非调质钢由于省略了调质工艺,不但节能,而且避免了淬火开裂、变形,缩短了工艺流程。
和回火索氏体相比,非调质钢的片状珠光体+铁素体组织具有更好的切削工艺性能。
铁素体—珠光体非调质钢一般强度指标容易保证,而塑韧性不稳定或较差,降C、增Mn,加Cr,控制锻造加热温度和控冷速度是提高其塑韧性的主要措施。
塑韧性要求不高的发动机曲轴、连杆上的应用最为广泛和成功,中碳钢“正火+表面感应淬火”的广泛应用,为这类钢在一些重要零件上的应用开辟了道路,如48MnV用于转向节,40MnV用于半轴。
常用的铁素体-珠光体型非调至钢牌号有:30MnVS、35MnV、35MnVS、38MnS、38MnVS、38SiMnVS、40MnV、40MnVS、43MnS、45V、48MnV、49MnVS3低碳贝氏体型:12Mn2VB、16Mn2VB,主要组织为粒状贝氏体,强塑性优于45钢,已成功用于汽车前轴和转向节。
中碳贝氏体型:35Mn2CrVS,期望广泛用于承受弯曲载荷的重要保安件。
、Ml35、Ml45、Ml40Cr、Ml35CrMo、Ml42CrMo,C<0.5%,Si含量低,残余元素控制更严格,要求高塑性和较低的冷变形抗力。
一般需要进行冷顶锻工艺性能试验。
中碳钢冷成型前必须进行球化退火。
使用状态包括:冷成型+去应力退火;冷成型+再结晶退火;冷成型+调质;冷成型+碳氮共渗;冷成型+淬火+低温回火。
根据材料淬透性和回火稳定性,零件的强度等级和重要度来选用材料。
轴承钢:高碳铬轴承钢:GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo、渗碳轴承钢:G20CrMo、G20CrNiMo。