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碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號和化學成分 力學性能 特性和應用
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(1)牌號和化學成分見表3-6、表3-7。
(2)力學性能見表3—8。
(3)用途見表3-9。
表36優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號和化學成分

序號
統(tǒng)一數(shù)字
代號
牌號
化學成分(質(zhì)量分數(shù))(%)
C
Si
Mn
Cr
M
Cu
1
U20080
08F
O.05~O.11
≤0.03
0.25~0.50
0.10
O.30
0.25
2
U20l00
10F
O.07~O.13
≤O.07
O.25~O.50
O.15
0.30
0.25
3
U20150
15F
0.12~O.18
≤O.07
0.25~O.50
0.25
0.30
0.25
4
U20082
08
0.05~O.11
O.17~O.37
O.35~O.65
O.10
O.30
O.25
5
U20102
lO
0.07~O.13
0.17~O.37
0.35~0.65
0.15
O.30
O.25
6
U20152
15
O.12~0.18
0.17~O.37
O.35~0.65
O.25
O.30
O.25
7
U20202
20
O.17~0.23
0.17~0.37
0.35~0.65
O.25
O.30
O.25
8
U20252
25
O.22~0.29
0.17~O.37
O.50~O.80
O.25
O.30
0.25
9
U20302
30
O.27~O.34
O.17~O.37
O.50~O.80
0.25
O.30
0.25
10
U20352
35
O.32~0.39
O.17~O.37
O.50~O.B0
0.25
O.30
0.25
11
U20402
40
0.37~O.44
0.17~O.37
O.50~O.80
O.25
O.30
O.25
12
U20452
45
O.42_O.50
O.17~O.37
0.50~0.80
0.25
O.30
0.25
13
U20502
50
0.47~0.55
0.17~O.37
0.50~0.80
0.25
O.30
O.25
14
U20552
55
O.52~0.60
O.17~O.37
O.50~0.80
O.25
0.30
O.25
15
U20602
60
0.57~O.65
0.17~O.37
0.50~O.80
O.25
O.30
0.25
16
U20652
65
O.62~0.70
0.17~0.37
O.50~O.80
O.25
O.30
O.25
17
U20702
70
O.67~0.75
0.17~0.37
O.50~O.80
0.25
O.30
O.25
18
U20752
75
O.72~0.80
0.17~O.37
0.50~0.80
0.25
O.30
O.25
19
U20802
80
O.77~0.85
O.17~0.37
O.50~O.80
0.25
O.30
0.25
20
U20852
85
O.82~0.90
O.17~0.37
0.50~O.80
O.25
O.30
O.25
21
U21152
15№
O.12~O.18
O.17~O.37
O.70~1.00
O.25
O.30
0.25
22
U21202
20Mn
0.17~O.23
O.17~O.37
O.70~1.00
O.25
0.30
O.25
23
U21252
25Mn
O.22~O.29
0.17~0.37
O.70~1.00
O.25
O.30
O.25
24
U21302
30Mn
0.27~O.34
O.17~0.37
0.70~1.00
O.25
O.30
0.25
25
U21352
35Mn
O.32~O.39
O.17~O.37
O.70~1.00
0.25
O.30
O.25
26
U21402
40Mn
O.37~0.44
O.17~0.37
O.70~1.00
0.25
0.30
O.25
27
U21452
45Mn
0.42~0.50
0.17~O.37
0.70~1.00
O.25
O.30
O.25
28
U21502
50Mn
O.48~0.56
O.17~O.37
O.70~1.00
0.25
0.30
0.25
29
U21602
60Mn
0.57~0.65
O.17~O.37
0.70~1.00
0.25
0.30
0.25
30
U21652
65Mn
0.62~0.70
0.17~O.37
O.90~1.20
O.25
0.30
0.25
3l
U21702
70Mn
0.67~O.75
0.17~0.37
0.90~1.20
O.25
O.30
O.25

注:1.表中所列牌號為優(yōu)質(zhì)鋼。如果是高級優(yōu)質(zhì)鋼,在牌號后面加“A”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字改為“3”);如果是特級優(yōu)質(zhì)鋼,在牌號后面加“E’’(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一-位數(shù)字改為“6”);對于沸騰鋼,牌號后面為“F”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字為“0”);對于半鎮(zhèn)靜鋼,牌號后面為“b”(統(tǒng)一數(shù)字代號最后一位數(shù)字為“1”)。
      2.使用廢鋼冶煉的鋼允許含銅量不大于0.30%。
      3.熱壓力加工用鋼的銅含量應不大于0.20%。
      4.鉛浴淬火(派登脫)鋼絲用的35.85鋼的錳含量為0.30%~0.60%;鉻含量不大于0.10%,鎳含量不大于O.15%,銅含量不大于0.20%;硫、磷含量應符合鋼絲標準要求。
      5.08鋼用鋁脫氧冶煉鎮(zhèn)靜鋼,錳含量下限為0.25%,硅含量不大于0.03%,鋁含量為0.02%一0.07%。此時鋼的牌號為08A1。
      6.冷沖壓用沸騰鋼含硅量不大于0.03%。
      7.氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼其含氮量應不大于0.008%。供方能保證合格時,可不做分析。
      8.經(jīng)供需雙方協(xié)議,08~25鋼可供應硅含量不大于0.17%的半鎮(zhèn)靜鋼,其牌號為08b~25b。
      9.上述各成分含量皆指質(zhì)量分數(shù)。
表3-7優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫、磷含量(質(zhì)量分數(shù))

組  別
P
S
(%)≤
 
優(yōu)質(zhì)鋼
0.035
0.035
高級優(yōu)質(zhì)鋼
0.030
0.030
特級優(yōu)質(zhì)鋼
0.025
O.020

表3-8優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學性能

牌號
試樣毛坯尺寸/mm
推薦熱處理/℃
力學性能
鋼材交貨狀態(tài)硬度HBSl0/300≤
正火
淬火
回火
ób/MPa
ós/MPa
δ5(%)
Ψ(%)
AKu2/J
未熱處理鋼
退火鋼
08F
25
930
 
 
295
175
35
60
 
13l
 
10F
25
930
 
 
315
185
33
55
 
137
 
15F
25
920
 
 
355
205
29
55
 
143
 
08
25
930
 
 
325
195
33
60
 
131
 
IO
930
 
 
335
205
3l
55
 
137
 
15
25
920
 
 
375
225
27
55
 
143
 
20
25
910
 
 
4lO
245
25
55
 
156
 
25
25
900
870
600
450
275
23
50
71
170
 
30
25
880
860
600
490
295
21
50
63
179
 
35
25
870
850
600
530
315
20
45
55
197
 
40
25
860
840
60D
570
335
19
45
47
217
187
45
25
850
840
600
600
355
16
40
39
229
197
50
25
830
830
600
630
375
14
40
31
24l
207
55
25
820
820
600
645
380
13
35
 
255
217
60
25
810
 
 
675
400
12
35
 
255
229
65
25
810
 
 
695
410
lO
30
 
255
229
70
25
790
 
 
715
420
9
30
 
269
229
75
試樣
 
820
480
1080
880
7
30
 
285
24l
80
試樣
 
820
480
1080
930
6
30
 
285
241
85
試樣
 
820
480
1130
980
6
30
 
302
255
15Mn
25
920
 
 
410
245
26
55
 
163
 
20Mn
25
910
 
 
450
275
24
50
 
197
 
25Mn
25
900
870
600
490
295
22
50
71
207
 
30Mn
25
880
860
600
540
315
20
45
63
217
187
35Mn
25
870
850
600
560
335
18
45
55
229
197
40Mn
25
860
840
600
590
355
17
45
47
229
207
45Mn
25
850
840
600
620
375
15
40
39
241
217
50Mn
25
830
830
600
645
390
13
40
3l
255
217
60Mn
25
810
 
 
695
410
11
35
 
269
229
65Mn
25
830
 
 
735
430
9
30
 
285
229
70Mn
25
790
 
 
785
450
8
30
 
285
229

注:1.對于直徑或厚度小于25mm的鋼材,熱處理是在與成品截面尺寸相同的試樣毛坯上進行。
      2.表中所列正火推薦保溫時間不少于30min,空冷;淬火推薦保溫時間不少于30min,70、80和85鋼油冷,其余鋼水冷;回火推薦保溫時間不少于1h。
表3-9優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性和應用

牌  號
主要特性
應用舉例
08F
  優(yōu)質(zhì)沸騰鋼,強度、硬度低,塑性極好。深沖壓,深拉延性好,冷加工性,焊接性好
  成分偏析傾向大,時效敏感性大,故冷加工時,可采用消除應力熱處理,或水韌處理,防止冷加工斷裂
  易軋成薄板,薄帶、冷變形材、冷拉鋼絲
  用作沖壓件、壓延件,各類不承受載荷的覆蓋件、滲碳、滲氮、氰化件、制作各類套筒、靠模、支架
08
  極軟低碳鋼,強度、硬度很低,塑性、韌性極好,冷加工性好,淬透性、淬硬性極差,時效敏感性比08F稍弱,不宜切削加工,退火后,導磁性能好
  宜軋制成薄板、薄帶、冷變形材、冷拉、冷沖壓、焊接件、表面硬化件
1OF
lO
  強度低(稍高于08鋼),塑性、韌性很好,焊接性優(yōu)良,無回火脆性。易冷熱加工成型、淬透性很差,正火或冷加工后切削性能好
  宜用冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋、熱擠壓、熱鐓等工藝成型,制造要求受力不大、韌性高的零件,如摩擦片、深沖器皿、汽車車身、彈體等
15F
15
  強度、硬度、塑性與1OF、10鋼相近。為改善其切削性能需進行正火或水韌處理適當提高硬度。淬透性、淬硬性低、韌性、焊接性好
  制造受力不大,形狀簡單,但韌性要求較高或焊接性能較好的中、小結(jié)構(gòu)件、螺釘、螺栓、拉桿、起重鉤、焊接容器等
20
  強度硬度稍高于15F,15鋼,塑性焊接性都好,熱軋或正火后韌性好
  制作不太重要的中、小型滲碳、碳氮共滲件、鍛壓件,如杠桿軸、變速箱變速叉、齒輪,重型機械拉桿、鉤環(huán)等

25
具有一定強度、硬度。塑性和韌性好。焊接性、冷塑性加工性較高,被切削性中等、淬透性、淬硬性差。淬火后低溫回火后強韌性好,無回火脆性
焊接件、熱鍛、熱沖壓件滲碳后用作耐磨件
30
強度、硬度較高,塑性好、焊接性尚好,可在正火或調(diào)質(zhì)后使用,適于熱鍛、熱壓。被切削性良好
用于受力不大,溫度<150℃的低載荷零件,如絲桿、拉桿、軸鍵、齒輪、軸套筒等,滲碳件表面耐磨性好,可作耐磨件
35
強度適當。塑性較好,冷塑性高,焊接性尚可。冷態(tài)下可局部鐓粗和拉絲。淬透性低,正火或調(diào)質(zhì)后使用
適于制造小截面零件,可承受較大載荷的零件,如曲軸、杠桿、連桿、鉤環(huán)等,各種標準件、緊固件
40
強度較高,可切削性良好,冷變形能力中等,焊接性差,無回火脆性,淬透性低,易生水淬裂紋,多在調(diào)質(zhì)或正火態(tài)使用,兩者綜合性能相近,表面淬火后可用于制造承受較大應力件
適于制造曲軸心軸、傳動軸、活塞桿、連桿、鏈輪、齒輪等,作焊接件時需先預熱,焊后緩冷
45
最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼,綜合力學性能良好,淬透性低,水淬時易生裂紋。小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理,大型件宜采用正火處理
主要用于制造強度高的運動件,如透平機葉輪、壓縮機活塞。軸、齒輪、齒條、蝸桿等。
焊接件注意焊前預熱,焊后消除應力退火
50
高強度中碳結(jié)構(gòu)鋼,冷變形能力低,可切削性中等。焊接性差,無回火脆性,淬透性較低,水淬時,易生裂紋。使用狀態(tài):正火,淬火后回火,高頻表面淬火,適用于在動載荷及沖擊作用不大的條件下耐磨性高的機械零件
鍛造齒輪、拉桿、軋輥、軸摩擦盤、機床主軸、發(fā)動機曲軸、農(nóng)業(yè)機械犁鏵、重載荷心軸及各種軸類零件等,及較次要的減振彈簧、彈簧墊圈等
55
具有高強度和硬度,塑性和韌性差,被切削性中等,焊接性差,淬透性差,水淬時易淬裂。多在正火或調(diào)質(zhì)處理后使用,適于制造高強度、高彈性、高耐磨性機件
齒輪、連桿、輪圈、輪緣、機車輪箍、扁彈簧、熱軋軋輥等
60
具有高強度、高硬度和高彈性。冷變形時塑性差,可切削性能中等,焊接性不好,淬透性差,水淬易生裂紋;故大型件用正火處理。
軋輥、軸類、輪箍、彈簧圈、減振彈簧、離合器、鋼絲繩
牌  號
主要特性
應用舉例
65
適當熱處理或冷作硬化后具有較高強度與彈性。焊接性不好。易形成裂紋,不宜焊接,可切削性差,冷變形塑性低,淬透性不好,一般采用油淬,大截面件采用水淬油冷,或正火處理。其特點是在相同組態(tài)下其疲勞強度可與合金彈簧鋼相當
宜用于制造截面、形狀簡單、受力小的扁形或螺形彈簧零件。如汽門彈簧、彈簧環(huán)等也宜用于制造高耐磨性零件,如軋輥、曲軸、凸輪
及鋼絲繩等
70
強度和彈性比65錒稍高,其他性能與65鋼近似
彈簧、鋼絲、鋼帶、車輪圈等
75
80
性能與65、70鋼相似,但強度較高而彈性路低,其淬透性亦不高。通常在淬火、回火后使用
板彈簧、螺旋彈簧、抗磨損零件、較低速車輪等
85
含碳量最高的高碳結(jié)構(gòu)鋼,強度、硬度比其他高碳鋼高,但彈性略低,其他性能與65,70,75,80鋼相近似。淬透性仍然不高
鐵道車輛、扁形板彈簧、圓形螺旋彈簧、鋼絲鋼帶等
15Mn
含錳(WMn0.70%。1.00%)較高的低碳滲碳鋼,因錳高故其強度、塑性、可切削性和淬透性均比15鋼稍高,滲碳與淬火時表面形成軟點較少,宜進行滲碳、碳氮共滲處理,得到表面耐磨而心都韌性好的綜合性能。熱軋或正火處理后韌性好
齒輪、曲柄軸。支架、鉸鏈、螺釘、螺母。
鉚焊結(jié)構(gòu)件。板材適于制造油罐等。寒冷地區(qū)農(nóng)具,如奶油罐等
20Mn
其強度和淬透性比15Mn鋼略高,其他性能與15Mn鋼相近
與15Mn鋼基本相同
25Mn
性能與20Mn及25鋼相近,強度稍高
與20Mn及25鋼相近
30Mn
與30鋼相比具有較高的強度和淬透性,冷變形時塑性好,焊接性中等,可切削性良好。熱處理時有回火脆性傾向及過熱敏感性
螺栓、螺母、螺釘、拉桿、杠桿、小軸、剎車機齒輪
35Mn
強度及淬透性比30Mn高,冷變形時的塑性中等。可切削性好,但焊接性較差。宜調(diào)質(zhì)處理后使用
轉(zhuǎn)軸、嚙合桿、螺栓、螺母、螺釘?shù)龋妮S、齒輪等
 
40Mn
淬透性略高于40鋼。熱處理后,強度、硬度、韌性比40鋼稍高,冷變形塑性中等,可切削性好,焊接性低,具有過熱敏感性和回火脆性,水淬易裂
耐疲勞件、曲軸、輥子、軸、連桿。高應力下工作的螺釘、螺母等
45Mn
中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,調(diào)質(zhì)后具有良好的綜合力學性能。淬透性、強度、韌性比45鋼高,可切削性尚好,冷變形塑性低,焊接性差,具有回火脆性傾向
轉(zhuǎn)軸、心軸、花鍵軸、汽車半軸、萬向接頭軸、曲軸、連桿、制動杠桿、嚙合桿、齒輪、離合器、螺栓、螺母等
50Mn
性能與50鋼相近,但其淬透性較高,熱處理后強度、硬度、彈性均稍高于50鋼。焊接性差,具有過熱敏感性和回火脆性傾向
用作承受高應力零件。高耐磨零件。如齒輪、齒輪軸、摩擦盤、心軸、平板彈簧等
60Mn
強度、硬度、彈性和淬透性比60鋼稍高,退火態(tài)可切削性良好、冷變形塑性和焊接性差。具有過熱敏感和回火脆性傾向
大尺寸螺旋彈簧、板簧、各種圓扁彈簧,彈簧環(huán)、片,冷拉鋼絲及發(fā)條
65Mn
強度、硬度、彈性和淬透性均比65鋼高,具有過熱敏感性和回火脆性傾向,水淬有形成裂紋傾向。退火態(tài)可切削性尚可,冷變形塑性低,焊接性差
受中等載荷的板彈簧,直徑達7—20mm螺旋彈簧及彈簧墊圈、彈簧環(huán)。高耐磨性零件,如磨床主軸、彈簧卡頭、精密機床絲桿、犁、切刀、螺旋輥子軸承上的套環(huán)、鐵道鋼軌等
70Mn
性能與70鋼相近,但淬透性稍高,熱處理后強度、硬度、彈性均比70鋼好,具有過熱敏感性和回火脆性傾向,易脫碳及水淬時形成裂紋傾向、冷塑性變形能力差
承受大應力、磨損條件下工作零件。如各種彈簧圈、彈簧墊圈、止推環(huán)、鎖緊圈、離合器盤等
 

 

矩形管理論重量表

矩形管規(guī)格表

腳手架管理論重量計算公式


 



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