工业常用刚的用途与性能课件.ppt

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1、6.3工业常用钢的性能及用途一、结构钢根据使用性能特点，结构钢可分为工程用钢和机器用钢两大类。①工程用钢大都是用普通碳素钢和低合金结构钢制造，这类钢一般不进行热处理。②机器制造用钢大都是用优质碳素结构钢和合金结构钢制造，这类钢一般要进行热处理。1．普通结构钢包括碳素结构钢和低合金结构钢。1）碳素结构钢①碳素结构钢通常轧制成钢板和各种型材（圆钢、方钢、扁钢、角钢、槽钢工字钢、钢筋等）供应。②碳素结构钢的力学性能一般能满足普通机械零件及工程结构要求，因此用量很大，约占钢材总量的70%。③这类钢的牌号有：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。Q195、Q215、Q235

2、、Q255均属低碳钢，塑性、焊接性能好，常用于受力不大的零件。其中Q235钢应用最广。Q275钢属中碳钢，可用作承受中等应力的普通零件。2）低合金结构钢①低合金结构钢是在低碳钢的基础上，加入少量合金元素发展而来的。例如在Q235钢中加入适量Mn形成16Mn，其抗拉强度约提高50%。②常用的牌号有：16Mn、15MnV、15MnTi、14MnMoVBRe、14CrMnMoVB等。16Mn是典型钢号。它发展最早，用的最多，产量最大。目前有16Mn派生钢种，如16MnRe、16MnCu等。这类钢多用于船舶、车辆、桥梁等大型钢结构。15MnV、15MnTi主要用于大型结构、中

3、压容器等。14MnMoVBRe的焊接性能好，广泛用于石油化工、中温高压容器等。14CrMnMoVB适用于制造400～500℃的锅炉、高压容器等。2．优质结构钢优质结构钢包括优质碳素结构钢和合金结构钢。1）优质碳素结构钢常用优质碳素结构钢主要性能和用途如下：①08F钢含碳量低，成本低，主要用于制造用量大的冲压零件。②10～25钢也有良好的冷冲压性和焊接性，可用于制造表面要求耐磨并能承受冲击载荷的零件。③35～55钢属中碳钢，经调质处理后可获得良好的综合力学性能，主要用于制造齿轮和轴类等零件。④60～70钢主要用于制造弹簧等。3．合金结构钢合金结构钢可分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承

4、钢、耐磨钢等。1）渗碳钢①渗碳钢主要经渗碳淬火与低温回火后使用，获得“表硬里韧”性能。②渗碳钢的成分一般为：C=0.10%～0.25%，合金渗碳钢常加入Cr、Mn、Ni、B等。此外，还可加入Ti、V等碳化物形成元素。③常用渗碳钢的牌号有：20Cr、20MnB、20CrMn,20Mn2B、20CrMnTi、20Mn2BTi、20CrNi、18Cr2Ni4WA等。④热处理方法与工艺路线以齿轮为例，材料为20CrMnTi，工艺路线为：下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳（930℃）→预冷淬火（830℃）→低温回火（200℃）→磨齿2）调质钢①调质钢经调质后，获得良好的综合力学性能，主要用于

5、制造受力复杂的重要机器零件。②调质钢含碳量在0.3０%～０.50之间；对合金调质钢，常加入Cr、Si、Mn、Ni等主加元素，并可加入Mo、W、V、Ti、B等辅加元素。其主要作用是：①强化铁素体；②提高淬透性；③细化组织；④防止第二类回火脆性。①最常用的调质钢钢种是45钢和40Cr。②调质零件的热处理方法与工艺路线以连杆螺栓为例，材质为40Cr，其工艺路线为：下料→锻造→退火→粗机加工→调质（830℃加热、油脆后525℃回火）→精机加工对调质钢，有时在调质处理后进行表面淬火或氮化处理。3）弹簧钢①弹簧钢往往在动载荷下工作。要求弹簧钢的屈服强度、疲劳强度高，要求热处理的淬透性好。有些

6、特殊弹簧，要求有耐高温、耐腐蚀、导电、无磁性等性能。②碳素弹簧钢含碳量一般为0.62～0.9%，合金弹簧钢含碳量为0.46～0.75%。常用的钢号有65Mn、60Si2Mn、50CrVA等。③按弹簧的加工工艺特点，分冷成型弹簧和热成型弹簧。A冷成型弹簧：对于钢丝直径小于10mm的弹簧，通过拉拔（或冷拉）、冷卷成型，然后进行定型处理。B热成型弹簧：热卷簧后进行淬火+中温回火（350～500℃）处理。C弹簧表面质量对使用寿命影响很大，常采用喷丸强化表面。如汽车板簧，材料为60Si2Mn，经喷丸处理寿命提高3～5倍。4）轴承钢用于制造轴承的钢称为轴承钢。①轴承钢应具有的性能：A高而均匀

7、的硬度（HRC61～65）；B高的弹性极限和接触疲劳强度；C足够的冲击韧度和淬透性；D一定的抗腐蚀能力。②轴承钢的含碳量为0.95～1.10%，同时加入0.4～1.65%Cr；对于大型轴承，加入硅、锰等元素。③轴承钢常用的钢号有GCr6、GCr9、GCr15、GCr15SiMn等。④轴承钢的热处理工艺是：球化退火+淬火（850℃油脆）+低温回火（160～180℃）对精密轴承，淬火后进行冷处理（-60～80℃），