(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3—6優(yōu)質(zhì)碳素結構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)碳素結構鋼的硫、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)碳素結構鋼的力學性能
|
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 |
籃 |
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)碳素結構鋼的特性和應用
|
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、小結構件、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 |
高強度中碳結構鋼，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構鋼，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 |
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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。
鉚焊結構件。板材適于制造油罐等。寒冷地區(qū)農(nóng)具，如奶油罐等 |
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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 |
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25Mn |
性能與20Mn及25鋼相近，強度稍高 |
與20Mn及25鋼相近 |
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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 |
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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 |
轉軸、嚙合桿、螺栓、螺母、螺釘?shù)龋妮S、齒輪等
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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 |
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45Mn |
中碳調(diào)質(zhì)結構鋼，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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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
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