常用钢材的型号、化学成分、用途及性能

弹簧钢1.概述弹簧钢主要是应有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质最主要的应有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；应有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断。在碳素钢中碳含量在0.60～0.90%之间的优质钢是制造弹簧的钢种，但碳素弹簧钢的渗透性差，只宜制作小截面的弹簧，大截面的弹簧需要用合金钢制作。在合金钢中由于合金元素的强化作用，可制造弹簧的材质其含碳量可降低到0.5～0.7%。硅、锰、铬、钒是弹簧钢中最常用的合金元素。一般淬火后进行中温回火可获得高的弹性。(1)生产制造方法：通常采用电炉冶炼，加入脱氧剂硅、铝，注入钢锭模后，通过锻压或轧制，便得到各种形状的钢材和锻件。(2)用途：主要用在机车、车辆、汽车、拖拉机、飞机的各种螺旋弹簧和板簧等。2.主要生产厂及输往国家、地区我国大连钢厂、上海钢厂、重庆钢厂是生产弹簧钢的主要厂家。目前有少量出口任务，质量稳定。主要输往香港及东南亚等地区。3.主要进口生产国家我国目前主要从日本、瑞士、巴西等国进口。进口弹簧钢索赔案中发现的质量问题有：内部裂纹、端部裂纹、锈蚀、麻坑、结疤等；此外短重、短尺问题也曾发生过。因此须加强检验把关。4.种类在碳素钢中钢号有65—85号。在合金钢中有65Mn,55SiMn,60SiMn,50CRV等。5.规格及外观质量主要有热轧圆钢、方钢、扁钢及异型截面的弹簧钢钢材。钢材的表面不得有裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层和压入的氧化铁皮。6.化学成分我国国标、日本工业标准中主要钢号的化学成分如表6—7—27。7.物理性能钢材的低倍组织不得有缩孔、裂缝、分层、白点、气泡等缺陷。一般疏松、中心疏松、偏析均不得超过3级。脱碳层深度不应大于直径或厚度的2%。主要钢号的机械性能见表6—7—28。表6-7-27我国和日本标准中主要钢号的化学成分指标标准号钢号化学成分%CSiMnPSCRNiCuGB/T1222-8765Mn0.62-0.700.17-0.370.90-1.20＜0.040＜0.040＜0.25＜0.250.25GB/T1222-8760Si2Mn0.56-0.641.50-2.000.60-0.90＜0.040＜0.040＜0.35＜0.350.25JISG4801-84(94)SUP60.56-0.641.50-1.800.70-1.00＜0.035＜0.035JISG48SUP0.52-0.0.15-0.0.65-0.＜＜0.65-0.01-84(94)96035950.0350.03595注：其他国家标准有ΓOCT453等。表6-7-28主要钢号的机械性能指标标准号钢号热处理℃机械性能淬火温度℃回火温度℃屈服强度N/mm2抗拉强度N/mm2伸长%收缩%硬度HBGB/T1222-8465Mn830油冷540＞784＞980＞8＞30GB/T1222-8460Si2Mn870油冷480＞1176＞1274＞6＞25JISG4801-84(94)SUP6830-860油冷480-530＞1078＞1225＞9＞20363-429JISG4801-84(94)SUP9830-860油冷460-510＞1078＞1225＞9＞20363-4298.包装裸装、成捆交货、铁丝或钢带捆扎，并有标牌标明炉号、规格等印记。进出口交货时应附品质证，标明所执行的标准及标准中所规定的各项试验结果。9.注意事项由于弹簧制品对脱碳要求严格，淬火时不宜使用高温矽碳棒炉，而采用盐浴炉处理为好。碳素钢1.概述碳素钢是指碳含量低于2%，并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金。工业上应用的碳素钢碳含量一般不超过1.4%。这是因为含碳量超过此量后，钢表现出很大的硬脆性，并且加工困难，失去生产和使用价值。碳素钢按其质量不同可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢二类。优质碳素结构钢规定硫、磷的允许含量比普通碳素钢低，所以综合机械性能比普通碳素钢好。(1)生产制造方法。碳素钢的冶炼通常在转炉、平炉中进行。转炉一般冶炼普通碳素钢，而平炉可以冶炼各种优质钢。近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可代替平炉炼钢。将炼好的钢液注入钢锭模，就得到各种钢锭。钢锭经过锻压或轧制后便加工成各种形状的钢材和锻件。钢锭经过压力加工后，能够改善钢的内部组织和夹杂物分布，所以同样成分的钢材要比钢锭的性能优越一些。(2)用途。碳素钢主要用来制造强度要求不高的机器零件和各种金属构件。广泛应用于机械制造的各个方面。如农业机械、机床、船舶等。它是一种应用最广、用途最大的钢材。2.主要生产及输往国家、地区我国的鞍山钢厂、宝山钢厂、上海钢厂、太原钢厂、重庆钢厂、天津钢厂等是出口碳素钢的主要产地。一般碳素钢多加工成型材，如角钢、扁钢、工字钢等输往日本、香港、东南亚、中东等国家和地区。3.主要进口生产国家我国主要从日本、俄罗斯、德国、东欧等国家进口。与其他钢类相比，碳素钢进口数量最多。进口到货后缺重问题较为突出。收用货部门要加强到货后重量的验收。4.种类碳素钢按含碳量可划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。高碳钢属于工具钢，详见“工具钢”部分。低碳钢如20号钢一般多用来制作渗碳零件。热处理工艺是先进行渗碳处理，随后进行淬火和低温回火。经这样处理后零件表面具有较高的硬度而心部具有良好的塑性。而中碳钢如45号钢根据使用条件不同，热处理方式也不同。一般做热加工使用的要进行调质处理，即淬火后高温回火。其他条件使用的可进行正火处理。5.规格及外观质量碳素钢的品种主要有圆钢、扁钢、方钢等。经冷、热加工后钢材的表面不得有裂缝、结疤、夹杂、折叠和发纹等缺陷。尺寸和允许公差必须符合相应品种国家标准的要求。6.化学成分现把国标、日本标准中某些主要钢号的化学成分列举，如表6―7―20。标准号钢号化学成分%CSiMnPSNiCRCuGB/T699-88300.27-0.350.17-0.370.50-0.80＜0.040＜0.040＜0.25＜0.25GB/T699-88450.42-0.500.17-0.370.50-0.80＜0.040＜0.040＜0.25＜0.25JISG4051-79(94)S30C0.27-0.330.15-0.350.60-0.90＜0.030＜0.035＜0.20＜0.20＜0.30JISG4051-79(94)S45C0.42-0.480.15-0.350.60-0.90＜0.030＜0.035＜0.20＜0.20＜0.30表6-7-20碳素钢化学成分指标S30C、S45C钢号中Ni-Cr应小于0.35%，其他国家的标准号有EN10083T―91.ГОСТ1050等。7.物理性能现把国标、日本标准中某些主要钢号的机械性能如表6―7―21。表6-7-21碳素钢物理性能指标标准号钢号热处理机械性能正火N温度℃淬火水冷回火急冷H温度℃热处理屈服点N/mm2抗拉强度N/mm2伸长率%收缩率ψ%冲击值J/cm2硬度HBGB/T699-8830850-900空冷N＞294＞490＞21＞50＞78GB/T699-8845820-870空冷N＞353＞589＞16＞40＞49JISG4051-79(94)S30C850-900550-650H＞333＞539＞23＞57＞108152-212JISG4051-79(94)S45C820-870550-650H＞490＞686＞17＞45＞78201-2698.包装裸装，国产钢按钢号在端部进行涂色，详见GB/T699-88标准规定。9.注意事项碳素钢淬火时通常采用水冷，但对小尺寸的中碳钢，尤其是直径为8―12mm的45号钢淬火时容易产生裂纹，这是一个较为复杂的问题。目前采取的措施是淬火时试样在水中快速搅动，或者采用油冷，可避免出现裂纹。普通碳素结构钢又称普通碳素钢。与优质碳素钢相比，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。我国和某些国家根据交货的保证条件，把普通碳素钢分为三类：甲类钢（A类钢），只保证力学性能，不保证化学成分，乙类钢（B类钢），只保证化学成分，不保证力学性能；特类钢（C类钢），既保证化学成分，又保证力学性能。特类钢常用于制造较重要的结构件。钢梁一、概述工字钢也称钢梁，是型钢的一种，截面为工字形的长条钢材。其规格以腰高(h)*腿宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示，如“工160*88*6”，即表示腰高为160毫米，腿宽为88毫米，腰厚为6毫米的工字钢。二、主要用途工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。三、种类和规格工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，热轧普通工字钢的规格为10-63#。经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12-55#。工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如工16#。腰高相同的工字钢，如有几种不同的腿宽和腰厚，需在型号右边加abc予以区别，如32a#32b#32c#等。四、主要产地我国主要是包钢、莱钢、武钢、马钢等较少几家钢厂生产。热轧H型钢H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应。热轧H型钢的表示方法：H型钢分为宽翼缘H型钢（HK）、窄翼缘H型钢（HZ）和H型钢桩（HU）三类。其表示方法为：高度H×宽度B×腹板厚度t1×翼板厚度t2，如H型钢Q235、SS400200×200×8×12表示为高200mm宽200mm腹板厚度8mm，翼板厚度12mm的宽翼缘H型钢，其牌号为Q235或SS400。热轧H型钢的优点：H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。H型钢主要用于用于工业厂房、民用建筑、市政工程、石油平台、桥梁、平板车大梁、电气化铁路的电力支架、铁路沿线的钢结构桥梁等轻型、超轻型H型钢非常适用于集装箱、移动房屋、各类车库、箱式火车、电气支架、各类场馆、小别墅制造业。热轧H型钢根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比，具有优良的力学性能和优越的使用性能。★结构强度高。同工字钢相比，截面模数大，在承载条件相同时，可节约金属10-15%。★设计风格灵活、丰富。在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%，从而使建筑布置更加灵活。★结构自重轻。与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，造价降低。★以热轧H型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计，在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中，以H型钢为主的钢结构建筑受害程度最小。★增加结构有效使用面积。与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积，视建筑不同形式，能增加有效使用面积4-6%。★与焊接H型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。★便于机械加工、结构连接和安装，还易于拆除和再用。★采用H型钢可以有效保护环境，具体表现在三个方面：一是和混凝土相比，可采用干式施工，产生的噪音小，粉尘少；二是由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地资源破坏小，此外大量减少混凝土用量，减少开山挖石量，有利于生态环境的保护；三是建筑结构使用寿命到期后，结构拆除后，产生的固体垃圾量小，废钢资源回收价值高。★以热轧H型钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢