0.25
0.25
0.25
S
0.035 0.035 0.035
P
0.035 0.035 0.035
2.11 碳钢的力学性能
几种常用碳钢力学性能对比：
牌号
硬度
力学性能
抗拉强度/Mpa
屈服强度/Mpa
25Βιβλιοθήκη 未热处理≤170HB≥450
≥275
热轧钢≤229HB
45
退火钢≤197HB
调质硬度HRC22~34
2.22 不锈钢
根据组织的状态不锈钢可以分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不 锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
几种常用的不锈钢
304（0Cr18Ni9）【304L(00Cr19Ni10)】 主要用于不锈钢餐具、浴室厨房用具以及某些对抗腐蚀性能要求较高的零件。
材料特性及应用
目录
1、材料的特性 2、金属材料 3、非金属材料
1 Part
材料的特性
1. 材料的特性
材料的特性
物
化
工
感
可
变
环
理
学
艺
觉
复
保
性
性
特
特
合
性
能
能
性
性
性
1.1 物理特性
强度
塑性
物理性能
力学性能
韧性
硬度
1.11 强度
强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏作用的能力。 包括：抗拉强度、抗弯强度等。
合金元素中经常加入的合金元素有锰（Mn）、硅(Si)、铬（Cr）、镍（Ni）、钼 （Mo）、钨（W）、钛（Ti）、硼（B）、铝（Al）、铌（Nb）、锆（Zr）等。
2.21 几种常用的低合金钢
16Mn（现已归入Q345） 广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。 GB/T1591对Q345A的化学成分的要求如下： C≤0.20%，Mn ≤1.70%，Si≤0.50%，P≤0.035%，S≤0.035%。 在碳钢中加入Mn元素对材料力学性能的影响： 可以大幅提高材料的强度、硬度和耐磨性，对材料的塑、韧性影响较小。但也 会降低材料的焊接性和耐腐蚀性。 含碳量相近的15号钢屈服强度仅略大于225Mpa，而加入Mn元素后材料的屈 服强度超过了345Mpa。
35CrMo 用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件，如轧钢机人字齿
轮、曲轴、锤杆、连杆、紧固件，汽轮发动机主轴、车轴，发动机传动零件等。
化学成分如下表（与35钢对比）：
牌号 35
35CrMo
C 0.37~0.44 0.32~0.40
Si 0.17~0.37 0.17~0.37
Mn 0.50~0.80 0.40~0.70
中碳钢拥有较好的综合力学性能，在碳钢中应用范围最广，适合制造机械零 部件和作为建筑材料使用。
高碳钢拥较高的强度和硬度，高的弹性极限和疲劳极限，但焊接性能和冷塑 性变形能力差。 常用于制造对硬度和耐磨性要求较高的锤、撬棍、销等。
2.2合金钢
在普通碳素钢基础上添加其它合金元素就构成了合金钢。 根据添加合金元素的多少可以将合金钢分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）、 中合金钢（5%~10%）和高合金钢（≥10%）。
几种常用碳钢的化学成分：
牌号
25 45 80
C
0.22~0.29 0.42~0.50 0.77~0.85
Si
0.17~0.37 0.17~0.37 0.17~0.37
化学成分，%
Cr
Ni
Mn
0.50~0.80
0.25
0.30
0.50~0.80
0.25
0.30
0.50~0.80
0.25
0.30
Cu 不大于
1.3 工艺特性
工艺 特性
材料适应各种工艺处理要求的能力。
成型工艺
加工工艺
表面处理工艺
不同成形工艺对造型的影响
(a)铸造成型
(b)厚钢板焊接成型
(c)薄钢板弯折成型
2 Part
金属材料
金属材料分类
黑色金属
金属材料
有色金属
碳钢 铸铁 合金钢 其他
铝、镁合金
铜合金
其他
2.1 碳钢
碳钢指的是含碳量在2.11%以下的铁碳合金，根据含碳量的多少可分为 低碳钢（0.1~0.25%）、中碳钢（0.25~0.6%）和高碳钢（0.6~1.7%）。
≥600
≥355
80
未热处理≤285HB
淬火硬度可≥62HRC
≥1080
≥930
伸长率/% ≥23 ≥17
≥6
断面收缩率/% ≥55 ≥40
≥30
随着含碳量的增加，碳钢的硬度和强度增加，塑韧性下降。
2.12 碳钢的应用
低碳钢强度、硬度较低，但有着较好的塑、韧性，冷成形性良好，常用于钣金 件。如：汽车车身、电脑主机箱、空调外壳、机械设备的外壳等。
1.13 硬度
硬度：是指材料表面抵抗穿透和刮划的能力。
耐磨性：是指材料表面抵抗磨损的能力。 一般说来，硬度大的材料，耐磨性较强，但是不易加工。
1.2 化学特性
化学 性能
耐腐蚀性
抗氧化性
材料抵抗周围介质腐蚀破 材料在常温或高温时抵抗氧化
坏的能力。
作用的能力。
耐候性
材料在各种气候条件下，保持物理和化 学性能不变的性质。
化学成分/%
Cr
Mo
≤0.25
-
0.80~1.10 0.15~0.25
Ni ≤0.30 ≤0.30
P ≤0.035 ≤0.035
S ≤0.035 ≤0.035
Cu ≤0.25 ≤0.30
碳钢中加入Mo元素对材料力学性能的影响： 可以是材料的晶粒细化，并提高热强性，进而提高材料的使用温度。 35号钢屈服强度315Mpa，35CrMo的屈服强度为835Mpa。
40Cr
40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一 ，可用于制造汽车转向节、后半轴、齿轮、 曲轴、连杆、机床蜗杆等。 化学成分如下表（与40钢对比）：
牌号 40 40Cr
C 0.37~0.44 0.37~0.44
Si 0.17~0.37 0.17~0.37
Mn 0.50~0.80 0.50~0.80
化学成分/%
Cr
Ni
≤0.25
≤0.30
0.80~1.10 ≤0.030
P ≤0.035 ≤0.035
S ≤0.035 ≤0.035
Cu ≤0.25 ≤0.030
碳钢中加入Cr元素对材料力学性能的影响： 显著提高强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时降低塑性和韧性。 通过加入Cr元素，屈服强度由40号钢的335Mpa提高到了785Mpa。
1.12 塑性
弹性: 材料受外力作用而发生变 形，外力除去后能恢复原 状的性能。
塑性: 材料受外力作用而发生变 形，外力除去时，仍能保 持变形后的形状，而不恢 复原形的性能。
弹性变形
塑性变形
1.13 韧性
脆性：材料受外力作用达到一定限度后， 产生破坏而无明显变形的能力。
韧性: 材料在冲击荷重或振动荷重下能承受 很大的变形而不致破坏的性能。