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常用结构设计材料:金属材料篇

常用结构设计材料:金属材料篇金属材料:1、08F:冲压用沸腾钢板,强度低、硬度、塑性、韧性好,易于深冲、拉延、弯曲和焊接。

用途:主要用来制造冷冲压件,易于轧成薄板、薄带、冷变形材,冷拉钢丝。

用于冲压件,压延机,各类不承受载荷的覆盖件,渗碳、渗氮,制作各类套筒、靠模、支架。

力学性能:抗拉强度σb:≥295MPa屈服强度σs :≥175MPa伸长率δ5 :≥35%断面收缩率ψ:≥60%硬度:≤131HB(未热处理)2、10F:冲压用沸腾钢板,优质碳素钢,钢强度不大,而塑性和韧性甚高,有良好的冲压、拉伸和弯曲性能,焊接性好。

用途:可作塑性好的零件:管子、垫片、心部强度要求不高的渗碳和氰化零件;套筒、短轴、离合器盘。

力学性能:抗拉强度σb:≥315MPa屈服强度σs :≥185MPa伸长率δ5 :≥33%断面收缩率ψ:≥55%硬度:≤137HB(未热处理)3、20钢:冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工,为了获得好的深冲压延性能板材应正火或高温回火。

电弧焊和接触焊的焊接性能好。

冷拔、切削加工性正火状态较退火状态好。

用途:受力不大而韧性要求较高的零件,如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。

也可用于表面硬度高而心部强度要求不高的渗碳与氰化零件力学性能:抗拉强度σb:≥410MPa屈服强度σs :≥245MPa伸长率δ5 :≥25%断面收缩率ψ:≥55%硬度:≤156HB(未热处理)热处理:普通淬火硬度:30-35HRC。

4、Q235A:普通碳素结构钢又称作A3钢。

韧性和塑性较好,有一定的伸长率,具有良好的焊接性能和热加工性能。

用途:一般在热轧状态下使用,用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一些普通的机器零件,如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。

力学性能:抗拉强度σb: 370-500MPa屈服强度σs : 235MPa热处理:Q235模具钢淬火规范:淬火温度为950℃,盐浴炉加热,10%NaCl盐水冷却淬火。

5、35钢:有良好的塑性和中等强度,切削加工性较好,多在正火状态和调质状态下使用。

焊接性能尚可,但焊前要预热,焊后要退火。

一般不进行焊接。

用途:多用于制造轴类零件、杠杆、连杆、横梁、套筒、轮圈、垫圈以及螺钉、螺母、摩托车架等。

力学性能:抗拉强度σb:≥530(54)MPa屈服强度σs :≥315(32)MPa伸长率δ5 :≥20%断面收缩率ψ:≥45%硬度:≤197HB(未热处理)热处理:普通淬火硬度:38-45HRC。

调质硬度:4-17 HRC6、45钢:常用中碳调质钢,强度较高,塑性和韧性尚好,切削性能良好。

调制后有很好的综合力学性能。

焊接性能差,但仍可焊接,焊前需预,热焊后需退火。

水淬有形成裂纹的倾向,形状复杂的零件应在热水或油中淬火。

用途:轴类零件、齿轮、蜗杆、键、销等。

力学性能:抗拉强度σb:≥600MPa屈服强度σs :≥355MPa伸长率δ5 :≥16%断面收缩率ψ:≥40%硬度:≤229HB(未热处理)/197 HB(退火)热处理:普通淬火硬度:55-58HRC。

极值:62HRC调质硬度:20-30 HRC7、20Cr:低淬透性渗碳钢。

有较高的强度及淬透性,钢的冷应变塑性高,可在冷状态下拉丝;切削加工性在高温正火或调质状态下良好,但退火后较差;20Cr为珠光体,焊接性较好,焊后一般不需热处理,但厚度大于15mm的零件在焊前需预热到100~150℃,焊后也可不进行回火热处理。

用途:多用于制造心部强度要求较高,表面承受磨损、截面在30mm以下的或形状复杂而负荷不大的渗碳零件(油淬),如:机床变速箱齿轮、齿轮轴、凸轮、蜗杆、活塞销、爪形离合器等;对热处理变形小和高耐磨性的零件,渗碳后应进行高频表面淬火,如模数小于3的齿轮、轴、花键轴等。

此钢也可在调质状态下使用,用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件,这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢,更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度(约增加1.5~1.7倍)。

力学性能:抗拉强度σb:≥835MPa屈服强度σs:≥540MPa伸长率δ5:≥10%断面收缩率ψ:≥40%硬度 :≤179HB(退火-供货状态)热处理:渗碳淬火硬度: 60-62HRC。

调质硬度:137-179 HB8、40Cr:冷镦模具钢,中碳调质钢,调质处理后具有良好的综合力学性能,除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。

在550-570℃进行回火,具有最佳的综合力学性能。

切削性能较好,良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。

淬透性良好,切削加工性较好。

用途:轴类零件、连杆螺栓、齿轮、蜗杆等力学性能:抗拉强度σb:≥980MPa屈服强度σs:≥785MPa伸长率δ5:≥9%断面收缩率ψ:≥45%硬度 :≤207HB(退火-供货状态)热处理:表面淬火硬度:52-60HRC。

调质硬度:32-36HRC。

9、65Mn:弹簧钢,热处理及冷拔硬化后,强度比较高,淬透性较好,具有一定的柔韧性和可塑性;用途:弹垫、弹簧、板簧、发条等力学性能:抗拉强度σb:≥980MPa屈服强度σs :≥785MPa伸长率δ10 :≥8%断面收缩率ψ:≥30%硬度:≤302HB(供货状态)热处理:淬火硬度:55-60HRC。

10、GCr15:最常用的高碳铬轴承钢。

综合性能良好,经过淬火加低温回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。

该钢冷加工塑性中等,切削性能一般,焊接性能差,对形成白点敏感性能大,有回火脆性。

用途:轴承、轴承套圈、模具及其他高耐磨性、高弹性极限、高接触疲劳强度的零件。

力学性能:抗拉强度σb:861MPa屈服强度σs:518MPa硬度:179-207HB(供货状态)热处理:油淬硬度:62-66HRC。

不锈钢:一般是不锈钢和耐酸钢的总称。

不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢,而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。

不锈钢是其表面形成的一层极薄而坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜),防止氧原子的继续渗入、继续氧化,而获得抗锈蚀的能力。

一旦有某种原因,这种薄膜遭到了不断地破坏,空气或液体中氧原子就会不断渗入或金属中铁原子不断地析离出来,形成疏松的氧化铁,金属表面也就受到不断地锈蚀。

11、304不锈钢:业内也叫做18/8不锈钢(行业认为只要Ni含量大于8%,Cr 含量大于18%,就可以认为是304不锈钢),具有耐高温(800度),耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象。

加工性能好,韧性高。

用途:广泛使用于工业和家具、装饰、食品、医疗等行业。

力学性能:抗拉强度σb:≥520 MPa条件屈服强度σ0.2:≥205 MPa伸长率δ5:≥40%断面收缩率ψ:≥60%硬度:≤187HBW;≤90HRB;≤200HV304L与304不锈钢的比较:304L比304含碳量低,焊接性能更好,塑性韧性更好。

但强度稍低。

12、316不锈钢(00Cr17Ni12Mo2):因添加Mo元素,使其耐蚀性、和高温强度有较大的提高,耐腐蚀能力更强,尤其耐氯化物腐蚀能力较304出色,更耐海水和化工侵蚀。

更耐高温(1200-1300度)具有好的耐氧化性,可在苛酷的条件下使用。

具有良好的焊接性能。

可采用所有标准的焊接方法进行焊接。

焊接时可根据用途,分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。

为获得最佳的耐腐蚀性能,316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。

如果使用316L 不锈钢,不需要进行焊后退火处理。

用途:主要用于食品工业、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。

较其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。

力学性能:抗拉强度σb:≥520 MPa条件屈服强度σ0.2:≥205 MPa伸长率δ5:≥40%断面收缩率ψ:≥60%硬度:≤187HBS;≤90HRB;≤200HV316L(00Cr17Ni12Mo2)与316不锈钢的比较:316L比316含碳量低,焊接性能更好,塑性韧性更好。

但强度稍低。

304与316不锈钢的的比较:316因添加Mo元素,使其耐蚀性、和耐高温性均有较大提高。

比304不锈钢,在高温下更耐腐蚀。

抗氯化物腐蚀能力更强,更适合在海洋环境下使用。

13、201(1Cr17Mn6Ni5N)不锈钢:具有一定的耐酸、耐碱性能,密度高、抛光无气泡、无针孔等特点。

缺点是:铬含量与镍含量达不到平衡而形成了铁素体,为此,200系列不锈钢中的铬含量降到15%~16%,某些情况下降到了13%~14%,其耐腐蚀性是不能与304和其他类似的钢相比的此外,在沉积区和缝隙的腐蚀部位常见的酸性条件下,锰和有些情况下铜降低了再钝化的作用。

200系列钢在这些条件下的毁坏速度大约是304不锈钢的10-100倍。

用途:是各种表壳、表带底盖优质材料等。

主要用于做装饰管、工业管、一些浅拉伸的制品。

力学性能(退火):抗拉强度σb:805 MPa条件屈服强度σ0.2:385 MPa201(1Cr17Mn6Ni5N)不锈钢与304(00Cr19Ni10)不锈钢的比较:201不锈钢碳含量比304高,强度硬度比304高,塑性韧性较差,但铬镍含量较304低,所以耐腐蚀性比304差很多。

14、301(12Cr17Ni7)不锈钢:亚稳奥氏体不锈钢,在充分固溶的条件下,具有完全奥氏体组织。

在奥氏体不锈钢中,301是最易冷变形强化的钢种,通过冷变形加工可使钢的强度、硬度提高,并且保留足够的塑、韧性,加之此钢在大气条件下具有良好的耐锈性,但在还原性介质耐蚀性欠佳,在酸碱盐等化工介质耐蚀性较差,因此不推荐用于腐蚀苛刻的环境。

用途:用于以冷加工状态应用于承受较高负荷,又希望减轻装备重量和不生锈的设备部件。

此外,此钢在受外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的撞击能量,对设备和人员将提供更可靠的安全保障。

力学性能:抗拉强度σb:770 MPa条件屈服强度σ0.2:280 MPa301(12Cr17Ni7)不锈钢与304(00Cr19Ni10)不锈钢的比较:304 是一种通用性的不锈钢,广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。

304相当于我国的06Cr19Ni10 (0Cr18Ni9)不锈钢。

304含铬18%,含镍8%。

301是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。

用于食品生产设备、化工设备、核能等. 304不锈钢化学成份规格 C Si Mn P S Cr Ni(镍)MoSUS431 ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.05 ≤0.03 18.00-20.00 8.25~10.50 -304就是0Cr18Ni9 。

301(17Cr-7Ni-碳)材质:与304钢比,Cr、Ni含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。

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