常用低合金高强度结构钢的牌号、力学性能及用途(摘自GB/T1591—1994):
牌号
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质量等级
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力学性能
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应用范围
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σb/MPa
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δ5/%
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σ/MPa
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AK/J
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Q295
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A
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390~570
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23
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295
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—
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低、中压化工容器,低压锅炉汽包,车辆冲压件,建筑金属构件,输油管,储油罐,有低温要求的金属构件
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B
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390~570
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23
|
295
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34(20℃)
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Q345
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A
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470~630
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21
|
345
|
—
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各种大型船舶,铁路车辆,桥梁,管道,锅炉,压力容器,石油储罐,水轮机涡壳,起重及矿山机械,电站设备,厂房钢架等承受动载荷的各种焊接结构件。一般金属构件、零件
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B
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470~630
|
21
|
345
|
34(20℃)
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||
C
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470~630
|
22
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345
|
34(0℃)
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D
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470~630
|
22
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345
|
34(-20℃)
|
||
E
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470~630
|
22
|
345
|
27(-40℃)
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||
Q390
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A
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490~650
|
19
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390
|
—
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中、高压锅炉汽包,中、高压石油化工容器,大型船舶,桥梁,车辆及其他承受较高载荷的大型焊接结构件。承受动载荷的焊接结构件,如水轮机涡壳
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B
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490~650
|
19
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390
|
34(20℃)
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||
C
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490~650
|
20
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390
|
34(0℃)
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||
D
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490~650
|
20
|
390
|
34(-20℃)
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||
E
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490~650
|
20
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390
|
27(-40℃)
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Q420
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A
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520~680
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18
|
420
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—
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中、高压锅炉及容器,大型船舶,车辆,电站设备及焊接结构件
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B
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520~680
|
18
|
420
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34(20℃)
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||
C
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520~680
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19
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420
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34(0℃)
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||
D
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520~680
|
19
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420
|
34(-20℃)
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||
E
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520~680
|
19
|
420
|
27(-40℃)
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Q460
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C
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550~720
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17
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460
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34(0℃)
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淬火、回火后用于大型挖掘机、起重运输机械、钻井平台等
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D
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550~720
|
17
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460
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34(-20℃)
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||
E
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550~720
|
17
|
460
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27(-40℃)
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二. 易切削结构钢
易切削结构钢具有小的切削抗力、对刀具的磨损小,切屑易碎、便于排除等特点,主要用于成批大量生产的螺柱、螺母、螺钉等标准件,也可用于轻型机械如自行车、缝纫机、计算机零件等。
加入硫、锰、磷等合金元素,或加入微量的钙、铅能改善其切削加工性能。 易切削结构钢常用牌号有:Y12,Y12Pb、Y15、Y30、Y40Mn、Y45Ca等,钢号中首位字母“Y”表示钢的类别为易切削结构钢,其后的数字为碳质量的万分之几,末位元素符号表示主要加入的合金元素(无此项符号的钢表示为非合金易切削钢)。
三. 低合金耐候钢
低合金耐候钢具有良好的耐大气腐蚀的能力,是近年来我国发展起来的新钢种。此类钢主要加入的合金元素有少量的铜、铬、磷、钼、钛、铌、钒等,使钢的表面生成致密的氧化膜,提高耐候性。
常用的牌号有:09CuP、09CuPCrNi等。这类钢可用于农业机械、运输机械、起重机械、铁路车辆、建筑、塔架等构件,也可制作铆接和焊接件。
第四节 合金结构钢
一. 合金渗碳钢
渗碳钢通常是指需经渗碳处理后使用的钢材,具有外硬内韧的性能,用于承受冲击的耐磨件,如汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等。
[化学成分]:低碳,一般wC=0.10%~0.25%,以保证零件心部具有足够的塑性、韧性。主要合金元素是Cr,还可加入Ni、Mn、B、W、Mo、V、Ti等,其中,Cr、Ni、 Mn、B的主要作用是提高淬透性,使大尺寸零件淬火后心部得到低碳马氏体组织,以提高强度和韧性;少量的W、Mo、V、Ti能形成细小、难溶的碳化物,以阻止渗碳过程中高温、长时间保温条件下晶粒长大。在零件表层形成的合金碳化物还可提高表面渗碳层的耐磨性。
[常用牌号]:主要有20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4等。20Cr钢常用来制造负荷不大、小尺寸的一般渗碳件,如小轴、小齿轮、活塞销等,也可在调质状态下使用,制造工作速度较大并承受中等冲击载荷的零件。这个钢在渗碳时易过热,表面也容易出现渗碳体网。
20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢,用于截面在30mm以下、高速运转并承受中等或重载荷的重要渗碳件,如汽车、拖拉机的变速齿轮、轴等零件。
20Cr2Ni4钢用作大截面、较高载荷、交变载荷下工作的重要渗碳件,如内燃机车的主动牵引齿轮、柴油机曲轴等。
[热处理及性能]:预先热处理为正火,其目的是为了改变锻造状态的不正常组织,获得合适的硬度以利切削加工。 最终热处理一般是渗碳后淬火加上低温回火。使表层获得高碳回火马氏体加碳化物,表面硬度一般为58~64HRC;而心部组织则视钢的淬透性高低及零件尺寸的大小而定,可得到低碳回火马氏体或其他非马氏体组织,心部具有良好的强韧性。
——本文摘自《钢铁百科》