钢的种类.docx

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钢的种类

材料的分类:

按材料的组成可以将材料分成金属材料和非金属材料

钢的种类

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。

为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。

钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：

1、按品质分类

（1）普通钢（含S、P分别低于0.35%~0.05%和0.35%~0.045%）

（2）优质钢（含S\P分别低于0.35%（3）高级优质钢（含S\P分别低于0.2%~0.03%和0.25%~0.035%）

2.、按化学成份分类

（1）碳素钢：

a.低碳钢（含碳量﹤0.25%）；b.中碳钢（含碳量0.25%~0.6%）；c.高碳钢（含碳量＞0.6%）

（2）合金钢（为提到工作性能，在炼钢时加入合金元素所炼出来的钢叫合金钢）：

a.低合金钢（含合金量＜5%﹚；b.中合金钢（5%~10%）；c.高合金钢（含合金量＞10%）

3、按成形方法分类

（2）锻钢；

（2）铸钢；（3）热轧钢；（4）冷拉钢

4、按用途分类

（1）建筑及工程用钢：

a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

（2）结构钢

a.机械制造用钢：

（a）调质结构钢；（b）表面硬化结构钢：

包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；（c）易切结构钢；（d）冷塑性成形用钢：

包括冷冲压用钢、冷镦用钢；b.弹簧钢；c.轴承钢

（3）工具钢：

a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

（4）特殊性能钢：

a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：

包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。

（5）专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

5、综合分类

（1）普通钢

a.碳素结构钢：

（a）Q195；（b）Q215（A、B）；（c）Q235（A、B、C）；（d）Q255（A、B）；（e）Q275。

b.低合金结构钢

c.特定用途的普通结构钢

（2）优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：

（a）优质碳素结构钢；（b）合金结构钢；（c）弹簧钢；（d）易切钢；（e）轴承钢；（f）特定用途优质结构钢。

b.工具钢：

（a）碳素工具钢；（b）合金工具钢；（c）高速工具钢。

c.特殊性能钢：

（a）不锈耐酸钢；（b）耐热钢；（c）电热合金钢；（d）电工用钢；（e）高锰耐磨钢。

6、按冶炼方法分类

（1）按炉种分

a.平炉钢：

（a）酸性平炉钢；（b）碱性平炉钢。

b.转炉钢：

（a）酸性转炉钢；（b）碱性转炉钢。

或（a）底吹转炉钢；（b）侧吹转炉钢；（c）顶吹转炉钢。

c.电炉钢：

（a）电弧炉钢；（b）电渣炉钢；（c）感应炉钢；（d）真空自耗炉钢；（e）电子束炉钢。

（2）按脱氧程度和浇注制度分

.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。

7、按外形分类

可分为:

a.型材、b.板材、c.管材、d.金属制品四大类。

a.型材：

重轨，每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）；轻轨，每米重量小于或等于30千克的钢轨。

大型型钢：

普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。

按尺寸大小分为大、中、小型钢

线材：

直径5-10毫米的圆钢和盘条

冷弯型钢：

将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢

优质型材：

优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等

b．板材；

薄钢板，厚度等于和小于4毫米的钢板

厚钢板，厚度大于4毫米的钢板。

可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）

钢带，也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板

电工硅钢薄板，也叫硅钢片或矽钢片

c.管材：

无缝钢管，用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管

焊接钢管，将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管

d.金属制品

包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等

A3钢是过去的一种叫法，现在都叫Q235钢。

Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。

并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。

Q235钢又分为四种：

Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。

这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已！

A，B，C，D，所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。

分别为：

Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击。

在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。

Q235钢的主要力学性能如下：

屈服强度：

235MPa;抗拉强度:

375-460MPa;伸长率26%；冲击功：

27J。

在板材里，Q235是最普通的材质，属普板系列。

45号优质碳素钢：

抗拉强度≥600（MPa）；屈服强度≥355（MPa）；延长率≥16%；断面收缩率≥40%；布氏硬度≤197

特性及应用：

未热处理时：

HB≤229；热处理：

正火；冲击功：

Aku≥39J

强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。

水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火，焊接性差。

45号钢

化学成分：

含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量<=0.25%。

热处理

　　推荐热处理温度：

正火850，淬火840，回火600.

　　45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做

45号钢管

模板,梢子,导柱等,但须热处理。

　　1.45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。

　　实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

　　2.45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

　　调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

但表面硬度较低，不耐磨。

可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理

　　一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。

其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。

经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。

　　如果用45号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。

现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。

0.35％从来没见过实例，只在教科书里有介绍。

可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。

　　GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa

　　GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J

用途

轴类零件的功用、结构特点及技术要求

　　轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。

它主要用来支承传动零

45号钢实验

部件，传递扭矩和承受载荷。

轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。

根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

　　轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。

　　轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。

轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：

（一）尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。

装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。

（二）几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。

对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。

　　（三）相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。

通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。

普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～0.005mm。

　　（四）表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。

轴类零件的毛坯和材料

（一）轴类零件的毛坯轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。

对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。

　　根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。

中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。

（二）轴类零件的材料轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。

　　45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。

　　40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。

　　轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

　　精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。

这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。

与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。

　　45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。

但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。

所以如果需要表面硬度，又希望发挥45＃钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。

　　国家中国牌号45编号UNS标准号GB699-88

　　化学成分（%）0.42-0.50C,0.17-0.37Si,0.50-0.80Mn,0.035P,0.035S,0.25Ni,0.25Cr,0.25Cu

　在模具修补领域

　　45号钢所针对的模具焊材型号为：

CMC-E45

45号钢焊材

它是唯一接合性较好之中硬度钢焊条，适用于空冷钢、铸钢：

如ICD5、7CrSiMnMoV…等等。

汽车板金覆盖件模具及大型五金板金冲压模具之拉延、拉伸部位修补，也可用于硬面制作。

　　另外在使用时也有一些需要注意的：

　　1.于潮湿场地施工前，焊条先以150-200°C烘干30-50分钟。

　　2.通常施以200°C以上预热，焊接后空冷，可能的话最好实施应力消除。

　　3.需多层堆焊处，以CMC-E30N打底，可得到较好的焊接效果。

　　硬度HRC48-52

　　主要成份CrSiMnC

　　适用电流范围：

　　直径及长度m/m3.2*350mm4.0*350mm

　　电流范围（Amp）70-100130-150

各种钢材理论重量计算

各种钢材理论重量计算公式如下：

（钢的密度为：

7.85g/cm3其基本公式为：

W（重量，kg）=F（断面积mm2）×L（长度，m）×ρ（密度，g/cm3）×1/1000）

名称（单位）

计算公式

计算举例

符号意义

圆钢盘条（kg/m）

W=0.006165×d×d

直径100mm的圆钢，求每m重量。

每m重量=0.006165×100×100=61.65kg

d=直径mm

螺纹钢（kg/m）

W=0.00617×d×d

断面直径为12mm的螺纹钢，求每m重量。

每m重量=0.00617×12×12=0.89kg

d=断面直径mm

方钢（kg/m）

W=0.00785×a×a

边宽20mm的方钢，求每m重量。

每m重量=0.00785×20×20=3.14kg

a=边宽mm

扁钢（kg/m）

W=0.00785×b×d

边宽40mm，厚5mm的扁钢，求每m重量。

每m重量=0.00785×40×5=1.57kg

b=边宽mmd=厚mm

六角钢（kg/m）

W=0.006798×s×s

对边距离50mm的六角钢，求每m重量。

每m重量=0.006798×50×50=17kg

s=对边距离mm

八角钢（kg/m）

W=0.0065×s×s

对边距离80mm的八角钢，求每m重量。

每m重量=0.0065×80×80=41.62kg

s=对边距离mm

等边角钢（kg/m）

W=0.00785×[d（2b–d）+0.215（R2–2r2）]

求20mm×4mm等边角钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出4mm×20mm等边角钢的R为3.5，r为1.2，则每m重量=0.00785×[4×（2×20–4）+0.215×（3.52–2×1.2×1.2）]=1.15kg

b=边宽d=边厚

R=内弧半径r=端弧半径

不等边角钢（kg/m）

W=0.00785×[d（B+b–d）+0.215（R2–2r2）]

求30mm×20mm×4mm不等边角钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出30×20×4不等边角钢的R为3.5，r为1.2，则每m重量=0.00785×[4×（30+20–4）+0.215×（3.5×3.5–2×1.2×1.2）]=1.46kg

B=长边宽b=短边宽

d=边厚R=内弧半径

r=端弧半径

槽钢（kg/m）

W=0.00785×[hd+2t（b–d）+0.349（R2–r2）]

求80mm×43mm×5mm的槽钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出该槽钢t为8，R为8，r为4，则每m重量=0.00785×[80×5+2×8×（43–5）+0.349×（8×8–4×4）]=8.04kg

h=高b=腿长d=腰厚

t=平均腿厚R=内弧半径

r=端弧半径

工字钢（kg/m）

W=0.00785×[hd+2t（b–d）+0.615（R2–r2）]

求250mm×118mm×10mm的工字钢每m重量。

从金属材料手册中查出该工字钢t为13，R为10，r为5，则每m重量=0.00785×[250×10+2×13×（118–10）+0.615×（10×10–5×5）]=42.03kg

h=高b=腿长d=腰厚

t=平均腿厚R=内弧半径

r=端弧半径

钢板（kg/m2）

W=7.85×d

厚度4mm的钢板，求每m2重量。

每m2重量=7.85×4=31.4kg

d=厚

钢管（包括无缝钢管及焊接钢管（kg/m）

W=0.02466×S（D–S）

外径为60mm壁厚4mm的无缝钢管，求每m重量。

每m重量=0.02466×4×（60–4）=5.52kg

各种钢筋理论重量如下

直径

重量（kg/m）

直径

重量（kg/m）

Φ6

0.222

Φ18

2.00

Φ6.5

0.260

Φ20

2.47

Φ8

0.395

Φ22

2.98

Φ10

0.617

Φ25

3.85

Φ12

0.888

Φ28

4.83

Φ14

1.21

Φ30

5.55

Φ16

1.58

Φ32

6.31