金屬鋼材的屈服點(diǎn),抗拉強(qiáng)度,材料屈服強(qiáng)度,碳鋼知識(shí)
發(fā)布時(shí)間:2023-09-01 來源:濟(jì)南恒思盛大儀器有限公司 瀏覽:次
碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業(yè)國(guó)家,在努力增加低合金高強(qiáng)度鋼和合金鋼產(chǎn)量的同時(shí),也非常注意改進(jìn)碳素鋼質(zhì)量,擴(kuò)大品種和使用范圍。目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國(guó)鋼總產(chǎn)量中的比重,約保持在80%左右,它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機(jī)械制造工業(yè),而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)、海洋開發(fā)等方面,也得到大量使用。碳鋼所加工的零部件一般要進(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢測(cè)、力學(xué)性能分析可能會(huì)用到材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(電子拉力試驗(yàn)機(jī)、液壓萬能試驗(yàn)機(jī))和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。
碳鋼基本知識(shí)簡(jiǎn)介
含碳量小于1.35%,除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅 、錳、磷、硫等雜碳素鋼質(zhì)外,不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加,鋼的強(qiáng)度(通過拉力試驗(yàn),拉伸試驗(yàn)得出數(shù)據(jù))、硬度升高,塑性、韌性、抗拉伸強(qiáng)度和可焊性降低。與其他鋼類相比,碳素鋼使用最早,成本低,性能范圍寬 ,用量最大。 適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號(hào)有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。
分類
1.按化學(xué)成分分類
碳素鋼按化學(xué)成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。 (1) 低碳鋼 又稱軟鋼, 含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於制造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。 (2) 中碳鋼 碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強(qiáng)度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經(jīng)熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。能夠達(dá)到的最高硬度約為 HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強(qiáng)度水平的各種用途中,中碳鋼得到最廣泛的應(yīng)用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機(jī)械零件。 (3)高碳鋼 常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬硬和回火。錘, 撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造; 切削工具如鉆頭, 絲攻, 鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。
2.按鋼的品質(zhì)分類
按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。(1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 又稱普通碳素鋼,對(duì)含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國(guó)和某些國(guó)家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類:甲類鋼(A類鋼)是保證力學(xué)性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是保證化學(xué)成分的鋼。特類鋼 (C類鋼)是既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分的鋼,常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國(guó)目前生產(chǎn)和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號(hào)鋼),主要用于工程結(jié)構(gòu)。 有的碳素結(jié)構(gòu)鋼還添加微量的鋁或鈮(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒,以限制晶粒長(zhǎng)大,使鋼強(qiáng)化,節(jié)約鋼材。在中國(guó)和某些國(guó)家,為適應(yīng)專業(yè)用鋼的特殊要求,對(duì)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和性能進(jìn)行調(diào)整,從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的專業(yè)用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比,硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含碳量和用途的不同,這類鋼大致又分為三類:①小于0.25%C為低碳鋼,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼,用于機(jī)械制造業(yè)。②0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用,制作機(jī)械制造工業(yè)的零件。③大于0.6%C為高碳鋼,多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據(jù)含錳量的不同,又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。拉力試驗(yàn)機(jī)、材料檢測(cè)試驗(yàn)機(jī)、電子拉力試驗(yàn)機(jī)和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)可以用來檢測(cè)碳鋼材料力學(xué)性能及摩擦磨損性能。錳能改善鋼的淬透性,強(qiáng)化鐵素體,提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號(hào)后附加標(biāo)記“Mn”,如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。
3.按用途分類
按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。碳素工具鋼 含碳量在0.65~1.35%之間,經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。 碳素結(jié)構(gòu)鋼按照鋼材屈服強(qiáng)度分為5個(gè)牌號(hào):Q195、Q215、Q235、Q255、Q275每個(gè)牌號(hào)由于質(zhì)量不同分為A、B、C、D等級(jí),最多的有四種,有的只有一;另外還有鋼材冶煉的脫氧方法區(qū)別。脫氧方法符號(hào):F——沸騰鋼 b——半鎮(zhèn)靜鋼 Z——鎮(zhèn)靜鋼TZ——特殊鎮(zhèn)靜鋼 材料檢測(cè)試驗(yàn)機(jī)、電子拉力試驗(yàn)機(jī)和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)可以用來檢測(cè)碳鋼材料力學(xué)性能及摩擦磨損性能。