(1)牌号和化学成分见表3-6、表3-7。
(2)力学性能见表3—8。
(3)用途见表3-9。
表3—6优质碳素结构钢的牌号和化学成分
|
序号 |
统一数字
代号 |
牌号 |
化学成分(质量分数)(％) | |||||
|
C |
Si |
Mn |
Cr |
M |
Cu | |||
|
≤ | ||||||||
|
1 |
U20080 |
08F |
O．05～O．11 |
≤0.03 |
0.25～0.50 |
0.10 |
O．30 |
0.25 |
|
2 |
U20l00 |
10F |
O．07～O．13 |
≤O．07 |
O．25～O．50 |
O．15 |
0.30 |
0.25 |
|
3 |
U20150 |
15F |
0.12～O．18 |
≤O．07 |
0.25～O．50 |
0.25 |
0.30 |
0.25 |
|
4 |
U20082 |
08 |
0.05～O．11 |
O．17～O．37 |
O．35～O．65 |
O．10 |
O．30 |
O．25 |
|
5 |
U20102 |
lO |
0.07～O．13 |
0.17～O．37 |
0.35～0.65 |
0.15 |
O．30 |
O．25 |
|
6 |
U20152 |
15 |
O．12～0.18 |
0.17～O．37 |
O．35～0.65 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
7 |
U20202 |
20 |
O．17～0.23 |
0.17～0.37 |
0.35～0.65 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
8 |
U20252 |
25 |
O．22～0.29 |
0.17～O．37 |
O．50～O．80 |
O．25 |
O．30 |
0.25 |
|
9 |
U20302 |
30 |
O．27～O．34 |
O．17～O．37 |
O．50～O．80 |
0.25 |
O．30 |
0.25 |
|
10 |
U20352 |
35 |
O．32～0.39 |
O．17～O．37 |
O．50～O．B0 |
0.25 |
O．30 |
0.25 |
|
11 |
U20402 |
40 |
0.37～O．44 |
0.17～O．37 |
O．50～O．80 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
12 |
U20452 |
45 |
O．42_O．50 |
O．17～O．37 |
0.50～0.80 |
0.25 |
O.30 |
0.25 |
|
13 |
U20502 |
50 |
0.47～0.55 |
0.17～O．37 |
0.50～0.80 |
0.25 |
O．30 |
O．25 |
|
14 |
U20552 |
55 |
O．52～0.60 |
O．17～O．37 |
O．50～0.80 |
O．25 |
0.30 |
O．25 |
|
15 |
U20602 |
60 |
0.57～O．65 |
0.17～O．37 |
0.50～O．80 |
O．25 |
O．30 |
0.25 |
|
16 |
U20652 |
65 |
O．62～0.70 |
0.17～0.37 |
O．50～O．80 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
17 |
U20702 |
70 |
O．67～0.75 |
0.17～0.37 |
O．50～O．80 |
0.25 |
O．30 |
O．25 |
|
18 |
U20752 |
75 |
O．72～0.80 |
0.17～O．37 |
0.50～0.80 |
0.25 |
O．30 |
O．25 |
|
19 |
U20802 |
80 |
O．77～0.85 |
O．17～0.37 |
O．50～O．80 |
0.25 |
O．30 |
0.25 |
|
20 |
U20852 |
85 |
O．82～0.90 |
O．17～0.37 |
0.50～O．80 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
21 |
U21152 |
15№ |
O．12～O．18 |
O．17～O．37 |
O．70～1.00 |
O．25 |
O．30 |
0.25 |
|
22 |
U21202 |
20Mn |
0.17～O．23 |
O．17～O．37 |
O．70～1.00 |
O．25 |
0.30 |
O．25 |
|
23 |
U21252 |
25Mn |
O．22～O．29 |
0.17～0.37 |
O．70～1．00 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
24 |
U21302 |
30Mn |
0.27～O．34 |
O．17～0.37 |
0.70～1.00 |
O．25 |
O．30 |
0.25 |
|
25 |
U21352 |
35Mn |
O．32～O．39 |
O．17～O．37 |
O．70～1.00 |
0.25 |
O．30 |
O．25 |
|
26 |
U21402 |
40Mn |
O．37～0.44 |
O．17～0.37 |
O．70～1.00 |
0.25 |
0.30 |
O．25 |
|
27 |
U21452 |
45Mn |
0.42～0.50 |
0.17～O．37 |
0.70～1.00 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
|
28 |
U21502 |
50Mn |
O．48～0.56 |
O．17～O．37 |
O．70～1.00 |
0.25 |
0.30 |
0.25 |
|
29 |
U21602 |
60Mn |
0.57～0.65 |
O．17～O．37 |
0.70～1.00 |
0.25 |
0.30 |
0.25 |
|
30 |
U21652 |
65Mn |
0.62～0.70 |
0.17～O．37 |
O．90～1.20 |
O．25 |
0.30 |
0.25 |
|
3l |
U21702 |
70Mn |
0.67～O．75 |
0.17～0.37 |
0.90～1.20 |
O．25 |
O．30 |
O．25 |
注：1．表中所列牌号为优质钢。如果是高级优质钢，在牌号后面加“A”(统一数字代号最后一位数字改为“3”)；如果是特级优质钢，在牌号后面加“E’’(统一数字代号最后一-位数字改为“6”)；对于沸腾钢，牌号后面为“F”(统一数字代号最后一位数字为“0”)；对于半镇静钢，牌号后面为“b”(统一数字代号最后一位数字为“1”)。
2．使用废钢冶炼的钢允许含铜量不大于0．30％。
3．热压力加工用钢的铜含量应不大于0．20％。
4．铅浴淬火(派登脱)钢丝用的35．85钢的锰含量为0．30％～0．60％；铬含量不大于0．10％，镍含量不大于O．15％，铜含量不大于0．20％；硫、磷含量应符合钢丝标准要求。
5．08钢用铝脱氧冶炼镇静钢，锰含量下限为0．25％，硅含量不大于0．03％，铝含量为0．02％一0．07％。此时钢的牌号为08A1。
6．冷冲压用沸腾钢含硅量不大于0．03％。
7．氧气转炉冶炼的钢其含氮量应不大于0．008％。供方能保证合格时，可不做分析。
8．经供需双方协议，08～25钢可供应硅含量不大于0．17％的半镇静钢，其牌号为08b～25b。
9．上述各成分含量皆指质量分数。
表3-7优质碳素结构钢的硫、磷含量（质量分数）
|
组 别 |
P |
S |
|
(％)≤ |
| |
|
优质钢 |
0.035 |
0.035 |
|
高级优质钢 |
0.030 |
0.030 |
|
特级优质钢 |
0.025 |
O．020 |
表3-8优质碳素结构钢的力学性能
|
牌号 |
试样毛坯尺寸／mm |
推荐热处理／℃ |
力学性能 |
钢材交货状态硬度HBSl0／300≤ | |||||||||||||
|
正火 |
淬火 |
回火 |
ób／MPa |
ós／MPa |
δ5(％) |
Ψ(％) |
AKu2／J | ||||||||||
|
≥ |
未热处理钢 |
退火钢 | |||||||||||||||
|
08F |
25 |
930 |
|
|
295 |
175 |
35 |
60 |
|
13l |
| ||||||
|
10F |
25 |
930 |
|
|
315 |
185 |
33 |
55 |
|
137 |
| ||||||
|
15F |
25 |
920 |
|
|
355 |
205 |
29 |
55 |
|
143 |
| ||||||
|
08 |
25 |
930 |
|
|
325 |
195 |
33 |
60 |
|
131 |
| ||||||
|
IO |
篮 |
930 |
|
|
335 |
205 |
3l |
55 |
|
137 |
| ||||||
|
15 |
25 |
920 |
|
|
375 |
225 |
27 |
55 |
|
143 |
| ||||||
|
20 |
25 |
910 |
|
|
4lO |
245 |
25 |
55 |
|
156 |
| ||||||
|
25 |
25 |
900 |
870 |
600 |
450 |
275 |
23 |
50 |
71 |
170 |
| ||||||
|
30 |
25 |
880 |
860 |
600 |
490 |
295 |
21 |
50 |
63 |
179 |
| ||||||
|
35 |
25 |
870 |
850 |
600 |
530 |
315 |
20 |
45 |
55 |
197 |
| ||||||
|
40 |
25 |
860 |
840 |
60D |
570 |
335 |
19 |
45 |
47 |
217 |
187 | ||||||
|
45 |
25 |
850 |
840 |
600 |
600 |
355 |
16 |
40 |
39 |
229 |
197 | ||||||
|
50 |
25 |
830 |
830 |
600 |
630 |
375 |
14 |
40 |
31 |
24l |
207 | ||||||
|
55 |
25 |
820 |
820 |
600 |
645 |
380 |
13 |
35 |
|
255 |
217 | ||||||
|
60 |
25 |
810 |
|
|
675 |
400 |
12 |
35 |
|
255 |
229 | ||||||
|
65 |
25 |
810 |
|
|
695 |
410 |
lO |
30 |
|
255 |
229 | ||||||
|
70 |
25 |
790 |
|
|
715 |
420 |
9 |
30 |
|
269 |
229 | ||||||
|
75 |
试样 |
|
820 |
480 |
1080 |
880 |
7 |
30 |
|
285 |
24l | ||||||
|
80 |
试样 |
|
820 |
480 |
1080 |
930 |
6 |
30 |
|
285 |
241 | ||||||
|
85 |
试样 |
|
820 |
480 |
1130 |
980 |
6 |
30 |
|
302 |
255 | ||||||
|
15Mn |
25 |
920 |
|
|
410 |
245 |
26 |
55 |
|
163 |
| ||||||
|
20Mn |
25 |
910 |
|
|
450 |
275 |
24 |
50 |
|
197 |
| ||||||
|
25Mn |
25 |
900 |
870 |
600 |
490 |
295 |
22 |
50 |
71 |
207 |
| ||||||
|
30Mn |
25 |
880 |
860 |
600 |
540 |
315 |
20 |
45 |
63 |
217 |
187 | ||||||
|
35Mn |
25 |
870 |
850 |
600 |
560 |
335 |
18 |
45 |
55 |
229 |
197 | ||||||
|
40Mn |
25 |
860 |
840 |
600 |
590 |
355 |
17 |
45 |
47 |
229 |
207 | ||||||
|
45Mn |
25 |
850 |
840 |
600 |
620 |
375 |
15 |
40 |
39 |
241 |
217 | ||||||
|
50Mn |
25 |
830 |
830 |
600 |
645 |
390 |
13 |
40 |
3l |
255 |
217 | ||||||
|
60Mn |
25 |
810 |
|
|
695 |
410 |
11 |
35 |
|
269 |
229 | ||||||
|
65Mn |
25 |
830 |
|
|
735 |
430 |
9 |
30 |
|
285 |
229 | ||||||
|
70Mn |
25 |
790 |
|
|
785 |
450 |
8 |
30 |
|
285 |
229 | ||||||
注：1．对于直径或厚度小于25mm的钢材，热处理是在与成品截面尺寸相同的试样毛坯上进行。
2．表中所列正火推荐保温时间不少于30min，空冷；淬火推荐保温时间不少于30min，70、80和85钢油冷，其余钢水冷；回火推荐保温时间不少于1h。
表3-9优质碳素结构钢的特性和应用
|
牌 号 |
主要特性 |
应用举例 |
|
08F |
优质沸腾钢，强度、硬度低，塑性极好。深冲压，深拉延性好，冷加工性，焊接性好
成分偏析倾向大，时效敏感性大，故冷加工时，可采用消除应力热处理，或水韧处理，防止冷加工断裂 |
易轧成薄板，薄带、冷变形材、冷拉钢丝
用作冲压件、压延件，各类不承受载荷的覆盖件、渗碳、渗氮、氰化件、制作各类套筒、靠模、支架 |
|
08 |
极软低碳钢，强度、硬度很低，塑性、韧性极好，冷加工性好，淬透性、淬硬性极差，时效敏感性比08F稍弱，不宜切削加工，退火后，导磁性能好 |
宜轧制成薄板、薄带、冷变形材、冷拉、冷冲压、焊接件、表面硬化件 |
|
1OF
lO |
强度低(稍高于08钢)，塑性、韧性很好，焊接性优良，无回火脆性。易冷热加工成型、淬透性很差，正火或冷加工后切削性能好 |
宜用冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧、热挤压、热镦等工艺成型，制造要求受力不大、韧性高的零件，如摩擦片、深冲器皿、汽车车身、弹体等 |
|
15F
15 |
强度、硬度、塑性与1OF、10钢相近。为改善其切削性能需进行正火或水韧处理适当提高硬度。淬透性、淬硬性低、韧性、焊接性好 |
制造受力不大，形状简单，但韧性要求较高或焊接性能较好的中、小结构件、螺钉、螺栓、拉杆、起重钩、焊接容器等 |
|
20 |
强度硬度稍高于15F，15钢，塑性焊接性都好，热轧或正火后韧性好 |
制作不太重要的中、小型渗碳、碳氮共渗件、锻压件，如杠杆轴、变速箱变速叉、齿轮，重型机械拉杆、钩环等 |
|
25 |
具有一定强度、硬度。塑性和韧性好。焊接性、冷塑性加工性较高，被切削性中等、淬透性、淬硬性差。淬火后低温回火后强韧性好，无回火脆性 |
焊接件、热锻、热冲压件渗碳后用作耐磨件 |
|
30 |
强度、硬度较高，塑性好、焊接性尚好，可在正火或调质后使用，适于热锻、热压。被切削性良好 |
用于受力不大，温度<150℃的低载荷零件，如丝杆、拉杆、轴键、齿轮、轴套筒等，渗碳件表面耐磨性好，可作耐磨件 |
|
35 |
强度适当。塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用 |
适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件，如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件 |
|
40 |
强度较高，可切削性良好，冷变形能力中等，焊接性差，无回火脆性，淬透性低，易生水淬裂纹，多在调质或正火态使用，两者综合性能相近，表面淬火后可用于制造承受较大应力件 |
适于制造曲轴心轴、传动轴、活塞杆、连杆、链轮、齿轮等，作焊接件时需先预热，焊后缓冷 |
|
45 |
最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理 |
主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火 |
|
50 |
高强度中碳结构钢，冷变形能力低，可切削性中等。焊接性差，无回火脆性，淬透性较低，水淬时，易生裂纹。使用状态：正火，淬火后回火，高频表面淬火，适用于在动载荷及冲击作用不大的条件下耐磨性高的机械零件 |
锻造齿轮、拉杆、轧辊、轴摩擦盘、机床主轴、发动机曲轴、农业机械犁铧、重载荷心轴及各种轴类零件等，及较次要的减振弹簧、弹簧垫圈等 |
|
55 |
具有高强度和硬度，塑性和韧性差，被切削性中等，焊接性差，淬透性差，水淬时易淬裂。多在正火或调质处理后使用，适于制造高强度、高弹性、高耐磨性机件 |
齿轮、连杆、轮圈、轮缘、机车轮箍、扁弹簧、热轧轧辊等 |
|
60 |
具有高强度、高硬度和高弹性。冷变形时塑性差，可切削性能中等，焊接性不好，淬透性差，水淬易生裂纹；故大型件用正火处理。 |
轧辊、轴类、轮箍、弹簧圈、减振弹簧、离合器、钢丝绳 |
|
牌 号 |
主要特性 |
应用举例 |
|
65 |
适当热处理或冷作硬化后具有较高强度与弹性。焊接性不好。易形成裂纹，不宜焊接，可切削性差，冷变形塑性低，淬透性不好，一般采用油淬，大截面件采用水淬油冷，或正火处理。其特点是在相同组态下其疲劳强度可与合金弹簧钢相当 |
宜用于制造截面、形状简单、受力小的扁形或螺形弹簧零件。如汽门弹簧、弹簧环等也宜用于制造高耐磨性零件，如轧辊、曲轴、凸轮
及钢丝绳等 |
|
70 |
强度和弹性比65锕稍高，其他性能与65钢近似 |
弹簧、钢丝、钢带、车轮圈等 |
|
75
80 |
性能与65、70钢相似，但强度较高而弹性路低，其淬透性亦不高。通常在淬火、回火后使用 |
板弹簧、螺旋弹簧、抗磨损零件、较低速车轮等 |
|
85 |
含碳量最高的高碳结构钢，强度、硬度比其他高碳钢高，但弹性略低，其他性能与65,70,75,80钢相近似。淬透性仍然不高 |
铁道车辆、扁形板弹簧、圆形螺旋弹簧、钢丝钢带等 |
|
15Mn |
含锰(WMn0.70％。1.00％)较高的低碳渗碳钢，因锰高故其强度、塑性、可切削性和淬透性均比15钢稍高，渗碳与淬火时表面形成软点较少，宜进行渗碳、碳氮共渗处理，得到表面耐磨而心都韧性好的综合性能。热轧或正火处理后韧性好 |
齿轮、曲柄轴。支架、铰链、螺钉、螺母。
铆焊结构件。板材适于制造油罐等。寒冷地区农具，如奶油罐等 |
|
20Mn |
其强度和淬透性比15Mn钢略高，其他性能与15Mn钢相近 |
与15Mn钢基本相同 |
|
25Mn |
性能与20Mn及25钢相近，强度稍高 |
与20Mn及25钢相近 |
|
30Mn |
与30钢相比具有较高的强度和淬透性，冷变形时塑性好，焊接性中等，可切削性良好。热处理时有回火脆性倾向及过热敏感性 |
螺栓、螺母、螺钉、拉杆、杠杆、小轴、刹车机齿轮 |
|
35Mn |
强度及淬透性比30Mn高，冷变形时的塑性中等。可切削性好，但焊接性较差。宜调质处理后使用 |
转轴、啮合杆、螺栓、螺母、螺钉等，心轴、齿轮等
|
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40Mn |
淬透性略高于40钢。热处理后，强度、硬度、韧性比40钢稍高，冷变形塑性中等，可切削性好，焊接性低，具有过热敏感性和回火脆性，水淬易裂 |
耐疲劳件、曲轴、辊子、轴、连杆。高应力下工作的螺钉、螺母等 |
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45Mn |
中碳调质结构钢，调质后具有良好的综合力学性能。淬透性、强度、韧性比45钢高，可切削性尚好，冷变形塑性低，焊接性差，具有回火脆性倾向 |
转轴、心轴、花键轴、汽车半轴、万向接头轴、曲轴、连杆、制动杠杆、啮合杆、齿轮、离合器、螺栓、螺母等 |
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50Mn |
性能与50钢相近，但其淬透性较高，热处理后强度、硬度、弹性均稍高于50钢。焊接性差，具有过热敏感性和回火脆性倾向 |
用作承受高应力零件。高耐磨零件。如齿轮、齿轮轴、摩擦盘、心轴、平板弹簧等 |
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60Mn |
强度、硬度、弹性和淬透性比60钢稍高，退火态可切削性良好、冷变形塑性和焊接性差。具有过热敏感和回火脆性倾向 |
大尺寸螺旋弹簧、板簧、各种圆扁弹簧，弹簧环、片，冷拉钢丝及发条 |
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65Mn |
强度、硬度、弹性和淬透性均比65钢高，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差 |
受中等载荷的板弹簧，直径达7—20mm螺旋弹簧及弹簧垫圈、弹簧环。高耐磨性零件，如磨床主轴、弹簧卡头、精密机床丝杆、犁、切刀、螺旋辊子轴承上的套环、铁道钢轨等 |
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70Mn |
性能与70钢相近，但淬透性稍高，热处理后强度、硬度、弹性均比70钢好，具有过热敏感性和回火脆性倾向，易脱碳及水淬时形成裂纹倾向、冷塑性变形能力差 |
承受大应力、磨损条件下工作零件。如各种弹簧圈、弹簧垫圈、止推环、锁紧圈、离合器盘等
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