机械加工常用钢材的性能及应用.doc

1、机械加工常用钢材性能及使用45 号钢,是 GB 中的叫法, （常用 HRC：3540，表面氧化处理）JIS 中称为:S45C, ASTM 中称为 1045,080M46, DIN 称为:C45 45 号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理 。 45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 HRC4246。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。 一般淬火到 HRC42-45,高了就容易开裂，力学性能明显下降。一般保

2、险在 40-45，如果要求要高些，可以更换材料啊45 号钢不淬火硬度小于 HRC28，比较软，不耐磨。淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55，耐磨性较好， 45 号钢淬火后硬度可以（注意是可以）大于 HRC55。但这是小截面的，截面稍大，得到的硬度就会降低。而且冬天淬裂的可能也是有的。这些方面都要注意。 1. 45 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 钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。3. 不要采用表面氮化处理，虽然表面硬度可以提高很多，但基体材料会硬度很低。虽然耐磨了，但会压出

3、小坑来。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 0.81.2，芯部一般在 0.10.25（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（HRC5862） ，芯部硬度低，耐冲击。 如果用 45 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

4、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 40Cr 中碳调制钢，冷镦模具钢 （热处理：4550HRC）用于较重要的调质零件，如在交变载荷下工作的零件，中等转速和中等截面的零件；经调质并高频表面淬火后可用于耐磨性和载荷包较高而无很大冲击的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、

5、连杆螺钉等。Cr 在热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于淬透性提高，淬火（或调质）处理后 40Cr 的强度、硬度、冲击韧性等机械性能也明显比 45 钢高，但也是由于淬透性强，在淬火时 40Cr 的内应力也就比 45 钢大，同样的条件下 40Cr 材料的工件开裂倾向也就比 45 钢材料的工件大。40Cr 经氮化处理后可获得较高的表面硬度，40Cr 调质后氮化处理硬度最高能达到HRC4355。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 4552HRC。40Cr 等合金结构钢适用于中等精度而转速

6、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 5058HRC，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。=T10 碳素工具钢 , （热处理： 5864 HRC）特性：韧度适中，生产成本低，经热处理后硬度能达到 60HRC 以上，但是，此钢淬透性低，且耐热性差

7、（250） ，在淬火加热时不易过热，仍保持细晶粒。韧性尚可，强度及耐磨性均较 T7-T9 高些，但热硬性低，淬透性仍然不高，淬火变形大。适用范围：这种钢应用较广，适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、还可以制作冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、纸品下料模、塑料成型模具、小尺寸冷切边模及冲孔模，低精度而形状简单的量具（如卡板等） ，也可用作不受较大冲击的耐磨零件等。T10A T10 的区别是,一个是高级碳素工具钢,一个是碳素工具钢.高级碳素工具钢的硫和磷及非金属夹杂

8、物质含量比碳素工具钢低,力学性能较好.T8 模具钢属于抗冲击碳素工具钢、冷作模具钢、淬硬型塑料模具用钢，该钢无网状碳化物析出倾向，塑性、韧性优于 T10A 钢，淬透性与 T10A 钢相近或稍高，适用于制作较大截面的模具。重载模具采用 T8A 模具钢，进行预先调质球化处理，效果较好。调质处理硬度 22-26HRC；火焰淬火硬度 55-60HRC。该钢可加工性好，价格低廉，来源容易，但缺点是淬透性低，耐磨性差，淬火变形大。20 钢 优质碳素结构钢 （热处理：渗碳深度 0.81.2mm，HRC5864，表面氧化处理）特性及适用范围：很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加

9、工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。热处理：作为 20 钢来说，普通淬火硬度要达到 30-35HRC 是能够办到的。只是由于加热温度较高，淬火变形较大而已。Q235 热轧钢板与冷轧钢板区别： 热轧板硬度低，加工容易，延展性能好。 冷轧板硬度高，加工相对困难些，但是不易变形，强度较高。 热轧板强度相对较低,表面质量差点(有氧化光洁度低),但塑性好,一般为中厚板,冷轧板:强度高硬度高,表面光洁度高,一般为薄板 ,可以作为冲压用板. 热轧钢板，机械性能远不及冷加工，也次于锻造

10、加工，但有较好的韧性和延展性 冷轧钢板由于有一定程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较靠近抗拉强度，所以使用过程中对危险没有预见性，在载荷超过许用载荷时容易发生事故 热轧是在将钢板较高的温度下轧制成相对薄一点的钢板；冷轧是在常温条件下轧制钢板。 一般都是先进行热轧，再进行冷轧。钢板较厚的情况下只能用热轧，轧制成较薄的板后，再进行冷轧。热轧钢板分为厚板（厚度大于 4mm）和薄板（厚度为 0.354mm）两种；冷轧钢板只有薄板（厚度为 0.24mm）一种。热轧镀锌板是以热板为基板经过酸洗后直接镀锌，与传统镀锌板相比，由于少了冷轧这道工序而有着明显的成本

11、优势。随着热轧工艺技术的发展，热轧产品质量不断提高，厚度逐渐减薄，采用热轧薄板为原料生产热轧镀锌板替代了原来传统的单张镀锌，不仅拓宽了热轧镀锌板的使用范围，而且也挤占了以冷轧板为基板的热镀锌板市场份额。在国际上，热轧镀锌板已经得到广泛的应用。两种钢材在不进行热处理情况下的力学性能还是比较接近的，优质碳素结构钢 20#在各项性能要求上比碳素结构钢 Q235 严格。二者在一些要求不高的场合可以互换，但是对于承力、冲压等应用上的替换就必须注意，只有在经过试验验证各项性能能满足要求才能替换。由于 Q235 产量大，成本低，韧性良好，并且有一定的强度和伸长率，铸造性、冲压和焊接性能均良好，故作为一般机械

12、制造中的主要材料，广泛应用于制作一般不需热处理的机械零件。20#钢由于含碳量低，因而强度低，硬度低，但塑性、韧性高，可锻性和焊接性好，一般不进行热处理，而采用冷加工，热压、焊接等方法，用于制造受载较小，而韧性较高的零件，同时也可作为渗碳钢进行表面渗碳处理。常用弹簧钢170 号钢 该钢有较高强度，但淬透性较低，适宜于制造截面较小的弹簧（15mm ） 。冷作硬化的钢丝，在冷状态下缠绕成形，只作低温回火，消除应力。该钢切削加工性尚好，淬火变形大。主要用于不经淬火的小型螺旋弹簧、弹簧片、弹性垫圈、止动圈等。2T9A 该钢为高级优质碳素工具钢和弹簧钢。淬火回火后具有较高的硬度和韧性，淬透性差，淬火变形大

13、，塑性较低，常用于制造具有较高硬度、不受剧烈震动冲击的工具和弹簧。365Mn 该钢为常用弹簧钢。它强度高、淬透性好、脱碳倾向小、价格低、切削加工性好。但有过热敏感性，易产生淬火裂纹，并有回火脆性。用途广泛，用于制造各种截面较小的扁、圆弹簧、板簧和弹簧片。460Si2MnA 它是用途十分广泛的一种合金弹簧钢。该钢淬透性好。淬火回火后具有较高的强度和弹性极限。较高的屈强比（0.2/ b）和抗松弛能力及回火稳定性。如需用等温淬火其综合性能更好。尤其疲劳寿命显著提高,但该钢脱碳倾向大,冷变形塑性低。切削加工比较重。主要用于 250以下工作的厚度小于 10mm。直径25 mm 的各种板簧、螺旋弹簧、安全阀弹簧、减振弹簧、仪表弹簧等。550CrVA 该钢是高级优质弹簧钢。具有高的比例极限和强度，高的疲劳度和良好的塑性及韧性，良好的回火稳定性，当加热到 300弹性仍可保持。该钢切削加工性尚好。但冷作塑性较差。焊接性差。适用于制造重要的承受大应力的各种弹簧，使用温度不超过 400。