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工程中常用鋼及其合金的性能租監(jiān)點(diǎn)

①穰盍結(jié)生蝴

碳素結(jié)構(gòu)鋼包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T221)和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T221-2000)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的碳、磷、硫及其他殘余元素的含量控制較寬，某些性能如低溫韌性和時(shí)效敏感性較差。

碳素結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有良好的工藝性能(如焊接性能、壓力加工性能等)、必要的韌性、良好的朔件以及價(jià)廉和易于太量供應(yīng)，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應(yīng)用。某些不太重要、要求韌性不高的機(jī)械零件也廣泛選用。如Q195鋼強(qiáng)度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用于軋制薄板和盤條等;Q215鋼大量用作管坯、螺栓等;0235鋼強(qiáng)度適中，有良好的承載性，又具有較好的塑性和韌性，可焊性和可加工性也好，是鋼結(jié)構(gòu)常用的牌號(hào);Q23s鋼大量制作成鋼筋、型鋼和鋼板，用于建造房屋和橋梁等;Q255鋼強(qiáng)度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性較差，主要用作鉚接或栓接結(jié)構(gòu)，以及鋼筋混凝土的配筋;Q275鋼強(qiáng)度和硬度較高，耐磨性較好，但塑性、沖擊韌性和可焊性差，主要用于制造軸類、農(nóng)具、耐磨零件和墊板等。

②優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼朔件和韌件較隨，并可通過(guò)熱處理強(qiáng)化，多用于較重要的零件，是廣泛應(yīng)用的機(jī)械制造用鋼。根據(jù)含碳量的不同，優(yōu)質(zhì)碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼強(qiáng)度和硬度低，但塑性和韌性高，壓力加工性和焊接性能優(yōu)良，用于制造承載較小和要求韌性高的零件以及小型滲碳零件;中碳鋼強(qiáng)度和硬度較高，塑性和韌性較低，切削性能良好，但焊接性能較差，冷熱變形能力良好，主要用于制造荷載較大的機(jī)械零件。常用調(diào)質(zhì)鋼為408、458和50#鋼。但由于碳素鋼的淬透性不高，零件的尺寸越大，調(diào)質(zhì)處理的強(qiáng)化效果越差，因此只有中、小型零件采用調(diào)質(zhì)處理才能獲得較好的強(qiáng)化效果。

③低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性，旦肚方良好的焊援眭能、冷熱壓力加工性琵菊耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。而低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝與碳素結(jié)構(gòu)鋼類似，故低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的價(jià)格與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的主要特性如下：

Q295(09MnV、09MnNb)具有良好的塑性、韌性、冷彎性能、冷熱壓力加工性能和焊接性能，且有一定的耐蝕性能。用于制造各種容器、螺旋焊管、建筑結(jié)構(gòu)、車輛用沖壓件和船體等;

Q295(12Mn)具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、冷彎性能和冷熱壓力加工性能，已大量用于制造低壓鍋爐、車輛、容器、油罐和造船等焊接結(jié)構(gòu);

Q345(18Nb)綜合力學(xué)性能和低溫沖擊韌性良好，焊接性能和冷熱壓力加工性能良好，用于建筑結(jié)構(gòu)、化工容器、管道、起重機(jī)械和鼓風(fēng)機(jī)等;

Q345(16Mn)具有良好的綜合力學(xué)性能、低溫沖擊韌性、冷沖壓、切，削加工性、焊接性能等，但缺口敏感性較大，廣泛用于受動(dòng)荷載作用的焊接結(jié)構(gòu)，如橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、大容器、油罐、重型機(jī)械設(shè)備、礦山機(jī)械和一400c低溫壓力容器等。

④合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或數(shù)雄金金一元素而形成的，它的綜合力學(xué)性能優(yōu)于優(yōu)質(zhì)碳塞結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼是合金鋼中用量最多的一類鋼，廣泛用于莉適各種要汞韌繇的重要機(jī)械零件和構(gòu)件。當(dāng)零件的形狀復(fù)雜、截面尺寸較大、要求韌性高時(shí)，采用合金結(jié)構(gòu)鋼可使復(fù)雜形狀零件的淬火變形和開裂傾向降到最小。因此，形狀復(fù)雜或截面尺寸較大或要求韌性高的淬火零件，一般為合金結(jié)構(gòu)鋼。

合金結(jié)構(gòu)鋼的主要特性如下：

20MnV鋼可以代替20Cr、20CrNi鋼使用，其強(qiáng)度、韌性及塑性均優(yōu)于15Cr和20Mn2，淬透性也好，切削加工性尚可。用于制造高壓容器、鍋爐、大型高壓管道等的焊接構(gòu)件(工作溫度不超過(guò)450——475℃)，還用于制造冷軋、冷拉和冷沖壓加工的零件，如齒輪和活塞銷等。

20SiMnVB具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌性較好，宜于滲碳后直接淬火，滲碳淬火后缺口強(qiáng)度、韌性和抗彎強(qiáng)度均較好，常用以代替20CrMnTi、20CrMnM0鋼，用于制造較高荷載、強(qiáng)度和耐磨性或高速?zèng)_擊的滲碳零件和非滲碳零件，如齒輪軸、齒圈、齒輪、主軸、蝸桿和離合器(機(jī)床用)等。

⑤不銹耐酸鋼。一不銹耐酸鋼簡(jiǎn)稱不銹鋼。它是指在空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)中具有高穩(wěn)定性的鋼種。它在化工、石油、食品機(jī)械和國(guó)防工業(yè)中廣泛應(yīng)用。

按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類。現(xiàn)將各類不銹鋼的特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下：

a.鐵素體型不銹鏹。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素，通常含鉻量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大手或萼手13.00%，示備礤。某些鋼種還添加有鋁、鈦和硫等。高鉻鋼(17.0%～30.0%Cr)有基好墮亟麗疆氧化勤，在氧化性酸溶液如硝酸溶液中，有睦幽耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對(duì)晶間腐蝕也較為敏感。如0Cr13不銹鋼在弱腐蝕介質(zhì)中，如淡水中，有良好的耐蝕性。

b.馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素，鋼在淬火一回火狀態(tài)衄有較高曲強(qiáng)匿硬夏邪麗舅甄通常用在弱腐蝕性箏黻，如海水、淡水和水蒸氣等中，使用溫度小于或等于580℃，通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

C.奧氏體型不銹鈕。鋼中主要合金元素為鉻褪鎳，其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。

此鋼具有奧氏體組織，這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強(qiáng)度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。但是這類鋼的屈服強(qiáng)度低，且不能采用熱處理方法強(qiáng)化，而只能進(jìn)行冷變形強(qiáng)化。

d.鐵素體～奧氏體型不銹鋼。這類鋼是在奧氏體不銹鋼基礎(chǔ)上，添加更多的鉻、鉬和硅笠蠶霉手形成褸壹體的五素，或降低鋼的含碳量而獲得的。其屈服強(qiáng)度約為奧氏體型不銹鋼的2倍，可焊性良好，韌性較高，應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕及焊接時(shí)的熱裂傾向均小于奧氏體型不銹鋼。

e.沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼的突出優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)沉淀硬化熱處理以后具有高的強(qiáng)度，耐蝕性優(yōu)于鐵索體型不銹鋼。它主要用于制造高強(qiáng)度和耐蝕的容器、結(jié)構(gòu)和零件，也可用作高溫零件，如汽輪機(jī)零件。

⑥鑄鋼。鑄鋼具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。某些冷、熱變形性能差或難切削加工的鋼，則能由鑄造成型。

a.碳素鋼鑄鋼。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鑄鋼牌號(hào)表示方法》GB/T5613，鑄鋼牌號(hào)有兩種表示方法，即以強(qiáng)度表示的鑄鋼牌號(hào)和以化學(xué)成分表示的鑄鋼牌號(hào)。以強(qiáng)度表示的是碳素鋼鑄鋼牌號(hào)，即在ZG后面加兩組力學(xué)性能數(shù)字，第一組數(shù)字表示該鋼的屈服強(qiáng)度最低值(MPa)，第二組數(shù)字表示該鋼的抗拉強(qiáng)度最低值(MPa)，例如ZG200——～400.以化學(xué)成分表示的是合金鋼鑄鋼牌號(hào)，即在ZG后面依次加上表示鑄鋼的名義萬(wàn)分含碳量及合金元素的名義百分含量，例如ZG15Cr1m01V.

b.低合金鋼鑄鋼。根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《大型低合金鋼鑄件》JB/T6402低合金鋼鑄鋼牌號(hào)表示方法，以化學(xué)成分表示低合金鋼鑄鋼牌號(hào)，即在ZG后面依次加上表示鑄鋼的名義萬(wàn)分含碳量及合金元素的名義百分含量，例如ZG35CrMnSi.鑄造低合金鋼的化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與合金結(jié)構(gòu)鋼相似，其力學(xué)性能與鑄造碳素鋼類似，其韌性優(yōu)于鑄造碳素鋼，可用作重要的鑄鋼件。如ZG35SiMnM0用于中等負(fù)載或高負(fù)載的零件及耐磨零件，也可用于較大鑄件。

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