常用工程材料选用.doc

三、常用工程材料及选用

纯金属因价贵，力学性能较低，不能满足现代工业的规定，因此工业上多应用合金。下面对工程中常用的金属材料进行叙述。

一、碳素钢

碳素钢是指≤2.11%，并含少量硅、锰、磷、硫等杂质元素的铁碳合金。碳素钢具有一定的力学性能和良好的工艺性能，且价格低廉，在工业中广泛应用。

碳素钢的分类及牌号

碳素钢的种类很多，常按以下方法分类。

按钢的含碳量分类

可分为：低碳钢（0.0218%Wc0.25%）、中碳钢（0.25%≤Wc≤0.60%）、高碳钢（0.60%Wc≤2.11%〉。

按钢的重要质量等级分类

普通质量碳素钢（Ws≤0.050%、Wp≤0.045%）。

优质碳素钢（Ws≤0.035%、Wp≤0.035%）。

特殊质量碳素钢（ws≤0.020%，Wp≤0.020%）。

按钢的用途分类

（1）碳素结构钢：重要用于制作机械零件和工程构件，一般属于低、中碳钢。

（2）碳素工具钢：重要用于制作刃具、量具和模具，一般属于高碳钢。

此外，钢按冶炼方法不同，可分为转炉钢和电炉钢；按冶炼时脱氧限度的不同，可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静和特殊镇静钢等。

生产中，常用的碳素钢类别、牌号表达方法如表1-7所示。

表1-7常用的碳素钢类别、牌号表达方法

分类

编号方法

举例

说明

碳素结构钢

Q235A?F

“Q”为“屈”字的汉语拼音字首，后面的数字为屈服点（MPa）。A、B、C、D表达质量等级，从左至右质量依次提高。F、b、Z、TZ依次表达沸腾钢、镇静钢、半镇静和特殊镇静钢。Q235A?F表达屈服点为235MPa，质量为A级的沸腾钢。

优质碳素结构钢

45

40Mn

两位数字表达钢的平均含碳量的万分数。如钢号45表达平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。化学元素符号Mn表达钢的含锰量较高。

碳素工具钢

T8

T8A

“T”为“碳”字的汉语拼音字首，后面的数字表达钢的平均含碳量的千分数。如T8A表达平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。“A”表达高级优质。

铸钢

ZG200—400

“ZG”代表铸钢，其后面第一组数字为屈服点(MPa)；第二组数字为抗拉强度（Mpa）。如ZG200—400表达屈服点为200MPa，抗拉强度为400MPa的铸钢。

二、合金钢

为了改善碳素钢的组织和性能，在碳素钢基础上有目的地加入一种或几种合金元素所形成的铁基合金，称为低合金钢或合金钢。常加入的合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、硼、铝、铌、锆等。通常低合金钢中加入合金元素的种类和数量较合金钢少。不同元素的组合，不同的元素含量，可得到不同的性能。

合金钢的分类

1.按质量等级分

按质量等级，合金钢可分为优质合金钢（如一般工程结构用合金钢、耐磨钢、硅锰弹簧钢等）和特殊质量合金钢（如合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢等）。

2.按合金元素总量分

按合金元素总量将合金钢分为：低合金钢（WMe5%）、中合金钢（WMe=5%～10%）和高合金钢（WMe10%）

3.按合金元素种类分

按合金元素种类将合金钢分为：铬钢、锰钢、硅锰钢、铬镍钢等。

4.按重要性能和使用特性分

重要分为工程结构用合金钢，机械结构用合金钢，轴承钢，工具钢，不锈、耐蚀和耐热钢，特殊物理性能钢等。

合金钢的编号

我国合金钢编号方法的原则是以钢中碳含量（Wc×100）、合金元素的种类和含量（WMe×100）来表达。当钢中合金元素的平均含量WMe1.5%时，钢号中只标出元素符号，不标明合金元素平均含量；当WMe≥1.5%、2.5%、3.5%……时，在该元素后面相应的标出2、3、4……。合金钢的具体编号方法见表1-11：

表1-12合金钢的编号方法

分类

编号方法

举例

低合金高强度结构钢

钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三个部分按顺序排列。

Q345C表达屈服点为345MPa、质量为C级的低合金高强度结构钢。

合金结构钢

合金结构钢的牌号用“两位数字+元素符号+数字”表达，前面两位数字表达钢中平均碳的质量分数的万倍值；元素符号表达钢中所含的合金元素；元素符号后面的数字表达该元素平均质量分数的百倍值。若为高级优质钢则在牌号后面加“A”。

60Si2Mn表达钢中平均碳含量为0.6%、含硅量为2%，含锰量小于1.5%的合金结构钢。

40CrNiMoA

滚动轴承钢

滚动轴承钢的牌号用“G+Cr+数字”表达，G表达“滚”，合金元素铬后面的数字表达平均铬质量分数的千倍值。

GCr15表达含铬量为1.5%的滚动轴承钢

合金工具钢

合金工具钢的编号方法与合金结构钢相似。区别仅在于：若钢中平均Wc1%时，牌号前面用一位数字表达平均碳的质量分数的千倍值；若Wc≥1%时则不标出。

9Mn2V表达含碳量为0.