常用钢材的型号化学成分用途及性能.docx

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常用钢材的型号化学成分用途及性能

轴承钢

1.概述

轴承钢是主要用来制造滚动轴承的零件。

如滚珠、滚柱和轴承套圈等。

它们在工作时承受着高的集中交变载荷，由于滚珠与轴承套圈之间的接触面积小，在高速转动的同时还有滑动，会产生很大的摩擦。

因此滚动轴承钢应具有高的硬度、耐磨性和疲劳强度，对钢的金相组织、化学成分要求是十分严格的，否则会显著缩短轴承的使用寿命。

一般滚动轴承钢的含碳量较高，在0.95～1.1%范围内，并加入某些合金元素，如铬、锰等。

多以球化退火交货，在使用前需进行淬火（约840℃）和低温回火（150℃）。

（1）生产制造方法：

对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。

夹杂物量愈高，寿命就越短。

为了改善冶炼质量，近来已采用电炉冶炼并经电渣重熔，亦可采用真空冶炼，真空自耗精炼等新工艺来提高轴承钢的质量。

（2）用途：

除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具、丝锥等。

2.主要生产厂及输往国家、地区

我国大连钢厂、大冶钢厂是生产轴承钢的主要产地。

目前主要输往香港和东南亚地区。

3.进口主要生产国家

我国主要从日本、德国进口轴承钢。

4.种类

我国目前已生产高碳铬不锈轴承钢，主要钢号有9CR18；渗碳轴承钢，主要钢号有G20CrMo；铬轴承钢，主要钢号有GCr15。

5.规格和外观质量

规格主要有圆钢、扁钢、钢丝等。

钢材表面应加工良好。

不得有裂纹、折叠、结疤和夹杂。

冷拉钢表面还应光滑、干净、无氧化皮。

6.化学成分

国标、冶标、日本标准中主要钢号的化学成分见表6—7—24。

表6-7-24有关标准中主要钢号的化学成分指标

标准号

钢号

化学成分 %

GB/T3086

-82

9Cr18

0.90-

1.00

＜0.80

＜0.035

＜0.030

17.00-

19.00

GB/T3203

-82

G20

CrMo

0.17-

0.23

0.20-

0.35

0.65-

0.95

＜0.030

0.35-

0.65

0.08-

0.15

YB（T）1

-91

GCr15

0.95-

1.05

0.15-

0.35

0.25-

0.45

＜0.025

1.40-

1.65

＜0.30

JISG4805

-90（96）

SVJI

0.95-

1.10

0.15-

0.35

＜0.50

＜0.025

0.90-

1.20

＜0.25

注：

上述钢号Cu%均小于0.25。

7.物理性能

轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。

一般情况下均以热轧退火、冷拉退火交货。

交货状态应在合同中注明。

钢材的低倍组织必须无缩孔、皮下气泡、白点及显微孔隙。

中心疏松、一般疏松不得超过1.5级，偏析不得超过2级。

钢材的退火组织应为均匀分布的细粒状珠光体。

脱碳层深度、非金属夹杂物和碳化物不均匀度应符合相应有关国家标准规定。

8.包装

直径小于20mm要打包交货，大于20mm时可以裸装交货。

对冷拔钢应涂防锈油。

货物出厂前应附质量保证书、注明钢号、炉号、重量、规格、化学成分、检验标准及检验结果。

弹簧钢

1.概述

弹簧钢主要是应有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质最主要的应有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；应有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断。

在碳素钢中碳含量在0.60～0.90%之间的优质钢是制造弹簧的钢种，但碳素弹簧钢的渗透性差，只宜制作小截面的弹簧，大截面的弹簧需要用合金钢制作。

在合金钢中由于合金元素的强化作用，可制造弹簧的材质其含碳量可降低到0.5～0.7%。

硅、锰、铬、钒是弹簧钢中最常用的合金元素。

一般淬火后进行中温回火可获得高的弹性。

（1）生产制造方法：

通常采用电炉冶炼，加入脱氧剂硅、铝，注入钢锭模后，通过锻压或轧制，便得到各种形状的钢材和锻件。

（2）用途：

主要用在机车、车辆、汽车、拖拉机、飞机的各种螺旋弹簧和板簧等。

2.主要生产厂及输往国家、地区

我国大连钢厂、上海钢厂、重庆钢厂是生产弹簧钢的主要厂家。

目前有少量出口任务，质量稳定。

主要输往香港及东南亚等地区。

3.主要进口生产国家

我国目前主要从日本、瑞士、巴西等国进口。

进口弹簧钢索赔案中发现的质量问题有：

内部裂纹、端部裂纹、锈蚀、麻坑、结疤等；此外短重、短尺问题也曾发生过。

因此须加强检验把关。

4.种类

在碳素钢中钢号有65—85号。

在合金钢中有65Mn,55SiMn,60SiMn,50CRV等。

5.规格及外观质量

主要有热轧圆钢、方钢、扁钢及异型截面的弹簧钢钢材。

钢材的表面不得有裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层和压入的氧化铁皮。

6.化学成分

我国国标、日本工业标准中主要钢号的化学成分如表6—7—27。

7.物理性能

钢材的低倍组织不得有缩孔、裂缝、分层、白点、气泡等缺陷。

一般疏松、中心疏松、偏析均不得超过3级。

脱碳层深度不应大于直径或厚度的2%。

主要钢号的机械性能见表6—7—28。

表6-7-27我国和日本标准中主要钢号的化学成分指标

标准号

钢号

化学成分 %

GB/T1222

-87

65Mn

0.62-0.70

0.17-0.37

0.90-1.20

＜0.040

＜0.25

0.25

GB/T1222

-87

60Si2Mn

0.56-0.64

1.50-2.00

0.60-0.90

＜0.040

＜0.35

0.25

JISG4801

-84（94）

SUP6

0.56-0.64

1.50-1.80

0.70-1.00

＜0.035

JISG4801

-84（94）

SUP9

0.52-0.60

0.15-0.35

0.65-0.95

＜0.035

0.65-0.95

注：

其他国家标准有ΓOCT453等。

表6-7-28主要钢号的机械性能指标

标准号

钢号

热处理 ℃

机械性能

淬火温度

℃

回火温度

℃

屈服强度

N/mm2

抗拉强度

N/mm2

伸长

收缩

硬度

GB/T1222-84

65Mn

830油冷

540

＞784

＞980

＞8

＞30

GB/T1222-84

60Si2Mn

870油冷

480

＞1176

＞1274

＞6

＞25

JISG4801-84（94）

SUP6

830-860

油冷

480-530

＞1078

＞1225

＞9

＞20

363-429

JISG4801-84（94）

SUP9

830-860

油冷

460-510

＞1078

＞1225

＞9

＞20

363-429

8.包装

裸装、成捆交货、铁丝或钢带捆扎，并有标牌标明炉号、规格等印记。

进出口交货时应附品质证，标明所执行的标准及标准中所规定的各项试验结果。

9.注意事项

由于弹簧制品对脱碳要求严格，淬火时不宜使用高温矽碳棒炉，而采用盐浴炉处理为好。

碳素钢

1.概述

碳素钢是指碳含量低于2%，并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金。

工业上应用的碳素钢碳含量一般不超过1.4%。

这是因为含碳量超过此量后，钢表现出很大的硬脆性，

并且加工困难，失去生产和使用价值。

碳素钢按其质量不同可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢二类。

优质碳素结构钢规定硫、磷的允许含量比普通碳素钢低，所以综合机械性

能比普通碳素钢好。

（1）生产制造方法。

碳素钢的冶炼通常在转炉、平炉中进行。

转炉一般冶炼普通碳素钢，而平炉可以冶炼各种优质钢。

近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可代替平炉炼钢。

将炼好的

钢液注入钢锭模，就得到各种钢锭。

钢锭经过锻压或轧制后便加工成各种形状的钢材和锻件。

钢锭经过压力加工后，能够改善钢的内部组织和夹杂物分布，所以同样成分的钢材要比钢锭

的性能优越一些。

（2）用途。

碳素钢主要用来制造强度要求不高的机器零件和各种金属构件。

广泛应用于机械制造的各个方面。

如农业机械、机床、船舶等。

它是一种应用最广、用途最大的钢材。

2.主要生产及输往国家、地区

我国的鞍山钢厂、宝山钢厂、上海钢厂、太原钢厂、重庆钢厂、天津钢厂等是出口碳素钢的主要产地。

一般碳素钢多加工成型材，如角钢、扁钢、工字钢等输往日本、香港、东南亚、

中东等国家和地区。

3.主要进口生产国家

我国主要从日本、俄罗斯、德国、东欧等国家进口。

与其他钢类相比，碳素钢进口数量最多。

进口到货后缺重问题较为突出。

收用货部门要加强到货后重量的验收。

4.种类

碳素钢按含碳量可划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

高碳钢属于工具钢，详见“工具钢”部分。

低碳钢如20号钢一般多用来制作渗碳零件。

热处理工艺是先进行渗碳处理，随后进行淬火

和低温回火。

经这样处理后零件表面具有较高的硬度而心部具有良好的塑性。

而中碳钢如45号钢根据使用条件不同，热处理方式也不同。

一般做热加工使用的要进行调质处理，即淬火

后高温回火。

其他条件使用的可进行正火处理。

5.规格及外观质量

碳素钢的品种主要有圆钢、扁钢、方钢等。

经冷、热加工后钢材的表面不得有裂缝、结疤、夹杂、折叠和发纹等缺陷。

尺寸和允许公差必须符合相应品种国家标准的要求。

6.化学成分

现把国标、日本标准中某些主要钢号的化学成分列举，如表6―7―20。

表6-7-20碳素钢化学成分指标

S30C、S45C钢号中Ni-Cr应小于0.35%，其他国家的标准号有EN10083T―91.ГОСТ1050等。

7.物理性能

现把国标、日本标准中某些主要钢号的机械性能如表6―7―21。

表6-7-21碳素钢物理性能指标

标准号

钢号

化学成分 %

GB/T699-88

0.27-0.35

0.17-0.37

0.50-0.80

＜0.040

＜0.25

GB/T699-88

0.42-0.50

0.17-0.37

0.50-0.80

＜0.040

＜0.25

JISG4051-79（94）

S30C

0.27-0.33

0.15-0.35

0.60-0.90

＜0.030

＜0.035

＜0.20

＜0.30

JISG4051-79（94）

S45C

0.42-0.48

0.15-0.35

0.60-0.90

＜0.030

＜0.035

＜0.20

＜0.30

标准号

钢号

热处理

机械性能

正火

温度℃

淬火水冷

回火急冷

H温度℃

热处理

屈服点

N/mm2

抗拉

强度

N/mm2

伸长率

收缩率

ψ %

冲击值

J/cm2

硬度

GB/T699-88

850-900

空冷

＞294

＞490

＞21

＞50

＞78

GB/T699-88

820-870

空冷

＞353

＞589

＞16

＞40

＞49

JISG4051-79（94）

S30C

850-900

550-650

＞333

＞539

＞23

＞57

＞108

152-212

JISG4051-79（94）

S45C

820-870

550-650

＞490

＞686

＞17

＞45

＞78

201-269

8.包装

裸装，国产钢按钢号在端部进行涂色，详见GB/T699-88标准规定。

9.注意事项

碳素钢淬火时通常采用水冷，但对小尺寸的中碳钢，尤其是直径为8―12mm的45号钢淬火时容易产生裂纹，这是一个较为复杂的问题。

目前采取的措施是淬火时试样在水中快速搅动，

或者采用油冷，可避免出现裂纹。

普通碳素结构钢

又称普通碳素钢。

与优质碳素钢相比，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。

我国和某些国家根据交货的保证条件，把普通碳素钢分为三类：

甲类钢（A类钢），只保证力学性能，不保证化学成分，乙类钢（B类钢），只保证化学成分，不保证力学性能；特类钢（C类钢），既保证化学成分，又保证力学性能。

特类钢常用于制造较重要的结构件。

钢梁

一、概述

工字钢也称钢梁，是型钢的一种，截面为工字形的长条钢材。

其规格以腰高（h）*腿宽（b）*腰厚（d）的毫米数表示，如“工160*88*6”，即表示腰高为160毫米，腿宽为88毫米，腰厚为6毫米的工字钢。

二、主要用途

工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。

三、种类和规格

工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，热轧普通工字钢的规格为10-63#。

经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12-55#。

工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如工16#。

腰高相同的工字钢，如有几种不同的腿宽和腰厚，需在型号右边加abc予以区别，如32a#32b#32c#等。

四、主要产地

我国主要是包钢、莱钢、武钢、马钢等较少几家钢厂生产。

热轧H型钢

H型钢

是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。

H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应。

热轧H型钢的表示方法：

H型钢分为宽翼缘H型钢（HK）、窄翼缘H型钢（HZ）和H型钢桩（HU）三类。

其表示方法为：

高度H×宽度B×腹板厚度t1×翼板厚度t2，如H型钢Q235、SS400 200×200×8×12表示为高200mm宽200mm腹板厚度8mm，翼板厚度12mm的宽翼缘H型钢，其牌号为Q235或SS400。

热轧H型钢的优点：

H型钢是一种新型经济建筑用钢。

H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。

常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。

H型钢主要用于用于工业厂房、民用建筑、市政工程、石油平台、桥梁、平板车大梁、电气化铁路的电力支架、铁路沿线的钢结构桥梁等轻型、超轻型H型钢非常适用于集装箱、移动房屋、各类车库、箱式火车、电气支架、各类场馆、小别墅制造业。

热轧H型钢根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比，具有优良的力学性能和优越的使用性能。

★结构强度高。

同工字钢相比，截面模数大，在承载条件相同时，可节约金属10-15%。

★设计风格灵活、丰富。

在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%，从而使建筑布置更加灵活。

★结构自重轻。

与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，造价降低。

★以热轧H型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。

据统计，在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中，以H型钢为主的钢结构建筑受害程度最小。

★增加结构有效使用面积。

与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积，视建筑不同形式，能增加有效使用面积4-6%。

★与焊接H型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。

★便于机械加工、结构连接和安装，还易于拆除和再用。

★采用H型钢可以有效保护环境，具体表现在三个方面：

一是和混凝土相比，可采用干式施工，产生的噪音小，粉尘少；二是由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地资源破坏小，此外大量减少混凝土用量，减少开山挖石量，有利于生态环境的保护；三是建筑结构使用寿命到期后，结构拆除后，产生的固体垃圾量小，废钢资源回收价值高。

★以热轧H型钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。

发展钢结构，创造和带动了数以百计的新兴产业发展。

★工程施工速度快，占地面积小，且适合于全天候施工，受气候条件影响小。

用热轧H型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍，资金周转率成倍提高，降低财务费用，从而节省投资。

以我国“第一高楼”上海浦东的“金贸大厦”为例，主体高达近400m的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶，而钢混结构则需要两年工期。

焊接H型钢生产工艺流程

钢板--自动分条--组立--自动埋弧焊--探伤--翼缘矫正--腹板矫正--端面加工--喷砂除锈--喷漆。

全自动埋弧焊生产线自下料、组立、焊接全部由微机控制，保证生产的H型钢尺寸精度，焊缝质量均达到国家标准。

钢结构建筑，结构简洁、轻巧，扩大了建筑物的内部空间，节省钢材，安装周期短，屋面和墙面采用彩色压型钢板，使建筑物更具时代感。

我国钢结构建筑的快速发展，为热轧H型钢的进步和推广创造了良好的市场条件。

钢结构因重量轻、强度高、抗震性能好、工业化生产、施工速度快、节能环保等优点，在世界范围内得到广泛应用。

我国已经充分具备钢结构的发展条件，钢结构建筑呈现蓬勃发展的大好形势：

首先，钢结构已成为我国建筑市场的需要。

大跨度厂房、场馆、高层楼宇、塔架及海上平台、桥梁和住宅建设，都需要钢结构的快速发展。

其次,我国已充分具备发展钢结构的物质条件。

我国自1996年起钢年产量连续突破1亿吨，建筑钢材数量、品种、质量基本满足钢结构住宅建筑的需要。

另外，我国已具备发展钢结构的政策条件。

政府加强了钢结构的政策引导和支持，建筑钢结构设计、制造、施工的有关国家标准规范己基本修订编制完成。

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热轧带肋钢筋

一、概述

螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称。

其牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。

H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。

热轧带肋钢筋分为HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）、HRB500三个牌号。

主要用途：

广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。

主要产地：

螺纹钢的生产厂家在我国主要分布在华北和东北，华北地区如首钢、唐钢、宣钢、承钢等，东北地区如西林、北台、抚钢等，这两个地区约占螺纹钢总产量50%以上。

二、标准号：

GB1499-1998

三、化学成分：

牌号

化学成分，100%

Ceq

HRB335

0.25

0.80

1.60

0.045

0.52

HRB400

0.25

0.80

1.60

0.045

0.54

HRB500

0.25

0.80

1.60

0.045

0.55

四、力学性能

1）钢筋的力学性能应符合下表规：

牌号

公称直径mm

σs（或σp0.2）

Mpa

σb

MPa

δ5

不小于

HRB335

6-25

28-25

335

490

HRB400

6-25

28-50

400

470

HRB500

6-25

28-50

500

630

２）钢筋在最大力下的总伸长率δgt不小于2.5%。

供方如能保证，可不作检验。

３）根据需方要求，可供应满足下列条件的钢筋：

a）钢筋实测抗拉强度与实测屈服点之比不小于1.25；

b）钢筋实测屈服点与上表规定的最小屈服点之比不大于1.30。

五、工艺性能

１）弯曲性能

按下表规定的弯心直径弯曲180度后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。

牌号

公称直径a

弯曲试验

弯曲直径

HRB335

6-25

28-50

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