碳素结构钢的力学性能.
碳素结构钢的力学性能
碳素结构钢的力学性能牌号: Q235等级: A拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|≤16: 235拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞16～40: 225拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞40～60: 215拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞60～100: 205拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞100～150: 195拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞150: 185拉伸试验|抗拉强度σb/MPa: 375～500拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|≤16: 26拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞16～40: 25拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞40～60: 24拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞60～100: 23拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞100～150: 22拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞150: 21冲击试验|温度/℃:冲击试验|V型(纵向)冲击吸收功AK/J，≥:冷弯试验，B=2a，180°|钢材厚度或直径/mm|≤60|弯芯直径d/mm: 纵a，横1.5a冷弯试验，B=2a，180°|钢材厚度或直径/mm|＞60～100|弯芯直径d/mm: 纵2a，横2.5a 冷弯试验，B=2a，180°|钢材厚度或直径/mm|＞100～200|弯芯直径d/mm : 纵2.5a，横3a牌号: Q235等级: B拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|≤16: 235拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞16～40: 225拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞40～60: 215拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞60～100: 205拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞100～150: 195拉伸试验|屈服点σs/MPa，≥|钢材厚度或直径/mm|＞150: 185拉伸试验|抗拉强度σb/MPa: 375～500拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|≤16: 26拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞16～40: 25拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞40～60: 24拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞60～100: 23拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞100～150: 22拉伸试验|伸长率δ5(%)，≥|钢材厚度或直径/mm|＞150: 21冲击试验|温度/℃: 20冲击试验|V型(纵向)冲击吸收功AK/J，≥: 27冷弯试验，B=2a，180°|钢材厚度或直径/mm|≤60|弯芯直径d/mm: 纵a，横1.5a冷弯试验，B=2a，180°|钢材厚度或直径/mm|＞60～100|弯芯直径d/mm: 纵2a，横2.5a 冷弯试验，B=2a，180°|钢材厚度或直径/mm|＞100～200|弯芯直径d/mm : 纵2.5a，横3a低合金高强度结构钢的力学和工艺性能牌号: Q345质量等级: A屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|≤16: 345屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|＞16～35: 325屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|＞35～50: 295屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|＞50～100: 275抗拉强度σb/MPa: 470～630伸长率δ5(%)≥: 21冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|+20℃:冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|0℃:冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|-20℃:冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|-40℃:180°弯曲试验，d=弯心直径，a=试样厚度(直径)|钢材厚度(直径)/mm|≤16: d=2a 180°弯曲试验，d=弯心直径，a=试样厚度(直径)|钢材厚度(直径)/mm|＞16～100: d=3a 牌号: Q345质量等级: B屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|≤16: 345屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|＞16～35: 325屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|＞35～50: 295屈服点σs/MPa，≥|厚度(直径，边长)/mm|＞50～100: 275抗拉强度σb/MPa: 470～630伸长率δ5(%)≥: 21冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|+20℃: 34冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|0℃:冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|-20℃:冲击吸收功AKV(纵向)/J，≥|-40℃:180°弯曲试验，d=弯心直径，a=试样厚度(直径)|钢材厚度(直径)/mm|≤16: d=2a 180°弯曲试验，d=弯心直径，a=试样厚度(直径)|钢材厚度(直径)/mm|＞16～100: d=3a 牌号: Q345主要特性: 综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性应用举例: 船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备．起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。
优质碳素结构钢化学成分和力学性能
统一数字代号1U2008008F 0.05～O.11≤0.030.25～0.500.12U2010010F O.07～0.13≤0.07O.25～0.500.153U2015015F 0.12～0.18≤0.07O.25～0.500.254U2008280.05～0.110.17～0.37O.35～0.650.15U2010210O.07～O.130.17～0.37O.35～0.65O.156U20152150.12～0.18O.17～0.370.35～0.65O.257U20202200.17～0.230.17～0.37O.35～0.65O.258U2025225O.22～0.29O.17～0.370.50～0.80O.259U20302300.27～0.340.17～0.37O.50～0.80O.2510U20352350.32～0.39O.17～0.370.50～0.80O.2511U20402400.37～0.44O.17～0.370.50～0.800.Z512U2045245O.42～O.50O.17～0.370.50～0.80O.2513U2050250O.47～0.55O.17～0.37O.50～0.80O.2514U2055255O.52～0.600.17～0.370.50～0.80O.2515U2060260O.57～0.650.17～0.370.50～0.800.2516U20652650.62～0.70O.17～0.370.50～0.80O.2517U2070270O.67～0.75O.17～0.370.50～0.800.2518U2075275O.72～0.800.17～0.370.50～0.80O.2519U2080280O.77～0.85O.17～0.370.50～0.800.2520U2085285O.82～0.900.17～0.370.50～0.800.2521U2115215Mn O.12～0.180.17～0.37O.70～1.000.2522U2120220Mn 0.17～0.230.17～0.370.70～I.000.2523U2125225Mn 0.22～0.290.17～0.37O.70～1.00O.2524U2130230Mn O.27～0.340.17～0.37O.70～1.00O.2525U2135235M13O.32～0.390.17～0.37O.70～1.00O.2526U2140240M13O.37～0.440.17～0.370.70～1.000.2527U2145245Mn O.42～0.50O.17～0.37O.70～1.000.2528U2150250Mn 0.48～0.560.17～0.37O.70～1.00O.2529U2160260Mn 0.57～O，650.17～0,37O.70～1.00O.2530U2165265M13O.62～0.700.17～0.37O.90～1.20O.25序号牌号化学成分.%C Si Mn CrNiO.30O.30不大于0.30.3O.300.3O.30O.30O.30O.30O.30O.30O.30O.30O.300.30.3O.300.30.3O.30O.30O.30O.30O.30O.300.3O.30 根据GB699-1999，按统一数字代号和牌号规定的化学成分和物理性能见以下各表：O.30O.30表1：化学成分优质碳素结构钢化学成分和力学性能31U2170270M130.67～0.750.17～0.37O.90～1.20O.25O.30注：表1所列牌号为优质钢。
数控切削参数表
碳素结构钢的力学性能（GB700-88）注：A、B、C为质量等级，D级为优质级。
铣削加工常用切削速度经验值(m/min)铣削时的切削速度铣削加工每齿进给量推荐值 (mm/z)数控铣削每齿进给量经验值H13~H7孔加工方式余量（孔长度小于5倍直径）注：当孔径≤30mm、直径余量≤4mm和孔径>30～80mm、直径余量≤6mm时，采用一次扩孔或一次镗孔。
H7与H8级精度孔加工方式及余量(在实体材料上加工) (mm)注：在铸铁上加工直径为30mm与32mm的孔可用Ф28与Ф30钻头钻一次。
按H7与H8级精度加工已预先铸出或热冲出的孔 (mm)注：1.如果铸出的孔有很大的加工余量时，则第一次粗镗可分为两次或多次； 2.如果只进行一次半精镗，由其加工余量为表中“半精镗”和“粗铰或二次半精镗”加工余量之和。
平面精铣、磨削加工方式余量（mm）注：1. 精铣时，最后一次行程前留的雨量应该≥0.5mm。
2. 热处理零件磨削的加工余量系将表中值乘以1.2。
高速钢钻头加工钢件的切削用量高速钢钻头加工铝件的切削用量高速钢钻头扩孔、钻孔的切削用量 (mm/r)高速钢铰刀铰孔的切削用量攻螺纹切削速度 (m/min)钻孔的进给量镗孔切削用量硬质合金端面铣刀的铣削用量不锈钢的铣削用量不锈钢的铣削用量硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量注：1、加工断续表面及有冲击的工件时，表内进给量应乘系数K＝0.75～0.85；2、在无外皮加工时，表内进给量应乘第数K＝1.1；3、加工耐热钢及其合金时，进给量不大于1mm/r；4、加工淬硬钢时，进给量应减小。
当钢的硬度为44～56HRC时，乘系数K=0.8；当钢的硬度为57～62HRC时，乘系数K=0.5。
5、可转位刀片的允许最大进给量不应超过其刀尖圆弧半径数值的80％。
硬质合金外圆车刀半精车的进给量（参考值） mm/r注：rε=0.5mm，用于12×12以下刀杆，rε＝1mm，用于30×30以下刀杆，rε＝2mm，用于30×45及以上刀杆。
碳素结构钢的特性及用途
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（0.70%-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，渗碳与淬火时表面耐磨而心部韧性好的综合性能。热轧或 正火处理后韧性好
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
高强度中碳结构钢，冷变形性能力低，可切削性中等。焊接性差，无回火脆性， 锻造齿轮、拉杆、轧辊、轴摩擦盘、机床主轴、发动机曲
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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 件，如轧辊、曲轴、凸轮及钢丝绳等
70 强度和弹性比65钢稍高，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，但强度较高而弹性略低，其淬透性亦不高。通常在淬水、 回火后使用
板弹簧、螺旋弹簧、抗磨损零件、较低速车轮等
焊接件、热锻、热冲压件渗碳后用作耐磨性
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
碳素结构钢化学成分和力学性能(Q235)
碳素结构钢化学成分和力学性能根据GB 70O一881 牌号和化学成分1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。
表1注：1)Q235A、B级沸腾钢锰含量上限为0.60％。
1.1.1 沸腾钢硅含量不大于0.07％；半镇静钢硅含量不大于0.17％；镇静钢硅含量下限值为0.12%1.1.2 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015％或全铝含量不小于0.020％。
1.1.3 钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30％，氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008％。
如供方能保证，均可不做分析。
经需方同意.A级钢的铜含量。
可不大于0.35％。
此时.供方应做铜含量的分析.并在质量证明书中注明其含量。
1.1.4 钢中砷的残余含量应不大于0.080％。
用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢。
砷含量由供需双方协议规定。
如原料中没有含砷.对钢中的砷含量可以不做分析。
1.1.5在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、碓锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量(熔炼分析)应在质量证明书中注明。
1.1.6 存供直商品钢锭(包括连铸坯)、钢坯时，供方应保证化学成分(熔炼分析)符合表1规定·但为保证轧制钢材各项性能；={=合本标准要求.各牌号A、B级钢的化学成分可以根据需方要求进行适当j周整.另订协议。
1.2 成品钢材、商品钢坯的化学成分允许偏差应符合GB 222中表1的规定。
沸腾钢成品钢材和商品钢坯化学成分偏差不作保证。
5.2 冶炼方法钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼.除非需方有特殊要求，并在合同中注明，冶炼方法一般由供方自仃：臭定。
2力学性能钢材的拉伸和冲击试验应符合表2规定，弯曲试验应符合表3规定。
表2表3注:B试样宽度．a为钢材厚度(直径)。
优质碳素结构钢性能成分汇总
优质碳素结构钢性能成分汇总优质碳素结构钢是含碳小于%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少，机械性能较为优良。
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。
钢中除含有碳（C）元素和为脱氧而含有一定量硅（Si）（一般不超过%）、锰（Mn）（一般不超过%，较高可到%）合金元素外，不含其他合金元素（残余元素除外）。
此类钢必须同时保证化学成分和力学性能。
其硫（S）、磷（P）杂质元素含量一般控制在%以下。
若控制在%以下者叫高级优质钢，其牌号后面应加“A”，例如20A；若P控制在%以下、S控制在%以下时，称特级优质钢，其牌号后面应加“E”以示区别。
对于由原料带进钢中的其他残余合金元素，如铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）等的含量一般控制在Cr≤%、Ni≤%、Cu≤%。
有的牌号锰（Mn）含量达到%，称为锰钢。
常用建筑钢材主要技术性能指标
常用建筑钢材主要技术性能指标一、碳素结构钢碳素结构钢主要轧制成型材(圆、方、扁、工、槽、角等钢材)、异型型钢(轻轨、窗框钢、汽车轮轮辋钢等)和钢板，用于厂房、桥梁、船舶、建筑及工程结构。
这类钢材一般不需热处理即可直接使用。
碳素结构钢的力学、工艺性能及化学成分指标应符合表10-2、表10-3和表l0-4的规定。
表10-2 碳素结构钢的力学性能表10-3 碳素结构钢的冷弯性能注：B为试样宽度，a为钢材厚度(直径)。
表l0-4 碳素结构钢化学成分Q235A 0.14～0.30～0.30.050 0.045 F.b，ZB 0.12～0.30～0.045C ≤0.18 0.34～0.040 0.040 ZD ≤0.17 0.035 0.035 TZQ255 A 0.18～0.47～0.3 0.050 0.045 F.b.ZB 0.045Q75 0.28～0.50～O.35 0.050 0.045 Z二、常用建筑钢筋按生产工艺、性能和用途的不同，常用建筑钢筋可分为热轧光面圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳热轧网缸条钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋等。
1．热轧光向圆钢筋经热轧成型并自然冷却的成品为表面光圆的钢筋(见图10-1)，称为热轧光面圆钢筋。
按其供应方式又可分为热轧直条光圆钢筋(直径为8～20mm)和热轧圆盘条钢筋(直径为5.5～14mm)。
图10-1 光圆钢筋截面形态I级钢筋足用Q235号钢轧制而成，是低强度钢筋，蝮性好，伸长率大，便于弯折成型，焊接性好，广泛用于普通钢筋t昆凝土构件中。
圆钢盘条可用作中小型构件的受力筋或构造筋，还可加工成冷拔低碳钢丝及冷轧钢筋等。
(I)钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋的力学、工艺性能见表10-5，牌号及化学成分见表10-6。
表10-5 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋力学工艺性能表10-6 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋牌号及化学成分(2)低碳热轧圆盘条(GH701-97)盘条钢筋是成卷盘状供应的热轧钢筋。
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响含碳量少，一般组织由铁素体和珠光体组成，淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大，硬度低，耐磨性差含碳量高，组织一般由渗碳体跟珠光体组成，淬火后多为片状马氏体；高碳钢脆性大，硬度高，耐磨性好一般碳的含量越高硬度越大，韧性降低！以下是各种钢的特点的一些简介：1 碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。
碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc 0.25％一0.6％)和高碳钢(wc >O．6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 。
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。
2 碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。
若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含s、P 的量依次降低，钢材质量依次提高。
若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’或“b”者为镇静钢。
例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A 级沸腾钢，Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。
通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。
Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。