机械结构用钢
机械加工常用的金属材料
机械加工常用的金属材料机械加工就是对金属零件加工，那么你对机械加工常用的金属材料有哪些有兴趣吗?下面由店铺向你推荐机械加工常用的金属材料介绍，希望你满意。
机械加工常用的金属材料分析1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。
主要特征: 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。
应用举例: 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。
2. Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢。
主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4. HT150——灰铸铁。
应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
常见钢材牌号及用途
常见钢材牌号及用途钢材是一种广泛应用于建筑、制造和工业领域的重要材料。
钢材的牌号通常由一组数字和字母组成，用于标识其化学成分、力学性能和用途。
下面是一些常见的钢材牌号及其用途的概述：1.Q235/Q345Q235和Q345是中国标准中最常见的两种结构用钢材。
它们的主要特点是强度较高、可焊性好、成本相对较低。
常用于建筑结构、桥梁、船舶、管道、压力容器等领域。
2.SS400SS400属于日本标准中的结构用钢材，与Q235相似。
主要用于建筑结构、汽车零部件、桥梁、机械结构等领域。
3.45#/45Mn2/40Cr这些钢材牌号通常用于制造机械零部件，如轴承、齿轮、销子、机床导轨等。
具有较高的强度和硬度，适用于承受高压力和冲击负荷的工作环境。
4.20#/35#/45#/40CrMo这些钢材牌号属于机械结构用钢材，与上述牌号类似，但添加了一定的合金元素，如铬、锰、钼等，以提高其强度、硬度和耐磨性。
常用于高强度机械零部件的制造。
5.304/316304和316属于不锈钢材，具有良好的耐腐蚀性能。
304不锈钢常用于家具、厨房用具、家电等日常应用。
316不锈钢具有更高的耐腐蚀性能，常用于化工、海洋工程、制药等领域的要求较高的环境。
6.201/202/430这些钢材牌号属于不锈钢材，通常用于装饰、建筑和家电等领域。
相对于304不锈钢，它们的成本较低，尤其是201和2027.S45C/SM45C这些钢材牌号属于碳素结构钢，主要用于机械零部件的制造。
具有较高的强度和耐磨性，适用于高负荷和高温环境。
8.41404140属于合金结构钢，添加了铬、钼、锰等合金元素。
具有较高的强度和抗疲劳性能，常用于制造工具、模具、轴承等工业部件。
9.65Mn65Mn为弹簧钢材，具有高强度和良好的弹性。
常用于汽车制造、机械生产、电子产品和家具等领域。
10.61506150为弹簧钢材，添加了铬和钼等合金元素，具有良好的韧性、强度和耐疲劳性能。
常用于汽车零部件、工程机械、弹簧制造等领域。
JIS G 4051-中文版
备注： 1、不适用于以拉伸矫直机矫直后供应的钢板。 2、上表适用于任意长度40OOmm,长度小于400Omm时,适用于全长. 3、平直度值,为由应变的最大值减去钢板的公称厚度,适用于钢板上表面。 4、不适用于不切边的热轧态钢板. 5、平直度的测定,原则上在平台上进行。 6 试验 6.1 分析试验的一般事项和桶样分析试样的采取法按JIS G0303(检查钢材的一般规则）之3.的规定。 6.2 成品分析试样的采取法按JIS G0321〈钢材成品分析方法及其允许变动值〉之3.的规定。 7 检验 7.1 检验一般事项按JIS G 0303(检查钢材的一般规则)的规定。 7.2 化学成分、外观、形状及尺寸的结果必须符合于4.及5.的规定。 7.3 除7.2所规定的检验以外,订货者可以指定下列检验。 此时,关于检验项目、取样方法、试验方法及合格与否的判定标准,订货者和制造者必须事前协议。磁粉探伤检验①,超声波探伤检验②，脱碳检验③,非金属夹杂物检验④，晶粒度检验⑤,机械性能检验⑥,淬透性检验⑦，宏观组织检验⑧,发纹检验⑨,显微镜组织检验。 注:⑴按JIS G 0565(钢铁材料的磁粉探伤检验方法及缺陷磁粉花纹的等级分类) ⑵按JIS G 2344(金属材料的脉冲反射法超声波探伤检验方法) ⑶:按JIS G 0558(钢的脱碳层深度测定方法) ⑷:按JIS G 0555(钢的非金属夹杂物的显微镜检验方法) ⑸:按JIS G 0551(钢的奥氏体晶粒度试验方法) ⑹按JIS Z 2201(金属材料抗拉试验方法) JIS Z 2241〈金属材料抗拉试验方法〉 JIS Z 2202(金属材料冲击试验试样) JIS Z 2242(金属材料冲击试验方法)及JIS Z 2243(布氏硬度试验方法) ⑺：按JIS G 0561〔钢的瘁透性试验方法(末端淬火方法)〕 ⑻：按JIS G 0553(钢的宏观组织试验方法)。但此检验主要适用于棒钢。 ⑼：按JIS G0556(钢的发纹的肉眼试验方法)。但此检验主要适用于棒钢。 8 标志 8.2 钢板及带钢 钢板及带钢的标志,每件钢材或每1捆必须以适当的方法标明下列项目。如得到订货者的承认时,可以省略其中一部分。 〈1〉种类的钢号 〈2〉炉号或其他制造号码 〈3〉尺寸
常用治具材料分类
3.铝合金材料 种类 Al-Cu类合金 Al-Cu类合金 Al-Mg类合金 Al-Mg类合金 Al-Mg-Si类合金 Al-Mg-Si类合金 Al-Zn-Mg类合金
材料符号 A2011 A2017 A5052 A5056 A6061 A6063 A7075
用途 用于一般强力材料 用于一般强力材料 一般机械零件外罩、外壳等 一般机械零件 一般机械零件 一般机械零件结构材料 夹具、模具
65 锰（弹簧钢） SKS3 /SKD11/VIKING/SLD SKH9 SCM435 SCM415 SCM420 SUM21 SUM22L SUM24L SUJ2 SPCC/Q235 SPHC
用途 一般机械零件 一般机械零件 一般机械零件
轴、销等
硬质合金广泛用作刀具材 料，如车刀、铣刀、刨刀、 钻头、镗刀等
4.铜及铜合金材料
种类
材料符号
黄铜板
C2801P
快削黄铜(挤压棒) C3604BD
纯铜（紫铜）
铜锌合金（黄铜）
铜锡合金（青铜）
铜镍合金（白铜）
用途
用于钣金加工。铭牌、测量仪器板。
用于一般拉手用的螺栓、螺丝、螺母等
铜合金具有色泽美观；导电导热性能 优异；耐磨耐蚀性良好；易于机械加 工常用于.治具轴套类；接线端子类； 导热器件类；外观装饰类及重要防锈 防蚀零件
PEEK具有优秀的综合性能， 机械性能好，耐高温，耐化 学性能优越，使之成为最通 用的高级塑料。
保鲜膜、背心式塑料袋、塑 料食品袋、奶瓶、提桶、水 壶等。
PVC塑料（聚氯乙烯）
常用来制作皂盒、梳子、洗 衣板、文具盒、各种管材
尼龙（PA）
PP塑料（聚丙烯） 优力胶（PU 聚氨脂弹性体 ） 铁氟龙Teflon（塑料王）
钢结构用钢材料种类
钢结构用钢材料种类1. 引言钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域的结构形式，具有高强度、轻质、耐久等特点。
而钢材作为钢结构的主要构造材料，其种类和性能对于钢结构的设计和施工起着至关重要的作用。
本文将从常见的钢材种类、性能特点以及应用领域等方面进行详细介绍。
2. 常见的钢材种类2.1 碳素结构钢碳素结构钢是最常见也是最基础的一类钢材。
根据碳含量的不同，可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可焊性和塑性，适用于一般建筑和机械制造；中碳钢单独使用较少，通常与其他元素合金化以提高强度；高碳钢单独使用时硬度较高，但脆性大。
2.2 合金结构钢合金结构钢单独使用或与其他元素合金化后，具有更好的强度、硬度和耐磨性。
常见的合金结构钢有铬钼合金钢、镍铬合金钢等。
其中，铬钼合金钢具有良好的耐蚀性和高温强度，适用于海洋工程和化工设备；镍铬合金钢具有良好的耐热性和耐腐蚀性，适用于高温工作环境。
2.3 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的特殊钢材。
它主要是通过在钢中添加铬、镍等元素来提高其抗氧化和耐酸碱腐蚀能力。
不锈钢分为许多种类，如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢等。
不锈钢具有良好的机械性能和装饰性能，常用于建筑装饰、厨具制造等领域。
2.4 耐候结构钢耐候结构钢单独使用时具有较高的强度和抗腐蚀能力。
它主要是通过添加少量合金元素（如铜、铬等）形成一层致密的氧化物膜，从而防止钢材继续氧化。
耐候结构钢适用于户外建筑、桥梁等需要长期暴露在恶劣环境下的工程。
2.5 焊接结构钢焊接结构钢是专门用于焊接工艺的一类钢材。
它具有良好的可焊性和韧性，能够满足焊接过程中的变形和应力集中等问题。
根据焊接方式的不同，焊接结构钢可以分为电弧焊结构钢、气体保护焊结构钢等。
3. 钢材性能特点3.1 强度钢材具有较高的强度，能够承受较大的荷载。
强度是衡量钢材质量的重要指标之一，也是设计和施工中需要考虑的重要因素。
3.2 塑性塑性是指材料在受力时能够发生可逆形变而不破裂。
工程用钢及其应用
性能 —— 渗层硬度高，耐磨，抗接触疲劳；心部韧性高、强度大。
渗C钢的牌号（摘自GB/T3077-1999）（渗C: 930℃，回火：200 ℃）
淬
透
钢号
性
主 要 化 学 成 分, %
预备处理／
机械性能
C
Mn
Cr，Ni
淬火, ℃ b
s aKU2
MPa MPa J
20Cr 低
0.17~0.24 0.50~0.80 0.70~1.00
工程用钢及其应用
It is applicable to work report, lecture and teaching
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第二节 工程用钢及其应用
n 概述 n 工程结构用钢 n 机械结构用钢 n 滚动轴承钢 n 工具钢 n 特殊性能钢
On the evening of July 24, 2021
0.55
390
1.00 ~1.70
0.55
420
1.00 ~1.70
0.55
460
On the evening of July 24, 2021
b ，MPa 570 630 650 680 720
5 ，% 23
21~22 19~20 18~19
17
应用
桥梁
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车辆
50 0.47-0.55 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035
375
60 0.57-0.65 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035
400
85 0.62-0.70 0.50-0.80 0.17-0.37 <0.035 <0.035
常见工业用钢的性能及用途
常见工业用钢的性能及用途一、结构钢结构钢按用途分为工程构件用钢和机器零件用钢两大类。
1．工程构件用钢工程构件用钢是应用较广泛的钢种之一，用于国防、化工、石油、电站、车辆、造船、桥梁、建筑等国民经济部门，制造各种重要构件。
此类钢的发展历程大体经历如下几个阶段：①．最初，钢构件以铆接为主，设计依据是抗拉强度，很少考虑屈服强度、韧性和可焊性。
一般含碳量较高，约为0.3%。
②．当焊接技术普遍应用后，要求钢的可焊性好，同时要保证一定的强度，故钢的含碳量降低，含锰量增加。
③．针对焊接件出现脆性断裂，在钢中加入晶粒细化剂（如AlN），使钢的性能得到改善，屈服应力由225MPa提高到300 MPa，脆性转化温度降至0℃以下，从而提高了焊接件抗脆性断裂的能力。
④．在保持低碳、高锰、细晶的条件下，利用析出强化相进一步提高钢的屈服强度，通常加入Nb、V、Ti等合金元素。
⑤．利用微合金化技术，对钢进行控制轧制，降低终轧温度，可使钢的屈服强度达到450~500MPa，脆性转化温度下降到‐80℃。
工程构件用钢的成分要求为：在含碳量小于0.25%的碳钢中，加入微量的V、Ti、Nb、Zr、Ca、RE等元素。
其性能要求为：高的弹性极限、刚度、可焊性和冷变形性，好的耐大气、水腐蚀性，低的屈强比бs/бb以防脆断。
工程构件用钢包括普通碳素构件用钢和普通低合金构件用钢。
（1）普通碳素工程构件用钢普通碳素工程构件用钢简称普碳钢，产量约占钢总产量的70%，其中大部分用作机器零件。
由于普碳钢易于冶炼、价格低廉，性能也基本满足了一般工程构件的要求，所以在工程上用量很大。
为了满足工艺性能和使用性能的要求，含碳量一般均较低。
普碳钢通常以热轧状态供应，一般不经热处理强化，只保证机械性能及工艺性能便可。
其中的Q195、Q215有较高的延伸率，易于加工，常用做螺钉、炉体部件、农业机械等。
Q235～Q275具有较高的强度和硬度，延伸率也较大，大量用做建筑结构，轧制成工字钢、槽钢、角钢、钢板、钢管及其它各种型材。
钢材牌号及应用
钢材牌号及应用钢材是一种广泛使用的金属材料，有多种不同的牌号，每种牌号都有其特定的化学成分、力学性能和应用领域。
下面我将介绍一些常见的钢材牌号及其应用。
1. Q235钢：Q235钢是一种碳素结构钢，其化学成分含有碳、硅、锰、硫和磷。
它具有一定的强度和塑性，广泛用于制造各种建筑结构、桥梁、机械零部件等。
2. Q345钢：Q345钢是一种高强度低合金结构钢，相比于Q235钢强度更高、塑性更好。
它常用于大型建筑结构、桥梁、运输车辆等领域，在一些较高要求强度的场合也是常用的材料。
3. 45钢：45钢是一种碳素结构钢，含碳量较高。
它具有较高的强度和良好的淬火性能，适用于制造一些要求较高强度、较大厚度和较高硬度的零部件，如螺栓、轴承等。
4. 20CrMo钢：20CrMo钢是一种低合金高强度钢，含有铬、锰、钼等元素。
它具有高强度、高硬度和良好的耐热性，广泛用于制造汽车、机械、船舶和石油钻采设备等。
5. 304不锈钢：304不锈钢是一种常用的不锈钢材料，含有18%的铬和8%的镍。
它具有优良的耐腐蚀性和耐高温性，适用于制造化工设备、压力容器、食品加工设备等。
6. 316不锈钢：316不锈钢是一种高镍、高钼的不锈钢材料，具有优异的耐腐蚀性能。
它主要用于制造化工设备、海洋设备、医疗器械等对耐腐蚀性要求较高的场合。
7. 65Mn弹簧钢：65Mn弹簧钢是一种碳素弹簧钢，其含有适量的碳和锰。
它具有硬度高、弹性好的特点，广泛用于制造弹簧、刀片、锯条等。
8. 40Cr合金结构钢：40Cr合金结构钢含有一定的铬、锰等元素，具有高强度和良好的韧性。
它主要用于制造大型机械设备的齿轮、轴承等。
9. 42CrMo合金结构钢：42CrMo合金结构钢具有较高的含碳量和适量的铬和钼。
它具有较高的强度和硬度，并且具有较好的韧性，在制造重型机械设备、锻件和高压气缸等领域广泛应用。
以上是一些常见的钢材牌号及其应用，不同的钢材牌号适用于不同的场合和要求。
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5. 调质零件用钢的新进展
❖（1）低碳马氏体钢
表5- 低碳马氏体15MnVB钢与调质40Cr钢性能对比
钢 状 硬 σb σs δ5 ψ
aK
aK（-
号 态 度 /MP /MPa /% /% /J·c 50℃）
/H a
m-2 /J·cm-
RC
2
15M 低 43 135 1133 12.6 51 95
nVB 碳M 38 3 800 9 45 60
5.3 Steels for mechanical
structure 机械结构用钢
❖5.3.1 Brief introduction of structural steels ❖结构钢综述 ❖5.3.2 Steels for hardening and tempering ❖调质钢 ❖5.3.3 Case hardening steels 表面硬化钢 ❖5.3.4 Ultrahigh-strength steels 超高强度钢 ❖5.3.5Spring steels 弹簧钢 ❖5.3.6 Bearingsteels 滚动轴承钢 ❖5.3.7 Free-cutting steels ❖5.3.8 Cast steels 铸钢3. Me在机器结 Nhomakorabea钢中的作用
❖主加元素：（B）、Mn、Cr、Si、Ni ❖提高淬透性，强化F， ❖提高综合力学性能 ❖附加元素： Ti、V、W、Mo ❖ 细化晶粒，提高回火稳定性， ❖ 抑制第二类回火脆性（W、Mo）
4. 碳含量与热处理工艺的选择
❖碳是机械结构用钢中最主要的元素，溶入A的碳 量不仅直接决定了M的硬度，而且对M的形态及 回火后的组织性能有很大影响。 ❖对不重要的机器零件，当综合力学性能要求不 高（硬度≤229HBS）时，可选用中碳钢经正火 即可。 ❖表面要求耐磨性好及高的接触疲劳抗力，整体 又承受冲击负荷心部要求较高强韧性的零件，如 汽车、拖拉机变速箱齿轮，应选用渗碳钢，即低 碳钢或低碳合金钢，采用渗碳、淬火和低温回火 的热处理工艺。
❖很显然，欲满足机械结构用钢的性能要求，必须对其 进行热处理强化，才能充分发挥钢材的性能潜力。M相 变及随后的回火转变综合应用了固溶强化、沉淀强化、 细晶强化和相变强化的机理，是最重要、最经济的强化 手段。
2. 淬透性
❖淬透性对机械结构用钢具有十分重要的意 义。淬透的钢可获得高强度、高屈强比、 高疲劳强度和高冲击韧度，以及低的韧脆 转折温度（TK）。钢中合金元素可明显提 高钢的淬透性。对淬透性要求不高的合金 结构钢，才采用单一的合金元素合金化方 案；要求较高淬透性者均采用多元少量的 合金元素综合合金化方法。
❖如机床主轴、汽车拖拉机后桥半轴、发动机曲轴等，在 多种应力负荷下工作的，受力较复杂，有时还受到冲击 载荷作用，在轴颈或花键等部位还存在较剧烈摩擦。其 主要失效形式有：主要是由于承受交变的扭转、弯曲载 荷所引起的疲劳断裂，以及由于工件的塑韧性不足而导 致的脆性断裂；在摩擦副的配合处承受强烈摩擦磨损， 工件本身由于硬度低、耐磨性差而造成的过度磨损等。 因此，要求其具有良好的综合力学性能（即既要有高强 度，又要求良好塑、韧性）。
❖3. 热处理特点
❖（1）预先热处理 退火或正火。 ❖（2）最终热处理 调质（组织为回火索氏体） 或调质＋局部表面淬火、低温回火。
4. 常用调质钢
❖（1）低透性调质钢（ D0油＜30～40mm） 如45 （U20452）、40Cr（A20402）等； ❖（2）中淬透性调质钢（ D0油＜40～60mm ）如 42CrMo（A30352)、38CrMoAlA(A33382)等 ❖（3）高淬透性调质钢（D0油＞60mm）如 40CrNiMoA(A50403)等。 ❖某40Cr钢制作的汽车发动机连杆螺栓的生产加工工艺路 线如下所示: 下料→锻造→正火→ 粗机加工→调质→精加工→装配。
1. 工作条件与性能要求
❖主要承受拉、压、弯、扭、冲击、疲劳应力，且往往 是几种载荷同时作用。可以是恒载或变载，作用力的方 向是单向或反复的。工作环境是大气、水和润滑油，温 度在-50℃~+100℃范围之间。
❖一般机械零件的主要失效形式是变形和断裂。为保证 机械零件正常工作，必须要求有良好力学性能，如足够 高的强度、塑性、冲击韧度和疲劳强度等。
5.3.1 Brief introduction of structural steels 结构钢综述
❖机械结构用钢系指用以制造各种机器零件的钢 种，例如轴类、齿轮、紧固件、轴承和高强度结 构等，广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机 械、电站设备、飞机及火箭等装置上。 ❖1. 工作条件与性能要求 ❖2. 淬透性 ❖3. Me在机器结构钢中的作用 ❖4. 碳含量与热处理工艺的选择 ❖5. 机器结构钢的分类
连杆螺栓及其热处理工艺 曲轴
2. 化学成分特点
❖（1）中碳 ❖（2）合金化原则 主加元素：Cr、Ni、Mn、Si 及微量B等，主要作用为提高淬透性，强化F；辅 加元素：W、Mo、V、Ti等，主要作用为细化晶 粒、进一步提高钢的淬透性，W、Mo还起着防止 第二类回火脆性作用。另外W、Mo、V、Cr、Si 等还可有效提高钢的回火稳定性。
4. 碳含量与热处理工艺的选择
❖综合力学性能要求较高的零件，如各类轴、连杆、 螺栓等，应选用调质钢，即中碳钢或中碳合金钢， 采用调质处理，使其获得较高强度的同时也有较 高的韧度。
❖较高碳含量的碳素钢和合金钢属于弹簧钢，可用 来制造弹簧，为了保证弹簧钢的高弹性极限和疲 劳强度，应采用淬火+中温回火的热处理工艺。 ❖轴承应选用高碳的滚动轴承钢制作，经淬火+低 温回火后的轴承，具有高硬度、高耐磨性和高的 接触疲劳抗力以及适当的韧度。
5. 机械结构用钢的分类
❖按热处理工艺特点和用途不同， 将其分为调质钢、表面硬化钢 （渗碳钢、渗氮钢）、超高强 度钢、弹簧钢、滚动轴承钢及 易切削钢等。
5.3.2 Steels for hardening
and tempering 调质钢
❖调质钢一般指经调质处理后使用的中碳钢或中碳合金钢。
❖1. 工作条件、常见失效形式与性能要求