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优质碳素结构钢和黑心铸铁的区别及牌号命名规则

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:优质碳素结构钢根据GB/T 699—2008规定,由两位数字表示钢中平均含碳量,以0.01%为单位,如45钢,这类钢的牌号由10钢开始,逢5进位,直至85钢。灰铸铁中的石墨呈粗大片状形态,其断口呈暗灰色。其断口心部有黑色或白色,分别叫黑心或白心可锻铸铁。KTH300-06中“KT”表示“可铁”,06表示最低伸长率6%,“H”表示黑心。球墨铸铁用“球铁”两字的汉语拼音字首“QT”加两组数字组成,如QT450-10。

1.钢

钢是工业生产中应用最广泛的材料之一,区分钢与铁的基本指标是含碳量,钢的w(C)=0.0218%~2.11%之间。

常见的钢包括碳素钢和合金钢。

(1)碳素钢 碳素钢(简称碳钢)是指w(C)<2%,并含有少量冶炼过程中残存下来的硅、锰、磷、硫等杂质元素所组成的铁碳合金。其中锰、硅有一定强化作用,是有益元素,而磷、硫使钢性能变脆,影响钢的塑性和韧性,是有害元素。

按含碳的高低,碳钢可分为低碳钢,w(C)≤0.25%;中碳钢,w(C)在0.25%~0.6%之间;高碳钢,w(C)>0.6%。

按用途来分,碳钢可分为主要用于工程结构和机器零件的碳素结构钢和用于各类工具(刀具、模具、量具等)的碳素工具钢。

碳素结构钢的牌号根据GB/T 700—2006规定,由屈服强度的字母、屈服强度、数值、质量等级代号、脱氧方法四部分按顺序组成。如Q235AF。

这类钢的w(C)在0.06%~0.38%之间,强度、硬度较低,但塑性、韧性较高,可用于不重要的机械零件,在车削加工中属普通材料。

优质碳素结构钢根据GB/T 699—2008规定,由两位数字表示钢中平均含碳量,以0.01%为单位,如45钢,这类钢的牌号由10钢开始,逢5进位,直至85钢。其中10~25钢属低碳钢,强度、硬度较低,但塑性较高,具有较好的冷变形能力和焊接性能,再配以合适的热处理方法(如调质—淬火+高温回火)后,可获得最佳综合力学性能,常用作制造轴、连杆、齿轮、丝杠等零件;50~65钢含碳量较高,如配以合适的热处理方法,可获得较高的强度和弹性,可用于制造弹簧等弹性零件。

碳素工具钢以“T”表示,后面数字表示钢中平均含碳量,以0.10%为单位,这类钢牌号由T7开始,逢1进位,直至T13钢止。

(2)合金钢 为了进一步提高钢的力学性能,改善工艺性,在碳钢中加入某些元素,经熔炼而获得的钢称为合金钢。合金钢主要用于制造力学性能要求高、形状复杂的大截面零件和作为工具的材料。

按用途来分,合金结构钢有低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢和滚动轴承钢等;按用途来分,合金结构钢有合金刀具钢、合金模具钢、合金量具钢等;特殊性能钢有不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。

值得注意的是,在车削加工中,一般而言,作为工件的材料,希望其具有良好的切削加工性能,即刀具寿命较高,或在一定寿命下的切削速度较高,切削力较小,切削温度较低,容易获得较好的表面质量和切屑形状容易控制或容易断屑。同样的,作为刀具方面而言,为能够切削工件,刀具的刃部要切入加工材料,显然它的硬度应高于工件,且要有一定的寿命,这就要求刀具钢还要具有在高温下保持高硬度的能力,即热硬性和足够的塑性与韧性,以防止刀具的断裂和崩刃。

2.铸铁(www.xing528.com)

铸铁是指w(C)>2%,含杂质比钢多的铁碳合金。铸铁因其生产设备和工艺简单、价格低廉及不同性能特点的原因,在工农业生产中得到广泛的应用。

铸铁中的碳以渗碳体(Fe3C)和游离态的石墨形式存在,从而使铸铁的抗拉强度和伸长率都不如钢,其性能较脆。但石墨的存在使铸铁具有耐磨、耐压、减震、低的缺口敏感性和优良的可铸造性能。

(1)铸铁的种类 根据铸铁中石墨存在的形态不同,铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。

灰铸铁中的石墨呈粗大片状形态,其断口呈暗灰色。灰铸铁主要用于制造机床床身、箱座、轴承盖、凸轮、曲轴等。灰铸铁用“灰铁”两字汉语拼音字首“HT”加一组数字组成,数字表示铸铁的最低抗拉强度(MPa)。如HT150、HT200。

可锻铸铁中的石墨以团絮状形态存在。其断口心部有黑色或白色,分别叫黑心或白心可锻铸铁。可锻铸铁实际上是不能锻造成形的,它适宜制作薄壁、形状复杂的小型铸件。KTH300-06中“KT”表示“可铁”,06表示最低伸长率6%,“H”表示黑心。

球墨铸铁中的石墨以球状形态存在。其抗拉强度、冲击韧度与中碳钢相似,是铸铁中强度最高的一种,可用作曲轴、凸轮轴等。球墨铸铁用“球铁”两字的汉语拼音字首“QT”加两组数字组成,如QT450-10。

蠕墨铸铁用“蠕铁”两字汉语拼音字首“RuT”加一组数字组成,如RuT420。它是一种介于球墨铸铁和灰铸铁之间的铸铁,它的强度接近于球墨铸铁,具有一定的韧性,较高的耐磨性,同时又具有灰铸铁良好的铸造性能和良好导热性。蠕墨铸铁主要用于生产气缸盖、气缸套、钢锭模、液压阀等。

(2)铸铁性能的特点 从强度和塑性方面来看,灰铸铁都较低,蠕墨铸铁和可锻铸铁相对有所提高,球墨铸铁的抗拉强度较高。

对韧性而言,其缺口冲击韧度都很低,但球墨铸铁的韧性相对较好。

就抗振性来说,铸铁中的石墨对振动的传递起削弱作用,这是铸铁优于钢的一个显著特点。

在耐磨性方面,白口铸铁是良好的耐磨材料,在有润滑的条件下,含有石墨的铸铁是很好的耐磨材料。特别是石墨周围的孔隙中可存储润滑剂,使摩擦面始终保持良好的润滑条件。

铸铁中加入一定量的合金元素后可得到一些具有耐蚀性或耐热性的特种铸铁。铸铁的铸造工艺性是其基本特点,由于石墨的润滑作用及断屑作用,灰口铸铁的切削性能良好。

综上所述,铸铁具有一定的强度和韧性,有良好的消振性、耐磨性、耐蚀性以及良好的工艺性,价格低廉、制作方便,主要用来制造强度、韧性要求不太高的,有良好消振性、耐磨性的零件,甚至是较重要的零件。

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