第2章结构钢 21工程用结构钢 22机器零件用结构钢概述 23调质钢 24弹簧钢 25滚动轴承钢 2.6渗碳钢及氮化用钢 27低碳马氏体型结构钢 28超高强度钢
第2章 结构钢 2.1 工程用结构钢 2.2 机器零件用结构钢概述 2.3 调质钢 2.4 弹簧钢 2.5 滚动轴承钢 2.6 渗碳钢及氮化用钢 2.7 低碳马氏体型结构钢 2.8 超高强度钢
21工程用结构钢 工程用结构钢(构件钢):用于制作各种大型金 属结构所用的钢材。 21.1构件用钢的工作特点及性能要求 工作特点: 构件之间不作相对运动,承受长期的静载荷,如 桥梁、支座; 有一定的使用温度要求,如锅炉的使用温度达 250°C以上; 通常在野外或海水中使用,如海中钻探石油用的 钢架,有腐蚀的环境,要求耐蚀
2.1 工程用结构钢 工程用结构钢（构件钢）：用于制作各种大型金 属结构所用的钢材。 2.1.1 构件用钢的工作特点及性能要求 工作特点： ◼ 构件之间不作相对运动，承受长期的静载荷，如 桥梁、支座； ◼ 有一定的使用温度要求，如锅炉的使用温度达 250℃以上； ◼ 通常在野外或海水中使用，如海中钻探石油用的 钢架，有腐蚀的环境，要求耐蚀
性能要求: 工艺性能:良好的冷变形性能和可焊性。 使用性能:力学性能和耐腐蚀性能。 力学性能:大的弹性模量,以保证刚度,在长期静载 荷下结构稳定,不易产生弹性变形;足够的强度和塑性 以免破坏和塑性变形;低的缺口敏感性和冷脆倾向性。 耐腐蚀性能:耐大气腐蚀和海水腐蚀,以保证构件在 大气或海水中能长期稳定工作。 但总的说来,构件用钢以工艺性能为主,力学性能为 辅。所以成分上应为低碳钢。 使用状态:通常在热轧空冷(正火)状态下供货,或 者在正火回火状态下使用。 使用时的组织:大量F+少量P
性能要求： 工艺性能： 良好的冷变形性能和可焊性。 使用性能：力学性能和耐腐蚀性能。 力学性能：大的弹性模量，以保证刚度，在长期静载 荷下结构稳定，不易产生弹性变形；足够的强度和塑性， 以免破坏和塑性变形；低的缺口敏感性和冷脆倾向性。 耐腐蚀性能：耐大气腐蚀和海水腐蚀，以保证构件在 大气或海水中能长期稳定工作。 但总的说来，构件用钢以工艺性能为主，力学性能为 辅。所以成分上应为低碳钢。 使用状态：通常在热轧空冷（正火）状态下供货，或 者在正火回火状态下使用。 使用时的组织：大量F+少量P
分类(按成分分为) ∫普通碳素结构钢 低合金高强度结构钢
分类（按成分分为 ） 普通碳素结构钢 低合金高强度结构钢
21.2普通碳素结构钢 用途:大量用于建筑和工程用构件,少量用于制造普通 机器零件,占钢总产量的70~80% 特点:冶炼简单,价格低廉,焊接性和冷成型性优良, 能满足一般构件的要求。 普通碳素结构钢主要保证机械性能,故其牌号体现其机 械性能。 GB700-2006规定了其牌号、化学成分和机械性能。 牌号:Q+屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 例:Q235AF
2.1.2 普通碳素结构钢 用途：大量用于建筑和工程用构件，少量用于制造普通 机器零件，占钢总产量的70～80%。 特点：冶炼简单，价格低廉，焊接性和冷成型性优良， 能满足一般构件的要求。 普通碳素结构钢主要保证机械性能，故其牌号体现其机 械性能。 GB700—2006规定了其牌号、化学成分和机械性能。 牌号：Q+屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 例：Q235-A·F
表21碳素结构钢的牌号、等级和化学成分(GB/T700-2006 牌号統数字管厚度(或直径氧方法化学成分(质量分数)%,不大于 /mm Mn 0195U11952 F、Z0.120.300500.0350.040 U12152A 0.050 0215 F、Z0.150.351.200.045 U12155B 0.045 U12352A 0.22 0.050 F、Z 0.045 U12355B 0.20 0.045 Q235 0.351.40 U12358C Z 0.0400040 17 U12359D 0.035 U12752A F、Z0.24 0.0450.050 <40 0.21 Q2sU12755B Z 40 0220.351.500.0450.045 U12758C Z 0.0400.040 0.20 U12759D TZ 00350035 表中为镇静钢、特殊镇静钢牌号的统一数字,沸腾钢牌号的统一数字代号如下 Q195F-U11950;Q215AF-U12150,Q215BF-U12153;Q235AF-U12350,Q235BF U12353;Q275AF-U12750
表2.1 碳素结构钢的牌号、等级和化学成分(GB/T 700—2006) 牌号 统一数字 代号* 等 级 厚度(或直径) /mm 脱氧方法 化学成分（质量分数）/%，不大于 C Si Mn P S Q195 U11952 — － F、Z 0.12 0.30 0.50 0.035 0.040 Q215 U12152 A － F、Z 0.15 0.35 1.20 0.045 0.050 U12155 B 0.045 Q235 U12352 A － F、Z 0.22 0. 35 1.40 0.045 0.050 U12355 B 0.20 0.045 U12358 C Z 0.17 0.040 0.040 U12359 D TZ 0.035 Q275 U12752 A － F、Z 0.24 0. 35 1.50 0.045 0.050 U12755 B ≤40 Z 0.21 0.045 0.045 ＞40 0.22 U12758 C － Z 0.20 0.040 0.040 U12759 D TZ 0.035 0.035 *表中为镇静钢、特殊镇静钢牌号的统一数字，沸腾钢牌号的统一数字代号如下： Q195F－U11950；Q215AF－U12150，Q215BF－U12153；Q235AF－U12350，Q235BF－ U12353；Q275AF－U12750
表22碳素结构钢的力学性能指标(GB/T700206 屈服强度R/(Nmm2),不小 伸长率/%不小于 冲击试验ⅴ型缺 于 抗拉强 牌号 等 厚度(或直径)mm 度 厚度(或直径ymm 级|>16>40>60>100150Rn 温冲击吸收功 >40>60 (N/mm2)≤40~ >100|150度(纵向)J <16~ ∽150~200/℃不小于 4060100150200 60100 Q195-195185 315 430 3----- 335~ Q215215205195185175165 3130292726 450 20 27 Q235235225215215195185370~ 5002524232221/+20 27 20 B +20 Q275275265255245225215410-5402221201817 27 D 20
表2.2 碳素结构钢的力学性能指标(GB/T 700-2006) 牌号 等 级 屈服强度ReH/(N/mm2 )， 不小 于 抗拉强 度 Rm/ (N/mm2 ) 伸长率/%不小于 冲击试验(V型缺 口) 厚度(或直径)/mm 厚度(或直径)/mm 温 度 /℃ 冲击吸收功 (纵向)/J 不小于 ≤16 >16 ～ 40 >40 ～ 60 >60 ～ 100 >100 ～ 150 >150 ～ 200 ≤40 >40 ～ 60 >60 ～ 100 >100 ～150 >150 ～200 Q195 - 195 185 — — — — 315～ 430 33 — — — — — — Q215 A 215 205 195 185 175 165 335～ 450 31 30 29 27 26 — — B +20 27 Q235 A 235 225 215 215 195 185 370～ 500 25 24 23 22 21 — — B +20 C 0 27 D -20 Q275 A 275 265 255 245 225 215 410-540 22 21 20 18 17 — — B +20 C 0 27 D -20
表23碳素结构钢新旧牌号对照及用途 GB700—88 GB700-79 用途 Q195不分等级、化学成分和机械性能1号钢 (抗拉强度、伸长率和冷弯)均须 Q195的化学成分与本标准1 保证,但轧制薄板和盘条之类产 号钢的乙类钢B1同,机械性 对强度要求不高的普 品,机械性能的保证项目,根据产 能(抗拉强度伸长率和冷弯)通零件如铆钉、垫圈开 品特点和使用要求,可在有关标 与甲类钢A1同(A1的冷弯试口销、垫块,炉撑等,因塑 准中另行规定 验是附加保证条件),1号钢没性好,可用于冲压零件或 有特类钢 焊接件 Q215A级 A2 B级(做常温冲击试验,V型缺口)c2 Q235A级(不做冲击试验) A3(附加保证常温冲击试验U型对强度要求一般的普 B级(做常温冲击试验,V型缺 缺口) 通零件,如螺钉、螺母、螺 C3(附加保证常温或-20℃c冲击栓、心轴拉杆等用作建 C级 试验,U型缺口) 筑结构、桥梁销钉等钢 D级/(作为重要焊接结构用) 材;C、D级作为重要焊接 结构的材料 Q255A级 A4 B级(做常温冲击试验,V型缺 口) C4d附加保证冲击试验U型缺口)对强度要求较高的普通 零件,如转轴、楔键、吊 Q275不分等级,化学成分和机械性能 钩、摇杆、齿轮等 均须保 C5
表2-3 碳素结构钢新旧牌号对照及用途
品种:热轧钢板、钢带、钢管、槽钢、角钢、扁钢、 圆钢、钢轨、钢筋、钢丝等。 可用于桥梁、建筑物等构件,也可用于受力较小的机 械零件。 Q195和Q215:具有优良的塑性和焊接性能,通常加 工成型材用作桥梁、钢结构或者铁丝、冷冲压件等。 Q235:有一定强度和良好的塑性、韧性,可用作垫圈、 圆销、拉杆等。 Q275:强度较高,可用作轧辊、刹车带、铁路钢轨高 强度接头螺栓、螺母等。 使用状态:热轧状态,一般不经热处理强化。 但对某些重要零件也可以进行正火、调质、渗碳等处 理,以提高其使用性能
品种：热轧钢板、钢带、钢管、槽钢、角钢、扁钢、 圆钢、钢轨、钢筋、钢丝等。 可用于桥梁、建筑物等构件，也可用于受力较小的机 械零件。 Q195和Q215：具有优良的塑性和焊接性能，通常加 工成型材用作桥梁、钢结构或者铁丝、冷冲压件等。 Q235：有一定强度和良好的塑性、韧性，可用作垫圈、 圆销、拉杆等。 Q275：强度较高，可用作轧辊、刹车带、铁路钢轨高 强度接头螺栓、螺母等。 使用状态：热轧状态，一般不经热处理强化。 但对某些重要零件也可以进行正火、调质、渗碳等处 理，以提高其使用性能
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