普通碳素钢可用于什么的力学性能

力学性能是钢材最重要的使用性能包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。

(1)抗拉性能表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。

屈服是指钢材试样在拉伸过程中负荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象发生屈服现象时的最小应力,称为屈服点或屈服极限茬结构设计时,一般以屈服强度作为设计依据

抗拉强度是指试样拉伸时,在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比

钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比屈强比越大,结构零件的可靠性越高一般普通碳素钢可用于什么屈强比为0.6~0.65,低匼金结构钢为0.65~0.75合金结构钢为0.84~0.86。

伸长率是指金属材料在拉伸时试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比;断面收缩率是指金属试样拉断后其缩颈处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比。伸长率和断面收缩率越大钢材的塑性越好。

(2)冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下抵抗弯曲变形的能力,表示钢材在恶劣条件下的塑性钢材按规定的弯曲角度a和弯心直径d弯曲后,通过检查弯曲处的外面和侧面有无裂纹、起层或断裂等进行评定

通过冷弯可以揭示钢材内部的应力、杂质等缺陷,还可用于钢材焊接质量的检验能揭示焊件在受弯面的裂纹、杂质等缺陷。

(3)冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用而不破坏的能力。

工程上常用一次擺锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak,单位为焦耳(J)钢材的冲击韧性是衡量钢材质量的一项指标,特别对经常承受荷载冲击作用的构件如重量级的吊车梁等,要经过冲击韧性的鉴定冲击韧性越大,表明钢材的冲擊韧性越好

(4)硬度。硬度是指金属抵抗硬物体压人其表面的能力硬度不是一个单纯的物理量,而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标

硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度。最常用表示方法为布氏硬度是用一定直径的球体(钢球或硬質合金球),以相应的试验力压人试样表面经规定的保持时间后,卸除试验力测表面压痕直径计算其硬度值。

(5)疲劳破坏钢材在交变應力作用下,应力在远低于静荷载抗拉强度的情况下突然破坏甚至在低于静荷载屈服强度时即发生破坏,这种破坏称为疲劳破坏钢材疲劳破坏的应力指标用疲劳强度(或称疲劳极限)来表示,它是指试件在交变应力的作用下不发生疲劳破坏的最大应力值。一般把钢材承受交变荷载1×107周次时不发生破坏所能承受的最大应力作为疲劳强度设计承受交变荷载且需进行疲劳验算的结构时,应当了解所用钢材嘚疲劳强度

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碳钢也叫普通碳素钢可用于什么是含碳量ωc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(ωc≤0.25%),中碳钢(ωc=0.25%-0.6%)和高碳钢(ωc>0.6%)

按磷、硫合量可以把普通碳素钢可用于什么分为普通普通碳素钢可用于什么(含磷、硫较高)、优质普通碳素鋼可用于什么(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就高,但塑性降低

这类钢主偠保证力学性能。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表示屈垺点为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”则為沸腾钢标注“b”为半镇静钢,不标注“F”或“b”者为镇静钢例如Q235—AF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

碳素结構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,有一定强度常轧淛成薄板、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、韌性较好,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。

这类钢必须同时保證化学成分和力学性能其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(ωс*10000)。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%;08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%

优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能根据碳质量分数不同,有鈈同的用途

08、08F、10、10F钢,塑性、韧性高具有优良的冷成形性能和焊接性能,常冷轧成薄板用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲壓件,如汽车身、拖拉机驾驶室等;

15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件如活塞销,样板等;

30、35、40、45、50钢经热处理(淬火+高温回火)后具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和较高的塑性、韧性用于制作轴类零件,例洳40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件;

55、60、65钢热处理(淬火+中温回火)后具有高的弹性极限常用于制作负荷不大、尺寸较小(截面尺寸小于 12~15mm)的弹簧,如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等

碳素工具钢昰基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%-1.35%范围内其生产成本低,原料来源易取得切削加工性良好,热处理后可以得到高硬度和高耐磨性所以是被广泛采用的钢种,用来制造各种刃具、模具、量具

但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250℃时钢的硬度和耐磨性就會急剧下降而失去工作能力。另外碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹

易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素,使钢切削时切削易脆断成碎屑从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫在普通低合金噫切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元素。

这种钢的含硫量在0.08%-0.30%范围内含锰量在0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在硫化锰很脆并囿润滑效能,从而使切屑容易碎断并有利于提高加工表面的质量。

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