一級造價工程師

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工程中常用鋼及其合金的性能租監(jiān)點

①穰盍結(jié)生蝴

碳素結(jié)構鋼包括普通碳素結(jié)構鋼(GB/T221)和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼(GB/T221-2000)普通碳素結(jié)構鋼的碳、磷、硫及其他殘余元素的含量控制較寬，某些性能如低溫韌性和時效敏感性較差。

碳素結(jié)構鋼生產(chǎn)工藝簡單，有良好的工藝性能(如焊接性能、壓力加工性能等)、必要的韌性、良好的朔件以及價廉和易于太量供應，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應用。某些不太重要、要求韌性不高的機械零件也廣泛選用。如Q195鋼強度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用于軋制薄板和盤條等;Q215鋼大量用作管坯、螺栓等;0235鋼強度適中，有良好的承載性，又具有較好的塑性和韌性，可焊性和可加工性也好，是鋼結(jié)構常用的牌號;Q23s鋼大量制作成鋼筋、型鋼和鋼板，用于建造房屋和橋梁等;Q255鋼強度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性較差，主要用作鉚接或栓接結(jié)構，以及鋼筋混凝土的配筋;Q275鋼強度和硬度較高，耐磨性較好，但塑性、沖擊韌性和可焊性差，主要用于制造軸類、農(nóng)具、耐磨零件和墊板等。

②優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼。與普通碳素結(jié)構鋼相比，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼朔件和韌件較隨，并可通過熱處理強化，多用于較重要的零件，是廣泛應用的機械制造用鋼。根據(jù)含碳量的不同，優(yōu)質(zhì)碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼強度和硬度低，但塑性和韌性高，壓力加工性和焊接性能優(yōu)良，用于制造承載較小和要求韌性高的零件以及小型滲碳零件;中碳鋼強度和硬度較高，塑性和韌性較低，切削性能良好，但焊接性能較差，冷熱變形能力良好，主要用于制造荷載較大的機械零件。常用調(diào)質(zhì)鋼為408、458和50#鋼。但由于碳素鋼的淬透性不高，零件的尺寸越大，調(diào)質(zhì)處理的強化效果越差，因此只有中、小型零件采用調(diào)質(zhì)處理才能獲得較好的強化效果。

③低合金高強度結(jié)構鋼。低合金高強度結(jié)構鋼比碳素結(jié)構鋼具有較高的韌性，旦肚方良好的焊援眭能、冷熱壓力加工性琵菊耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。而低合金高強度結(jié)構鋼的生產(chǎn)工藝與碳素結(jié)構鋼類似，故低合金高強度結(jié)構鋼的價格與碳素結(jié)構鋼相近。低合金高強度結(jié)構鋼的主要特性如下：

Q295(09MnV、09MnNb)具有良好的塑性、韌性、冷彎性能、冷熱壓力加工性能和焊接性能，且有一定的耐蝕性能。用于制造各種容器、螺旋焊管、建筑結(jié)構、車輛用沖壓件和船體等;

Q295(12Mn)具有良好的綜合力學性能、焊接性能、冷彎性能和冷熱壓力加工性能，已大量用于制造低壓鍋爐、車輛、容器、油罐和造船等焊接結(jié)構;

Q345(18Nb)綜合力學性能和低溫沖擊韌性良好，焊接性能和冷熱壓力加工性能良好，用于建筑結(jié)構、化工容器、管道、起重機械和鼓風機等;

Q345(16Mn)具有良好的綜合力學性能、低溫沖擊韌性、冷沖壓、切，削加工性、焊接性能等，但缺口敏感性較大，廣泛用于受動荷載作用的焊接結(jié)構，如橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、大容器、油罐、重型機械設備、礦山機械和一400c低溫壓力容器等。

④合金結(jié)構鋼。合金結(jié)構鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼的基礎上加入適量的一種或數(shù)雄金金一元素而形成的，它的綜合力學性能優(yōu)于優(yōu)質(zhì)碳塞結(jié)構鋼。合金結(jié)構鋼是合金鋼中用量最多的一類鋼，廣泛用于莉適各種要汞韌繇的重要機械零件和構件。當零件的形狀復雜、截面尺寸較大、要求韌性高時，采用合金結(jié)構鋼可使復雜形狀零件的淬火變形和開裂傾向降到最小。因此，形狀復雜或截面尺寸較大或要求韌性高的淬火零件，一般為合金結(jié)構鋼。

合金結(jié)構鋼的主要特性如下：

20MnV鋼可以代替20Cr、20CrNi鋼使用，其強度、韌性及塑性均優(yōu)于15Cr和20Mn2，淬透性也好，切削加工性尚可。用于制造高壓容器、鍋爐、大型高壓管道等的焊接構件(工作溫度不超過450——475℃)，還用于制造冷軋、冷拉和冷沖壓加工的零件，如齒輪和活塞銷等。

20SiMnVB具有良好的綜合力學性能，低溫沖擊韌性較好，宜于滲碳后直接淬火，滲碳淬火后缺口強度、韌性和抗彎強度均較好，常用以代替20CrMnTi、20CrMnM0鋼，用于制造較高荷載、強度和耐磨性或高速沖擊的滲碳零件和非滲碳零件，如齒輪軸、齒圈、齒輪、主軸、蝸桿和離合器(機床用)等。

⑤不銹耐酸鋼。一不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼。它是指在空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)中具有高穩(wěn)定性的鋼種。它在化工、石油、食品機械和國防工業(yè)中廣泛應用。

按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類?，F(xiàn)將各類不銹鋼的特點簡述如下：

a.鐵素體型不銹鏹。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素，通常含鉻量的質(zhì)量分數(shù)大手或萼手13.00%，示備礤。某些鋼種還添加有鋁、鈦和硫等。高鉻鋼(17.0%～30.0%Cr)有基好墮亟麗疆氧化勤，在氧化性酸溶液如硝酸溶液中，有睦幽耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。如0Cr13不銹鋼在弱腐蝕介質(zhì)中，如淡水中，有良好的耐蝕性。

b.馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素，鋼在淬火一回火狀態(tài)衄有較高曲強匿硬夏邪麗舅甄通常用在弱腐蝕性箏黻，如海水、淡水和水蒸氣等中，使用溫度小于或等于580℃，通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

C.奧氏體型不銹鈕。鋼中主要合金元素為鉻褪鎳，其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。

此鋼具有奧氏體組織，這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。但是這類鋼的屈服強度低，且不能采用熱處理方法強化，而只能進行冷變形強化。

d.鐵素體～奧氏體型不銹鋼。這類鋼是在奧氏體不銹鋼基礎上，添加更多的鉻、鉬和硅笠蠶霉手形成褸壹體的五素，或降低鋼的含碳量而獲得的。其屈服強度約為奧氏體型不銹鋼的2倍，可焊性良好，韌性較高，應力腐蝕、晶間腐蝕及焊接時的熱裂傾向均小于奧氏體型不銹鋼。

e.沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼的突出優(yōu)點是經(jīng)沉淀硬化熱處理以后具有高的強度，耐蝕性優(yōu)于鐵索體型不銹鋼。它主要用于制造高強度和耐蝕的容器、結(jié)構和零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。

⑥鑄鋼。鑄鋼具有較高的強度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。某些冷、熱變形性能差或難切削加工的鋼，則能由鑄造成型。

a.碳素鋼鑄鋼。根據(jù)現(xiàn)行國家標準《鑄鋼牌號表示方法》GB/T5613，鑄鋼牌號有兩種表示方法，即以強度表示的鑄鋼牌號和以化學成分表示的鑄鋼牌號。以強度表示的是碳素鋼鑄鋼牌號，即在ZG后面加兩組力學性能數(shù)字，第一組數(shù)字表示該鋼的屈服強度最低值(MPa)，第二組數(shù)字表示該鋼的抗拉強度最低值(MPa)，例如ZG200——～400.以化學成分表示的是合金鋼鑄鋼牌號，即在ZG后面依次加上表示鑄鋼的名義萬分含碳量及合金元素的名義百分含量，例如ZG15Cr1m01V.

b.低合金鋼鑄鋼。根據(jù)國家現(xiàn)行標準《大型低合金鋼鑄件》JB/T6402低合金鋼鑄鋼牌號表示方法，以化學成分表示低合金鋼鑄鋼牌號，即在ZG后面依次加上表示鑄鋼的名義萬分含碳量及合金元素的名義百分含量，例如ZG35CrMnSi.鑄造低合金鋼的化學成分質(zhì)量分數(shù)與合金結(jié)構鋼相似，其力學性能與鑄造碳素鋼類似，其韌性優(yōu)于鑄造碳素鋼，可用作重要的鑄鋼件。如ZG35SiMnM0用于中等負載或高負載的零件及耐磨零件，也可用于較大鑄件。

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（責任編輯：中大編輯）

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