用于工程的材料, 是产品进行设计以及生产时的核心基础所在, 选对这种材料, 不但能够对零件性能予以保障, 而且更能够促使生产效率得到提升, 还能够对制造成本加以控制。钢和铸铁, 作为最为常用的金属工程材料, 因为具备优异的力学性能以及加工性能, 所以在机械制造用材方面占据了主导地位。

在机械制造范畴之内, 本文针对其中10大常用钢种以及4类主流铸铁系统性地做出了梳理工作, 并且从牌号编号起始, 一直朝着实际应用这个方向逐一对其展开解析, 以此帮助大家能够迅速地掌握核心选材方面的知识。

一、10 大常用钢种

钢的分类, 并非毫无规律, 它是依据含碳量, 还有合金元素以及用途, 从而形成了明确规范的, 不同钢种的性能差异球墨铸铁用废钢的作用球墨铸铁用废钢的作用，直接决定了适用场景, 以下 10 类钢种, 覆盖了机械制造的主流需求。

针对结构采取碳素方式的钢, 它呈现的是，有一个以Q作为牌号并且在开头位置的情况, 就好像Q235AF这种类似举例, 其编号的涉及中, 有着屈服强度、质量等级以及脱氧之类的方式, 硫磷的含量相对是比较高的, 然而工艺性倾向于良好, 且价格处于低水平状态, 它是作为机械结构以及工程构件所用到的基础用材, 其中Q195被用于制作冲压件, Q275能够用来替代中碳钢从而制作重要的零件。

优质碳素结构钢, 是以两位数字来命名的, 这两位数字所代表的是碳含量的万倍, 比如说 45 钢、08 钢, 要是锰含量比较高的话就加 “Mn” 进行标注。08F、10F 适宜冲压焊接, 15 - 25 钢属于渗碳钢, 30 - 55 钢是调质钢因而是轴类零件的首选, 60 - 70 钢则是弹簧钢。

碳素工具钢, 其牌号开头是 T, 数字是碳含量的千倍, 要是高级优质钢则加“A”, 像 T8A、T10Mn, 它的碳含量在 0.65%至 1.35%这一范围, 硬度能够达到 60 至 65HRC, 适宜用来制作低速手用工具以及小型模具量具。

具有特定标识方式的铸造碳钢是这样的类别, 它是以 ZG 作为前缀, 之后连接屈服强度以及抗拉强度方面给出的数值, 像 ZG200-400 的类型就这样, 它适合用于制作形状较为复杂类别的零件, 并且这类零件所需的力学性能要高于铸铁, 比如轧钢机机架、重载齿轮就是这类零件。

存在这么一种钢, 它叫低合金高强度结构钢, 其编号延续 Q 字头, 举例来说, 像 Q345、Q390 便是如此, 这种钢相较于碳素结构钢, 具备强度更高的特性, 同时韧性也更好, 在焊接性方面表现优异, 耐腐蚀性同样出色, 其中那个 Q345, 被广泛应用于桥梁、压力容器以及载重汽车大梁这些地方。

诸如20Cr、20CrMnTi这类合金渗碳钢, 在经过渗碳淬火之后, 其表面具备耐磨特性, 而心部又富有韧性, 适宜用来制造汽车变速箱齿轮、活塞销等, 受到冲击同时容易产生磨损的零件。

合金调质钢, 像40Cr、42CrMo, 经过调质处理后, 其综合力学性能表现得极为优异, 它是机床主轴、柴油机连杆这些核心传动零件经常会使用到的材料。

合金弹簧钢, 像60Si2Mn、50CrVA这样的, 其碳含量处于0.5%至0.7%之间, 具备高弹性以及高疲劳强度, 专门用于制作汽车板簧、精密发条等弹性元件。

用于制作滚动轴承的钢, 其牌号会加上 G 这个前缀, 就如同 GCr15 这样, 它具备高碳低铬的成分, 硬度以及耐磨性极其出色, 除了能用于制作轴承的滚珠和滚柱之外, 还能够用来制作冷冲模具以及精密量具。

合金工具钢, 它分为冷作模具钢、热作模具钢以及刃具钢, 像9SiCr 、Cr12MoV 、5CrNiMo这样的, 会依据工作环境来对成分进行优化, 进而分别去适配在室温下金属变形的需求、高温时金属成形的需求以及刀具制作的需求。

编号核心规律可总结为, 碳素钢看碳含量, 还要看用途前缀, 合金钢在碳素钢基础上标注合金元素, 还要标注其含量, 特殊用途钢, 像轴承、工具、铸钢, 有专属前缀标识, 掌握这一规律就能快速识别钢种属性。

二、4 类铸铁

铁碳合金含碳量≥2.11%的那种是铸铁, 它强度比不上钢, 可是铸造性能出色, 减摩性相当不错, 消震性也很突出, 成本还低廉, 在机床、重型机械里占比能达到70%-90%, 核心依据石墨形态分成4类, 牌号跟应用匹配度非常高。

灰铸铁, 其石墨呈片状外观, 它的牌号是用 HT 加上三位抗拉强度数值来予以表示的, 像 HT200、HT300 这类。其中, HT100 被用作低载荷作用之下的外罩以及手轮, 具有用于此特定用途的属性；而 HT200 - 250 呢, 是成为汽缸体和床身的首选材料类型, 具备作为这些部件材料的优势；HT300 - 350 则适用于高压液压缸、凸轮等高强度要求的零件, 有着适配这类高强度零件运用层面的属性。

这是一种球墨铸铁: 它的石墨经过球化处理后呈现为球状。其牌号是在QT之后接上抗拉强度以及伸长率, 就像QT400 - 18、QT900 - 02这样。这种球墨铸铁的性能接近钢, 其中QT400 - 18耐冲击, 适合用于制作汽车桥壳, 而QT900 - 02强度高, 能够用来制作高强度的齿轮以及曲轴。

可锻铸铁所包含的石墨呈现为团絮状, 其牌号为KTH或者KTZ再加上力学性能的数值, 黑心可锻铸铁也就是KTH具备良好的塑性, 它适用于管件以及农机零件, 珠光体可锻铸铁就是KTZ有着较高的硬度, 此用于曲轴、齿轮等耐磨方面的零件。

蠕墨铸铁, 其石墨呈现为蠕虫状, 它的牌号是 RuT 加上抗拉强度, 像 RuT300、RuT380 这样, 这种铸铁综合了灰铸铁所具备的铸造性能, 以及球墨铸铁所拥有的力学性能, 其中 RuT300 可用于做排气管、汽缸盖, RuT380 则适宜用于活塞环、制动盘。

三、选材核心原则

在进行钢或者铸铁的选择之际, 没必要一味地去追求高性能, 重点的关键是要根据需求去进行匹配: 要是结构较为简单、承受低载荷的零件, 那么可以选择灰铸铁、碳素结构钢, 以此来控制成本；要是受到冲击、容易出现磨损的核心零件, 那就选用合金钢、球墨铸铁, 以此来保障性能；要是形状复杂、难以进行锻造的零件, 那就优先去考虑铸钢、各类铸铁, 借助其铸造方面的优势。与此同时, 要牢记材料编号的规律, 这样能够快速地判断材料的成分以及性能, 从而大幅度地提升选材的效率。

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