常用的合金钢有哪些(合金钢和碳素钢都能做螺丝,那它们有啥区别呢?)

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常用的合金钢有哪些(合金钢和碳素钢都能做螺丝,那它们有啥区别呢?)



在购买紧固件的时候我们都会确定是什么材质的,碳钢还是不锈钢?

这里的碳钢就是碳素钢,不锈钢呢则可以说是合金钢的一个分支。

作为生产制造的重要原材料,碳素钢和合金钢广泛应用于各个领域,也是紧固件的重要生产原料。

昨天有朋友询问,什么是碳素钢?什么是合金钢?这两者有什么区别?




现在,我就来和大家好好说一说。


一、碳素钢、合金钢是什么?

何谓碳素钢?

钢,我们都了解,是铁碳合金的统称。而碳素钢(简称碳钢)就是含碳量小于2.11%的铁碳合金,其化学构成中,除了铁和碳,还有限量以内额的硅、锰、磷、硫等杂质,不会再有其他的合金元素了。

碳素钢的产量占钢总产量的80%左右,在建筑、桥梁、提到、车辆、船舶、机械制造、工业、石油化学、海洋开发等领域应用广泛。


何谓合金钢?

合金钢则是为了增加钢材的某种特定性能,而在碳素钢的基础上加入一种或多种其他合金元素的钢材,如铬、镍、钨、钛、钒、锰、铜、铝、钼等。这些化学元素以不同比例/组合添加,使材料具有不同效果,如增加硬度、提升耐腐蚀性、增强强度、提高可成形性、改变焊接性等。

合金钢的产量占钢总产量20%左右,广泛用于机械制造、石油化工、建筑、日化、医疗器械、合成纤维、交通运输等各个领域。



二、碳素钢和合金钢的分类
碳素钢的分类
按含碳量可分为:低碳钢、中碳钢、高碳钢;含碳量越高,硬度越高、韧性越低。

低碳钢:含碳量C%≤0.25%,常见用于制造紧固件的牌号有A3钢、Q215A钢、Q235钢、20#钢、22#钢等;

中碳钢:含碳量0.25%<C%≤0.45%,常见用于制造紧固件的牌号有35#钢、45#钢等;

高碳钢:含碳量C%>0.45%,市面上基本上不会用高碳钢制造紧固件,因为其含碳量高,材质又硬又脆,容易折断。



合金钢的分类
按合金元素的总含量分为:低合金钢、中合金钢、高合金钢,合金含量及组成不同,性能不同。

低合金钢:合金总含量≤5%;

中合金钢:5%<合金总含量≤10%

高合金钢:合金含量>10%。

常用于制造紧固件的牌号有:30CrMo、40Cr、35CrMo、42CrMo等。



三、碳素钢和合金钢的特点

碳素钢的特点

碳素钢的性能取决于其含碳量,含碳量越高,强度和硬度会升高,塑性、韧性和可焊性会降低。

优点:塑性、可焊性较好;价格便宜、容易冶炼;加工工艺性好;可通过调节碳含量或改变加工方式来改善性能;

不足:强度稍差;淬透性差;耐低温性能不足;耐腐蚀性低;导磁性较低;在磁场中易被磁化。



合金钢的特点
加入的合金元素不同,其性能不同。

优点:综合性能较好;特殊用途可用;高强度、高韧性;淬透性好,不易变形开裂;耐磨、耐腐蚀性、耐低温、耐高温、无磁性等;

不足:价格较贵;成型工艺和热处理工艺较为复杂。


不同合金元素的作用如下图:



四、碳素钢和合金钢的用途

碳素钢的用途

碳素钢的常用于制造各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具能、承载较小的零件、垫铁、开口销、拉杆、冲压件及焊接件等。

用于制造紧固件的碳素钢

Q215A钢适用于制造垫圈;

Q235钢适用于制造螺栓、螺母、螺套、开口销、铆钉等,多用于4.8级螺栓、4级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品;

35#钢、45#钢属于优质碳素钢结构,多用于制造8.8级螺栓以及8级螺母和8.8级内六角紧固件。




合金钢的用途

合金钢可用于制造汽车、船舶、飞机等交通运输工具的零部件;机床、火箭、导弹等的零部件;制造各种滚动轴承、刀具、量具、弹簧、冷热磨具、轧制磨具、弹簧、仪器仪表等等。

用于特殊场合,耐热、抗腐蚀的环境中,如蒸汽涡轮、锅炉、化工设备等等。

用于制造紧固件的合金钢

主要用于生产高强度螺栓螺母,如10.9级材料有30CrMo,40Cr;12.9级材料有:35CrMo,42CrMo等。

30CrMo常用于制造受高载荷的螺栓、双头螺栓等;汽轮机、锅炉等高温(450℃以下)环境下用的各种紧固件;高温(500℃以下)受压环境中使用的法兰和螺母;

40Cr适用于制造螺套、销轴、连杆螺钉、螺帽等;

35CrMo常用于制造高载荷下的各种紧固件如汽轮发电机用紧固件;锅炉等高温(480℃以下)环境用的各种紧固件;

42CrMo适用于制造比35CrMo要求强度更高的紧固件。




综合碳素钢和合金钢的特点,在选在紧固件材质时,可以在满足使用需求的前提下,优先选择碳素钢;如果规格尺寸较大、型制较为复杂,且对强度、精度要求高,或者有热硬性及其他特殊性能需求的情况下,那么还是用合金钢吧。

看到这里,你能分清碳素钢和合金钢了吗?


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