北京Q195结构钢Q195结构钢材料简介

20号钢的20是指含碳量为0.2%，属于低碳钢。钢中可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

碳含量：低碳钢一般小于0.25%；中碳钢一般在0.25～0.60%之间；高碳钢一般大于0.60%。

钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(一般不超过0.40%),锰(Mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。

通常把含碳量少于0.02%的叫熟铁,大于2.11%到4.3%的叫生铁,而中间的就是钢。
特性
（1）特性 该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa，伸长率≥24%。

20特性与15钢基本相仿，但强度稍高。用途：适用于制造汽车、拖拉机及一般机械制造业中建造不太重要的中小型渗碳碳氮共渗等零件，如汽车上的手刹蹄片、杠杆轴、变速箱速叉、传动被动齿轮及拖拉机上凸轮轴、悬挂均衡器轴、均衡器内外衬套等；在热轧或正火状态下用于制造受力不大，而要求韧性高的各种机械零件；在重、中型机械制造业中，如锻制或压制的拉杆、钩环、杠杆、套筒、夹具等。在汽轮机和锅炉制造业中多用于压力≤6N/平方，温度≤450℃的非腐化介质中工作的管子、法兰、联箱及各种紧固件；在铁路、机车车辆上用于制造十字头、活塞等铸件。

正火可促进该钢球化，细化大块状先共析铁素体，改进小于160HBS毛坯的切削性能。

该钢模具零件工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。

（2）供货状态及硬度 未热处理态，硬度≤156HBS。

化学成分
（3）标准JB/T 6057-92钢的化学成分（质量分数，%）

C Si Mn P S Ni Cr Cu
0.17~0.23 0.17~0.37 0.35~0.65 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.30 ≤0.25 ≤0.25
（4）参考对应钢号 我国GB/JB的标准钢号是20、我国台湾CNS标准钢号S20C、德国DIN标准材料编号1.0402、德国DIN标准钢号CK22/C22、英国BS标准钢号IC22、法国AFNOR标准钢号CC20、法国NF标准钢号C22、意大利UNI标准钢号C20/C21、比利时NBN标准钢号C25-1、瑞典SS标准钢号1450、西班牙UNE标准钢号F.112、美国AISI/SAE标准钢号1020、日本JIS标准钢号S20C/S22C。

力学性能
（5）相变点温度（近似值）Ac1=735℃，Ac3=855℃，Ar3=835℃，Ar1=680℃

（6）正火规范 温度920~950℃，出炉空冷。硬度131~156HBS。

（7）冷压毛坯软化处理规范 温度700~720℃，保温时间8~15h，再以50~100℃/h的冷速，随炉降至温度≤550~600℃，出炉空冷。

处理前硬度≤143HBS，软化后硬度≤131HBS。

（8）淬火规范 温度910℃±10℃，10%NaCl盐水冷却。

(9)实测屈服强度fy=245Mpa，弹性模量E=206Gpa，泊松比ν=0.3。

（10）抗剪强度275~392MPa,抗拉强度为253~500MPa，屈服强度为275MPa，延伸率为25%。

（11）退火温度只要600-650度，保温时间在1-2h。

2许用应力编辑
20号钢在225℃下的许用应力：(16－36mm)111-124MPa之间;(6-16mm)之间117－131MPa

20号钢在100℃下的许用应力：150℃时,20号钢钢管的许用应力为130 MPa,20号钢锻件的许用应力为108MPa

3区别编辑
两种钢材都属于低碳钢。从数据上来看，20号钢含碳量稍高一些，两者的金相组织都是珠光体+铁素体。反映到性能上的表现就是20号钢的抗拉强度和冲击韧性稍高一些，基本上两种钢材没有大的区别。两种钢材都淬不上火，热处理工艺比较简单，通常是毛坯直接切削加工或锻造正火，用于不重要的结构零件，连接件或冲压件，或用做渗碳钢使用。市面上好象没发现有15号钢，可以以20号钢替代。

50号钢
中碳高强度碳素结构钢，淬火后具有高的强度和硬度，该钢可切削性中等，冷变形塑性低，焊接性差，热处理时无回火脆性，但淬透性较低，水中临界直径为13*30mm，且水淬时有开裂倾向。此钢通常在正火或淬火回火，或高频表面淬火等热处理后使用。50号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥50号钢优越的机械性能，常将50号钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。交货状态钢板以热处理（正火、回火、正火+回火、退火）状态交货。热处理类别应在。
国标 美国标准 日本标准 德国标准 英国标准 法国标准
GB/T699 ASTM JIS DIN BS NF
50号钢 1050 S50C CK53 060A52 XC48TS
2执行标准编辑
材料名称：50统一数字代号：U20502

执行标准GB/T 699-1988 山西永鑫生锻造有限公司专业生产

机械加工：


(一)轴类零件的 毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 　根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 　(二)轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 　50钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。未 淬火表面硬度为28-32HRC 　40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 　轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 　精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 　50号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 50号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥50号钢优越的机械性能，常将50号钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。

3特性编辑
中碳高强度碳素结构钢，淬火后具有高的强度和硬度，该钢可切削性中等，冷变形塑性低，焊接性差，热处理时无回火脆性，但淬透性较低，水中临界直径为13*30mm，且水淬时有开裂倾向。此钢通常在正火或淬火回火，或高频表面淬火等热处理后使用。

4化学成分编辑
（质量分数，%）C 0.47~0.55、Si 0.17~0.37、Mn 0.50~0.80、P≤0.035、S≤0.035、Ni≤0.30、Cr≤0.15、Cu≤0.25、

5力学性能编辑
抗拉强度 σb (MPa)：≥630(64)

屈服强度 σs (MPa)：≥375(38)

伸长率 δ5 (%)：≥14

断面收缩率 ψ (%)：≥40

冲击功 Akv (J)：≥31(4)

冲击韧性值 αkv (J/cm²)：≥39(4)

硬度 ：未热处理，≤241HB;退火钢，≤207HB

试样尺寸：试样尺寸为25mm.

参考对应钢号 德国DIN标准材料编号1.1213、德国DIN标准钢号Cf53、我国GB的标准钢号是50、英国BS标准钢号060A52、法国AFNOR标准钢号XC48TS、法国NF标准钢号C50、意大利UNI标准钢号C53、比利时NBN标准钢号C53、瑞典SS标准钢号1674、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号1050、日本JIS标准钢号S50C/S53C、国际标准化组织ISO标准钢号C50E4。

临界点温度 （近似值） Ac1=725℃，Ac3=760℃，Ar3=721℃，Ar1=690℃

正火规范 温度830℃±10℃，空气冷却。

普通淬火、回火规范 淬火温度830℃ ±10℃，水、油冷却；回火温度600℃±10℃，水、油冷却。

6适用于编辑
制造动负载、冲击载荷不大以及要求耐磨性好的机械零件，如锻造齿轮、轴摩擦盘、机床主轴、发动机主轴、轧辊、拉杆、弹簧垫圈等。

特性及应用=未热处理时：HB≤241；热处理：正火；冲击功：Aku≥31J；强度较高，塑性和韧性较差，切削性中等，焊接性差，水淬时有形成裂纹的倾向。一般正火，调质状态下使用，用作要求较高强度、耐磨性或弹性、动载荷及冲击负荷不大的零件，如齿轮、轧辊、机床主轴、连杆、次要弹簧等

7典型应用编辑
用于制造一般冲头时，批量小于1000件，被冲材料为软态低碳钢板，料厚δ<1mm，所以使用凹模为锌基合金。

适用于制造耐磨性要求较高，动载荷及冲击作用较大的模具零件。

60号钢
60号钢为亚共析钢，强度、硬度和弹性都很高，冷变形时塑性较低，切削性较差，焊接和淬透性差，水淬有产生裂纹倾向，大型制件多采用正火。60号钢用于制造轴、弹簧圈、轮轴、各种垫圈、凸轮、钢绳等受力较大、在摩擦条件下工作，要求较高强度、耐磨性和一定弹性的零件。
材料名称：优质碳素结构钢

牌号：60

标准：GB/T 699-1999

对应日本牌号：S58C

null
null
对应德国牌号：C60(1.0601),CK60(1.1221),Cm60(1.1223)

对应美国牌号：1060

●特性及适用范围：60号钢为亚共析钢，强度、硬度和弹性都很高，冷变形时塑性较低，切削性较差，焊接和淬透性差，水淬有产生裂纹倾向，大型制件多采用正火。60号钢用于制造轴、弹簧圈、轮轴、各种垫圈、凸轮、钢绳等受力较大、在摩擦条件下工作，要求较高强度、耐磨性和一定弹性的零件。

2模具修补编辑
60号钢是接合性较好的中硬度钢焊条，适用于空冷钢、铸钢：如ICD5、7CrSiMnMoV…等等。汽车板金覆盖件模具及大型五金板金冲压模具之拉延、拉伸部位修补，也可用于硬面制作。

另外在使用时也有一些需要注意的：

1. 于潮湿场地施工前，焊条先以150-200°C烘干30-50分钟。

2. 通常施以200°C以上预热，焊接后空冷，可能的话最好实施应力消除。

3. 需多层堆焊处，以CMC-E30N打底，可得到较好的焊接效果。

硬度 HRC 48-52

主要成份 Cr Si Mn C

适用电流范围：

直径及长度m/m 3.2*350mm 4.0*350mm

电流范围（Amp） 70-100 130-150

3化学成分编辑
●化学成份：

碳 C ：0.57～0.65

硅 Si：0.17～0.37

锰 Mn：0.50～0.80

硫 S ：≤0.035

磷 P ：≤0.035

铬 Cr：≤0.25

镍 Ni：≤0.25

铜 Cu：≤0.25

4力学性能编辑
●力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥675(69)

屈服强度 σs (MPa)：≥400(41)

伸长率 δ5 (%)：≥12

断面收缩率 ψ (%)：≥35

硬度：未热处理≤255HB;退火钢≤229HB

试样尺寸：试样尺寸为25mm

●热处理规范及金相组织：

热处理规范：正火,810℃。