优质碳素结构钢的化学成分和力学性能(GB/T699-1999、GB/T17107-1997)

优质碳素结构钢的化学成分和力学性能(GB/T 699—1999、GB/T 17107—1997)

 

钢号

化学成分(质量分数)/%

标

准

号

推荐热处理

/℃

试样尺寸(GB/T699)

或截面尺寸(GB/T17107)

/mm

力学性能

交货状

态硬度

HBS10/3000

特性和用途

 

C

Si

Mn

σb

σs

(σ0.2)

δ5

ψ

AkU

未热

处理

退火

钢

正

火

淬

火

回

火

/MPa

/%

/J

 

≥

≤

08F

0.05~

0.11

≤0.03

0.25~0.50

GB/T 699

930

 

 

25

295

175

35

60

—

131

—

这种钢强度不大,而塑性和韧性甚高,有良好的冲压、拉延和弯曲性能,焊接性好。可制作深拉、冲压等零件,如机罩、壳盖、管子、垫片;心部强度要求不高的渗碳和氰化零件,如套筒、短轴、离合器盘

08

0.05~

0.11

0.17~0.37

0.35~0.65

930

 

 

325

195

33

60

—

131

—

 

10F

0.07~

0.13

≤0.07

0.25~0.50

930

 

 

315

185

33

55

—

137

—

 

10

0.07~

0.13

0.17~0.37

0.35~0.65

930

 

 

335

205

31

55

—

137

—

屈服点和抗拉强度比值较低,塑性和韧性均高,在冷状态下容易模压成形。一般用于制作拉杆、卡头、垫片、铆钉。无回火脆性倾向,焊接性甚好,冷拉或正火状态的切削加工性能比退火状态好

 

15F

0.12~0.18

≤0.07

0.25~0.50

920

 

 

355

205

29

55

—

143

—

塑性好,可制作钣金及冲压零件,如管子、垫片;心部强度要求不高的渗碳和氰化零件,如套筒、短轴、靠模、离合器盘。还可制作摇杆、吊钩、螺栓等。焊接性能好

 

15

0.12~0.18

0.17~0.37

0.35~0.65

920

 

 

375

225

27

55

—

143

—

塑性、韧性、焊接性能和冷冲性能均极好,但强度较低。用于受力不大韧性要求较高的零件、渗碳零件、紧固件、冲模锻件及不要热处理的低负荷零件,如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘及化工容器、蒸汽锅炉,冷拉或正火状态的切削性能比退火状态好

 

20

0.17~0.23

0.17~0.37

0.35~0.65

910

 

 

410

245

25

55

—

103~156

冷变形塑性高,一般供弯曲、压延用,为了获得好的深冲压延性能,板材应正火或高温回火

用于不经受很大应力而要求很高韧性的机械零件,如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。还可用于表面硬度高而心部强度要求不高的渗碳与氰化零件。冷拉或正火状态的切削加工性较退火状态好

 

0.17~0.24

0.17~0.37

0.35~0.65

GB/T 17107

正火或正火+

回火

≤100

340

215

24

50

43

>100

~250

330

195

23

45

39

 

>250

~500

320

185

22

40

39

 

25

0.22~0.29

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

900

870

600

25

450

275

23

50

71

170

—

性能与20钢相似,钢的焊接性及冷应变塑性均高,无回火脆性倾向,用于制造焊接设备,以及经锻造、热冲压和机械加工的不承受高应力的零件,如轴、辊子、连接器、垫圈、螺栓、螺钉、螺母

 

0.22~0.30

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 17107

正火或正火+

回火

≤100

420

235

22

50

39

112~170

>100

~250

390

215

20

48

31

 

>250

~500

380

205

18

40

31

 

30

0.27~0.34

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

880

860

600

25

490

295

21

50

63

179

—

一般在正火状态下使用,截面尺寸不大时,淬火并回火后呈索氏体组织,从而可获得良好的综合力学性能,用于制作螺钉、拉杆、轴、套筒、机座

 

0.27~0.35

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 17107

正火或正火+

回火

≤100

470

245

19

48

31

126~179

>100

~300

460

235

19

46

27

>300

~500

450

225

18

40

27

35

0.32~0.39

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

870

850

600

25

530

315

20

45

55

197

—

有好的塑性和中等的强度,切削加工性较好,多在正火和调质状态下使用。下使用。焊接性能尚可,但焊前要预热,焊后需进行回火处理,一般不进行焊接。用于制作曲轴、转轴、杠杆、连杆、圆盘、套筒、钩环、飞轮、机身、法兰、螺栓、螺母

 

0.32~0.40

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 17107

正火或正火+

回火

≤100

510

265

18

43

28

149~187

>100

~300

490

255

18

40

24

 

>300

~500

470

235

17

37

24

147~187

 

调  质

≤100

550

295

19

48

47

156~207

>100

~300

530

275

18

40

39

156~207

 

正火+回火

100~300

切

向

470

245

13

30

20

—

>300

~500

450

225

12

28

20

—

 

>500

~750

430

215

11

24

16

—

 

40

0.37~0.44

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

860

840

600

25

570

335

19

45

47

217

187

有较高的强度,加工性能良好,冷变形时塑性中等,焊接性能差,焊前需预热,焊后应进行热处理,多在正火和调质状态下使用,用于制造辊子、轴、曲柄销、活塞杆等

 

0.37~0.45

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 17107

正火+回火

≤100

550

275

17

40

24

143~207

>100

~250

530

265

17

36

24

>250

~500

510

255

16

32

20

调质

≤100

615

340

18

40

39

196~241

>100

~250

590

295

17

35

31

189~229

>250

~500

560

275

17

—

—

163~219

45

0.42~0.50

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

850

840

600

25

600

355

16

40

39

229

197

强度较高,塑性、韧性尚好,切削性良好,用于制作承受载荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件,以及对心部强度要求不高的表面淬火件,如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向,形状复杂的零件应在热水或油中淬火。焊接性差,但仍可焊接,焊前预热,焊后退火

 

0.42~0.50

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 17107

正火或正火

+回火

≤100

590

295

15

38

23

170~217

>100

~300

570

285

15

35

19

163~217

 

>300

~500

550

275

14

32

19

163~217

 

调质

≤100

630

370

18

40

31

207~302

>100

~250

590

345

17

35

31

197~286

 

正火+回火

>100

~300

切

向

540

275

10

25

16

—

 

>300

~500

520

265

10

23

16

—

 

>500

~750

500

255

9

21

12

—

 

50

0.47~0.55

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

830

830

600

25

630

375

14

40

31

241

207

强度高,塑性、韧性较差、弹性较好,切削性中等,焊接性差,水淬有形成裂纹倾向。一般在正火、调质状态下使用,用于制作要求较高强度、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

 

GB/T 17107

正火+回火

≤100

610

310

13

35

23

—

>100

~300

590

295

12

33

19

—

 

>300

~500

570

285

12

30

19

—

 

>500

~700

550

265

12

28

15

—

 

55

0.52~0.60

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

820

820

600

25

645

380

13

35

—

255

217

 

0.52~0.60

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 17107

正火+

回火

≤100

645

320

12

35

23

187~229

>100

~300

625

310

11

28

19

187~229

 

>300

~500

610

305

10

22

19

187~229

60

0.57~0.65

0.17~0.37

0.50~0.80

GB/T 699

810

 

 

25

675

400

12

35

—

255

229

强度、硬度和弹性均相当高,切削性、焊接性差,水淬有裂纹倾向,小件才能进行淬火,大件多采用正火。用于制作轧辊、轴、轮箍、弹簧、离合器、钢丝绳等受力较大,要求耐磨性和一定弹性的零件

65

0.62~0.70

0.17~0.37

0.50~0.80

810

 

 

25

695

410

10

30

—

255

229

经适当热处理后,可得到较高的强度与弹性。在淬火、中温回火状态下,用于制作截面较小、形状简单的弹簧及弹簧式零件,如气门弹簧,弹簧垫圈等。在正火状态下,用于制作耐磨性高的零件,如轧辊、轴、凸轮、钢丝绳等。淬透性差,水淬有裂纹倾向,截面尺寸小于15mm时一般油淬,截面较大时水淬

70

0.67~0.75

0.17~0.37

0.50~0.80

790

 

 

25

715

420

9

30

—

269

229

 

75

0.72~0.80

0.17~0.37

0.50~0.80

 

820

480

试样

1080

880

7

30

—

285

241

强度较70钢稍高,而弹性略低,其他性能相近,淬透性仍较差。用于制作截面不大(一般不大于20mm)、强度不太高的板弹簧、螺旋弹簧以及要求耐磨的零件

 

80

0.77~0.85

0.17~0.37

0.50~0.80

 

820

480

试样

1080

930

6

30

—

285

241

 

85

0.82~0.90

0.17~0.37

0.50~0.80

 

820

480

试样

1130

980

6

30

—

302

255

 

15Mn

0.12~0.18

0.17~0.37

0.70~1.00

GB/T 699

920

 

 

25

410

245

26

55

—

163

—

是高锰低碳渗碳钢,性能与15钢相似,但淬透性、强度和塑性比15钢高。用于制作心部力学性能要求高的渗碳零件,如凸轮轴、齿轮、联轴器等,焊接性尚可

 

20Mn

0.17~0.23

0.17~0.37

0.70~1.00

910

 

 

450

275

24

50

—

197

—

 

25Mn

0.22~0.29

0.17~0.37

0.70~1.00

900

870

600

490

295

22

50

71

207

—

 

30Mn

0.27~0.34

0.17~0.37

0.70~1.00

880

860

600

540

315

20

45

63

217

187

强度与淬透性比相应的碳钢高,冷变形时塑性尚好,切削加工性良好,有回火脆性倾向,锻后要立即回火,一般在正火状态下使用。用于制作螺栓、螺母、杠杆、转轴、心轴等

 

35Mn

0.32~0.39

0.17~0.37

0.70~1.00

870

850

600

560

335

18

45

55

229

197

 

35Mn2

0.32~0.39

0.17~0.37

1.40~1.80

GB/T

17107

正火+回火

≤100

620

315

18

45

—

207~241

可在正火状态下应用,也可在淬火与回火状态下应用。切削加工性好,冷变形时的塑性中等,焊接性不良。用于制作承受疲劳负荷的零件,如轴辊及高应力下工作的螺钉、螺母等

>100

~300

580

295

18

43

23

207~241

调质

≤100

745

590

16

50

47

229~269

>100

~300

690

490

16

45

47

229~269

40Mn

0.37~0.44

0.17~0.37

0.70~100

GB/T

699

860

840

600

25

590

355

17

45

47

229

207

 

 

45Mn2

0.42~0.49

0.17~0.37

1.40~180

GB/T

17107

正火+回火

≤100

690

355

16

38

—

187~241

用于制作受磨损的零件,如转轴、心轴、齿轮、啮合杆、螺栓、螺母、还可制作离合器盘、花键轴、万向节、凸轮轴、曲轴、汽车后轴、地脚螺栓等。焊接性较差

>100

~300

670

335

15

35

—

187~241

 

45Mn

0.42~0.50

0.17~0.37

0.70~1.00

GB/T 699

850

840

600

25

620

375

15

40

39

241

217

50Mn

0.48~0.56

0.17~0.37

0.70~1.00

830

830

600

645

390

13

40

31

255

217

弹性、强度、硬度均高,多在淬火与回火后应用;在某些情况下也可在正火后应用。焊接性差。用于制作耐磨性要求很高、在高负荷作用下的热处理零件,如齿轮、齿轮轴、摩擦盘和截面在80mm以下的心轴等

GB/T 17107

正火或正火+

回火

<250

645

390

13

40

31

217

 

60Mn

0.57~0.65

0.17~0.37

0.70~1.00

GB/T 699

810

 

 

25

695

410

11

35

—

269

229

强度较高,淬透性较碳素弹簧钢好,脱碳倾向小;但有过热敏感性,易产生淬火裂纹,并有回火脆性。用于制作螺旋弹簧、板簧、各种扁、圆弹簧,弹簧环、片,以及冷拔钢丝(≤7mm)和发条

 

65Mn

0.62~0.70

0.17~0.37

0.90~1.20

830

 

 

25

735

430

9

30

—

285

229

强度高,淬透性较大,脱碳倾向小,但有过热敏感性,易形成淬火裂纹,并有回火脆性。适宜制作较大尺寸的各种扁、圆弹簧与发条,以及其他经受摩擦的农机零件,如犁、切刀等,也可制作轻载汽车离合器弹簧

 

70Mn

0.67~0.75

0.17~0.37

0.90~1.20

790

 

 

25

785

450

8

30

—

285

229

用于制作弹簧圈、盘簧、止推环、离合器盘、锁紧圈

 

注:1.GB/T 699一般适用于直径或厚度不大于250mm的优质碳素结构钢棒材,尺寸超出250mm者需由供需双方协商。其化学成分也适用于锭,坯及其制品。

2.GB/T 699牌号后面加“A”者为高级优质钢,牌号后面加“E”者为特级优质钢。按使用加工方法分为压力加工用钢和切削加工用钢。

3.GB/T 699各牌号的Cr含量不大于0.25%(08、08F不大于0.10%;10、10F不大于0.15%);Ni含量不大于0.30%;Cu含量不大于0.25%。优质钢的P、S含量均不大于0.035%;高级优质钢的P、S含量分别均不大于0.030%,特级优质钢的P、S含量均不大于0.025%。GB/T 17107各牌号的Cr、Ni、Cu含量均不大于0.25%。P、S含量均不大于0.035%。本表仅编入GB/T17107中的部分牌号。

4.表中GB/T 699所列力学性能为试样毛坯经正火后制成试样测定的钢材的纵向力学性能(不包括冲击吸收功)。表中所列冲击吸收功AkU为试样毛坯经淬火+回火后制成试样测定而得。钢号75、80及85的力学性能是用留有加工余量的试样进行热处理(淬火+回火)而得。交货状态硬度栏的未热处理表示轧制状态。

5.表中GB/T 699所列力学性能仅适用于截面尺寸不大于80mm的钢材。

6.GB/T 17107规定的截面尺寸为锻件截面尺寸(直径或厚度)非试样尺寸。

7.锻件用结构钢适用于冶金、矿山、船舶、工程机械等设备经整体热处理后取样测定力学性能的一般锻件。表中所列力学性能不适用于高温、高转速的主轴、转子、叶轮和压力容器等。