(1)牌号和化学成分见表3-6、表3-7。 (2)力学性能见表3—8。 (3)用途见表3-9。
表3—6优质碳素结构钢的牌号和化学成分
统一数序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 字 代号 U20080 U20l00 U20150 U20082 U20102 U20152 U20202 U20252 U20302 U20352 U20402 U20452 U20502 U20552 U20602 U20652 U20702 U20752 U20802 U20852 08F 10F 15F 08 lO 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 牌号 C O．05～O．11 O．07～O．13 0.12～O．18 0.05～O．11 0.07～O．13 O．12～0.18 O．17～0.23 O．22～0.29 O．27～O．34 O．32～0.39 0.37～O．44 O．42_O．50 0.47～0.55 O．52～0.60 0.57～O．65 O．62～0.70 O．67～0.75 O．72～0.80 O．77～0.85 O．82～0.90 化学成分(质量分数)(％) Si ≤0.03 ≤O．07 ≤O．07 O．17～O．37 0.17～O．37 0.17～O．37 0.17～0.37 0.17～O．37 O．17～O．37 O．17～O．37 0.17～O．37 O．17～O．37 0.17～O．37 O．17～O．37 0.17～O．37 0.17～0.37 0.17～0.37 0.17～O．37 O．17～0.37 O．17～Mn 0.25～0.50 0.25～O．50 Cr 0.10 0.25 M ≤ O．30 0.25 0.30 0.25 0.30 0.25 Cu O．25～O．50 O．15 O．35～O．65 O．10 O．30 O．25 0.35～0.65 O．35～0.65 0.35～0.65 0.15 O．30 O．25 O．25 O．30 O．25 O．25 O．30 O．25 O．50～O．80 O．25 O．30 0.25 O．50～O．80 O．50～O．B0 0.25 0.25 O．30 0.25 O．30 0.25 O．50～O．80 O．25 O．30 O．25 0.50～0.80 0.50～0.80 O．50～0.80 0.50～O．80 0.25 0.25 O．25 O.30 0.25 O．30 O．25 0.30 O．25 O．25 O．30 0.25 O．50～O．80 O．25 O．30 O．25 O．50～O．80 0.50～0.80 O．50～O．80 0.50～O．80 0.25 0.25 0.25 O．30 O．25 O．30 O．25 O．30 0.25 O．25 O．30 O．25
0.37 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3l
注：1．表中所列牌号为优质钢。如果是高级优质钢，在牌号后面加“A”(统一数字代号最后一位数字改为“3”)；如果是特级优质钢，在牌号后面加“E’’(统一数字代号最后一-位数字改为“6”)；对于沸腾钢，牌号后面为“F”(统一数字代号最后一位数字为“0”)；对于半镇静钢，牌号后面为“b”(统一数字代号最后一位数字为“1”)。
2．使用废钢冶炼的钢允许含铜量不大于0．30％。 3．热压力加工用钢的铜含量应不大于0．20％。
4．铅浴淬火(派登脱)钢丝用的35．85钢的锰含量为0．30％～0．60％；铬含量不大于0．10％，镍含量不大于O．15％，铜含量不大于0．20％；硫、磷含量应符合钢丝标准要求。
5．08钢用铝脱氧冶炼镇静钢，锰含量下限为0．25％，硅含量不大于0．03％，铝含量为0．02％一0．07％。此时钢的牌号为08A1。
6．冷冲压用沸腾钢含硅量不大于0．03％。
7．氧气转炉冶炼的钢其含氮量应不大于0．008％。供方能保证合格时，可不做分析。 8．经供需双方协议，08～25钢可供应硅含量不大于0．17％的半镇静钢，其牌号为08b～25b。 9．上述各成分含量皆指质量分数。
表3-7优质碳素结构钢的硫、磷含量（质量分数）
组 别 优质钢 P (％)≤ 0.035 S 0.035 U21152 U21202 U21252 U21302 U21352 U21402 U21452 U21502 U21602 U21652 U21702 15№ 20Mn 25Mn 30Mn 35Mn 40Mn 45Mn 50Mn 60Mn 65Mn 70Mn O．12～O．18 0.17～O．23 O．22～O．29 0.27～O．34 O．32～O．39 O．37～0.44 0.42～0.50 O．48～0.56 0.57～0.65 0.62～0.70 0.67～O．75 O．17～O．37 O．17～O．37 0.17～0.37 O．17～0.37 O．17～O．37 O．17～0.37 0.17～O．37 O．17～O．37 O．17～O．37 0.17～O．37 0.17～0.37 O．70～1.00 O．70～1.00 O．25 O．30 0.25 O．25 0.30 O．25 O．70～1．00 O．25 O．30 O．25 0.70～1.00 O．70～1.00 O．70～1.00 0.70～1.00 O．70～1.00 0.70～1.00 O．90～1.20 0.90～1.20 O．25 O．30 0.25 0.25 0.25 O．30 O．25 0.30 O．25 O．25 O．30 O．25 0.25 0.25 O．25 0.30 0.25 0.30 0.25 0.30 0.25 O．25 O．30 O．25
高级优质钢 特级优质钢
0.030 0.025 0.030 O．020 表3-8优质碳素结构钢的力学性能
钢材交货状推荐热处理／℃ 力学性能 AKΨ(％) u2／J 未热处理钢 35 33 29 33 3l 27 25 23 21 20 19 16 14 380 400 410 420 880 930 980 245 275 295 315 335 355 375 390 13 12 lO 9 7 6 6 26 24 22 20 18 17 15 13 60 55 55 60 55 55 55 50 50 45 45 40 40 35 35 30 30 30 30 30 55 50 50 45 45 45 40 40 71 63 55 47 39 31 71 63 55 47 39 3l 13l 137 143 131 137 143 156 170 179 197 217 229 24l 255 255 255 269 285 285 302 163 197 207 217 229 229 241 255 退火钢 187 197 207 217 229 229 229 24l 241 255 187 197 207 217 217 态硬度HBSl0／300≤ 试样毛坯尺寸／mm 正火 淬火 回火 ób／MPa ós／MPa δ5(％) 牌号 ≥ 08F 10F 15F 08 IO 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 15Mn 20Mn 25Mn 30Mn 35Mn 40Mn 45Mn 50Mn
25 25 25 25 篮 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 试样 试样 试样 25 25 25 25 25 25 25 25 930 930 920 930 930 920 910 900 880 870 860 850 830 820 810 810 790 920 910 900 880 870 860 850 830 870 860 850 840 840 830 820 820 820 820 870 860 850 840 840 830 600 600 600 60D 600 600 600 480 480 480 600 600 600 600 600 600 295 315 355 325 335 375 4lO 450 490 530 570 600 630 645 675 695 715 1080 1080 1130 410 450 490 540 560 590 620 645 175 185 205 195 205 225 245 275 295 315 335 355 375
60Mn 65Mn 70Mn
25 25 25 810 830 790 695 735 785 410 430 450 11 9 8 35 30 30 269 285 285 229 229 229 注：1．对于直径或厚度小于25mm的钢材，热处理是在与成品截面尺寸相同的试样毛坯上进行。 2．表中所列正火推荐保温时间不少于30min，空冷；淬火推荐保温时间不少于30min，70、80和85钢油冷，其余钢水冷；回火推荐保温时间不少于1h。
表3-9优质碳素结构钢的特性和应用
牌 号 主要特性 深冲压，深拉延性好，冷加工性，焊接性08F 好 成分偏析倾向大，时效敏感性大，故冷加工时，可采用消除应力热处理，或水韧处理，防止冷加工断裂 极软低碳钢，强度、硬度很低，塑性、 宜轧制成薄板、薄带、冷变形材、冷拉、08 韧性极好，冷加工性好，淬透性、淬硬性极差，时效敏感性比08F稍弱，不宜切削加工，退火后，导磁性能好 强度低(稍高于08钢)，塑性、韧性很好， 宜用冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧、1OF lO 焊接性优良，无回火脆性。易冷热加工成型、淬透性很差，正火或冷加工后切削性能好 强度、硬度、塑性与1OF、10钢相近。15F 15 为改善其切削性能需进行正火或水韧处理适当提高硬度。淬透性、淬硬性低、韧性、焊接性好 强度硬度稍高于15F，15钢，塑性焊接20
具有一定强度、硬度。塑性和韧性好。焊25 淬透性、淬硬性差。淬火后低温回火后强韧性好，无回火脆性 强度、硬度较高，塑性好、焊接性尚好，30 被切削性良好 35 强度适当。塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性用于受力不大，温度<150℃的低载荷零件，渗碳件表面耐磨性好，可作耐磨件 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件，如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各可在正火或调质后使用，适于热锻、热压。如丝杆、拉杆、轴键、齿轮、轴套筒等，焊接件、热锻、热冲压件渗碳后用作耐磨接性、冷塑性加工性较高，被切削性中等、件 性都好，热轧或正火后韧性好 制作不太重要的中、小型渗碳、碳氮共渗件、锻压件，如杠杆轴、变速箱变速叉、齿轮，重型机械拉杆、钩环等 热挤压、热镦等工艺成型，制造要求受力不大、韧性高的零件，如摩擦片、深冲器皿、汽车车身、弹体等 制造受力不大，形状简单，但韧性要求较高或焊接性能较好的中、小结构件、螺钉、螺栓、拉杆、起重钩、焊接容器等 冷冲压、焊接件、表面硬化件 丝 用作冲压件、压延件，各类不承受载荷的覆盖件、渗碳、渗氮、氰化件、制作各类套筒、靠模、支架 应用举例 优质沸腾钢，强度、硬度低，塑性极好。 易轧成薄板，薄带、冷变形材、冷拉钢
低，正火或调质后使用 强度较高，可切削性良好，冷变形能力中等，焊接性差，无回火脆性，淬透性低，40 易生水淬裂纹，多在调质或正火态使用，两者综合性能相近，表面淬火后可用于制造承受较大应力件 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，45 淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理 高强度中碳结构钢，冷变形能力低，可切削性中等。焊接性差，无回火脆性，淬透50 性较低，水淬时，易生裂纹。使用状态：正火，淬火后回火，高频表面淬火，适用于在动载荷及冲击作用不大的条件下耐磨性高的机械零件 具有高强度和硬度，塑性和韧性差，被切55 削性中等，焊接性差，淬透性差，水淬时易淬裂。多在正火或调质处理后使用，适于制造高强度、高弹性、高耐磨性机件 具有高强度、高硬度和高弹性。冷变形时60 塑性差，可切削性能中等，焊接性不好，淬透性差，水淬易生裂纹；故大型件用正火处理。 牌 号 主要特性 适当热处理或冷作硬化后具有较高强度与弹性。焊接性不好。易形成裂纹，不宜焊65 接，可切削性差，冷变形塑性低，淬透性不好，一般采用油淬，大截面件采用水淬油冷，或正火处理。其特点是在相同组态下其疲劳强度可与合金弹簧钢相当 70 75 80 强度和弹性比65锕稍高，其他性能与65钢近似 性能与65、70钢相似，但强度较高而弹性路低，其淬透性亦不高。通常在淬火、回火后使用 含碳量最高的高碳结构钢，强度、硬度比85 其他高碳钢高，但弹性略低，其他性能与65,70,75,80钢相近似。淬透性仍然不高 含锰(WMn0.70％。1.00％)较高的低碳渗碳钢，因锰高故其强度、塑性、可切削性和15Mn 淬透性均比15钢稍高，渗碳与淬火时表面形成软点较少，宜进行渗碳、碳氮共渗处理，得到表面耐磨而心都韧性好的综合性
种标准件、紧固件 适于制造曲轴心轴、传动轴、活塞杆、连杆、链轮、齿轮等，作焊接件时需先预热，焊后缓冷 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。 焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火 锻造齿轮、拉杆、轧辊、轴摩擦盘、机床主轴、发动机曲轴、农业机械犁铧、重载荷心轴及各种轴类零件等，及较次要的减振弹簧、弹簧垫圈等 齿轮、连杆、轮圈、轮缘、机车轮箍、扁弹簧、热轧轧辊等 轧辊、轴类、轮箍、弹簧圈、减振弹簧、离合器、钢丝绳 应用举例 宜用于制造截面、形状简单、受力小的扁形或螺形弹簧零件。如汽门弹簧、弹簧环等也宜用于制造高耐磨性零件，如轧辊、曲轴、凸轮 及钢丝绳等 弹簧、钢丝、钢带、车轮圈等 板弹簧、螺旋弹簧、抗磨损零件、较低速车轮等 铁道车辆、扁形板弹簧、圆形螺旋弹簧、钢丝钢带等 齿轮、曲柄轴。支架、铰链、螺钉、螺母。 铆焊结构件。板材适于制造油罐等。寒冷地区农具，如奶油罐等
优质碳素结构钢(GB／T699—1999)
