钢材牌号越高越好吗？看懂屈服强度抗拉强度再选

钢/钢材

1.定义：

由国家标准GB/T13304－91《钢分类》所描述的，是一种材料，此材料以铁作为主要元素，其含碳量一般处于2%以下，并且还含有其他元素。

2.相关性能参数

屈服点（σs）

钢材在拉伸时，或者试样在拉伸时，当应力超过了弹性极限了，即便应力不再增加了，然而钢材依旧会继续发生明显的塑性变形，试样也依旧会继续发生明显的塑性变形，把此现象称作屈服，而产生屈服现象的时候的最小应力值就是屈服点。

假设，Ps是屈服点s那里的外力，Fo是试样断面积，那么屈服点σs计算方式是Ps除以Fo之后的结果，单位是MPa，MPa称作兆帕，它等于N（也即牛顿）除以mm2，（MPa等于10的6次方Pa，其中Pa是帕斯卡，它等于N除以m2）。

屈服强度（σ0.2）

存在一些金属材料，其屈服点极为不明显，于测量方面存在困难，因这样，为了去衡量材料的屈服特性，规定当产生永久残余塑性变形等同于一定数值（一般是原长度的0.2%）时的应力，将此称作条件屈服强度或者简称为屈服强度σ0.2。

抗拉强度（σb）

材料于拉伸进程里，从起始直至发生断裂之际所抵达的最大应力数值，它用以表明钢材对抗断裂的能力程度，和抗拉强度相对对应的还有抗压强度、抗弯强度等。

倘若设定 Pb 为那种材料在遭受作用一直到被拉断之前所能够达到的最大拉力，而 Fo 是试样的截面面积，那么抗拉强度 σb 就等于 Pb 除以 FoMPa。

伸长率（δs）

材料被拉断往后，其塑性伸长的那个长度，跟原试样最初长度的百分比，被称作伸长率，或者也叫延伸率。

屈强比（σs/σb）

钢材屈服点（屈服强度）跟抗拉强度形成的比值，被称作屈强比 ，屈强比要是越大，那么结构零件具备的可靠性就会越高 ，一般情况下 ，碳素钢的屈强比处于0.6至0.65这个范围 ，低合金结构钢的屈强比处于0.65至0.75这个范围 ，合金结构钢的屈强比处于0.84至0.86这个范围。

硬度

材料抵抗硬物体压入其表面的能力被称作硬度，它属于金属材料重要性能指标里的一项，一般情况下，耐磨性会随着硬度的升高变好，通常运用的硬度指标含有布氏硬度、洛氏硬度以及维氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）

拿一定的载荷，通常是3000kg，将一定大小，直径一般是10mm的淬硬钢球压进材料表面，保持一阵子，去掉载荷后，负荷与它的压痕面积的比值，便是布氏硬度值，也就是HB，单位是公斤力/mm2，也就是N/mm2。

⑵洛氏硬度（HR）

出现当HB大于450这种情况，或者试样尺寸过小的时候，就不能采用布氏硬度试验了，而是要改用洛氏硬度计量。它使用的是一个顶角为120°的金刚石圆锥体，或者直径是1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷之下压入被测材料的表面，凭借压痕的深度来求出材料的硬度。依据试验材料硬度的不一样，分三种不同的标度来进行表示：

HRA，它是借助60kg载荷以及钻石锥压入器所获取到的硬度，它的适用范畴是那些硬度极其高的材料，像硬质合金这类材料。

HRB，它是借助100kg载荷以及直径1.58mm淬硬的钢球，所求得的硬度，其运用在硬度较低的材料方面，像退火钢、铸铁等。

洛氏硬度C标尺：是借助150kg载荷以及钻石锥压入器所求出的硬度，被应用于硬度非常高的材料情形里（像是淬火钢这类材料）。

⑶维氏硬度（HV）

用载荷在120kg以内、顶角为136°的金刚石方形锥压入器，压入材料表面，将材料压痕凹坑的表面积，除以载荷值，得到的结果就是维氏硬度值（HV）。

分类

1.碳钢

含碳量ωc小于2%的铁碳合金，被称作碳钢，也有人称其为碳素钢 ，碳钢中除了含有碳 ，一般情况下还会含有少量的硅 ，以及少量的锰 ，还有少量的硫 ，和少量的磷。

从用途方面能够将碳钢划分成碳素结构钢、碳素工具钢以及易切削结构钢这三类。其中，碳素结构钢又能进一步分成建筑结构钢和机器制造结构钢这两种。按照含碳量的情况，碳钢能够被分为低碳钢（ωc≤0.25%），中碳钢（ωc=0.25%-0.6%）以及高碳钢（ωc>0.6%）。

通过磷、硫的复合含量，能够将碳素钢划分成普通碳素钢（此中磷、硫含量较高），优质碳素钢（其中磷、硫含量较低）以及gaoji优质钢（所含磷、硫含量更低）。一般情况下，碳钢里头含碳量要是变得越高，硬度自然而然就会越高，强度同样也就会变高，然而塑性却会下降。

2、碳素结构钢

这类钢主要确保力学性能，所以它的牌号展现其力学性能，采用Q加上数字来表示，当中“Q”是屈服点“屈”字的汉语拼音首个字母，数字代表屈服点数值，比如Q275表明屈服点是275Mpa，要是牌号后面标注字母A、B、C、D，那就意味着钢材质量等级不一样，含S、P的量依次减少，钢材质量依次提升，要是在牌号后面标注字母“F”就是沸腾钢，标注“b”是半镇静钢，不标注“F”或者“b”的是镇静钢。比如说，Q235—AF所代表的是，屈服点是235MPa的那一类A级沸腾钢，而Q235—C意味着，屈服点为235MPa的C级镇静钢。

碳素结构钢在一般情形下都不需要经过热处理，而是在供应状态的时候直接投入使用。一般来说，Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数比较低，其焊接性能良好，塑性以及韧性也不错，具备一定强度，常常被轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等。这些材料用于桥梁、建筑等结构方面，还用于制造普通铆钉、螺钉、螺母等各种零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍微高一些，强度相对较高，塑性、韧性也较好，能够进行焊接，且通常轧制成型钢、条钢和钢板用作结构件，还用于制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等各类零件。

3、优质结构钢

这类钢，化学成分与力学性能必须同时得到保证。其牌号，是用两位数字来表明钢中平均碳质量分数的万分数（ωс*10000）。比如说，45钢，意味着钢中平均碳的质量分数是0.45%；08钢，代表钢中平均碳的质量分数为0.08%。

主要用于制造机器零件的是优质碳素结构钢，一般都要经过热处理来提高力学性能，根据碳质量分数不同，有着不同的用途。08、08F 钢，10 钢，以及 10F 钢，它们塑性高，韧性也高，具备优良的冷成形性能，还有焊接性能，常常被冷轧成薄板，用于制作仪表外壳，用于制作汽车和拖拉机上面的冷冲压件，像汽车身，像拖拉机驾驶室等；15 钢，20 钢，25 钢，用于制作尺寸较小的零件，用于制作负荷较轻的零件，用于制作表面要求耐磨的零件，用于制作心部强度要求不高的渗碳零件，比如活塞销，比如样板等；30 钢，35 钢，40 钢，45 钢，50 钢，经过热处理，也就是淬火加上高温回火后，具有良好的综合力学性能，就是具备较高的强度，具备较高的塑性，具备较高的韧性，用于制作轴类零件，例如 40 钢，45 钢，常常被用于制造汽车的曲轴，用于制造拖拉机的曲轴，用于制造连杆，用于制造一般机床主轴，用于制造机床齿轮，以及其他受力不大的轴类零件；55 钢，60 钢，65 钢，热处理，也就是淬火加上中温回火后，具有高的弹性极限，常用于制作负荷不大的弹簧，常用于制作尺寸较小的弹簧，截面尺寸小于 12 小于 15mm 的弹簧，如调压弹簧，如调速弹簧，如柱塞弹簧，如冷卷弹簧等。

4、碳素工具钢

有这样一种钢种，它叫碳素工具钢，这是一种基本上不含合金元素的高碳钢，它的含碳量处在于零点儿六五到一点三五这个范围里，它具备生产成本低的特点，其原料来源呀容易获取，它的切削加工性良好，经过热处理之后能够得到高硬度以及高耐磨性，所以它是那种被广泛采用的钢种，常用于制造各种刃具、模具、量具。然而，这类钢存在红硬性差的问题，就是说当工作产生的温度大于二百五十摄氏度的时候，钢的硬度和耐磨性就会急剧下降，进而失去工作能力。另外，碳素工具钢要是制成较大的零件呢就不容易淬硬，并且还容易产生变形以及裂纹。

碳素工具钢主要分为以下型号，有T7，有T8，有T9，有T10，有T11，有T12，有T13，还有T8Mn。

5、易切削结构钢

易切削结构钢是这么一种钢，它在钢里添加某些元素元素，这些元素会让钢变脆，钢变脆后切削时，切削就容易脆断开裂成碎屑的状态，这样一来便有利于提升切削的速度，还利于把刀具的使用寿命延长。不过，使钢变脆的主流元素主要是硫，在普通的低合金易切削结构钢当中，还使用了铅、碲、鉍等之类元素。

这种钢，其含硫量处于0.08%至0.30%的范围之内，含锰量处于0.60%至1.55%的范围之内。钢里的硫与锰，是以硫化锰的形态存在着，硫化锰非常脆并且具备润滑的效能，进而使得切屑能够容易碎断，并且有利于让加工表面的质量得以提高。