仓库中混存了相同规格的 20 钢、45 钢和 T10钢,请提出一种最为简单的区分方法。(T10是最常见的一种碳素工具钢,韧度适中,生产成本低,经热处理后硬度能达到60HRC以上,但是,此钢淬透性低,且耐热性差(250℃),在淬火加热时不易过热[1],仍保持细晶粒。韧性尚可,强度及耐磨性均较T7-T9高些,但热硬性低,淬透性仍然不高,淬火变形大。 适用范围: 这种钢应用较广,适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具,如车刀、刨刀、钻头[2]、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、还可以制作冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、纸品下料模、塑料成型模具、小尺寸冷切边模及冲孔模,低精度而形状简单的量具(如卡板等),也可用作不受较大冲击的耐磨零件等45号钢为优质碳素结构用钢用于制造齿轮、齿条、链轮[3]、轴、键、销、蒸汽透平机的叶轮、压缩机泵的零件等 )20钢的20是指含碳量,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。低碳钢--含碳量一般小于0.25%;中碳钢--含碳量一般在0.25~0.60%之间;高碳钢--含碳量一般大于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)。钢中含碳量低于2.1%为钢,含碳量高于2.1%为铁。钢中含碳量越高其韧性越差,钢中含碳量越高其韧性越好。补充:(1)20钢特性与15钢基本相似,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制作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[4]、悬挂平衡器轴、平衡器内外衬套[5]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[6]和锅炉[7]制造业中多用于压力≤6N/平方,温度≤450℃的非腐蚀介质[8]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[9]、活塞[10]等铸件。(2)25钢特性与20钢相近,强度稍高,含碳量介于低、中碳之间,太具有一定的强度,较好的塑性、韧性、焊接性及冷冲压性能,可切削性尚好,淬硬性、淬透性不高,但小截面零件,经淬火及低、中温回火[11]后能获得较好的强度和韧性,无回火脆性,一般在热轧或正火后使用。用途:在一般机械制造业中适于制作焊接结构件以及经锻造、热冲压和机械制造业中适于制作焊接结构件以及经锻造、热冲压和机械加工而不受高应力的零件,如轴、辊子、连接器及紧固件等;在锅炉制造业中用于制作压力<600N/mm2,温度<450℃的锅炉上零件等。(3)30钢特性:与低碳钢相比,强度、硬度均较高,具有较好的韧性、焊接性尚好,此钢大多在正火状态下使用,也可进行调质处理。用途:适用于采用热锻、热压及切削加式方法,制造截面较小,受力不大工作温度[12]≤150℃的零件,如丝杆、拉杆、轴键、吊环、齿轮、套筒等;切削性能良好,广泛应用于自动机床上加工的螺栓、螺钉等;也适用于制造需冷顶锻零件及焊接件;还可用作渗碳、碳氮共渗等零件。(35)钢特性与30钢相近,有较好塑性和适当的强度,可切削性好,焊接性尚可(当含碳量在上限时,焊接性差),冷变形塑性高,可在冷态下拉丝和局部镦粗,板材可进行冷冲压,钢的淬透性低,水中临界淬透直径一般在10~23mm,截面尺寸>50mm时,调质与正火状态的力学性能相近,故截面尺寸较大的零件,如曲轴[13]、转轴、杠杆、连杆[14]、横梁、轮圈以及自动机床上加工的螺栓、螺钉等;也可不经热处理制造截荷不大的紧固件,如锅炉中用作温度<450℃的螺栓、螺母等。
仓库中混存了相同规格的 20 钢、45 钢和 T10钢,请提出一种最为简单的区分方法。(T10是最常见的一种碳素工具钢,韧度适中,生产成本低,经热处理后硬度能达到60HRC以上,但是,此钢淬透性低,且耐热性差(250℃),在淬火加热时不易过热[1],仍保持细晶粒。韧性尚可,强度及耐磨性均较T7-T9高些,但热硬性低,淬透性仍然不高,淬火变形大。 适用范围: 这种钢应用较广,适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具,如车刀、刨刀、钻头[2]、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、还可以制作冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、纸品下料模、塑料成型模具、小尺寸冷切边模及冲孔模,低精度而形状简单的量具(如卡板等),也可用作不受较大冲击的耐磨零件等45号钢为优质碳素结构用钢用于制造齿轮、齿条、链轮[3]、轴、键、销、蒸汽透平机的叶轮、压缩机泵的零件等 )
20钢的20是指含碳量,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。低碳钢--含碳量一般小于0.25%;中碳钢--含碳量一般在0.25~0.60%之间;高碳钢--含碳量一般大于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)。钢中含碳量低于2.1%为钢,含碳量高于2.1%为铁。钢中含碳量越高其韧性越差,钢中含碳量越高其韧性越好。补充:(1)20钢特性与15钢基本相似,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制作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[4]、悬挂平衡器轴、平衡器内外衬套[5]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[6]和锅炉[7]制造业中多用于压力≤6N/平方,温度≤450℃的非腐蚀介质[8]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[9]、活塞[10]等铸件。(2)25钢特性与20钢相近,强度稍高,含碳量介于低、中碳之间,太具有一定的强度,较好的塑性、韧性、焊接性及冷冲压性能,可切削性尚好,淬硬性、淬透性不高,但小截面零件,经淬火及低、中温回火[11]后能获得较好的强度和韧性,无回火脆性,一般在热轧或正火后使用。用途:在一般机械制造业中适于制作焊接结构件以及经锻造、热冲压和机械制造业中适于制作焊接结构件以及经锻造、热冲压和机械加工而不受高应力的零件,如轴、辊子、连接器及紧固件等;在锅炉制造业中用于制作压力<600N/mm2,温度<450℃的锅炉上零件等。(3)30钢特性:与低碳钢相比,强度、硬度均较高,具有较好的韧性、焊接性尚好,此钢大多在正火状态下使用,也可进行调质处理。用途:适用于采用热锻、热压及切削加式方法,制造截面较小,受力不大工作温度[12]≤150℃的零件,如丝杆、拉杆、轴键、吊环、齿轮、套筒等;切削性能良好,广泛应用于自动机床上加工的螺栓、螺钉等;也适用于制造需冷顶锻零件及焊接件;还可用作渗碳、碳氮共渗等零件。(35)钢特性与30钢相近,有较好塑性和适当的强度,可切削性好,焊接性尚可(当含碳量在上限时,焊接性差),冷变形塑性高,可在冷态下拉丝和局部镦粗,板材可进行冷冲压,钢的淬透性低,水中临界淬透直径一般在10~23mm,截面尺寸>50mm时,调质与正火状态的力学性能相近,故截面尺寸较大的零件,如曲轴[13]、转轴、杠杆、连杆[14]、横梁、轮圈以及自动机床上加工的螺栓、螺钉等;也可不经热处理制造截荷不大的紧固件,如锅炉中用作温度<450℃的螺栓、螺母等。
题目解答
答案
答:20 钢、45 钢、T10 钢含碳量不同,硬度不同,故采用测定硬度法加以区别, T10 钢硬 度最高,20钢硬度最低。
解析
本题考查金属材料的性能差异及其应用。关键在于理解含碳量对钢的硬度影响。三种钢材中,T10钢为高碳钢,含碳量最高,硬度最大;20钢为低碳钢,含碳量最低,硬度最小;45钢为中碳钢,硬度介于两者之间。因此,通过测定硬度即可快速区分。
含碳量与硬度的关系
- 20钢:含碳量0.2%(低碳钢),硬度最低。
- 45钢:含碳量约0.45%-0.5%(中碳钢),硬度中等。
- T10钢:含碳量1.0%(高碳钢),硬度最高。
实际操作步骤
- 硬度测试:采用布氏硬度计或洛氏硬度计测量三者的硬度值。
- 数据对比:根据硬度结果排序,硬度最高者为T10钢,最低者为20钢,中间为45钢。