什么是S20C【强度、硬度、比密度、热处理等】
与 S25C 一起,S20C 通常用作无需热处理的低碳钢。
与含碳量相同的SS400相比,S20C是镇静钢,成分有保证,因此质量上乘。
S20C可以用于任何用途,因为它的强度可以通过渗碳和淬火来增加,并且可以焊接。
S20C相关标准
S20C 由以下 JIS 标准规定。
S20C钢管指定为S20CTK。
标准号
|
标准名称
|
概述
|
JIS G 4051
|
机械结构用碳钢
|
S20C材料的成分规定等
|
JIS G3478
|
一般机械结构用碳钢管
|
钢管规定
|
-
|
-
|
-
|
S20C的化学成分
JIS规定的S20C的化学成分如下。
S20C的化学成分[%]
C
|
硅
|
锰
|
磷
|
小号
|
0.18 ~ 0.23
|
≤ 0.035i
|
0.30 至 0.60
|
≤ 0.030
|
≤ 0.035
|
你
|
铬
|
铜
|
镍 + 铬
|
0.20或更小
|
0.20或更小
|
0.30以下
|
0.35以下
|
与一般结构用轧制钢材SS400相比,具有使钢材变脆的特性的P和S的值被规定得更低。(SS400 P 和 S 均为 0.05 或更小)
与专用于渗碳淬火的S20CK相比,P、S、Cu和Ni+Cr更多,但一般渗碳淬火都可以做到。
碳当量
S20C的碳当量如下。
0.24 至 0.39
碳当量是以碳含量换算的数值表示焊接热影响区的脆性的值。
如果该值为0.44%以上,则容易产生焊接裂纹。
S20C是一种适合焊接的材料。
S20C的机械性能
S20C及以下钢种也可渗碳硬化。
在渗碳淬火的情况下,200℃左右回火后表面硬度约为HV650-700。我认为该中心将在 HV200 左右。
冷拔的抛光钢棒(S20C-D)比正火状态下的抗拉强度要强。
以下是旧JIS公布的直径为25mm的标准试片的力学性能。
请注意,如果材料较厚,由于质量效应,强度会降低。
S20C的机械性能
热处理
|
屈服点
兆帕
|
抗拉强度
兆帕
|
拉紧
%%
|
光圈
%%
|
夏比
影响值
焦/厘米2
|
硬度
乙肝
|
规范化
|
245 或更多
|
超过 400
|
28个或更多
|
-
|
-
|
116-174
|
退火
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
114-153
|
调质
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
S20C的热处理(淬火/回火)
JIS 规定的 S20C 的基本热处理条件如下。
情况并非总是如此,应改变热处理条件以获得所需的强度和硬度。
S20C的热处理条件
规范化
|
退火
|
淬火
|
回火
|
870-920℃风冷
|
约860℃炉冷
|
-
|
-
|
热处理条件只是基本方法,不一定要相同。
渗碳淬火是在930℃左右渗碳3~4小时,然后直接降到800℃。
之后在200℃左右的低温下回火后使用。
S20C的物理特性
S20C的杨氏模量等物理特性如下表所示。
但是,下面的数值不一定是S20C本身的数值,而是碳含量相近的碳钢的数值,所以请记住这一点。
特别要注意的是,由于元件的变化,导热系数和自然电阻会有很大的波动。
S20C的物理特性
物理性质
|
物理特征值
|
纵向弹性模量(杨氏模量)[GPa]
|
205-206
|
横向模量 [GPa]
|
79-82
|
泊松比(常温)
|
0.27 至 0.29
|
密度 [g / cm 3 ]
|
7.84-7.86
|
比重
|
7.84-7.86
|
熔点[℃]
|
1660 至 1770
|
导热系数[W/(m·K)]
|
44-60
|
热膨胀系数[10 -6 / K]
|
10.7 至 11.6
|
本征电阻[10 -8 Ω·m]
|
13.3-19.7
|
比热[J/(kg·K)]
|
0.474-0.494
|
S20C的使用方法及注意事项
最后,这里是使用 S20C 材料制造机器零件时的一些一般注意事项。
S20C的应用
S20C适用于所有切割并用作原材料的小零件。
渗碳淬火也可以,母材强度低,但渗碳淬火会在表面留下压应力,提高疲劳强度。
S20C 可加工性
SC材料的切削性较好,但其中S20C材料过软,切削性稍差。
在数控车床加工的情况下,容易出现切屑缠绕等问题。
S20C 中添加铅的易切削钢(S20CL、S20CF 等)也可用于改善切削性,因此应考虑应用于量产产品。
但是,关于铅,汽车制造商等正在考虑去铅,根据RoHS(欧盟有害物质限制)等规定,有可能无法使用。
S20C的焊接性
S20C的焊接性比SS400好,可以进行质量稳定的焊接。
由于碳当量低,焊接热影响区不会发生太多硬化,不太担心开裂等问题。
渗碳淬火S20C使用
S20C渗碳淬火时,中心和表面的强度都很高,因此适用于需要强度的零件。
正确使用 SS400
看S20C正火的力学性能,超过400MPa,与SS400完全一样。SS400没有碳含量规定,但通常在0.2%左右,也接近S20C。
那么有什么区别呢?
质量
SC材料的质量因成分的调节而稳定。
SC 材料由镇静钢制成,与合金钢相同。目前SS材料也是用连铸法制造的,所以镇静钢较多,但也有一些还是沸腾钢。
沸腾钢,脱氧不足,磷硫偏析多,组织不均匀,材料缺陷多,可能表现出低温脆性,不适用于需要可靠性。
如何使用
大多数情况下可以用SS材料进行焊接,没有任何问题,但如上所述,存在质量较差的SS材料,可能会造成麻烦。
可以进行浸轧等热处理,但SS材料差异很大,渗碳和淬火容易导致质地异常。
因此,SS材料基本按原样使用(不进行热处理)。
焊接时,要求可靠性的零件应选用SC材料。
|