什么叫碳素结构钢(何谓碳素结构钢)-

昨天有个客户，找过来要定制一套夹具。说原来的夹具HRC(洛氏硬度)只有30，在试验过程中严重变形，断裂。这边【科准测控】工程师给推荐了40Cr(40铬)，一种合金钢，HB（布氏硬度）301-340左右，能够满足客户所测试试样的要求。

材料的成分组成各种各样。也因组成材料的不同，拉力机夹具所能承受的试验力千差万别，小到几十厘牛，大到几十吨。据了解，目前国内最大的电子式万能试验机试验力为600KN，0.5级机。夹具的材料，一般要看其硬度、强度，韧性、塑性和耐磨性，以及在特殊高温低温状态下的性能。

那么您是否有疑问，拉力机夹具有哪些常用材料呢?应该如何选择？小编已经整理好了，接下来一起看看吧！

1、Q235

Q235是普通碳素结构钢又称作A3钢，屈服强度在235MPa。其钢号中的Q代表屈服强度。通常情况下，该钢不经过热处理直接进行使用。

Q235韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性。

Q235利用双层辉光离子渗金属技术，在该钢表面进行Mo-Cr共渗，随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理，淬火及回火后表面硬度高达1300HV，超过一般冶金高速钢。磨损试验表明，摩擦系数随着接触应力的增加而增大，平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.2倍。

注:Q235里面分Q235A、Q235B、Q235C、Q235D:A，B，C，D，所指的是它们性能中冲击温度的不同。分别为:Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。

2、45钢

45钢指含碳量为0.45%的常用中碳调质结构钢。GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16%，断面收缩率为40%调制处理硬度规格尺寸。其特征是相比普通A3钢，具有更高的强度，抗变形能力。

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45号钢广泛应用于机械，未热处理时：HB≤229；热处理：正火；冲击功：Aku≥39J；强度较高，塑性和韧性尚好，45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格,经过热处理，再回火可以达到HRC42-46，这样既能保证它良好的机械性能，又能得到表面的硬度要求，用于制作承受负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零件。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或者油中淬火。焊接性差，但仍可焊接，焊前预热，焊后退火。

注：参考对应钢号

中国GB标准钢号45；

日本JIS标准钢号S45C/S48C；

德国DIN标准钢号045；

英国BS标准钢号C457080A47；

法国AFNOR标准钢号CC45；

法国NF标准钢号C45；

意大利UNI标准钢号C45；

比利时NBN标准钢号C45-1；

美国AISI/SAE标准钢号1045；

国际标准化组织ISO标准钢号C45E4。

3、20Cr

20Cr是一种含碳量0.20%含铬量1%的合金结构钢，淬透性低，常做渗碳处理(油淬)。

20Cr一般用来制作截面尺寸小干30mm，形状简单、心部强度和韧性要求较高、表面受磨损的渗碳或氰化件，如齿轮/凸轮活塞销等，渗碳表面硬度HRC56~62。

工艺处理：

正火规范:温度920-950℃，硬度156-179HBS。

冷压毛胚软化处理规范：温度700~720℃，保温时间8~15h，以50~100℃/h的冷速，随炉降至温度≤550~600℃，出炉空冷。处理前硬度≤179HBS，软化后硬度≤140HBS。

抗拉强度（σb/MPa）：≥835

屈服点（σs/MPa）：≥540

断后伸长率（δ5/%）：≥10

断面收缩率（ψ/%）：≥40

冲击吸收功（Aku2/J）：≥47

布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≤179

注:夹具定位销表面常用的镀层

镀铬：表面呈银白色，硬度可达1200HV；

镀钛：表面呈金黄色硬度可达2300HV。

4、弹簧钢65Mn

弹簧钢65Mn是一种含碳量0.65%含锰量1%的优质碳素结构钢。

弹簧钢65Mn强度高，淬透性较大，脱碳倾向小，但有过热敏感性，易形成淬火梨纹，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，夹具中弹簧钢常用于焊接导向、焊接表面保护铜板等的连接用弹簧片。

抗拉强度σb (MPa)：≥980(100)

屈服强度 σs (MPa)：≥784(80)

伸长率 δ10 (%)：≥8

断面收缩率 ψ (%)：≥30

硬度：热轧,≤302HB；冷拉+热处理,≤321HB

5、P20钢

P20钢又称铬镍合金钢热。在中国广泛应用，出厂硬度HRC30~42，适用于大中型精密模具，适用于长期生产高质塑料模具，用于大型模架。此钢具有良好的可切削性及可一般抛光。P20已预先硬化处理至285-330HB（30-36HRC），与瑞典618德国GS-2311状态相当，可直接用于制模加工，并具有尺寸稳定性好的特点，预硬钢材才可满足一般用途需求，模具寿命可达50W。

处理要求：整个P20，材料在钢材出厂前均经过预硬处理，都不再宜于淬火处理。P20料淬火容易爆裂，只能进行表面氮化处理，氮化处理可得到高硬度表层组织，氮化后的表层硬度达到650-700HV（57-60HRC）模具寿命可达到100万次以上，氮化层具有组织致密，光滑特点，模具的脱模性及抗湿空气及碱液腐蚀性能提高。

6、S136

S136是具有优良的耐蚀性的塑胶模具钢，具有非常好的生产特性，软性退火至HB 250最高而且更有下列优点：

较低的维护费用：

S136模具钢经过长期使用后，模穴表面仍然维持原先的光滑状态。模具在潮湿的环境下操作或储存时，不需要特别的保护。

较低的生产成本：

模具不因冷却水的影响而腐蚀，由于有一定的冷却循环，可增加模具寿命。上列的好处，结合S136的高耐蚀性，提供了低维护费用和高寿命的模具，达到最佳的经济效益。同时S136经过电渣重熔（ESR）精炼，具备纯净而细微的组织，使模具具有很好的综合机械性能，高的抛光性能。

耐腐蚀、耐应变：

对使用有腐蚀性的PVC醋酸盐类（ACETATES0）等注塑原料或模具必须在潮湿的环境下工作及储存时，S136能抵抗水蒸气、弱有机酸、硝酸盐、碳酸盐等的腐蚀作用，经由S136制成的模具，若在潮湿的环境中操作，或在正常状态下使用腐蚀性的塑胶材料，均不会生锈而被污染。若回火至250℃而且抛光成镜面状态时，特别能显示优良的耐腐蚀性。

耐磨性：

使用摩擦较大的注塑材料（包含射出成型模）或要求模具有较长的工作时间，如电子零件、舍弃式的餐刀具、器皿等。

高光洁度的表面：

生产光学产品，如照相机、太阳镜、化学仪器、注射器、分析仪器及塑胶制品等。

7、铬锆铜

铬锆铜(CuCrZr)有良好的导电性，导热性，硬度高，耐磨抗爆，抗裂性以及软化温度高，焊接时电极损耗少，焊接速度快，焊接总成本低，适合作为熔接焊机的电极有关管件，但对电镀工件表现一般。

抗拉强度（N/mm²）：≥380

延伸率(%)：≥15

硬度：110-145HV

导电率(20℃)IACS(%))：≥75

导热率(20℃)W/m.k：330

8、SKD11