今天和大家谈一下机械设计中最常用的3种材料——
304不锈钢、优质碳素结构钢(45号钢)和优质碳素结构钢(Q235)。如果你花完两分钟看完这篇文章,那么一定会让你对这三种材料的认识更上一层楼。
首先我们先来聊一聊这些材料名字的由来,304只是不锈钢一个代号,并没有什么特殊的含义;45号钢之所以叫45是因为其含碳量为0.45%,因此命名为45号钢;Q235中的“Q”表示材料的屈服强度,后明的235的意思就是这种材料的屈服强度至为235MPa。
表面拉丝处的不锈钢
接下来我们通过比较一下这三种材料的属性值,进而进一步了解。
304的密度为7.93 g/cm,而45号钢和Q235的密度相同,都是7.85 g/cm.质量m=pv=密度x体积,所以同样体积的这3种材料的重量没有什么差别。
304、45和Q235的屈服强度分别为205MPa、355MPa和235MPa,屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,也就是抵抗微量塑性变形的应力。大于屈服强度的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如Q235的屈服极限为235MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。由此可以看出304和Q235有更好的可塑性,在钣金加工中的用途会比较广泛。
45钢管
304、45和Q235的硬度分别为201HB、197HB和150HB。304和45的硬度相差不是很大,Q235强度稍差但是制作一般零件没有问题。304的价格要远远高于另外的两种材料,45的价格高于Q235。
镀锌处理的Q235
最后分析一下三种材料的优缺点和用途。
304最大的优点就是本身自带防锈属性,不用做任何的表面防锈处理。在拉丝处理后表面十分的美观,因此也常用作装饰板。它唯一的缺点就是价格太贵。45调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。Q235由于含碳适中,综合性能较好,强度、塑性和焊接等性能得到较好配合,用途最广泛。