JIS G4802 CS55 退火钢 - 高碳钢技术数据手册
材料概述
JIS G4802 CS55 碳含量约 0.55%，属高碳钢范畴。退火态硬度较高 (180 HV)，强度达 610 MPa。主要用于制造高强度螺栓、弹簧、耐磨零件，或经调质/表面淬火后作为高负荷传动部件。塑性较低，冷成形受限，焊接难度大。
物理与力学性能 (退火态，23°C)
一般性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 7.8 - 7.9 g/cm³ | 典型高碳钢值 |
力学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | 200 - 215 GPa | 典型高碳钢值 |
| 伸长率 A50 | 15 % | - |
| 伸长率 A80 | 13 % | - |
| 洛氏硬度 B 标尺 | 85 HRB | - |
| 表面洛氏硬度 15-T | 88 HR15T | - |
| 表面洛氏硬度 30-T | 73 HR30T | - |
| 维氏硬度 | 180 HV | - |
| 泊松比 | 0.29 | 典型高碳钢值 |
| 剪切模量 | 75 - 80 GPa | 典型碳钢值 |
| 抗拉强度 | 610 MPa | - |
热学性能 (高碳钢典型值)
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 1.32E-5 1/K | 典型高碳钢值 |
| 最高使用温度 | 500 °C | 典型碳钢值 |
| 熔点范围 | 1380 - 1514 °C | 典型高碳钢值 |
| 比热容 | 470 - 520 J/(kg·K) | 典型高碳钢值 |
| 热导率 | 21 - 52 W/(m·K) | 典型高碳钢值 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m | 典型碳钢值 |
典型应用与热处理路线
| 应用类别 | 热处理路线 | 目标性能 |
|---|---|---|
| 高强螺栓 (10.9 级) | 调质：830°C 油淬 + 550°C 回火 | σb ≥ 1040 MPa, σs ≥ 940 MPa |
| 冷卷弹簧 | 退火冷拉成型 → 低温回火 (300-400°C) | 高弹性极限、抗疲劳 |
| 耐磨传动件 (齿轮、凸轮) | 调质 + 表面感应淬火 (50-58 HRC) | 表面高硬耐磨、心部韧性 |
| 农机耐磨件 (犁铧、刀片) | 正火 + 局部淬火或整体淬火回火 | 耐磨与抗冲击平衡 |
加工工艺注意事项
- 切削：退火态硬度较高，推荐涂层硬质合金或陶瓷刀具，降低切削速度 (100-180 m/min)，大进给、小切深。
- 冷成形：退火态仅限轻微弯曲，大变形需球化退火 (750-800°C 慢冷) 获球化珠光体。
- 焊接：一般不推荐焊接，碳当量 >0.55%，极易冷裂。如必须焊接，严格执行高预热 (300-400°C)、严控线能量、焊后即时回火、PWHT。
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