EN 10297-1 C55调质钢 — 规格性能与力学参数完整手册
EN 10297-1 C55调质无缝钢管钢性能详解
C55属于中高碳调质钢（C 0.52-0.60%），是EN 10297-1系列中强度最高的常规牌号之一。调质后可达660-1000 MPa抗拉强度，适合制造高强度螺栓、齿轮、曲轴等关键动力传动部件。锰含量上调至0.6-0.9%以保证淬透性。本文汇总全温域性能数据，特别标注了纵横向屈强比与断面收缩率差异，为疲劳设计提供依据。
一般物理性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.80 – 7.85 g/cm³ |
力学性能 (温度相关)
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|
| 弹性模量 | -100.0 °C | 217 GPa | — |
| 20.0 °C | 210 – 212 GPa | — |
| 100.0 °C | 205 – 207 GPa | — |
| 200.0 °C | 195 – 199 GPa | — |
| 300.0 °C | 185 – 192 GPa | — |
| 400.0 °C | 175 – 184 GPa | — |
| 500.0 °C | 175 GPa | — |
| 弹性模量 | 600.0 °C | 164 GPa | — |
| 断后伸长率 | 20.0 °C | 12 – 15 % | 纵向 |
| 横向断后伸长率 | 20.0 °C | 10 – 13 % | 横向 |
| 泊松比 | 23.0 °C | 0.29 | 中碳钢典型值 |
| 断面收缩率 | 20.0 °C | 30 – 40 % | 纵向 |
| 横向断面收缩率 | 20.0 °C | 35 – 45 % | 横向 |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 81 GPa | — |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 660 – 1000 MPa | 纵向 |
| 横向抗拉强度 | 20.0 °C | 660 – 1000 MPa | 横向 |
| 屈服强度 | 20.0 °C | 390 – 550 MPa | 纵向 |
| 横向屈服强度 | 20.0 °C | 390 – 550 MPa | 横向 |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|
| 线膨胀系数 | -100.0 °C | 1.08×10⁻⁵ 1/K | — |
| 20.0 °C | 1.19×10⁻⁵ 1/K | — |
| 100.0 °C | 1.11 – 1.25×10⁻⁵ 1/K | — |
| 200.0 °C | 1.21 – 1.30×10⁻⁵ 1/K | — |
| 300.0 °C | 1.29 – 1.36×10⁻⁵ 1/K | — |
| 400.0 °C | 1.35 – 1.41×10⁻⁵ 1/K | — |
| 500.0 °C | 1.45×10⁻⁵ 1/K | — |
| 600.0 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | — |
| 最高使用温度 | — | 500 °C | 碳素钢典型值 |
| 熔点范围 | — | 1380 – 1514 °C | 中碳钢典型值 |
| 比热容 | -100.0 °C | 423 J/(kg·K) | — |
| 20.0 °C | 460 – 461 J/(kg·K) | — |
| 100.0 °C | 479 J/(kg·K) | — |
| 200.0 °C | 499 J/(kg·K) | — |
| 300.0 °C | 517 J/(kg·K) | — |
| 400.0 °C | 536 J/(kg·K) | — |
| 500.0 °C | 558 J/(kg·K) | — |
| 600.0 °C | 587 J/(kg·K) | — |
| 热导率 | 20.0 °C | 41.7 – 52 W/(m·K) | — |
| 100.0 °C | 43.4 – 50.6 W/(m·K) | — |
| 200.0 °C | 43.2 – 48.1 W/(m·K) | — |
| 300.0 °C | 41.4 – 45.7 W/(m·K) | — |
| 400.0 °C | 39.1 W/(m·K) | — |
| 500.0 °C | 36.7 W/(m·K) | — |
| 600.0 °C | 34.1 W/(m·K) | — |
| 热扩散率 | 20.0 °C | 11.6 mm²/s | — |
| 100.0 °C | 11.3 mm²/s | — |
| 200.0 °C | 10.5 mm²/s | — |
| 300.0 °C | 9.5 mm²/s | — |
| 400.0 °C | 8.3 mm²/s | — |
| 500.0 °C | 7.1 mm²/s | — |
| 600.0 °C | 5.8 mm²/s | — |
电学性能
| 性能项目 | 温度 | 电阻率 |
|---|
| 电阻率 | 20.0 °C | 1.20 – 2.50×10⁻⁷ Ω·m |
| 100.0 °C | 2.95×10⁻⁷ Ω·m |
| 200.0 °C | 3.65×10⁻⁷ Ω·m |
| 300.0 °C | 4.53×10⁻⁷ Ω·m |
| 400.0 °C | 5.56×10⁻⁷ Ω·m |
| 500.0 °C | 6.74×10⁻⁷ Ω·m |
| 600.0 °C | 8.13×10⁻⁷ Ω·m |
化学成分 (质量分数, %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|
| 碳 (C) | 0.52 – 0.60 |
| 锰 (Mn) | 0.60 – 0.90 |
| 磷 (P) | ≤ 0.050 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 |
| 硫 (S) | ≤ 0.045 |
关键性能特征与选用指南： C55碳当量较高（Ceq≈0.65-0.75%），焊接性较差，需预热200-300°C及焊后应力消除。调质后屈强比约0.59-0.61，属中等屈强比钢材，兼顾强度与变形能力。横向断面收缩率(35-45%)高于纵向(30-40%)，显示锻造纤维流线对横向韧性的改善作用。疲劳设计时建议取σ₋₁≈0.45σb（约300-450 MPa）。热学性能与C45近似，热导率峰值在100°C附近。最高工作温度不宜超500°C，长期高温下碳化物聚集导致蠕变性能劣化。
