DIN 1681 GS-60 热处理铸钢 —— 高强耐磨铸件的进阶之选
概述
GS-60 (材料编号 1.0553) 是碳含量略高于 GS-52 的中碳铸钢，经调质后具备更高的强度与硬度，同时保持良好的韧性。适合制造承受较高冲击磨损的铸件，亦可进行表面硬化。工作温度范围 -10 °C 至 +300 °C。
典型应用场景
耐磨、抗冲击铸件
- 轧辊、衬板、锤头、锤击件
- 轴承滚子、涂层基体
承受静/动载荷的关键传动件
- 齿轮、叶轮、链轮、曲柄、挡板
- 适合表面硬化的齿面、凸轮等
化学成分 (典型值, 质量分数 %)
符合 DIN 1681 / EN 10293，典型范围：C 0.55–0.65，Si ≤ 0.6，Mn 0.7–1.0，P ≤ 0.04，S ≤ 0.04，Cr ≤ 0.3，Ni ≤ 0.3，Mo ≤ 0.1。
物理与力学性能 (调质/正火状态)
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20 °C | 7.85 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 抗拉强度 Rm | 20 °C | 600 MPa | — |
| 屈服强度 ReH | 20 °C | 300 MPa | — |
| 断后伸长率 A | 20 °C | 15 % | — |
| 断面收缩率 Z | 20 °C | 21 % | — |
| 弹性模量 E | 20 °C | 196 GPa | — |
| 泊松比 ν | 23 °C | 0.29 | 低碳钢典型值 |
| 剪切模量 G | 23 °C | 82 GPa | 低碳钢典型值 |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 α | 23 °C | 1.32 – 1.38 × 10⁻⁵ 1/K | 低碳钢典型值 |
| 热导率 λ | 20 °C | 50 W/(m·K) | — |
| 比热容 cp | 20 °C | 460 J/(kg·K) | — |
| 熔点范围 | — | 1480 – 1526 °C | 低碳钢典型值 |
| 最高使用温度 (短时) | — | 500 °C | 碳钢典型值 |
| 长期使用温度范围 | — | -10 – 300 °C | — |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 ρ | 23 °C | 1.43 – 1.74 × 10⁻⁷ Ω·m | 碳钢典型值 |
磁学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 居里温度 Tc | 770 °C | 低碳钢典型值 |
热处理与加工建议
- 正火：880 – 920 °C 空冷，硬度约 200–240 HB，改善铸造组织。
- 调质：880 – 920 °C 油淬 + 580 – 650 °C 回火，获得 600 MPa 抗拉强度与 300 MPa 屈服强度的优异匹配。
- 表面硬化：感应淬火、火焰淬火或渗碳淬火均可实现，表面硬度可达 50–55 HRC，芯部保持韧性。
- 焊接：预热 200–300 °C，焊后 600–650 °C 回火消除应力；需选用高强度匹配焊材 (如 E8018-B2 类)。
- 切削加工：调质态硬度较高，推荐 CBN 或涂层硬质合金刀具，切削速度较 GS-52 降低 20–30%。
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