EN 10083-2 C60E钢级：高性能调质钢用于重载关键部件
概述
EN 10083-2标准中的C60E钢级（材料编号1.1221）是一种高碳调质钢，专为承受高载荷的大型锻件而设计。相比C50E，C60E含碳量更高（0.57-0.65%），经淬火回火处理后可获得更高的强度和硬度，同时保持良好的韧性。该钢广泛应用于汽车制造、发动机及机械工程领域的关键部件，典型用途包括曲轴、螺栓、传动零件等。C60E还适合表面硬化处理（如高频淬火、渗碳淬火），可进一步提高表面耐磨性。作为光亮钢材产品，可按DIN EN 10277标准以光亮、矫直棒材形式供应，提供多种交货状态。
主要特性
一般物理性能
| 性能项目 |
温度 |
数值 |
| 密度 |
20.0 °C |
7.8 - 7.85 g/cm³ |
力学性能
| 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 |
|
| 600.0 °C |
164 GPa |
|
| 断后伸长率 |
20.0 °C |
11 - 15 % |
|
| 横向断后伸长率 |
20.0 °C |
9 - 10 % |
|
| 泊松比 |
23.0 °C |
0.29 |
高碳钢典型值 |
| 断面收缩率 |
20.0 °C |
25 - 35 % |
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| 剪切模量 |
20.0 °C |
81 GPa |
|
| 抗拉强度 |
20.0 °C |
690 - 1000 MPa |
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| 屈服强度 |
20.0 °C |
355 - 580 MPa |
|
| 100.0 °C |
324 - 358 MPa |
|
| 200.0 °C |
294 - 324 MPa |
|
| 250.0 °C |
275 - 304 MPa |
|
| 300.0 °C |
255 - 284 MPa |
|
| 350.0 °C |
231 - 255 MPa |
|
热学性能
| 性能项目 |
温度 |
数值 |
备注 |
| 热膨胀系数 |
-100.0 °C |
1.08E-5 1/K |
|
| 20.0 °C |
1.19E-5 1/K |
|
| 100.0 °C |
1.11E-5 - 1.25E-5 1/K |
|
| 200.0 °C |
1.21E-5 - 1.3E-5 1/K |
|
| 300.0 °C |
1.29E-5 - 1.36E-5 1/K |
|
| 400.0 °C |
1.35E-5 - 1.41E-5 1/K |
|
| 500.0 °C |
1.45E-5 1/K |
|
| 600.0 °C |
1.49E-5 1/K |
|
| 最高使用温度 |
|
500 °C |
碳钢典型值 |
| 长期最高使用温度 |
|
-25 - 0 °C |
|
| 熔点 |
|
1289 - 1478 °C |
高碳钢典型值 |
| 比热容 |
-100.0 °C |
423 J/(kg·K) |
|
| 20.0 °C |
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 - 51 W/(m·K) |
|
| 100.0 °C |
43.4 - 49.9 W/(m·K) |
|
| 200.0 °C |
43.2 - 47.8 W/(m·K) |
|
| 300.0 °C |
41.4 - 44.8 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 |
数值 |
| 电阻率 |
20.0 °C |
1.3E-7 - 2.5E-7 Ω·m |
| 100.0 °C |
2.95E-7 Ω·m |
| 200.0 °C |
3.65E-7 Ω·m |
| 300.0 °C |
4.53E-7 Ω·m |
| 400.0 °C |
5.56E-7 Ω·m |
| 500.0 °C |
6.74E-7 Ω·m |
| 600.0 °C |
8.13E-7 Ω·m |
化学成分（质量分数，%）
| 元素 |
含量范围 |
| 碳 (C) |
0.57 - 0.65 |
| 铬 (Cr) |
0.40 |
| 铜 (Cu) |
0.30 |
| 锰 (Mn) |
0.60 - 0.90 |
| 钼 (Mo) |
0.10 |
| 镍 (Ni) |
0.40 |
| 磷 (P) |
0.03 |
| 硅 (Si) |
0.10 - 0.40 |
| 硫 (S) |
0.035 |
应用领域与优势
C60E调质钢凭借更高的含碳量，在调质状态下可获得690-1000 MPa的抗拉强度和355-580 MPa的屈服强度，显著高于C50E。这使其成为制造高强度、重载荷关键部件的首选材料。典型应用包括：
- 汽车工业：曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮轴、半轴等动力传动核心部件
- 工程机械：高强度螺栓、销轴、齿轮、花键轴等承受冲击载荷的结构件
- 农业机械：犁柱、传动轴、承受循环载荷的锻件
- 表面强化应用：通过高频淬火、渗碳淬火等表面处理，可获得高硬度耐磨表面（HRC 55-60）与韧性心部的理想组合
热处理工艺参考
- 正火：850-890°C，空冷
- 淬火：810-840°C，油冷（大截面可水冷）
- 回火：550-660°C，空冷
- 调质后硬度：通常为200-250 HBW
- 表面淬火：高频淬火 850-900°C 快速加热，喷水/喷聚合物淬火，回火 150-200°C
C50E vs C60E 关键差异对比
| 性能指标 |
C50E |
C60E |
差异说明 |
| 碳含量 |
0.47-0.55% |
0.57-0.65% |
C60E高0.10%左右 |
| 调质抗拉强度 |
630-900 MPa |
690-1000 MPa |
C60E高约10% |
| 调质屈服强度 |
335-520 MPa |
355-580 MPa |
C60E高约10% |
| 断后伸长率 |
13-17% |
11-15% |
C60E略低，韧性稍差 |
| 淬透性 |
中等 |
较好 |
C60E大截面硬化能力更强 |
| 焊接性 |
较好 |
较差 |
C60E需严格预热及后热 |
| 典型应用 |
中等载荷锻件 |
高载荷、高强度关键件 |
按设计应力选材 |
对应牌号对照
| 标准/国家 |
对应牌号 |
| 中国 (GB/T 3077) |
60Mn / 60Cr |
| 美国 (AISI/SAE) |
1060 / 5160 |
| 日本 (JIS G 4051) |
S58C / SCr440 |
| 德国 (DIN) |
Ck60 / 60CrV4 |
