EN 10277-2 St 60-2 重载结构钢——高强度耐磨优质钢材
材料概述
St 60-2 重载结构钢符合 EN 10277-2 标准，是一种含碳量约 0.4% 的中碳钢，专为重载荷、耐磨损工况设计。典型应用包括高强度螺栓（8.8/10.9 级）、重载传动轴、主轴、花键轴、键等关键机械零部件。该钢材通过严格的成分控制和热处理工艺，确保在高应力、磨损环境下的可靠性能。
物理与化学性能
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.85 g/cm³ |
化学成分（典型值，质量分数）
| 元素 | 含量 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.40 % |
| 磷 (P) | 0.05 % |
| 硫 (S) | 0.05 % |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | -100.0 °C | 217 GPa | |
| 20.0 °C | 212 GPa | ||
| 100.0 °C | 207 GPa | ||
| 200.0 °C | 199 GPa | ||
| 300.0 °C | 192 GPa | ||
| 400.0 °C | 184 GPa | ||
| 500.0 °C | 175 GPa | ||
| 600.0 °C | 164 GPa | ||
| 伸长率 | 20.0 °C | 12 – 14 % | |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.28 | |
| 剪切模量 | 23.0 °C | 82 GPa | 低碳钢典型值 |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 570 – 710 MPa | |
| 屈服强度 | 20.0 °C | 305 – 325 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100.0 °C | 1.08E-5 1/K | |
| 20.0 °C | 1.19E-5 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.25E-5 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.30E-5 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.36E-5 1/K | ||
| 400.0 °C | 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 |
| 熔点 | — | 1480 – 1526 °C | 低碳钢典型值 |
| 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 | 53.4 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 52.9 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 50.3 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 46.7 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 43.3 W/(m·K) | ||
| 500.0 °C | 39.8 W/(m·K) | ||
| 600.0 °C | 36.7 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20.0 °C | 14.8 mm²/s | |
| 100.0 °C | 13.6 mm²/s | ||
| 200.0 °C | 12.1 mm²/s | ||
| 300.0 °C | 10.6 mm²/s | ||
| 400.0 °C | 9.2 mm²/s | ||
| 500.0 °C | 7.7 mm²/s | ||
| 600.0 °C | 6.2 mm²/s |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20.0 °C | 1.95E-7 Ω·m |
| 100.0 °C | 2.42E-7 Ω·m | |
| 200.0 °C | 3.14E-7 Ω·m | |
| 300.0 °C | 4.02E-7 Ω·m | |
| 400.0 °C | 5.02E-7 Ω·m | |
| 500.0 °C | 6.21E-7 Ω·m | |
| 600.0 °C | 7.55E-7 Ω·m |
磁学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 居里温度 | 770 °C | 低碳钢典型值 |
选材对比与应用指南
St 60-2 三种供货状态对比：
| 状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 伸长率 (%) | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| 冷拔态 (ID:1005039097) | 590 – 1080 | 305 – 665 | 5 – 9 | 高强螺栓、高疲劳轴类 |
| 正火态 (ID:1005039098) | 570 – 710 | 305 – 335 | 14 – 16 | 需韧性的轴类、齿轮、调质预备 |
| 重载结构钢 (本牌号) | 570 – 710 | 305 – 325 | 12 – 14 | 重载螺栓、关键传动件、标准件 |
选材建议：
- 追求极致强度、疲劳性能 → 选冷拔态
- 需强韧平衡、后续调质 → 选正火态
- 标准件批量生产、重载可靠性要求高 → 选本重载结构钢
所有状态均建议根据最终工况进行表面处理（渗氮、渗碳、发黑等）以进一步提升耐磨和抗腐蚀性能。
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