EN 10083-1 C22 调质钢——车辆机械小截面高性能零件用钢
C22 调质钢概述
C22 是 EN 10083-1 标准中的低碳调质钢，碳含量 0.17 – 0.24%，适用于车辆制造和机械工程中淬透性要求不高、截面尺寸较小的轻载零件，如活塞杆、齿轮等。最低工作温度 -25 °C。相比 C25R，C22 碳含量更低，焊接性和冷成形性更好，但调质后强度略低。
主要性能参数
一般物理性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 20 °C | 7.83 – 7.85 g/cm³ | — |
力学性能（调质态）
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | -100 °C | 217 GPa | — |
| 20 °C | 210 – 212 GPa | — | |
| 100 °C | 205 – 207 GPa | — | |
| 200 °C | 195 – 199 GPa | — | |
| 300 °C | 185 – 192 GPa | — | |
| 400 °C | 175 – 184 GPa | — | |
| 500 °C | 172.88 – 175 GPa | — | |
| 600 °C | 164 GPa | — | |
| 断后伸长率 | 20 °C | 20 – 22 % | — |
| 泊松比 | 20 °C | 0.29 | — |
| 100 °C | 0.29 | — | |
| 200 °C | 0.29 | — | |
| 300 °C | 0.30 | — | |
| 400 °C | 0.30 | — | |
| 500 °C | 0.31 | — | |
| 断面收缩率 | 20 °C | 50 % | — |
| 剪切模量 | 20 °C | 81 – 82.19 GPa | — |
| 100 °C | 80.03 GPa | — | |
| 200 °C | 76.94 GPa | — | |
| 300 °C | 73.69 GPa | — | |
| 400 °C | 70.14 GPa | — | |
| 500 °C | 66.12 GPa | — | |
| 抗拉强度 | 20 °C | 470 – 650 MPa | — |
| 屈服强度 | 20 °C | 290 – 340 MPa | — |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100 °C | 1.08×10⁻⁵ 1/K | — |
| 20 °C | 1.19×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 100 °C | 1.11 – 1.25×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 200 °C | 1.21 – 1.30×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 300 °C | 1.29 – 1.36×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 400 °C | 1.35 – 1.41×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 500 °C | 1.45×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 600 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | — | |
| 最高使用温度（短期） | — | 500 °C | 典型碳素钢 |
| 长期使用温度 | — | -25 – 0 °C | — |
| 熔点范围 | — | 1480 – 1526 °C | 典型低碳钢 |
| 比热容 | -100 °C | 423 J/(kg·K) | — |
| 20 °C | 460 – 461 J/(kg·K) | — | |
| 100 °C | 479 – 480 J/(kg·K) | — | |
| 200 °C | 499 – 520 J/(kg·K) | — | |
| 300 °C | 517 J/(kg·K) | — | |
| 400 °C | 536 – 610 J/(kg·K) | — | |
| 500 °C | 558 J/(kg·K) | — | |
| 600 °C | 587 J/(kg·K) | — | |
| 热导率 | -100 °C | 37.6 W/(m·K) | — |
| 20 °C | 42.2 – 52 W/(m·K) | — | |
| 100 °C | 43.2 – 51 W/(m·K) | — | |
| 200 °C | 42.9 – 49 W/(m·K) | — | |
| 300 °C | 41.2 – 46 W/(m·K) | — | |
| 400 °C | 39.1 W/(m·K) | — | |
| 500 °C | 36.6 W/(m·K) | — | |
| 600 °C | 34.1 W/(m·K) | — | |
| 热扩散率 | -100 °C | 12.9 mm²/s | — |
| 20 °C | 11.7 mm²/s | — | |
| 100 °C | 11.2 mm²/s | — | |
| 200 °C | 10.3 mm²/s | — | |
| 300 °C | 9.4 mm²/s | — | |
| 400 °C | 8.3 mm²/s | — | |
| 500 °C | 7.1 mm²/s | — | |
| 600 °C | 5.7 mm²/s | — |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 | -100 °C | 1.82×10⁻⁷ Ω·m | — |
| 20 °C | 1.2 – 2.47×10⁻⁷ Ω·m | — | |
| 100 °C | 2.96×10⁻⁷ Ω·m | — | |
| 200 °C | 3.68×10⁻⁷ Ω·m | — | |
| 300 °C | 4.55×10⁻⁷ Ω·m | — | |
| 400 °C | 5.56×10⁻⁷ Ω·m | — | |
| 500 °C | 6.75×10⁻⁷ Ω·m | — | |
| 600 °C | 8.13×10⁻⁷ Ω·m | — |
磁学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 居里温度 | 770 °C | 典型低碳钢值 |
化学成分（质量分数%）
| 元素 | 含量范围 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 (C) | 0.17 – 0.24 | — |
| 锰 (Mn) | 0.40 – 0.70 | — |
| 磷 (P) | 0.05 | — |
| 硅 (Si) | 0.40 | — |
| 硫 (S) | 0.045 | — |
C22 与 C25R 对比要点
| 项目 | C22 | C25R |
|---|---|---|
| 碳含量 | 0.17 – 0.24% | 0.22 – 0.29% |
| 调质后抗拉强度 | 470 – 650 MPa | 500 – 700 MPa |
| 调质后屈服强度 | 290 – 340 MPa | 320 – 370 MPa |
| 伸长率 | 20 – 22% | 19 – 21% |
| 焊接性 | 更好（碳当量低） | 良好，需预热 |
| 典型用途 | 小截面轻载零件（活塞杆、齿轮） | 中等应力传动零件（曲轴、缸体） |
热处理与加工建议
- 正火：870 – 900 °C，空冷
- 调质：淬火 830 – 860 °C（水/油冷）+ 回火 550 – 660 °C
- 软化退火：680 – 720 °C，炉冷至 600 °C 后空冷，硬度 ≤ 170 HB
- 焊接：碳当量约 0.35%，预热 100 – 150 °C 即可，焊后 550 – 600 °C 消除应力
- 切削加工：调质态下切削性能良好，推荐硬质合金刀具
金属
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