什么是S20C【強(qiáng)度、硬度、比密度、熱處理等】
與 S25C 一起，S20C 通常用作無需熱處理的低碳鋼。
與含碳量相同的SS400相比，S20C是鎮(zhèn)靜鋼，成分有保證，因此質(zhì)量上乘。
S20C可以用于任何用途，因?yàn)樗膹?qiáng)度可以通過滲碳和淬火來增加，并且可以焊接。
S20C相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
S20C 由以下 JIS 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
S20C鋼管指定為S20CTK。
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標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
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標(biāo)準(zhǔn)名稱
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概述
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JIS G 4051
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機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳鋼
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S20C材料的成分規(guī)定等
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JIS G3478
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一般機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳鋼管
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鋼管規(guī)定
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S20C的化學(xué)成分
JIS規(guī)定的S20C的化學(xué)成分如下。
S20C的化學(xué)成分[%]
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C
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硅
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錳
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磷
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小號(hào)
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0.18 ~ 0.23
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≤ 0.035i
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0.30 至 0.60
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≤ 0.030
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≤ 0.035
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你
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鉻
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銅
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鎳 + 鉻
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0.20或更小
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0.20或更小
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0.30以下
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0.35以下
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與一般結(jié)構(gòu)用軋制鋼材SS400相比，具有使鋼材變脆的特性的P和S的值被規(guī)定得更低。（SS400 P 和 S 均為 0.05 或更小）
與專用于滲碳淬火的S20CK相比，P、S、Cu和Ni+Cr更多，但一般滲碳淬火都可以做到。
碳當(dāng)量
S20C的碳當(dāng)量如下。
0.24 至 0.39
碳當(dāng)量是以碳含量換算的數(shù)值表示焊接熱影響區(qū)的脆性的值。
如果該值為0.44%以上，則容易產(chǎn)生焊接裂紋。
S20C是一種適合焊接的材料。
S20C的機(jī)械性能
S20C及以下鋼種也可滲碳硬化。
在滲碳淬火的情況下，200℃左右回火后表面硬度約為HV650-700。我認(rèn)為該中心將在 HV200 左右。
冷拔的拋光鋼棒（S20C-D）比正火狀態(tài)下的抗拉強(qiáng)度要強(qiáng)。
以下是舊JIS公布的直徑為25mm的標(biāo)準(zhǔn)試片的力學(xué)性能。
請(qǐng)注意，如果材料較厚，由于質(zhì)量效應(yīng)，強(qiáng)度會(huì)降低。
S20C的機(jī)械性能
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熱處理
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屈服點(diǎn)
兆帕
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抗拉強(qiáng)度
兆帕
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拉緊
%%
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光圈
%%
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夏比
影響值
焦/厘米2
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硬度
乙肝
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規(guī)范化
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245 或更多
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超過 400
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28個(gè)或更多
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116-174
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退火
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-
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-
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-
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-
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114-153
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調(diào)質(zhì)
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S20C的熱處理（淬火/回火）
JIS 規(guī)定的 S20C 的基本熱處理?xiàng)l件如下。
情況并非總是如此，應(yīng)改變熱處理?xiàng)l件以獲得所需的強(qiáng)度和硬度。
S20C的熱處理?xiàng)l件
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規(guī)范化
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退火
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淬火
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回火
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870-920℃風(fēng)冷
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約860℃爐冷
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-
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熱處理?xiàng)l件只是基本方法，不一定要相同。
滲碳淬火是在930℃左右滲碳3～4小時(shí)，然后直接降到800℃。
之后在200℃左右的低溫下回火后使用。
S20C的物理特性
S20C的楊氏模量等物理特性如下表所示。
但是，下面的數(shù)值不一定是S20C本身的數(shù)值，而是碳含量相近的碳鋼的數(shù)值，所以請(qǐng)記住這一點(diǎn)。
特別要注意的是，由于元件的變化，導(dǎo)熱系數(shù)和自然電阻會(huì)有很大的波動(dòng)。
S20C的物理特性
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物理性質(zhì)
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物理特征值
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縱向彈性模量（楊氏模量）[GPa]
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205-206
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橫向模量 [GPa]
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79-82
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泊松比（常溫）
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0.27 至 0.29
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密度 [g / cm 3 ]
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7.84-7.86
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比重
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7.84-7.86
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熔點(diǎn)[℃]
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1660 至 1770
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導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m·K)]
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44-60
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熱膨脹系數(shù)[10 -6 / K]
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10.7 至 11.6
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本征電阻[10 -8 Ω·m]
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13.3-19.7
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比熱[J/(kg·K)]
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0.474-0.494
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S20C的使用方法及注意事項(xiàng)
最后，這里是使用 S20C 材料制造機(jī)器零件時(shí)的一些一般注意事項(xiàng)。
S20C的應(yīng)用
S20C適用于所有切割并用作原材料的小零件。
滲碳淬火也可以，母材強(qiáng)度低，但滲碳淬火會(huì)在表面留下壓應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度。
S20C 可加工性
SC材料的切削性較好，但其中S20C材料過軟，切削性稍差。
在數(shù)控車床加工的情況下，容易出現(xiàn)切屑纏繞等問題。
S20C 中添加鉛的易切削鋼（S20CL、S20CF 等）也可用于改善切削性，因此應(yīng)考慮應(yīng)用于量產(chǎn)產(chǎn)品。
但是，關(guān)于鉛，汽車制造商等正在考慮去鉛，根據(jù)RoHS（歐盟有害物質(zhì)限制）等規(guī)定，有可能無法使用。
S20C的焊接性
S20C的焊接性比SS400好，可以進(jìn)行質(zhì)量穩(wěn)定的焊接。
由于碳當(dāng)量低，焊接熱影響區(qū)不會(huì)發(fā)生太多硬化，不太擔(dān)心開裂等問題。
滲碳淬火S20C使用
S20C滲碳淬火時(shí)，中心和表面的強(qiáng)度都很高，因此適用于需要強(qiáng)度的零件。
正確使用 SS400
看S20C正火的力學(xué)性能，超過400MPa，與SS400完全一樣。SS400沒有碳含量規(guī)定，但通常在0.2%左右，也接近S20C。
那么有什么區(qū)別呢？
質(zhì)量
SC材料的質(zhì)量因成分的調(diào)節(jié)而穩(wěn)定。
SC 材料由鎮(zhèn)靜鋼制成，與合金鋼相同。目前SS材料也是用連鑄法制造的，所以鎮(zhèn)靜鋼較多，但也有一些還是沸騰鋼。
沸騰鋼，脫氧不足，磷硫偏析多，組織不均勻，材料缺陷多，可能表現(xiàn)出低溫脆性，不適用于需要可靠性。
如何使用
大多數(shù)情況下可以用SS材料進(jìn)行焊接，沒有任何問題，但如上所述，存在質(zhì)量較差的SS材料，可能會(huì)造成麻煩。
可以進(jìn)行浸軋等熱處理，但SS材料差異很大，滲碳和淬火容易導(dǎo)致質(zhì)地異常。
因此，SS材料基本按原樣使用（不進(jìn)行熱處理）。
焊接時(shí)，要求可靠性的零件應(yīng)選用SC材料。
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