工程機(jī)械液壓缸缸筒材料的選擇
目前，國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)液壓缸筒常用材料主要有20#、35#、45#、27SiMn、 25Mn等，這些材料或者是通過提高含 碳量，達(dá)到提高材料強(qiáng)度性能的目的。 譬如20#、35#、45#鋼；或者是通過加入一些Mn、Si、Cr、Mo、Cu等合金元 素提高鋼材的能，譬如27SiMn、25M n 。這些材料雖然強(qiáng)度指標(biāo)提高了，滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)的強(qiáng)度求。可是，由于焊接性能不是很優(yōu)良，在油缸后續(xù)加工工程中，復(fù)雜斷面與連接尺寸都不可避免需要進(jìn)行焊接加工，由于油缸表面復(fù)雜，很多時候又無法進(jìn)行焊接預(yù)熱與焊后回火，給油缸的安全性帶來較大隱患?，F(xiàn)在，歐洲在油缸行業(yè)普遍使用的鋼材是E 3 5 5( E N 1 0 3 0 5 — 1 ) 。 屬于一種低碳合金鋼，就可以避免我國油缸行業(yè)的很多焊接缺陷。
材料的化學(xué)成分
碳當(dāng)量是根據(jù)碳當(dāng)量的計(jì)算式 ：『CEV =C+ Mn／6 + (Cr + Mo + V)／5 + (Ni + Cu)／151，按 照每種材料的化學(xué)成分的國家標(biāo)準(zhǔn)與 EN10305—1標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算所得 。20#、35#和45#鋼屬于普通的碳素鋼，唯一不同就是鋼材的碳含量，而增加加鋼材中碳含量勢必會增加其焊接碳當(dāng)量，從而影響其焊接性能。27SiMn、25 Mn和Q345B都是合金鋼，碳含量都 比較接近，發(fā)生改變的是材料的合金元素，特別是Q345B作為低合金高強(qiáng)度鋼，碳含量小于0.2，且國標(biāo)要求該材料的碳當(dāng)量小于0.44，這一點(diǎn)是幾種材料中唯一特有的性能，通過比較可以看出，國產(chǎn)Q345B材料與歐洲材料E355的化學(xué)成分與碳當(dāng)量都比較接近。
材料的力學(xué)性能
20#、35#和45#鋼是通過增加鋼材中的碳含量達(dá)到了提高鋼材強(qiáng)度的目的，而Q345B材料碳含量小于0.2，屈服強(qiáng)度同45#鋼相當(dāng)，且韌性明顯優(yōu)于45#鋼；27SiMn主要作為調(diào)質(zhì)材料使用，其調(diào)質(zhì)后屈服強(qiáng)度可達(dá)835MPa以上；25Mn的主要特點(diǎn)是沖擊韌性較好，熱軋鋼管在常溫下沖擊功可達(dá)71MPa以上，25Mn在油缸行業(yè)的使用狀態(tài)都是冷拔態(tài)，其在熱軋態(tài)時強(qiáng)度指標(biāo)較低，無法滿足油缸的要求。其在熱軋態(tài)時強(qiáng)度指標(biāo)較低，無法滿足油缸的要求。Q345B由于具有良好的強(qiáng)度值與韌性，斷后伸長率指標(biāo)也很高，除了可以直接使用熱軋態(tài)鋼管外，還特別適合冷拔生產(chǎn)，其冷拔后的各項(xiàng)性能大大優(yōu)于45#鋼，與歐洲的E355材料相似。
材料的焊接性能
目前評價材料焊接性能的主要指標(biāo)是材料的碳當(dāng)量，對比上述幾種鋼材的碳當(dāng)量（如表1所示），可見20 #、35 #和45#鋼隨著碳含量增加，強(qiáng)度提高，而碳當(dāng)量明顯增加，材料的焊接性能降低較大。27SiMn、25 Mn、Q345B和E355材料的碳當(dāng)量均低于4 5#鋼。27SiMn在調(diào)質(zhì)態(tài)使用強(qiáng)度較高，適合用于耐壓強(qiáng)度較高的液壓油缸：25Mn沖擊性能較好，宜用于受沖擊較大的油缸，如挖掘機(jī)等油缸：而Q345B具有較好的綜合 性能 ，熱軋態(tài)的鋼管屈服強(qiáng)度與45#鋼相當(dāng)。常溫下沖擊功可達(dá)到50J以上，且碳當(dāng)量低于0．4，具有較好的焊接性能。使用Q345材料制造油缸，強(qiáng)度性能不低于45#鋼，高于35#、20#鋼，焊接性能與20#接近， 具有優(yōu)良的綜合性能，各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于歐洲油缸材料E355材料，完全可以替代目前國內(nèi)工程機(jī)械油缸行業(yè)大量使用的45#鋼。
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