[科普中国]-9smnpb28易切钢

9smnpb28是一种易切削结构钢。易切削结构钢简称易切钢，是含有少量易削元素，具有良好的被切削加工性能的钢种。易切削结构钢是利用钢中某些元素的作用改善钢的切削加工性能，以适于在自动机床上进行高速切削的钢种。常用改善切削加工性的元素有S、Pb、Ca、等，其中以S最常用，S在钢中形成MnS夹杂，MnS很脆，并有一定润滑作用因而切屑易于碎断，工件表面光洁度高，减少刀具磨损，提高切削速度。

基本信息材料名称：易切削结构钢

牌号：9SMnpb28

标准：GB/T 8731-1988

化学成份碳 C ：0.10

硅 Si：≤0.15

锰 Mn：0.80～1.20 硫 S ：0.23～0.33

磷 P ：0.05～0.10

铅 Pb：0.15～0.35

力学性能抗拉强度 σb (MPa)：

(热轧)390～540;

(冷拉)钢材厚度或直径 8～20时:530～755; >20～30时:510～735; >30时:490～685

伸长率 δ5 (%)：(热轧)≥22;(冷轧)≥7.0

断面收缩率 ψ (%)：(热轧)≥36

硬度 ：(热轧)≤170HB;(冷拉钢)152～217HB

易切削钢随着现代化工业向自动化、高速化和精密化的加工方向发展，要求钢材具有良好的切削工艺性能，提高生产效率，以适应大批量生产。因此需要更多地采用提高和改善切削性能的钢材，便于自动切削机床加工。这种钢材主要用于用量较大和不重要的零件。例如，在自动机床上常加工的零件，如螺钉、螺母等标准件。易切削钢也属于专用钢。

易切削钢主要用于制作受力较小而对尺寸和粗糙度要求严格的仪器仪表、手表零件、汽车、机床和其他各种机器；对尺寸精度和粗糙度要求严格，而对力学性能要求相对较低的标准件，如齿轮、轴、螺栓、阀门、衬套、销钉、管接头、弹簧座垫及机床丝杠、塑料成型模具、外科和牙科手术用具等。

易切削钢的好坏代表材料被切削加工的难易程度，由于材料的切削过程比较复杂，易切削性用单一的参量是难于表达的。通常，钢的切削加工性，是以刀具寿命、切削力大小、加工表面的粗糙度、切削热以及切屑排除难易等来综合衡量。

使用时需要注意：易切削钢可进行最终热处理，但一般不进行预先热处理，以免损害其切削加工性。易切削钢的冶金工艺要求比普通钢严格，成本较高，故只有对大批量生产的零件，在必须改善钢材的切削加工性时，采用它才能获得良好的经济效益。

在易切削钢中加入的元素有S、Pb、Ca和P等。它们的主要作用如下：

1、硫的作用

硫在钢中与Mn形成MnS夹杂物，能中断基体的连续性，使切屑易于脆断，减少切屑与刀具的接触面积。硫还能起减摩的作用，使切屑不粘附在切削刃上。但硫的存在会使钢产生热脆，所以硫的含量一般要限定在w(s)=0.10%～0.30%范围内，并要适当增加Mn的含量与其配合。

2、铅的作用

Pb的加入能提高钢的切削性能，由于Pb在钢中不溶入铁素体，也不形成化合物，它是以自由状态并形成细小颗粒（2～3μm）均匀分布于基体组织中，当在切削过程中所产生的热量达到Pb颗粒的熔点时，即呈熔化状态，成为刀具与切屑以及刀具与工件被加工面之间的“润滑剂”，使摩擦因数减小，刀具温度下降，磨损减少。Pb的加入量在w(Pb)=0.1%～0.35%范围内。

3、钙的作用

Ca在钢中能形成Ca、Al硅酸盐夹杂物，附着在刀具上形成薄膜，具有减摩作用，防止刀具磨损。Ca的加入量一般为w(Ca)=0.001%～0.005%。

(4)磷的作用

在含硫的易削钢中加入P，使其固溶于铁素体，引起强化和脆化，以提高其切削性能。为防止造成“冷脆”，规定w(P)≤0.15%。

这些元素的加入，还能提高工件表面质量和延长刀具使用寿命的作用。

应用9smnpb28易切钢易切削结构钢，执行标准：GB/T 8731-1988。低碳高硫易切钢中MnS夹杂的形状和分布,对易切钢的机械性能有很大影响1。易切削结构钢虽然钢中含S、P较多，单在这类钢中是作为有益元素加入或保存下来，因此，属于优质钢。易切削结构钢用作生产标准件如小型螺丝、螺母、油泵、手表、计算机、打字机零件、机床光杠、丝杠等。易切削结构钢牌用“Y”加钢号表示除Y40Mn属于优质低合金钢外，其余都是优质碳结钢。我国特钢行业在易切钢的生产过程中亟待提高的方面2。

热处理规范及金相组织交货状态以热轧或冷拉状态交货，交货状态应在合同中注明。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所