结构钢S235, S275, S355, S420及其性能

钢结构是黑色金属属于轻微的钢．在这篇文章中，我们将介绍最常用的S235、S275、S355和S420的用途、机械性能和化学成分。

钢结构的应用

结构钢因其质量好、价格低而成为钢材中应用最广泛的一种。这种结合使得它们在不同的领域都很有用。每年大约25%结构钢用于建造建筑物．

机械工程师在建造机械时，如果没有很多特殊的需求，比如高耐久性或耐重负荷，就会喜欢它。

有时阻力材料的磨损这很重要，同时保持低体重本身。以林业和采矿设备为例。那么明智的做法是求助于耐磨和高强度钢，如哈德克斯和斯特伦克斯．

腐蚀保护

结构钢需要额外的一层保护来抵御天气。它们很容易被腐蚀，所以粉末涂料无论机器的内部或外部环境如何，都是常用的。对于持久涂层，金属表面应进行预处理(化学蚀刻或磷化)，并事先进行清洗(喷砂、清洗或擦拭)。

另一种更耐用的保护结构钢不受腐蚀的方法是镀锌。锌镀层的质量和适用性取决于钢铁的化学成分，磷(P)和硅(Si)的百分比是决定性的:

• Si+ 2,5p <0,05% =一流质量
• 0,05%≤Si+ 2,5p≤0,15% =坏结果(Sandelin范围)
• 0、15%
• 0,25%

如果条件更恶劣，不锈钢最常用的是什么AISI 304或AISI 316．

结构钢机械性能

如果你还没有意识到不同力学性能的材料，可以从这里开始．结构钢名称中的数字是它的屈服强度。表示不以塑性变形结束的最大载荷，单位为MPa。超过这个值的应力将使金属永久变形。在S235钢的情况下，该值为235 MPa。下面的任何东西都会导致弹性变形，这意味着你的细节会在移除负载后恢复原来的形状。

抗拉强度指的是不破坏金属的最大负载。继续以S235为例，该值介于360…510 MPa之间。虽然它明显高于屈服强度，但在为您的条件选择合适的材料时，您应该考虑屈服强度值。这是因为超过抗拉强度意味着失效，而超过屈服强度只会以变形结束。

性能表表明，等级越高，强度越高。在这些钢材中，S235和S355是最受欢迎的，因为它们涵盖了大多数需求。S275的用途不大，可能更难找到。S420适用于寻找更高的强度，但也可能不是每个制造商都能轻易获得．

所有结构钢的硬度测量值都很低。如果需要，可以通过加固来改进这些值。

分类及耐冲击性

你可以在数字前后找到不同的字母，我们已经解释过了。结构钢有一个S作为前缀，代表结构钢。对于不同的应用，有各种各样的替代材料，例如压力容器用P钢。

铁素体钢的行为随温度而改变。它们在较低的温度下变得更脆，在较高的温度下更具延展性。当情况需要的时候，必须考虑到这一点。在零下20°C的低温下，建筑物在冬季的室外可能会被叉车撞倒，导致脆性断裂。因此，您应该选择具有正确的抗冲击性的钢材。

S235JR和S235L2在面对打击时表现不同。J表示它可以承受最大能量为27焦耳的撞击，k40焦耳，l60焦耳。R表示该容量的最低温度为室温(20°C)， 0表示0°C, 2表示-20°C。因此，S235JR在室温下只能承受27焦耳的打击，而S235L2在-20℃下可以承受60焦耳的打击。下面关于夏比冲击试验的视频很好地说明了这一点。

当您遇到名称为S235J0+N的钢材时，现在它是标准化的。正火是一种热处理方法，用于细化钢的晶体结构，使其晶粒尺寸分布更加均匀。它消除了内应力和应变。这反过来又能在不损害硬度和强度的情况下提高钢的切削性能、韧性和延展性。

虽然你可能会看到其他一些后缀，但我们将自己限制在最常见的后缀。最后一个是MC, S355MC钢是热机的处理它结合了其强度和适合冷成形的特性，如弯曲．

化学成分

确切的化学成分将根据所需的耐久性而改变。例如，具有耐候性的更强的结构钢(如S355W)与标准S355的化学成分略有不同。

即使化学成分几乎相同，不同的生产工艺(轧制、热处理和冷却)的结合决定了最终的强度。例如，钢材轧得越多，就越结实。

在钢等价物

例如，结构钢可能更广为人知的是钢等级S355。但我们在本文中提到的每一种结构钢都有一个等效EN。我们将举出最常见的几个例子:

• S235jr - en 1.0038
• S235j2 - en 1.0117
• S275jr - en 1.0044
• S275j2 - en 1.0145
• S355jr - en 1.0045
• S355j0 - en 1.0553
• S355j2 - en 1.0577
• S420m - en 1.8827

选择哪一个?

这完全取决于你的需要。你打算这么做吗激光切割一些金属零件？你想在之后修改细节吗?在这种条件下需要什么样的涂层?它承载什么样的负荷?

简单地说，更好的材料成本更高。在装配的情况下，最好将不同材料的数量保持在最低限度，否则各种安装成本将被添加到最终价格。

最常用的选择方法是根据屈服强度值进行选择。你需要的可以用结构分析来计算。要做到这一点，一个简单的方法是使用大多数3D CAD程序中可用的模拟选项。临界点仍然需要人工计算来检查，以确保至少数量级是正确的。

并不是所有的产品都有各种尺寸和厚度。此外，并非所有商品都有现货。冷轧板材厚度可达3毫米，热轧板材的厚度超过了这一厚度．冷轧的优点是结构更均匀。S355MC还提供了统一的结构和良好的弯曲质量，如果您的建筑需要金属厚度大于3毫米。如果更薄的更好，使用DC01(另一种钢级)。

如果你要的是S235，你可能想知道为什么两家制造商提供的“相同材料”的价格非常不同。这是因为没有像S235这样的钢铁，后缀总是存在的。其中一种可能会提供给你更多的品质。通过询问具体使用的金属，确保你知道你得到的是什么。如果你需要质量，就说出来。如果你需要一个低价格，那就说出来。

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