材料的理解

学习SS400（普通结构钢）、S45C（机械结构用碳钢）、SCM435（铬钼钢）、SUS304/316（不锈钢）的特性和用途。

材料错误，其余皆无意义

即使尺寸完全按照图纸制造，如果材料不同，该零件就是不良品。现场经常发生的事故就是这类问题。

在焊接结构中使用SS400，导致焊接部位出现裂纹
在造船块中混入没有船级社印记的钢板，在检查时全部被退回
在接触海水的部件中使用SUS304代替SUS316，几个月后出现孔洞（官方报告）
在粗轴上使用S45C进行淬火，内部未硬化，使用过程中断裂

材料符号不是要记住30个，而是知道如何读取。只要知道规则，即使是第一次看到的符号也能知道其含义。

钢材符号解读方法

KS符号通常由[材质] + [用途·成分] + [数字]组成。

S S 4 0 0 │ │ └─┴─┴─ 最低抗拉强度 400 N/mm² │ └─────── Structure（一般结构用） └───────── Steel（钢）

S 4 5 C │ └─┴─ 碳含量 0.45%（规格范围 0.42~0.48%） │ 后面的 C = Carbon（碳） └───── Steel（钢）

S C M 4 3 5 │ │ │ │ └─┴ 碳 0.35%（规格 0.33~0.38%） │ │ │ └──── 系列编号（SCM4xx组） │ │ └────── Molybdenum（钼） │ └──────── Chromium（铬） └────────── Steel（钢）

S U S 3 0 4 └─┴─┴────── Steel Use Stainless（不锈钢用） └─┴─┴ 300系列 = 奥氏体系（非磁性）

在这里，数字的含义因系列而异。

系列	数字的含义	示例
SS, SM, SPFH等	强度（N/mm²）	SS400 = 抗拉强度 400 以上
S□□C, SCM, SNCM	碳含量（0.01% 单位）	S45C = C 0.45%
SUS	系列编号（不是强度）	SUS304, SUS316

> SS400最近因KS标准修订，正在改为屈服强度标准（SS275）。焊接结构用SM490也改为SM355。图纸中出现旧符号和新符号混合时，请同时查看标题栏和材料性能证明书。

四种代表性钢材

符号	碳含量（大致）	热处理	焊接性	代表性用途
SS400	无规定（通常 0.1~0.2%）	不进行	好	框架、支架、底座
S45C	0.45%	淬火·回火	差（需预热）	轴、齿轮、销、模具部件
SCM435	0.35% + Cr·Mo	调质	差	高强度螺栓、粗轴
SUS304/316	0.08% 以下	不进行（固溶处理）	好（专用焊条）	耐腐蚀、卫生、海洋部件

为什么不能将SS400用于焊接结构

SS400只规定了P和S的上限，没有规定碳含量。即使是SS400，由于批次不同，碳含量可能波动，因此无法保证焊接部位的质量。因此，承受焊接载荷的结构物使用焊接结构用轧制钢（SM系列），其成分和碳当量有规定。

碳决定了钢材的性质

碳是改变钢材性质的最重要因素。

碳 ↑ → 强度 ↑ 硬度 ↑ 淬火效果 ↑ 延伸率 ↓ 韧性 ↓ 焊接性 ↓ 切削性 ↓

分类	碳含量	性质
低碳钢	0.25% 以下	软且易弯曲。焊接性好。不淬火
中碳钢	0.25~0.6%	通过热处理提高强度。轴、齿轮
高碳钢	0.6% 以上	非常坚硬。弹簧、工具。几乎无法焊接

> 碳含量低于0.3%即使淬火也不会硬化。如果收到“SS400部件，但希望稍微硬一点”的请求，应建议更换材料或渗碳处理，而不是淬火。

碳当量（Ceq）——判断是否可以焊接的数值

仅看碳含量是不够的，Mn、Cr、Mo等合金元素也会降低焊接性。将这些元素换算成碳的值就是碳当量。国际焊接学会（IIW）公式使用最广泛。

Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

实际计算一下。（以下为典型成分标准，应使用性能证明书实测值进行计算）

① 焊接结构用钢 SM355 (C 0.18, Mn 1.40) Ceq = 0.18 + 1.40/6 = 0.18 + 0.233 = 0.41

② 机械结构用钢 S45C (C 0.45, Mn 0.75, Cr 0.20, Ni 0.20, Cu 0.30) Ceq = 0.45 + 0.75/6 + 0.20/5 + (0.20+0.30)/15 = 0.45 + 0.125 + 0.040 + 0.033 = 0.65

③ 铬钼钢 SCM435 (C 0.35, Mn 0.75, Cr 1.05, Mo 0.22) Ceq = 0.35 + 0.75/6 + (1.05+0.22)/5 = 0.35 + 0.125 + 0.254 = 0.73

Ceq	焊接性	一般预热温度
0.40 以下	良好	通常不需要
0.40~0.50	注意	50~150℃
0.50~0.60	差	150~250℃
0.60 以上	非常差	250℃以上预热 + 焊接后立即后热（200~350℃，氢气排出）。根据规格要求，可能需要单独进行PWHT（应力消除退火）

> S45C（0.65）和SCM435（0.73）如果不预热直接焊接，几乎肯定会开裂。根据板厚、拘束度、焊条氢含量，条件会有所不同，因此实际预热温度应遵循WPS（焊接工艺规程），不能随意设定。

SUS304和SUS316

项目	SUS304	SUS316
成分特点	18Cr-8Ni	18Cr-12Ni + Mo 2~3%
磁性	无（加工后略有磁性）	无
抗氯离子性	一般	强
价格	基准	1.3~1.6倍
用途	食品、一般耐腐蚀	海洋、化工、海水接触

Mo可以防止点蚀（pitting）由氯离子引起。在像釜山、巨济、蔚山这样的海边环境，304在几个月内就可能出现锈斑，因此船舶和海洋工厂部件使用316。

> SUS必须与普通钢工具和工作台严格分开。铁屑转移到表面会导致该处生锈（污染、contamination）。在造船和工厂供货中，这会成为索赔的原因。甚至磨盘、钢丝刷、夹具都要单独准备SUS专用工具。

收到材料后要确认以下事项

实物表面的刻印·标记与图纸指定材料是否一致
试验性能证明书（Mill Sheet）的Heat No.是否与实物刻印一致
如果是焊接结构物，碳当量是否在性能证明书中
如果是船级社或原厂认证材料，认证印章是否已盖上
如果是需要切断后分用的材料，是否在切断前已将标记转移

> 切断后原板的刻印会被切断。如果没有将等级和Heat No.转移到剩余的碎片上，这些碎片就成为身份不明的材料，无法使用。在有大量外籍劳工的块状工厂中，同时使用颜色带区分和多语言标注效果更佳。

材料的理解

🎯 학습 목표

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