1.0602 是欧盟/德国 W-Nr. 数字材料号,对应牌号为C60Pb,归类于含铅高速切削碳钢——它是在经典高碳钢 C60(1.0601)的基础上加入 0.15–0.30% Pb 而成的易切削变体,DIN 17204 标准将其列为"淬火和回火用无缝圆形钢管"的指定钢种之一 。材料兼具 C60 高碳钢的高强度、高硬度、高弹性,以及 Pb 带来的优异切削加工性,是大批量切削加工 + 中等承载场景的经典选型。下面从化学成分、供应形式、热处理、机械/物理性能到优势与应用做系统梳理。
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一、化学成分(熔炼分析,wt.%)
依据 steel-grades 数据表与 DIN 17204 标准,1.0602(C60Pb)的化学成分范围为 :
- C:0.57 – 0.65
- Si
≤ 0.40 - Mn:0.60 – 0.90
- P
≤ 0.045 - S
≤ 0.045 - Pb:0.15 – 0.30
合金化逻辑:0.57–0.65% 的高碳赋予材料高硬度、高强度和高弹性极限,调质后可达 800–1000 MPa 级抗拉强度;Mn 固溶强化并改善淬透性;Pb 以弥散质点分布于晶界与基体中,切削时起润滑刃口、断屑、减小摩擦的作用,使切削力下降 30–50%、刀具寿命显著延长 ——这是 1.0602 区别于母体 C60(1.0601)的核心特征。
二、供应形式
钢厂和经销商可按需提供多种半成品形态:
- 线材/盘条:热轧线材直径 Φ5.5–42 mm,以卷供应,适合冷镦、铆钉、螺钉等标准件批量生产
- 圆钢/棒材:热轧圆棒 Φ20–300 mm、锻制黑皮圆棒 Φ50–600 mm、车光圆棒、冷拉光亮棒 Φ4–100 mm,长度可定尺
- 板材/带钢:热轧板材厚 4.5–80 mm、冷轧板材厚 0.8–6.0 mm、钢带可薄至 0.1 mm
- 锻件:自由锻件、模锻件、碾环件,可按图纸定制,用于轴类、凸轮等异形件
- 管材:DIN 17204 标准的核心供货形态——调质用无缝圆管,外径与壁厚按标准系列
- 交货状态:热轧态、退火态(+A,硬度 ≤241 HBW)、正火态(+N)、淬火+回火态(+QT,即调质态),表面可做黑皮、车光、银亮、磷化或镀锌
⚠️ 采购提示:1.0602 与母体 1.0601(C60)化学成分仅差 Pb 含量,力学性能和加工路线高度相似,验收时务必索要材质证明书(MTC),按熔炼成分中 Pb 0.15–0.30% 的指标核验,避免与非铅 C60 混淆 。
三、热处理工艺
1.0602 属高碳钢,主要通过"正火 → 淬火 → 高温回火(调质)"获得强度与韧性的匹配,参考 C60 的成熟工艺路线 :
- 软化退火(+A):加热至 ~680–720 ℃ 保温后缓冷,硬度降至 ≤241 HBW,改善切削加工性并为冷拔/冷镦做准备
- 正火(+N):~810 ℃ 保温后空冷,细化晶粒、均匀组织,硬度约 180–210 HB,适用于大型制件(水淬有开裂倾向,故大型件多采用正火)
- 淬火 + 高温回火(调质,+QT):~820–840 ℃ 油淬(避免水淬开裂),随后 550–650 ℃ 回火,空冷,获得回火索氏体,硬度可控制在 240–320 HB 范围
- 切削加工态(+S):退火后直接切削,硬度 ≤255 HBW
含 Pb 钢热处理需特别注意:Pb 熔点仅 327 ℃,在 ~1000 ℃ 以上长时间加热会导致 Pb 蒸发,造成表面疏松与切削性下降,因此淬火温度应尽量降低、保温时间尽量缩短,避免反复加热 。焊接时也需通风防护,防止铅蒸气危害。
四、机械性能
1.0602 的性能随热处理状态变化较大,资料表给出的典型力学性能如下 :
性能指标
退火/正火态
调质态(+QT)
屈服强度 Rp0.2
≥ 390 MPa
≥ 580 MPa
抗拉强度 Rm
700–900 MPa
850–1050 MPa
断后伸长率 A
≥ 13 %
≥ 11 %
断面收缩率 Z
≥ 25 %
布氏硬度 HBW
≤ 241
调质后依据回火温度而定
数据表明,该材料在正火态下抗拉强度可达 700–900 MPa,调质态下可达 850–1050 MPa,且保持良好的塑性配合 。不同资料表数值存在差异,实际性能以钢厂材质书和具体热处理工艺为准。
五、物理性能
依据 steel-grades 参考数据 :
- 密度:约 7.85 kg/dm³
- 弹性模量 E:约 210 GPa(室温)
- 热膨胀系数:20–100 ℃ 区间约 11.3×10⁻⁶ /K
- 热导率:约 33 W/(m·K)
- 比热容:约 460 J/(kg·℃)
- 泊松比:约 0.29
六、材料优势
综合成分与性能,1.0602(C60Pb)的核心优势可归纳为:
- 切削加工性优异:Pb 的加入使切削力大幅下降、切屑易断、表面光洁度高,刀具寿命比 C60 提高 2–3 倍,是大批量自动车床件的理想材料
- 强度与弹性高:高碳设计使材料调质后抗拉强度可达 850–1050 MPa 级,弹性极限突出
- 耐磨性良好:高碳马氏体基体 + 弥散碳化物,使材料在摩擦工况下表现优异
- 工艺成熟:与 C60 同体系,锻造、轧制、切削、热处理工艺路线成熟,质量稳定
- 经济性突出:作为碳钢,原材料成本低、加工效率高,性价比极佳
⚠️ 主要短板:含 Pb 使其在 >300 ℃ 高温服役场景不适用,且焊接性能一般,焊前需预热、焊后需热处理;水淬易裂,大型制件多采用油淬或正火 。
七、应用领域
基于"高碳强度 + 易切削"的双重特性,1.0602 主要面向大批量切削加工、中等承载、耐磨的零件制造 :
- 汽车工业:传动轴、齿轮、转向节、悬挂臂、凸轮轴、离合器盘等核心承力件
- 机械制造:轴类、销轴、凸轮、连杆、曲轴、机床零件、各种垫圈
- 弹簧制造:弹簧圈、轮轴、钢绳等受力较大、在摩擦条件下工作,要求较高强度、耐磨性和一定弹性的零件
- 紧固件:螺栓、螺钉、螺母、铆钉等大批量标准件
- 刀具与手工工具:刀片、凿子、斧头、剑等(高碳钢的高硬度特性)
- 建筑与通用工程:支架、框架、耐磨板、五金件
选材建议:当零件需要大批量自动切削加工、且要求调质后强度达 800–900 MPa 时,1.0602(C60Pb)是最佳选择;若不需易切削性,可选用母体 C60(1.0601);若服役温度 >300 ℃ 或需良好焊接性,则需避开含 Pb 钢,改用 C60 或非铅高碳钢。
八、采购与验收要点
- 索要材质证明书,核对熔炼成分中 C 0.57–0.65%、Mn 0.60–0.90%、Pb 0.15–0.30%
是否达标 - 明确交货状态(热轧 / 退火 / 正火 / 调质),调质态需注明回火硬度带
- 切削加工件建议增加硬度抽检金相组织检查,确认 Pb 质点分布均匀
- 重要承力件需评估调质后力学性能与心部硬度匹配性
- 焊接或热处理车间需做好铅蒸气防护,避免高温下 Pb 蒸发危害健康
总体而言,1.0602(C60Pb)凭借"高碳 C60 基体 + 含铅易切削"的精准合金化设计,在切削加工性、强度潜力、耐磨性与经济性之间取得了极佳平衡,是大批量自动车床件、中载机械零件、弹簧与耐磨件的优选材料。在实际应用中,合理控制热处理温度、规避 Pb 蒸发风险、严控熔炼成分是发挥其易切削优势与保证产品质量的关键。
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