碳鋼是含碳量在0.0218%~2.11%的鐵碳合金。也叫碳素鋼。一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。一般碳鋼中含碳量越高則硬度越大,強(qiáng)度也越高,但塑性越低。它通常使用在需要強(qiáng)度、硬度和耐磨性的金屬零件上上,如切削工具、鋼纜、鋼琴線、彈簧和刀具等,在加工形成后,零件通常需要再經(jīng)過(guò)處理并回火。鋼含碳量越高,其加熱處理后的硬度、強(qiáng)度和耐磨性也就越高。碳鋼分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼,這三種碳鋼又各分為兩種;依照特性,高碳鋼質(zhì)硬且脆、低碳鋼質(zhì)軟且耐延展。
分類:
?。?)按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類,碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)建鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種;
(2)按冶煉方法可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼;
?。?)按脫氧方法可分為沸騰鋼(F)、鎮(zhèn)靜鋼(Z)、半鎮(zhèn)靜鋼(b)和特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ);
?。?)按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(WC≤0.25%),中碳鋼(WC0.25%—0.6%)和高碳鋼(WC≥0.6%);
(5)按鋼的質(zhì)量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含磷、硫較低)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(含磷、硫更低)和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。
影響因素:
錳
約為0.25%~0.80%。固溶強(qiáng)化;清除FeO,降低鋼的脆性;與硫化合成MnS,可以減輕硫的有害作用。有益。
硅
約為0.10%~0.40%,固溶強(qiáng)化;除FeO對(duì)鋼質(zhì)量的不良影響,有益。
硫
FeS與Fe形成低熔點(diǎn)共晶體(熔點(diǎn)為985℃),在1000~1250℃熱加工時(shí)導(dǎo)致鋼變脆而開裂,“熱脆”。有害。
磷
強(qiáng)度、硬度提高,但使塑性和韌性降低,“冷脆”。有害。
種類:
碳素結(jié)構(gòu)鋼
牌號(hào):例Q235-A·F,表示σs=235MPa。
牌號(hào)注解:Q是屈服強(qiáng)度A質(zhì)量等級(jí)(有ABCD四級(jí)),F(xiàn)沸騰鋼。
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
牌號(hào):例45、65Mn、08F。
牌號(hào)注解:直接表示金屬含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)。
碳素工具鋼
牌號(hào):例如T12鋼表示W(wǎng)c=1.2%的碳素工具鋼。
牌號(hào)注解:T加金屬含碳量的千分?jǐn)?shù)。
鑄鋼
牌號(hào):例如ZG200-400,表示σs=200MPa,σb=400MPa的鑄鋼。
性能:鑄造性能比鑄鐵差,但力學(xué)性能比鑄鐵好。