碳素鋼:含碳量小于1.35%(0.1%-1.2%),除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷、硫等雜質外,不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加,鋼的強度、硬度升高,塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比,碳素鋼使用***早,成本低,性能范圍寬 ,用量。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn。
化學成分分類:碳素鋼按化學成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。(1)低碳鋼又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.25%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。(2)中碳鋼碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產(chǎn)品質量分為普通碳素結構鋼和優(yōu)質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼??刹唤?jīng)熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的硬度約為HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到***廣泛的應用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機械零件。(3)高碳鋼常稱工具鋼,含碳量從0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。錘,撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造; 切削工具如鉆頭,絲攻,鉸刀等由含碳量0.90%至1.00%的鋼制造。按鋼的品質可分為普通碳素鋼和優(yōu)質碳素鋼。(1)普通碳素結構鋼又稱普通碳素鋼,對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類:甲類鋼(A類鋼)是保證力學性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是保證化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼)是既保證力學性能又保證化學成分的鋼,常用于制造較重要的結構件。中國目前生產(chǎn)和使用***多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號鋼),主要用于工程結構。有的碳素結構鋼還添加微量的鋁或鈮(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒,以限制晶粒長大,使鋼強化,節(jié)約鋼材。在中國和某些國家,為適應專業(yè)用鋼的特殊要求,對普通碳素結構鋼的化學成分和性能進行調(diào)整,從而發(fā)展了一系列普通碳素結構鋼的專業(yè)用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。(2)優(yōu)質碳素結構鋼和普通碳素結構鋼相比,硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含碳量和用途的不同,這類鋼大致又分為三類:①小于0.25%C為低碳鋼,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼,用于機械制造業(yè)。②0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調(diào)質狀態(tài)下使用,制作機械制造工業(yè)的零件。③大于0.6%C為高碳鋼,多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據(jù)含錳量的不同,又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性,強化鐵素體,提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”,如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。
1、碳素結構鋼
主要用途:各類工程。通常熱軋后空冷供貨,用戶一般不需進行熱處理而直接使用。
2、優(yōu)質碳素結構鋼
主要用途:重要機件??梢酝ㄟ^熱處理調(diào)整零件的力學性能。出廠狀態(tài)可以是熱軋后空冷,也可以是退火、正火等狀態(tài)。隨用戶需要而定。
3、碳素工具鋼(WC=0.65%~1.35%屬高碳鋼)。
主要用途:制作各種小型工具??蛇M行淬火、低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性。分為優(yōu)質級和高級優(yōu)質級兩大類。