碳素钢

碳素钢碳素钢碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加入合金元素，且含碳量小于2.11％的铁碳合金。钢中的常存杂质元素一、碳钢中常存元素对钢性能的影响有害影响硅（Si）能消除FeO夹杂对钢的不良影响，少量能溶入F中起固溶强化作用，提高钢的强度、硬度及弹性。过多会造成塑性下降，冲击性能变差。有益元素炼钢时加入的脱氧剂。来源有益作用炼钢时加入的脱氧剂。能与S化合形成MnS，减轻S的有害影响；少量能溶入F中起固溶强化作用。过多会造成塑性下降。有益元素来源有益作用有害影响锰（Mn）炼钢原料和燃料。在钢中形成FeS,FeS与Fe形成低熔点（985℃）共晶体分布在晶界上，使得对钢进行热加工时容易脆化开裂，这种现象称为热脆。硫（S）有害元素来源有益作用有害影响炼钢原料和燃料。引起钢的塑性和韧性急剧下降，尤其在低温时脆性更大，这种现象称为冷脆。少量能溶入F中，使强度、硬度显著提高。有害元素来源有益作用有害影响磷（P）二、碳钢的分类1）按C含量分低C钢w(C)≤0.25%中C钢0.25%＜w(C)≤0.6%高C钢w(C)＞0.6%2）按质量分（S、P含量）普通碳素钢含S量≤0.05%，含P量≤0.045%优质碳素钢含S量≤0.035%，含P量≤0.035%高级优质碳素钢含S量≤0.025%，含P量≤0.025%3）按用途分碳素结构钢用于制造各种机械零件盒工程构件碳素工具钢用于制造各种刀具、模具和量具等4）按冶炼时脱氧程度的不同分类沸腾钢脱氧程度完全不同的钢镇静钢脱氧程度完全的钢半镇静钢脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢非合金钢（碳钢）•碳素结构钢•优质碳素结构钢•碳素工具钢•铸造碳钢三、碳钢的牌号1、碳素结构钢牌号——如Q215B，表示s≥215MPa（厚度≤16mm），B级质量。表3-1碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)牌号等级化学成分脱氧方法w(C)%w(Mn)%w(Si)%w(S)%w(P)%不大于Q195－0.06-0.120.25-0.500.300.0500.045F,b,ZQ215A/B0.09-0.150.25-0.550.300.050/0.0450.045F,b,ZQ235A0.14-0.220.30-0.650.300.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.30-0.700.300.0450.045F,b,ZC0.180.35-0.800.300.0400.040ZD0.170.35-0.800.300.0350.035TZQ255A/B0.18-0.280.40-0.700.300.050/0.0450.045ZQ275－0.28-0.380.50-0.800.350.0500.045ZQ×××AF屈服强度字母屈服强度值（MPa）质量等级：A、B、C、D脱氧方法沸腾钢F半镇静钢b镇静钢Z特殊镇静钢TZ例：Q235AF表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。Q285B表示屈服强度为285MPa的B级的碳素结构钢，是镇静钢，省略Z。如表3-6（P46）Q195、Q215、Q235、Q255、275一般桥梁、建筑结构，普通机械零件，如螺钉、螺母等。可用于受力较大的机械零件，如链轮、拉杆等。应用用途钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。热处理：热轧空冷多边型角钢螺钉、铆钉钢筋、螺纹钢建筑构件钢桥梁2．优质碳素结构钢：用两位数字表示钢中平均含碳量的万分数。牌号——如45钢，含C量为45/10000=0.45%。表3-4优质碳素钢的化学成分和性能钢号化学成分，%s，MPa≥CMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.37-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.650.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035175205245315335355375400420(摘自GB/T699-1999)08F———表示Wc为0.08%的优质碳素结构钢，属沸腾钢。65Mn———表示Wc为0.65%、含锰量较高（WMn=0.9~1.2%)的优质碳素结构钢。08F、20、45、65冷冲压件，如汽车和仪表外壳、容器、罩子等。冷冲压件、焊接件和标准件、渗碳件等零件。调质件：机床齿轮、机床主轴、曲轴、连杆等重要零件。弹性件和耐磨件：小尺寸弹簧、低速车轮等应用用途较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。汽车曲轴热处理：渗碳、淬火、回火等。08-25钢含碳量低，强度、硬度较低，塑性、韧性及焊接性良好，主要用于制造冲压件，焊接结构件及强度要求不高的机械零件弹簧垫圈小轴30~55属于调质钢，经过调质处理后具有良好的综合力学性能，主要用于制造受力较大的机械零件。万向连轴器曲轴60钢以上的属于弹簧钢，经过热处理后可以获得较高的弹性极限，主要用于制造弹性零件。汽车板簧螺旋弹簧3．碳素工具钢牌号——如T12A钢，含C量为12/1000=1.2%，A表示高级优质，w(S)0.020%，w(P)0.030%。(摘自GB/T1298-1986)钢号C,%Mn,%Si,%S,%P,%退火后HBS,水冷淬火温度，℃T7T8T8MnT9T10MnT10T12T130.65-0.740.75-0.840.80-0.900.85-0.940.95-1.040.95-1.041.15-1.241.25-1.350.400.400.40-0.600.400.40-0.600.400.400.400.350.350.350.350.350.350.350.350.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.03518718718719219207207217800-820780-800780-800760-780760-780760-780760-780760-780表3-4碳素工具钢的化学成分和性能（淬火后HRC≥62)用途冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。螺纹量规热处理：淬火+低温回火组织：回火M＋粒状Fe3C+A'4、铸造碳钢•牌号：ZG270-50表示屈服点不小于270MPa、抗拉强度不小于500MPa。•应用：制造形状复杂、力学性能要求较高的机械零件。如：轧钢机机架、水压机横梁等。