碳素钢是指通常含碳量小于1.35％的铁碳合金﹐ 其中还含有限量以内的硅﹑锰和磷﹑硫等杂质及其它微量的残余元素。 碳素钢是近代工业中使用最早﹑用量最大的基本材料﹐ 世界各工业国家﹐ 在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时﹐ 也非常注意改进碳素钢质量﹐ 扩大品种和使用范围。 特别是20世纪50年代以来﹐ 氧气转炉炼钢﹑炉外喷吹﹑连续铸钢和连续轧制等新技术被普遍采用﹐ 进一步改善了碳素钢的质量﹐ 扩大了使用范围。 目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重﹐ 约保持在80％左右﹐ 它不仅广泛应用于建筑﹑桥梁﹑铁道﹑车辆﹑船舶和各种机械制造工业﹐ 而且在近代的石油化学工业﹑海洋开发等方面也得到大量使用。碳素钢的分类
碳素钢有各种分类方法﹐ 如按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢﹑ 中碳钢和高碳钢。 按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。 按用途则又可分为碳素结构钢﹑ 碳素工具钢。 此外﹐ 还可以按冶炼方法和所保证的性能要求等来进行分类。
普通碳素结构钢又称普通碳素钢﹐ 对含碳量﹑ 性能范围以及磷﹑ 硫和其它残余元素含量的限制较宽。 在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类﹕ 甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。 乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。 特类钢 (C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢﹐ 常用于制造较重要的结构件。 中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20％左右的A3钢(甲类3号钢)﹐ 主要用于工程结构。
有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌(或其它碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒﹐以限制晶粒长大﹐使钢强化﹐节约钢材。在中国和某些国家﹐为适应专业用钢的特殊要求﹐对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整﹐从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢(如桥梁﹑建筑﹑钢筋﹑压力容器用钢等)。
优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比﹐硫﹑磷及其它非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同﹐这类钢大致又分为三类﹕
1. 小于0.25％C为低碳钢﹐其中尤以含碳低于0.10%的08F﹐08Al等﹐由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车﹑制罐……等﹐20G则是制造普通锅炉的主要材料﹐此外﹐低碳钢也广泛地作为渗碳钢﹐用于机械制造业﹐
2. 0.25～0.60％C为中碳钢﹐多在调质状态下使用﹐制作机械制造工业的零件。
3. 大于0.6％C为高碳钢﹐多用于制造弹簧﹑齿轮﹑轧辊等﹐根据含锰量的不同﹐又可分为普通含锰量(0.25～0.8％)和较高含锰量(0.7～1.0％和0.9～1.2％)两钢组。锰能改善钢的淬透性﹐强化铁素体﹐提高钢的屈服强度﹑抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”﹐如15Mn﹑20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。
碳素工具钢含碳量在0.65～1.35％之间﹐经热处理后可得到高硬度和高耐磨性﹐主要用于制造各种工具﹑刃具﹑模具和量具(见工具钢)。 |
