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,強度也越高,但塑性越低。它通常使用在需要強度、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)過處理并回火。鋼含碳量越高,其加熱處理后的硬度、強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:
(1)按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類,碳素結構鋼又分為工程構建鋼和機器制造結構鋼兩種;
(2)按冶煉方法可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼;
(3)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);
(4)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)和高級優(yōu)質(zhì)鋼(含磷、硫更低)和特級優(yōu)質(zhì)鋼。
影響因素:
錳
約為0.25%~0.80%。固溶強化;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%,固溶強化;除FeO對鋼質(zhì)量的不良影響,有益。
硫
FeS與Fe形成低熔點共晶體(熔點為985℃),在1000~1250℃熱加工時導致鋼變脆而開裂,“熱脆”。有害。
磷
強度、硬度提高,但使塑性和韌性降低,“冷脆”。有害。
種類:
碳素結構鋼
牌號:例Q235-A·F,表示σs=235MPa。
牌號注解:Q是屈服強度A質(zhì)量等級(有ABCD四級),F(xiàn)沸騰鋼。
優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼
牌號:例45、65Mn、08F。
牌號注解:直接表示金屬含碳量的萬分數(shù)。
碳素工具鋼
牌號:例如T12鋼表示W(wǎng)c=1.2%的碳素工具鋼。
牌號注解:T加金屬含碳量的千分數(shù)。
鑄鋼
牌號:例如ZG200-400,表示σs=200MPa,σb=400MPa的鑄鋼。
性能:鑄造性能比鑄鐵差,但力學性能比鑄鐵好。