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      主要指碳的質量分數小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的鋼。有時也稱為普碳鋼或碳素鋼。碳鋼也叫碳素鋼,指含炭量Wc小于2.11%的鐵碳合金。 碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。 工業上應用的碳素鋼碳含量一般不超過1.4%。這是因為含碳量超過此量后,鋼表 現出很大的硬脆性,并且加工困難,失去生產和使用價值。碳素鋼按其質量不同可分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼二類。優質碳素結構鋼規定硫、磷的允許含量比普通碳素鋼低 ,所以綜合機械性能比普通碳素鋼好。

      1、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0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於制造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。 
      (2) 中碳鋼
      碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。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。可不經熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的最高硬度約為 HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到最廣泛的應用,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。 
      2、按鋼的品質可分為普通碳素鋼和優質碳素鋼。 
      (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。中國目前生產和使用最多的是含碳量在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,節約鋼材。在中國和某些國家,為適應專業用鋼的特殊要求,對普通碳素結構鋼的化學成分和性能進行調整,從而發展了一系列普通碳素結構鋼的專業用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。 
      (2)優質碳素結構鋼 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。②0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調質狀態下使用,制作機械制造工業的零件。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以區別于正常含錳量的碳素鋼。 
      3、按用途則又可分為碳素結構鋼、碳素工具鋼。 
      碳素工具鋼 含碳量在0.65~1.35%之間,經熱處理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。 
      碳素結構鋼按照鋼材屈服強度分為5個牌號: 
        Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 
      每個牌號由于質量不同分為A、B、C、D等級,最多的有四種,有的只有一;另外還有鋼材冶煉的脫氧方法區別。 
      脫氧方法符號: 
        F——沸騰鋼 
        b——半鎮靜鋼 
        Z——鎮靜鋼 
        TZ——特殊鎮靜鋼 
      碳素鋼的冶煉通常在轉爐、平爐中進行。轉爐一般冶煉普通碳素鋼,而 平爐可以冶煉各種優質鋼。近年來氧氣頂吹轉爐煉鋼技術發展很快,有趨勢可代替平爐煉鋼。將煉好的鋼液注入鋼錠模,就得到各種鋼錠。鋼錠經過鍛壓或軋制后便加工成各種形狀的鋼材和鍛件。鋼錠經過壓力加工后,能夠改善鋼的內部組織和夾雜物分布,所以同樣成分的鋼材要比鋼錠的性能優越一些。 
      Q195 用于制造承載較小的零件、鐵絲、鐵圈、墊鐵、開口銷、拉桿、沖壓件以及焊接件等。 Q215 A 用于制造拉桿、套圈、墊圈、滲圈、滲碳零件以及焊接件等。 Q235 A A、B級用于制造金屬結構件、心部強度要求不高的滲碳件或碳氮共滲件、拉桿、連桿、吊鉤、車鉤、螺栓、螺母、套筒、軸以及接件;C、D級用于制造重要的焊接結構件。 Q255 A 用于制造轉軸、心軸、吊鉤、拉桿、搖桿、楔等強度要求不高的零件。此負焊接性尚可。 Q275 用于制造軸類、鏈輪、齒輪、吊鉤等強度要求高的零件。
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