碳結鋼外來夾雜是指鋼中混入耐火材料、爐渣、鋼包渣和模內保護渣等外來物質。外來夾雜的特點是尺寸大,成分結構復雜,分布不規則,具有很大的偶然性。空氣對鋼水的二次氧化會形成外來夾雜。在煉鋼過程中,外來夾雜與內生夾雜往往會形成兩者的混合物,具有兩者的共同特點,使檢驗者難以分辨其來源。非金屬夾雜按顆粒大小可分為亞顯微、顯微和大顆粒夾雜三種,其顆粒尺寸分別為<1μm、1~100μm和>100μm。大顆粒夾雜往往出現在鋼錠沉淀晶區和皮下位置。連鑄鋼上弧區有時也發現大顆粒夾雜。按非金屬夾雜本身性質,可以分為塑性夾雜和脆性夾雜兩種。
1)塑性夾雜在熱加工過程中,隨金屬一起發生變形,如MnS;而脆性夾雜,隨熱加工金屬的變彤發生破碎,如Al2O3。當非金屬夾雜熔點特別高時,在鋼中一生成就以固態形式存在,這類非金屬夾雜物在熱加工時既不變形,也不破碎,保持其原來形狀,如TiN。對于熔點很低的夾雜,從 結晶母液中排除,此時多沿初生奧氏體晶界呈網狀薄膜析出,如FeS。鋼中非金屬夾雜對鋼材的強度、伸長率、韌性和疲勞強度有不同程度的影響。按使用要求,根據中國 非金屬夾雜標準評定鋼材夾雜級別。鋼材中不允許存在嚴重危害鋼材性能的大顆粒夾雜。保證出鋼和澆鑄系統清潔,采用吹氬、渣洗、噴粉、真空處理等爐外精煉措施及保護澆鑄措施,可以減少鋼中非金屬夾雜。
按用處則又可分為碳素構造鋼、碳素碳結鋼工具鋼。碳素工具鋼含碳量在0.65~1.35%之間,經熱處置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)。碳素構造鋼依照鋼材屈從強度分為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,多的有四種,有的只需一;另外還有鋼材冶煉的脫氧辦法區別。
脫氧辦法符號:F——沸騰鋼b——半鎮靜鋼Z——鎮靜鋼TZ——特殊鎮靜鋼碳結鋼的材質:Q195、Q235、10號、20號、35號、45號、Q215、Q345、12Cr1Mov、15CrMo、304、316、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、GCr15、65Mn、50Mn、50Cr、3Cr2W8V、20CrMnTi、5CrMnMo等.
碳結鋼是一種新型經濟建筑用鋼。碳結鋼是一種截面面積分配更加優化、強重比更加合理的經濟斷面型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。由于碳結鋼的各個部位均以直角排布,因此碳結鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節約成本和結構重量輕等優點,已被廣泛應用。碳結鋼分類碳結鋼分為:寬翼緣碳結鋼(HW),中翼緣碳結鋼(HM),窄翼緣碳結鋼(HN),薄壁碳結鋼(HT),碳結鋼樁(HU)。碳結鋼按生產工藝分為碳結鋼和熱軋碳結鋼。熱軋碳結鋼是指以連鑄坯、熱軋坯為原料,經加熱和軋制機,生產出的斷面帶鋼。碳結鋼因采用工藝制作截面為H形得名,分為埋弧焊碳結鋼,高頻碳結鋼。埋弧焊碳結鋼采用工藝:鋼板--自動分條--組立--自動埋弧焊--探傷--翼緣矯正--腹板矯正--端面加工--噴砂除銹--噴漆。高頻碳結鋼,靠高頻電流使金屬局部自身熔化焊合,不用焊絲,焊劑。
碳結鋼的塑性加工工藝通常分熱加工和冷加工。經過熱加工,鋼錠中的小氣泡、疏松等缺陷被焊合起來,使鋼的組織致密。同時,熱加工可破壞鑄態組織、細化晶粒。使鍛軋的鋼材比鑄態具有更好的力學性能。經冷加工的鋼,隨著冷塑性變形程度增大,強度和硬度增加,塑性和韌性降低。為提高成材率,廣泛應用連續鑄鋼工藝。制造工藝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。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鋼板、鋼帶、鋼條和各種斷面形狀的型鋼。碳鋼一般在熱軋狀態下直接使用。當用于制造工具和各種機器零件時,則需要根據使用要求進行熱處理;至于鑄鋼件,絕大多數都要進行熱處理。