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碳鋼也叫碳素鋼,是含碳量(wc)小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。
按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種。
按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25%),中碳鋼(wc 0.25%~0.6%)和高碳鋼(wc >0.6%)。按磷、硫含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)。
一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強度也越高,但塑性降低。
T10A碳素結(jié)構(gòu)鋼
這類鋼主要保證力學(xué)性能,故其牌號體現(xiàn)其力學(xué)性能,用Q+數(shù)字表示,其中"Q"為屈服點"屈"字的漢語拼音字首,數(shù)字表示屈服點數(shù)值,例如Q275表示屈服點為275MPa。若牌號后面標(biāo)注字母A、B、C、D,則表示鋼材質(zhì)量等級不同,含S、P的量依次降低,鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號后面標(biāo)注字母"F"則為沸騰鋼,標(biāo)注"b"為半鎮(zhèn)靜鋼,不標(biāo)注"F"或"b"者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼,Q235-c表示屈服點為235MPa的c級鎮(zhèn)靜鋼。
T10A碳素結(jié)構(gòu)鋼一般情況下都不經(jīng)熱處理,而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強度,常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用于橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可進(jìn)行焊接,通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結(jié)構(gòu)件以及制造簡單機械的連桿、齒輪、聯(lián)軸節(jié)、銷等零件。
這類鋼必須同時保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其牌號是采用兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)(wс×10000)。例如45鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%;08鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造機器零件。一般都要經(jīng)過熱處理以提高力學(xué)性能。根據(jù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,有不同的用途。08、08F、10、10F鋼,塑性、韌性高,具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能,常冷軋成薄板,用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件,如汽車身、拖拉機駕駛室等;15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件,如活塞銷、樣板等;30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理(淬火+高溫回火)后具有良好的綜合力學(xué)性能,即具有較高的強度和較高的塑性、韌性,用于制作軸類零件,例如40、45鋼常用于制造汽車、拖拉機的曲軸、連桿、一般機床主軸、機床齒輪和其他受力不大的軸類零件;55、60、65鋼熱處理(淬火+中溫回火)后具有高的彈性極限,常用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小(截面尺寸小于12~15mm)的彈簧,如調(diào)壓和調(diào)速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等 。
在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外,還含有一定量的合金元素,鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、鉻、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種,這種鋼叫合金鋼。
各國的合金鋼系統(tǒng),隨各自的資源情況、生產(chǎn)和使用條件不同而不同,國外以往曾發(fā)展鎳、鉻鋼系統(tǒng),我國則發(fā)展以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、稀土為主的合金鋼系統(tǒng)。
合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中約占百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用硅鋼 。

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