碳結鋼不論是普通型還是輕型的,由于截面尺寸均相對較高、較窄,故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大,因此,一般僅能直接用于在其腹板平面內受彎的構件或將其組成格構式受力構件。對軸心受壓構件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構件均不宜采用,這就使其在應用范圍上有著很大的局限。碳結鋼屬于經濟裁面型材(其它還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等),由于截面形狀合理,它們能使鋼材更高地發揮效能,提高承載能力。不同于普通工字型的是碳結鋼的翼緣進行了加寬,且內、外表面通常是平行的,這樣可便于用度螺栓和其他構件連接。其尺寸構成系列合理,型號齊全,便于設計選用。
主要用途:碳結鋼屬于經濟裁面型材(其它還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等),由于截面形狀合理,它們能使鋼材更高地發揮效能,提 高承裁能力。
碳結鋼的時效通常有淬火時效和應變時效兩種,都是由間隙元素作用引起的,主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。淬火時效 即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時間而變化的現象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對淬火時效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發生淬火時效顯著。含碳約0.3%的中碳鋼,由淬火時效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼,實際上不起時效硬化作用(見金屬熱處理)。應變時效 經冷加工變形后的性能隨時間而變化的現象。碳和氮對應變時效的影響,與對淬火時效的影響相似,磷也促進應變時效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點,隨時間的延長而逐漸恢復。應變時效比淬火時效更為復雜。如鋼材經淬火后再進行冷加工,無論在室溫或稍高溫度下,均將加速其應變時效。
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。
碳結鋼與其它鋼筋的區別:1 外型不一樣,碳結鋼外型光圓,無紋無肋,其它鋼筋表面外型有刻紋或有肋,這樣就造成碳結鋼與混凝土的粘結力小,而其它鋼筋與混凝土的粘結力大。 2 成份不一樣,碳結鋼(一級鋼)屬于普通低碳鋼,其它鋼筋多為合金鋼。3強度不一樣,碳結鋼強度低,其它鋼強度高,即直徑大小相同的碳結鋼與其它鋼筋相比,碳結鋼所能承受的拉力要比其它鋼筋小,但碳結鋼的塑性比其它鋼筋強,即碳結鋼在被拉斷前有較大的變形而其它鋼筋在被拉斷前的變形要小得多。含碳量小于1.35%,除鐵、碳和限量以內的硅、錳、磷、硫等雜質外,不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加,鋼的強度、硬度升高,塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比,碳素鋼使用的早,成本低,性能范圍寬,用量 。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優質鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn。碳結鋼的計算公式為:直徑*直徑*0.00617=每米的重量