(3)高碳鋼圓鋼
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。
按鋼的品質分類
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 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。中國生產和使用多的是含碳量在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 ,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08F08Al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。
65Mn圓鋼,錳提高淬透性,φ12mm的鋼材油中可以淬透,表面脫碳傾向比硅鋼小,經熱處理后的綜合力學性能優于碳鋼,但有過熱敏感性和回火脆性。
概述
65Mn圓鋼用作小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發條,也可制作彈簧環、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。
65Mn鋼常用彈簧鋼,終熱處理為淬火、回火。65Mn鋼常用于做機械加工成品,同時也是冷作模具鋼的典型材料,其中以圓鋼應用領域為廣泛。
供貨狀態及硬度
未熱處理,硬度≤285HBS;退火態,硬度≤229HBS。
化學成分
C0.17-0.25、Si0.17-0.37、Mn0.35-0.65、P≤0.035、S≤0.035、Ni≤0.30、Cr≤0.15、Cu≤0.25
該鋼強度較高,淬透性較大,脫碳傾向小,但有過熱敏感性,易出現淬火裂紋,并有回火脆性。在退火狀態下切削加工性尚好,焊接性好,冷變形塑性低,帶材可進行一般彎曲成形加工。
圓鋼為一級鋼即HPB235級鋼筋屬于普通低碳鋼(含碳量不大于0.25%),強度較低,外形為光圓,它與混凝土的粘結強度也較低,主要用作板的受力鋼筋、箍筋以及構造鋼筋。 帶肋鋼筋與光圓鋼筋相比,帶肋鋼筋與混凝土之間的握裹力大,共同工作性能較好。
按照鋼的冶煉質量不同,型鋼分為普通型鋼和優質型鋼。普通型鋼按現行金屬產品目錄又分為大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼。普通型鋼按其斷面形狀又可分為工字鋼、槽鋼、角鋼、圓鋼等。大型型鋼:大型型鋼中工字鋼、槽鋼、角鋼、扁鋼都是熱軋的,圓鋼、方鋼、六角鋼除熱軋外,還有鍛制、冷拉等。工字鋼、槽鋼、角鋼廣泛應用于工業建筑和金屬結構,如廠房、橋梁、船舶、農機車輛制造、輸電鐵塔,運輸機械,往往配合使用。扁鋼在建筑工地中用作橋梁、房架、柵欄、輸電船舶、車輛等。圓鋼、方鋼用作各種機械零件、農機配件、工具等。中型型鋼:中型型鋼中工、槽、角、圓、扁鋼,用途與大型型鋼相似。小型型鋼:小型型鋼中角、圓、方、扁鋼,加工和用途與大型型鋼相似,小直徑圓鋼常用作建筑鋼筋。
對圓鋼加熱和冷卻時相變的影響
鋼加熱時的主要固態相變是非奧氏體相向奧氏體相的轉變,即奧氏體化的過程。整個過程都和碳的擴散有關。合金元素中,非碳化物形成元素降低碳在奧氏體中的能,增加奧氏形成的速度;而強碳化物形成元素強烈妨礙碳在鋼中的擴散,顯著減慢奧氏體化的過程。
鋼冷卻時的相變是指過冷奧氏體的分解,包括珠光體轉變(共析分解)、貝氏體相變及馬氏體相變。僅舉合金元素對過冷奧氏體等溫轉變曲線的影響為例,大多數合金元素,除鈷和鋁外,均起減緩奧氏體等溫分解的作用,但各類元素所起的作用有所不同。不形成碳化物的(如硅、磷、鎳、銅)和少量的碳化物形成元素(如釩、鈦、鉬、鎢),對奧氏體到向珠光體的轉變和向貝氏體的轉變的影響差異不大,因而使轉變曲線向右推移。
碳化物形成元素(如釩、鈦、鉻、鉬、鎢)如果含量較多,將使奧氏體向珠光體的轉變顯著推遲,但對奧氏體向貝氏體的轉變的推遲并不顯著,因而使這兩種轉變的等溫轉變曲線從“鼻子”處分離,而形成兩個 C形。 [3]
對鋼的晶粒度和淬透性的影響
影響奧氏體晶粒度的因素很多。鋼的脫氧和合金化情況均與“奧氏體本質晶粒度”有關。一般來說一些不形成碳化物的元素如鎳、硅、銅、鈷等阻止奧氏體晶粒長大的作用較弱而錳、磷則有促進晶粒長大的傾向。碳化物形成元素如鎢、鉬、鉻等,對阻止奧氏體晶粒長大起中等作用。強碳化物形成元素如釩、鈦、鈮、鋯等,強烈地阻止奧氏體晶粒長大,起細化晶粒作用。鋁雖然屬于不形成碳化物元素,但卻是細化晶粒和控制晶粒開始粗化溫度的常用的元素。
鋼的淬透性(見淬火)高低主要取決于化學成分和晶粒度。除鈷和鋁等元素外,大部分合金元素溶入固溶體后都不同程度地抑制過冷奧氏體向珠光體和貝氏體的相變,增加獲得馬氏體組織的數量,即提高鋼的淬透性。