基礎(chǔ)概念

合金元素：特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)和機械性能的化學(xué)元素

雜質(zhì)：冶煉時由原材料以及冶煉方法、工藝操作而帶入的化學(xué)元素

碳鋼：含碳量在0.0218-2.11%范圍內(nèi)的鐵碳合金。

合金鋼：在碳鋼基礎(chǔ)上加入一定量合金元素的鋼。

低合金鋼：一般指合金元素總含量小于或等于5%的鋼。

中合金鋼：一般指合金元素總含量在5%~10%的鋼。

高合金鋼：一般指合金元素總含量在超過10%的鋼。

微合金鋼：合金元素（如V,Nb,Ti,Zr,B）含量小于或等于0.1%，而能顯著影響組織和性能的鋼。

煉鋼流水線

碳 鋼 概 論

一 碳鋼中的常存雜質(zhì)

二 碳鋼的分類

1．按鋼中的碳含量

1）按Fe-Fe3C相圖分類

亞共析鋼：0.0218%≤wc≤0.77%

共  析 鋼：wc=0.77%

過共析鋼：0.77%＜wc≤2.11%

2）按鋼中碳含量的多少分類

低碳鋼：wc ≤0.25%

中碳鋼：0.25%＜wc≤0.6%

高碳鋼：wc＞0.6%

2．按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）

（1）普通碳素鋼：wS≤0.05%，wP≤0.045%。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼：

wS≤0.035%，wP≤0.035%。

（3）高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：

wS≤0.02%，wP≤0.03%。

（4）特級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：

wS≤0.015%，wP≤0.025%。

3．按鋼的用途分類

（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：

主要用于各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等。也可用于不太重要的機件。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：

主要用于制造各種機器零件，如軸、齒輪、彈簧、連桿等。

（3）碳素工具鋼：

主要用于制造各種工具，如刃具、模具、量具等。

（4）一般工程用鑄造碳素鋼：

主要用于制造形狀復(fù)雜且需一定強度、塑性和韌性零件。

 4．按鋼冶煉時的脫氧程度分類

（1）沸騰鋼：指脫氧不徹底的鋼，代號為F。

（2）鎮(zhèn)靜鋼：指脫氧徹底的鋼，代號為Z。

（3）半鎮(zhèn)靜鋼：指脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，代號為b。

（4）特殊鎮(zhèn)靜鋼：指進行特殊脫氧的鋼，代號為TZ。

三 碳鋼的用途

1. 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

主要用于一般工程結(jié)構(gòu)和普通零件，它通常軋制成鋼板、鋼帶、鋼管、盤條、型鋼、棒鋼或各種型材（圓鋼、方鋼、工字鋼、鋼筋等），可供焊接、鉚接、栓接等結(jié)構(gòu)件使用。應(yīng)用量很大（鋼總產(chǎn)量的70%以上）。

熱軋后空冷是這類鋼通常的供貨狀態(tài)。用戶一般不需要再進行熱處理而是直接使用。wC =0.06%~0.38%，當質(zhì)量等級為“A”、“B”時，在保證力學(xué)性能的要求下，化學(xué)成分可根據(jù)需方要求作適當調(diào)整。

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法

由代表屈服點的字母（Q）、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）及脫氧方法符號（F、b、Z、TZ）等四個部分按順序組成。

屈服點數(shù)值共分195、215、235、255、275五個強度等級；

等級符號是指這類鋼所獨用的質(zhì)量等級符號，也按S、P雜質(zhì)多少來分，以A、B、C、D四個符號代表四個等級，其中：

A級wS≤0.05%, wP≤0.045%，

B級wS≤0.045%, wP≤0.045%，

C級wS≤0.04%, wP≤0.04%，

D級wS≤0.035%, wP≤0.035%.

其中質(zhì)量等級最高的是D級，達到了碳素結(jié)構(gòu)鋼的優(yōu)質(zhì)級，A、B、C三個等級均屬于普通級范圍。

脫氧方法符號在鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的牌號中可省略。

d、典型牌號、性能與用途

Q195、Q215：含碳量很低，強度不高，但具有良好的塑性、韌性和焊接性能，常用作鐵釘、鐵絲、鋼窗及各種薄板等強度要求不高的工件。 

Q235A、Q255A：用于農(nóng)機具中的拉桿、小軸、鏈等。也用于建筑鋼筋、鋼板、型鋼等； 

Q235B、Q255B：用作建筑工程中質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構(gòu)件，機械中一般的轉(zhuǎn)動軸、吊鉤、自行車架等；Q235C、Q235D：質(zhì)量較好，可作一些重要的焊接結(jié)構(gòu)件及機件。 

Q255、Q275：強度較高，其中Q275屬于中碳鋼，可用作制造摩擦離合器、剎車鋼帶等。

2-優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

（1）用于較為重要的機械零件，可以通過各種熱處理調(diào)整零件的力學(xué)性能。

（2）供貨狀態(tài)可以是熱軋后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)，一般隨用戶需要而定。

（3）牌號一般用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)的萬倍，如20鋼、45鋼。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中有三個鋼號是沸騰鋼，它們是08F、10F、15F。半鎮(zhèn)靜鋼標“b”，鎮(zhèn)靜鋼一般不標符號。 

高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在牌號后加符號“A”，特級碳素結(jié)構(gòu)鋼加符號“E”。 

專用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號，例如平均碳含量為0.2%的鍋爐用鋼，其牌號表示為“20g”等。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含錳量的不同，分為普通含錳量和較高含錳量兩組。含錳量較高的一組在其數(shù)字的尾部加“Mn”，如15Mn 、45Mn等。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼共有31個鋼號

08F鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)低、塑性好，強度較低。可用于各種冷變形加工成型件。

10~25等鋼：焊接和冷沖壓性很好，可用來制造標準件、軸套、容器等。也可以經(jīng)熱處理制造表面硬度高、心部有較高的強度和韌性的耐磨損、耐沖擊的零件。如齒輪、凸輪、銷軸、摩擦片、水泥釘?shù)取?/span>

45等中碳鋼：通過適當熱處理可獲得良好的綜合力學(xué)性能?？捎糜谌鐐鲃虞S、發(fā)動機連桿、機床齒輪等機械零件。

高碳碳素結(jié)構(gòu)鋼：經(jīng)適當熱處理后可獲得高的彈性極限和屈強比以及足夠的韌性和耐磨性?？芍圃煨【€徑的彈簧、重鋼軌、軋輥、鐵鍬、鋼絲繩等。

3-碳素工具鋼

（1）主要用于制作各種小型工具?？蛇M行淬火、低溫回火處理獲得高的硬度和高耐磨性。可分為優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼和高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼兩類。

（2）牌號一般用標志性符號“T”（碳字的漢語拼音字頭）加上碳的質(zhì)量分數(shù)的千倍表示。如T10，T12等。一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼不加質(zhì)量等級符號，而高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼則在其數(shù)字后面再加上“A”字，如T8A，T12等。

（3）含錳碳素工具鋼中錳的質(zhì)量分數(shù)可擴大到0.6%，這時，在牌號的尾部標以Mn，如T8Mn，T8MnA。

（4）典型的碳素工具鋼

T7、T8：適合于制造承受一定沖擊而要求韌性較高的刃具，如木工用斧、鉗工用鑿子等，淬火、低溫回火后的硬度為48~54HRC（工作部分）；

T9、T10、T11鋼：用于制造沖擊較小而要求高硬度與耐磨的刃具，如小鉆頭、絲錐、手鋸條等，淬火、低溫回火后的硬度為60~62HRC，T10A鋼還可用于制造一些形狀簡單、工作負荷不大的冷作模具、量具； 

T12、T13鋼：硬度及耐磨性最高，但韌性最差，用于制造不承受沖擊的刃具，如銼刀、鏟刮刀等，淬火、低溫回火后的硬度為62~65 HRC。T12A也可用于制造量具。T7~T12、T7A~T12A還可用于形狀簡單的塑料模具。

4-一般工程用鑄造碳素鋼

（1）主要用于鑄鐵保證不了其塑性，且形狀復(fù)雜，不便于用鍛壓制成的毛坯零件。其碳含量一般小于0.65%。

（2）牌號用符號“ZG”（鑄鋼這兩個字的漢語拼音字頭）加上最低屈服點值-最低抗拉強度值表示。如ZG340-640表示其屈服強度不小于340MPa，抗拉強度不低于640MPa的鑄鋼。

（3）典型的碳素鑄鋼

（4）其他類型的鑄鋼件還有：

焊接結(jié)構(gòu)用碳素鑄鋼件

（GB/T7659-1987），如ZG230-450H；

低合金鑄鋼件

（GB/T14408-1993），如ZGD535-720；

耐熱鑄鋼件

（GB/T8492-1987），如ZG40Cr30Ni20；

不銹耐酸鋼鑄件

（GB2100-1980），如ZG1Cr18Ni9Ti；

中、高強度不銹鋼鑄件 （GB6967-1986），如ZG10Cr13Ni1Mo等。