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(jī)械性能的化學(xué)元素

雜質(zhì)：冶煉時(shí)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(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：

wS≤0.02%，wP≤0.03%。

（4）特級(jí)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(jī)件。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：

主要用于制造各種機(jī)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(qiáng)度、塑性和韌性零件。

 4．按鋼冶煉時(shí)的脫氧程度分類

（1）沸騰鋼：指脫氧不徹底的鋼，代號(hào)為F。

（2）鎮(zhèn)靜鋼：指脫氧徹底的鋼，代號(hào)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(hào)為b。

（4）特殊鎮(zhèn)靜鋼：指進(jìn)行特殊脫氧的鋼，代號(hào)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(jìn)行熱處理而是直接使用。wC =0.06%~0.38%，當(dāng)質(zhì)量等級(jí)為“A”、“B”時(shí)，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(dāng)調(diào)整。

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法

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

屈服點(diǎn)數(shù)值共分195、215、235、255、275五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)；

等級(jí)符號(hào)是指這類鋼所獨(dú)用的質(zhì)量等級(jí)符號(hào)，也按S、P雜質(zhì)多少來(lái)分，以A、B、C、D四個(gè)符號(hào)代表四個(gè)等級(jí)，其中：

A級(jí)wS≤0.05%, wP≤0.045%，

B級(jí)wS≤0.045%, wP≤0.045%，

C級(jí)wS≤0.04%, wP≤0.04%，

D級(jí)wS≤0.035%, wP≤0.035%.

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

脫氧方法符號(hào)在鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的牌號(hào)中可省略。

d、典型牌號(hào)、性能與用途

Q195、Q215：含碳量很低，強(qiáng)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(qiáng)度要求不高的工件。 

Q235A、Q255A：用于農(nóng)機(jī)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(jī)械中一般的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)件。 

Q255、Q275：強(qiáng)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(jī)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(hào)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?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍，如20鋼、45鋼。

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

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

專用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還要在牌號(hào)的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號(hào)，例如平均碳含量為0.2%的鍋爐用鋼，其牌號(hào)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?jī)山M。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(gè)鋼號(hào)

08F鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、塑性好，強(qiáng)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(lái)制造標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)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(dāng)熱處理可獲得良好的綜合力學(xué)性能。可用于如傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、機(jī)床齒輪等機(jī)械零件。

高碳碳素結(jié)構(gòu)鋼：經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得高的彈性極限和屈強(qiáng)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(jìn)行淬火、低溫回火處理獲得高的硬度和高耐磨性?？煞譃閮?yōu)質(zhì)碳素工具鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼兩類。

（2）牌號(hào)一般用標(biāo)志性符號(hào)“T”（碳字的漢語(yǔ)拼音字頭）加上碳的質(zhì)量分?jǐn)?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(jí)符號(hào)，而高級(jí)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?jǐn)?shù)可擴(kuò)大到0.6%，這時(shí)，在牌號(hào)的尾部標(biāo)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(jiǎn)單、工作負(fù)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(jiǎn)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(hào)用符號(hào)“ZG”（鑄鋼這兩個(gè)字的漢語(yǔ)拼音字頭）加上最低屈服點(diǎn)值-最低抗拉強(qiáng)度值表示。如ZG340-640表示其屈服強(qiáng)度不小于340MPa，抗拉強(qiáng)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(qiáng)度不銹鋼鑄件 （GB6967-1986），如ZG10Cr13Ni1Mo等。