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碳钢

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冷轧碳钢卷

碳钢(英语:carbon steel)是一类含量介于0.02%~2%之间[注 1],而极少其他元素钢材[注 2],也是产量最高的金属材料。[1]

碳钢分为高碳钢中碳钢低碳钢。含碳量越高,钢加热处理后的硬度、强度和耐磨性也就越高,且越脆。含碳量越低,质软且耐延展。

它通常用在需要强度硬度和耐磨性的金属零件上,如切削工具、钢缆、钢琴线、弹簧和刀具等,在加工形成后,零件通常需要再经过处理并回火

成分

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含碳量

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  • 高碳钢是指回火时间较长、含碳量高(0.6%~2%)的钢材,可以淬火回火。主用途为一般轴承刀具碳素工具钢)、铁轨、钢框模(用以将钢材塑型)和钢门等。其中,锤、撬棍等由含碳量0.75%的钢制造;切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90%至1.00%的钢制造。
  • 中碳钢是指回火时间较高碳钢为短、含碳量适中(0.3%~0.6%),性质介于高碳钢与低碳钢之间的钢材,主用途是制造不锈钢
  • 低碳钢是含碳量0.02%~0.3%,回火时间短之碳钢,质软、耐冲压及可延展,用于冷加工和焊接结构,如钢筋、耐冲压机件、特殊钢材等。可表面渗碳提高耐磨性。

其他元素

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碳钢一般含有少量的。较高含锰量(0.7%-1.2%)的碳素钢有较好的力学性能和加工性能。按含硫、磷等杂质的含量多少分为普通碳素钢(S ≤0.055%,P ≤0.045%)、优质碳素钢(S ≤0.040%,P ≤0.040%)和高级优质碳素钢(S ≤0.030%,P ≤0.035%)。[2]

用途

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碳素结构钢

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碳素结构钢含碳量小于0.8%,除几个含碳很低的钢号可以熔炼沸腾钢外,其余都是镇静钢。分建筑结构钢和机器制造结构钢两种,主要用于桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等。

  • 普通碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 。其中,Q195、 Q215、 Q235塑性好,可轧制成钢板、钢筋、钢管等;Q255、 Q275可轧制成型钢、钢板等。
  • 优质碳素结构钢以碳的平均质量万分数表示。如20#、45#等,其中20#表示含C:0.20%(万分之20)。主要用于制造各种机器零件

碳素工具钢

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碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%-1.35%范围内。生产成本低,加工性良好,热处理后硬度高、耐磨性好,是被广泛使用的钢种,用于制造各种刀具、量具、模具等。但红硬性差,工作温度小于250°C。

碳素工具钢以碳的平均质量千分数表示,并在前冠以T。如T9、T12等。 T9表示含C:0.9%(千分之9)。

铸钢

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铸钢牌号是在数字前冠以ZG,数字代表钢中平均质量分数(以万分数表示)。如ZG25,表示含C:0.25%。用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的零件,如齿轮、联轴器等。

注释

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  1. ^ 含碳量高于2%的被称为铸铁,含碳量低于0.02%被称熟铁
  2. ^ 有较高其他成分(不包括杂质)的钢称合金钢

参考资料

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  1. ^ "Classification of Carbon and Low-Alloy Steels". [2016-08-09]. (原始内容存档于2016-04-08). 
  2. ^ 安继儒. 中外常用金属材料手册. 陕西科学技术出版社. 1998: 2. ISBN 9787536928930.