碳钢

　　主要指碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢。有时也称为普碳钢或碳素钢。

　　碳钢也叫碳素钢，指含碳量Wc小于2.11%的铁碳合金。

　　碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

　　二、分类

　　（1）按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为工程构建钢和机器制造结构钢两种；

　　（2）按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢；

　　（3）按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）；

　　（4）按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）；

　　（5）按钢的质量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。

　　说明:一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。

　　三、常见的碳钢

　　1．碳素结构钢

　　牌号: 例Q235-A·F，表示σs≥235MPa

　　特点:价格低廉，工艺性能（如焊接性和冷成形性）优良。

　　应用:一般工程结构和普通机械零件。如Q235可制作螺栓、螺母、销子、吊钩和不太重要的机械零件以及建筑结构中的螺纹钢、型钢、钢筋等

　　2．优质碳素结构钢

　　牌号:例45、65Mn、08F

　　应用:制造重要机械零件的非合金钢，一般都要经过热处理之后使用。

　　常用钢号及用途:

　　08F，碳的质量分数低，塑性好，强度低，用于冲压件如汽车和仪表外壳；

　　20，塑性和焊接性好，用于强度要求不高的零件及渗碳零件，例如机罩、焊接容器，小轴、螺母、垫圈及渗碳齿轮等；

　　45，40Mn，经调质后综合力学性能良好，用于受力较大的机械零件，如齿轮、连杆、机床主轴等；

　　60、65Mn钢具有较高的强度；用于制造各种弹簧、机车轮缘、低速车轮。

　　3．碳素工具钢

　　牌号:例如T12钢表示Wc=1.2%的碳素工具钢。

　　特点:属共析钢和过共析钢，强度、硬度较高，耐磨性好适用于制造各种低速切削刀具。

　　常用钢号及用途:

　　T7、T8:制作承受一定冲击而要求韧性的零件。如大锤、冲头、凿子、木工工具、剪刀

　　T9、T10、T11:制造冲击较小的要求高硬度高耐磨性的工具。如丝锥、小钻头、冲模、手锯条

　　T12、T13:制作不受冲击的工具。如锉刀、刮刀、剃刀、量具

　　4．铸钢

　　牌号:例如ZG200-400，表示σs≥200MPa，σb≥400MPa的铸钢。

　　性能:铸造性能比铸铁差，但力学性能比铸铁好；

　　应用:主要用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺上又很难用锻压等方法成形的比较重要的机械零件，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车钩和联轴器等。

　　四、杂质元素对碳钢性能的影响

　　1、锰

　　约为0.25%~0.80%。固溶强化；清除FeO，降低钢的脆性；与硫化合成MnS，可以减轻硫的有害作用。有益。

　　2、硅

　　约为0.10%~0.40%，固溶强化；除FeO对钢质量的不良影响，有益。

　　3、硫

　　FeS与Fe形成低熔点共晶体（熔点为985℃），在1000~1250℃热加工时导致钢变脆而开裂，“热脆”。有害。

　　4、磷

　　强度、硬度提高，但使塑性和韧性降低，“冷脆”。有害。

　　一、定义