廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機(jī)械制造工業(yè)，而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)、海洋開發(fā)等方面，也得到大量使用。

簡(jiǎn)介
　　含碳量小于1.35%，除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)外，不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬 ，用量最大。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號(hào)有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn  
　　
分類
1.按化學(xué)成分分類
　　　　碳素鋼按化學(xué)成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。 
　　
　　低碳鋼　　

　　又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。 
　　
　　中碳鋼 　　
    
　　碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強(qiáng)度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經(jīng)熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。能夠達(dá)到的最高硬度約為 HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強(qiáng)度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應(yīng)用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機(jī)械零件。
　　
    (3)高碳鋼　　
   
　　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。
2.按鋼的品質(zhì)分類
　　　　按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 
　　  （1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼，對(duì)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(guó)和某些國(guó)家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學(xué)性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學(xué)成分的鋼。特類鋼(C類鋼）是既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分的鋼，常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國(guó)目前生產(chǎn)和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼（甲類3號(hào)鋼），主要用于工程結(jié)構(gòu)。 
　　
　　有的碳素結(jié)構(gòu)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(zhǎng)大，使鋼強(qiáng)化，節(jié)約鋼材。在中國(guó)和某些國(guó)家，為適應(yīng)專業(yè)用鋼的特殊要求，對(duì)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和性能進(jìn)行調(diào)整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的專業(yè)用鋼（如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等）。 
　　
　　優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)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08F,08Al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(jī)械制造業(yè)。②0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，制作機(jī)械制造工業(yè)的零件。③大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據(jù)含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號(hào)后附加標(biāo)記“Mn”，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。 

3.按用途分類
　　按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。 
　　
　　碳素工具鋼 含碳量在0.65～1.35%之間，經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具（見工具鋼）。　　
　　
　　碳素結(jié)構(gòu)鋼按照鋼材屈服強(qiáng)度分為5個(gè)牌號(hào)： 
　　
　　Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 
　　
　　每個(gè)牌號(hào)由于質(zhì)量不同分為A、B、C、D等級(jí)，最多的有四種，有的只有一；另外還有鋼材冶煉的脫氧方法區(qū)別。 
　　
　　脫氧方法符號(hào)
　　
　　F——沸騰鋼　　
　　
　　b——半鎮(zhèn)靜鋼　　
　　
　　Z——鎮(zhèn)靜鋼　　
　　
　　TZ——特殊鎮(zhèn)靜鋼 
　　
主要生產(chǎn)及輸往國(guó)家、地區(qū)
　　　　中國(guó)的鞍鋼、寶鋼、上海鋼廠、太原鋼廠、重慶鋼廠、天津鋼廠、保定普瑞商貿(mào)（鋼材）有限公司等是出口碳素鋼的主要產(chǎn)地。一般碳素鋼多加工成型材，如角鋼、扁鋼、工字鋼等輸往日本、香港、東南亞、中東等國(guó)家和地區(qū)。 
　　
主要進(jìn)口生產(chǎn)國(guó)家
　　　　中國(guó)主要從日本、俄羅斯、德國(guó)、東歐等國(guó)家進(jìn)口。與其他鋼類相比，碳素鋼進(jìn)口數(shù)量最多。進(jìn)口到貨后缺重問題較為突出。收用貨部門要加強(qiáng)到貨后重量的驗(yàn)收。 
　　
規(guī)格及外觀質(zhì)量
　　　　碳素鋼的品種主要有圓鋼、扁鋼、方鋼等。經(jīng)冷、熱加工后鋼材的表面不得有裂縫、結(jié)疤、夾雜、折疊和發(fā)紋等缺陷。尺寸和允許公差必須符合相應(yīng)品種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。 
　　
化學(xué)成分的影響
　　　　碳素鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態(tài)下，隨含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和沖擊韌性下降（見圖）。焊接性和冷彎性變差。所以工程結(jié)構(gòu)用鋼，常限制含碳量。　碳素鋼中的殘余元素和雜質(zhì)元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等，對(duì)碳素鋼的性能也有影響。這些影響有時(shí)互相加強(qiáng)，有時(shí)互相抵銷。例如：①硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性，而適量的錳可減少或部分抵銷其熱脆性。②殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性，增加冷脆性。③除硫和氧降低強(qiáng)度外，其他雜質(zhì)元素均在不同程度上提高鋼的強(qiáng)度。④幾乎所有的雜質(zhì)元素都能降低鋼的塑性和焊接性。　　
　　
　　    氫在鋼中能造成很多嚴(yán)重缺陷，如產(chǎn)生白點(diǎn)、點(diǎn)狀偏析、氫脆、表面鼓泡和焊縫熱影響區(qū)內(nèi)的裂縫等。為保證鋼的質(zhì)量，必須盡可能降低鋼中氫的含量（見應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆）。脫氧帶入的殘余元素如鋁，可減小低碳鋼的時(shí)效傾向，還可以細(xì)化晶粒，提高鋼在低溫下的韌性，但余量不宜過多。由爐料中帶入的殘余元素如鎳、鉻、鉬、銅等，含量高時(shí)可提高鋼的淬透性，但對(duì)要求具有高塑性的專用鋼，如深沖用鋼板，則是不利的。 
　　
用途
　　　　Q195 用于制造承載較小的零件、鐵絲、鐵圈、墊鐵、開口銷、拉桿、沖壓件以及焊接件等。　　
　　
　　    Q215 A 用于制造拉桿、套圈、墊圈、滲圈、滲碳零件以及焊接件等。　　
　　
　　    Q235 A A、B級(jí)用于制造金屬結(jié)構(gòu)件、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳件或碳氮共滲件、拉桿、連桿、吊鉤、車鉤、螺栓、螺母、套筒、軸以及接件；C、D級(jí)用于制造重要的焊接結(jié)構(gòu)件。　　
　　    Q255 A 用于制造轉(zhuǎn)軸、心軸、吊鉤、拉桿、搖桿、楔等強(qiáng)度要求不高的零件。此負(fù)焊接性尚可。　　
　　    Q275 用于制造軸類、鏈輪、齒輪、吊鉤等強(qiáng)度要求高的零件。

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