碳钢的分类及特性

1、碳钢的分类及特性碳钢价格低廉，便于获得，容易加工，因而在机械制造中得到了广泛的应用，在石油化工行业中，除了特殊的需要而采用合金钢之外，绝大多数设备、容器及各种附件均采用了碳钢。因此一个炼油工作者必需了解我国的碳钢的分类、编号及基本用途，以及一些常存杂质对碳钢的影响。钢中常存杂质的影响实际使用的碳钢并不是单纯的铁碳合金，其中或多或少包含一些杂质。常存的杂质有Si、Mn、S、P四种，现分述如下：1锰（Mn）的影响：一般认为锰在钢中是一种有益元素。在碳钢中锰的含量通常在0.250.8%左右，在含锰合金钢中，一般控制在1.01.2%范围内，在钢中，Mn一般溶于铁素体中，形成置换固溶体，从而强化了铁素体

2、；另外，还有部分锰溶于渗碳体中形成合金渗碳体；锰同时也能增加珠光体含量，并使珠光体细化，从而提高钢的强度。由于锰能与钢中杂质元素S化合，从而减轻“S”的危害。硅（Si）的影响：硅在钢中也认为是一种有益元素。它的作用与锰相同，起到强化铁素体的作用。硫（S）的影响：硫在钢中被认为是有害元素。它不溶于铁而以FeS形式存在，由于FeS塑性不好，在热处理时，会使钢变脆。另外FeS与Fe形成共晶，其共晶体在985时就开始溶化，在进行热处理时由于FeSFe共晶体的溶化，从而造成钢材非常脆。这种脆性现象又称为热脆。为此钢材中严格控制硫的含量。磷（P）的影响：磷也是一种有害元素，它能全部溶于铁素体中，它虽至使铁

3、素体溶化，但使室温下钢的塑性、韧性急剧降低，并使脆性转化温度有所升高，使钢变脆。这种脆性又称冷脆。另外磷的存在使钢的焊接性能变化。因此钢中含P量须加以严格控制。碳钢的分类与牌号碳钢是含碳量小于1.4%的铁碳合金。1.分类方法：碳钢的分类方法很多，有按浇注状态分、含碳量分、质量分以及用途，这里仅介绍按质量分类和浇注状态分类。(1)按浇注状态分：镇静钢、沸腾钢与半镇静钢三种。镇静钢：在炼钢炉内加入足量的脱氧剂如铝和硅铁，使钢水完全脱氧，浇铸时没有气泡产生，平稳地凝固成钢铁，称为镇静钢。它的杂质偏析现象很少，所以成分均匀，质量易保证。沸腾钢：钢水在炉内不加脱氧剂，浇注时也不加。因此在浇铸时，钢水中碳

4、及氧化物夹质在高温下继续进行化学反应而放出许多气体，使钢水好象处于沸腾状态，故称为沸腾钢。沸腾钢易出现偏析现象，故而沸腾钢的机械性能不均匀。半镇静钢：这种钢介于镇静钢与沸腾钢之间。(2)按质量分类：普遍碳钢和优质碳钢。普通碳钢：对杂质元素控制不太严，一般要求为P0.045%，S0.055%。优质碳钢：对杂质元素控制比较严格，一般要求为P0.04%，S0.04%。牌号：普遍碳钢按GB70065分为三类，即甲类（A）、乙类（B）和特类（C）。甲类钢：只确保机械性能及杂质含量，牌号以A0、A1A7，这类钢材是炼炼油厂中最常见的钢材料。乙类钢：只确保化学成分，供热处理用，以B0、B1B7表示。特类钢：

5、同时保证机械性能和化学成分，供应较少，牌号以C0、C1C7表示。在上述钢中，数字愈大，则表示含碳量愈大，若加“F”字母表示沸腾钢，不加“F”表示镇静钢如A3F与A3钢，A3F表示A3沸腾钢；A3表示A3镇静钢，若“b”表示半镇静钢，若“R”表示压力容器专用钢如A3R，它对杂质控制较严，要求 P0.04%，S0.045%，此外其检验项目较多，质量较好。优质碳钢：对杂质元素控制较严，检验项目也较普遍碳钢多，因而其质量稳定可靠，其牌号按GB69965规定用于平均含碳量的万分之几来表示，有08、10、15、2085等17种，如常用20#优质碳钢，其平均含碳量为0.2%。一般优质碳钢含锰量为0.5-0.8%，为提高其硬度和强度，还可将含锰量增加到0.71.0%，则在其牌号中再加Mn来表