第四章铁碳合金Iron-carbonAlloy

建筑构件钢桥梁第四章铁碳合金(Iron-carbonAlloy)齿轮1第四章铁碳合金(Iron-carbonAlloy)本章重点：1、Fe-Fe3C相图及典型铁碳合金结晶规律2、用杠杆定律计算组织、相相对含量3、含碳量与铁碳合金机械性能关系教学目的：掌握Fe-Fe3C相图及典型铁碳合金结晶规律;掌握用杠杆定律计算组织、相相对含量的方法;掌握含碳量与铁碳合金机械性能关系熟悉碳钢的表示方法;了解五大元素对碳钢性能的影响。本章难点:

用杠杆定律计算组织组成物和相的相对含量2简介铁碳合金—碳钢和铸铁使用最广泛的金属材料。工业纯铁：wC≤0.0218%碳钢：0.0218%<wC≤2.11%

铸铁：2.11%<wC≤6.69%

铁碳合金的主要元素：铁和碳铁和碳之间的相互作用而形成的固溶体和化合物构成了合金的基本组成相。3铁与碳两个元素可形成的化合物：Fe3C(wC=6.69%),Fe2C,FeC研究

Fe-Fe3C

为主铁碳合金中的C有两种存在形式：渗碳体Fe3C和石墨∴铁碳相图存在Fe-Fe3C和Fe–石墨两种形式4第一节纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能一、工业纯铁纯铁的成分及性能纯铁（工业纯铁）：含杂质0.10%～0.20%性能：σb=180～230MPaσ0.2=100～170MPa

δ=30%～50%ψ=70%～80%

Ak=128～160JHBS=50～805固态铁有三种同素异构体纯铁的同素异构转变同素异构转变：同一种元素在固态下由于温度变化而发生的晶体结构的变化。δ-Feγ-Feα-Fe1394℃912℃体心立方面心立方体心立方6二、铁碳合金中的基本相和组织1.铁素体F(Ferrite)/α①铁素体—C在

α

-Fe中形成的间隙固溶体，具有体心立方晶格，用符号F或α表示

铁素体的溶碳能力差

—由于体心立方晶格的间隙远小于碳的原子半径；最大溶碳量：727℃，wC=0.0218%最小溶碳量：室温，wC=0.0008%强度、硬度低，塑性好。铁素体7③硬度、强度较低；塑性较高最大溶碳量：1148℃，wC=2.11%最小溶碳量：727℃，wC=0.77%2.奥氏体

/A(Austenite)②奥氏体的溶碳能力较大—γ

-Fe晶格间隙与C半径比较接近；①奥氏体—C在γ

-Fe中形成的间隙固溶体，具有面心立方结构性能：

σb≈400MPaHBS=170～220δ=40%～50%

高塑性、无磁奥氏体83.渗碳体Cm(Cementite

Fe3C)①渗碳体—Fe与C形成的间隙化合物Fe3C,含碳量为

6.69%，有固定的化学成分。②渗碳体具有很高的硬度和耐磨性，塑性很差，延伸率为零，熔点1227℃是铁碳合金的主要强化相③Fe3C的尺寸、形状和分布对铁碳合金的力学性能产生重大影响Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),

该反应对铸铁有重要意义。9渗碳体对合金性能的影响：（1）渗碳体的存在能提高合金的硬度、耐磨性，使合金的塑性和韧性降低。（2）对强度的影响与渗碳体的形态和分布有关：

以层片状或粒状均匀分布在组织中，能提高合金的强度；

以连续网状、粗大的片状或作为基体出现时，急剧降低合金的强度、塑性韧性。钢中的渗碳体104、两相机械混合物珠光体P（Pearlite）强度、硬度及塑性适中。（F+Fe3C）机械混合物片状P:F和Fe3C呈片状相间分布粒状P:Fe3C呈粒状分布在F基体上含碳量为：0.77%珠光体11莱氏体莱氏体

（Ledeburite）orLd727℃以上：（A+Fe3C）机械混合物727℃下：（F+Fe3C）机械混合物性能：硬而脆奥氏体呈颗粒状或块状分布在渗碳体的基体上含碳量为：4.3%12第二节铁碳相图分析一、相图中点、线、区及其意义二、典型合金的平衡结晶过程三、组织组成物的计算四、含碳量与铁碳合金机械性能关系五、Fe-Fe3C相图的应用13一、相图中点、线、区及其意义包晶转变匀晶转变共晶转变共析转变14点温度℃wC(%)说明A15380纯铁的熔点B14950.53包晶反应时L的浓度C11484.3共晶点D12276.69渗碳体的熔点E11482.11C在γ-Fe中的极限溶解度F11486.69渗碳体G9120同素异构转变点⒈特征点铁碳相图中主要的点、线、区分析15点温度℃wC(%)说明H14950.09C在δ-Fe中的极限溶解度J14950.17包晶点K7276.69渗碳体N13940同素异构转变点P7270.0218C在α-Fe中的极限溶解度Q200.0008室温C在α-Fe中的溶解度S7270.77共析点16以相组成物表示的Fe-Fe3C相图

L

A

Fδ

L+δ

δ+AL+AL+Fe3C

A+Fe3C

F+Fe3C

F+A2.特征线固相线—ABCD—AHJECF液相线HJB：包晶线ECF：共晶线PSK:共析线三条水平线：17①在1493℃(HJB水平线)发生包晶反应:

LB+δHAJ三个恒温反应：转变产物为：奥氏体此反应仅可能在含碳量为0.17～0.53％的铁碳合金中发生。18转变产物为：奥氏体与渗碳体的共晶混合物，称为莱氏体，用字母Ld表示；冷至室温时成为低温莱氏体，用L’d表示。此反应发生于:2.11％<C%<6.69％的铁碳合金范围内。

②在1148℃(ECF水平线)发生共晶反应:

LcAE+Fe3C1148℃19转变产物为：铁素体与渗碳体的共析混合物，称为珠光体(P)。实际在工程上常用的铁碳合金中均发生珠光体(共析体)转变。

此反应发生于所有含碳量超过0.0218％的铁碳合金。PSK线又称为A1线。

③在727℃(PSK水平线)发生共析反应:

AsFP+Fe3C727℃20以相组成物表示的Fe-Fe3C相图

L

A

Fδ

L+δ

δ+A

L+

A

L+Fe3C

A+Fe3C

F+Fe3C

F+A2.特征线两条固溶度线

①ES线—碳在奥氏体中的固溶线。

②PQ线—碳在铁素体中的固溶线。21两条固溶度线

①ES线—碳在奥氏体中的固溶线。

C〉0.77%的铁碳合金自1148°C冷至727°C时，会从奥氏体中析出渗碳体，称为二次渗碳体，标记为Fe3CII。二次渗碳体通常沿奥氏体晶界呈网状分布。ES线又称为Acm线。22②PQ线—碳在铁素体中的固溶线。

铁碳合金自727°C向室温冷却的过程中，将从铁素体中析出渗碳体，称为三次渗碳体，标记为Fe3CIII。

23以相组成物表示的Fe-Fe3C相图

L

A

Fδ

L+δ

δ

+A

L+

A

L+Fe3C

A+Fe3C

F+Fe3C

F+A2.特征线同素异构转变线

GS、GPHN、JN24GS、GP为：

F

⇄A

固溶体转变线；是冷却时铁素体从奥氏体中析出开始、加热时铁素体向奥氏体转变终了的温度线。HN、JN为：δ⇄A固溶体转变线；（4）同素异构转变线

GS线又称为A3线25⑶三个三相区：HJB

(L++A)、ECF(L+A+Fe3C)、PSK(A+F+Fe3C)三条水平线

⒊相区⑴五个单相区(五个基本相)：L、δ、A、F、Fe3C

⑵七个两相区:

L+δ、L+A、L+Fe3C、δ

+A、A+Fe3C、A+F

、F+Fe3C26Fe-C合金分类工业纯铁——C%≤0.0218%钢（0.0218%＜C%≤2.11%）

亚共析钢＜0.77%

共析钢＝0.77%

过共析钢＞0.77%白口铸铁

（2.11%＜C%＜6.69%）

亚共晶白口铁＜4.3%共晶白口铁＝4.3%过共晶白口铁＞4.3%类型亚共析钢共析钢过共析钢钢号204560T8T10T12碳质量分数／％0.200.450.600.801.001.20几种常见碳钢271324二、典型铁碳合金的平衡结晶过程分析（一）

共析钢的结晶过程①合金液体在1~2点间通过匀晶反应转变为奥氏体②在2~3点之间，不发生组织转变。281324③温度降到3点(727)，奥氏体成分达到0.77，开始发生共析转变：A0.77

→P（F0.0218+Fe3C）727由奥氏体相同时析出铁素体和渗碳体。反应结束后：奥氏体全部转变为珠光体。291324④继续冷却会从珠光体的铁素体中析出少量的三次渗碳体，但是它们往往依附在共析渗碳体上，难于分辨。匀晶反应+共析反应共析钢结晶过程中的基本反应为：30珠光体组织:是铁素体与渗碳体片层相间的组织，呈指纹状共析钢的室温组织1000×室温下珠光体中两相的相对重量百分比为：白色的基底为铁素体，黑色的层片为渗碳体。

相图4L3114265（二）亚共析钢的结晶过程现以含0.45%C的钢为例分析亚共析钢的结晶过程332①该合金从液态缓慢冷却到1点后，发生匀晶反应,开始结晶出高温铁素体。②到达2点温度时，匀晶反应停止，开始发生包晶转变：L0.53+δ0.09

A0.17包晶转变结束后，除了新形成的奥氏体外，液相还有剩余。→33③温度继续下降，在2～3点之间，剩余的液相通过匀晶反应全部转变为奥氏体。④在3-4点之间，不发生组织变化。34⑤冷却到4点，开始沿奥氏体晶界析出铁素体，并且随温度的降低，两者成分不断变化，铁素体数量增多。发生：固溶体转变反应35⑥温度降到5（727℃）点，奥氏体的成分沿GS线变化到S点，此时，奥氏体向铁素体的转变结束，剩余的奥氏体发生共析反应：A0.77

→

P（F0.0218+Fe3C），转变为珠光体。组织为：F+P36⑦温度继续下降，从铁素体中析出三次渗碳体，但是由于其数量很少，因此可忽略不计。亚共析钢平衡结晶过程中的基本反应为：匀晶反应＋包晶反应＋固溶体转变反应+共析反应

亚共析钢室温下的组织为：F+P37室温下相的相对重量百分比为：室温下组织组成物的相对重量百分比为：S’两个组织组成物的相对重量百分比为：含0.45%C亚共析钢中两相的相对重量百分比为:38a)wc=0.2%b)wc=0.4%c)wc=0.6%亚共析钢的室温组织200×

亚共析钢室温下的组织为：F+P

在0.0218~0.77%C

范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。FP391234(三)过共析钢的结晶过程以wc为1.2%的合金为例，其结晶过程如下：5①合金液体在1～2点间发生匀晶转变，全部转变为奥氏体。③在3～4点之间，两相成分不断变化，二次渗碳体量不断增多。②冷却到3点后，开始沿奥氏体晶界析出二次渗碳体，并在晶界上呈网状分布。401234④温度降到4点，二次渗碳体析出停止，奥氏体成分沿ES线变化到S点，剩余的奥氏体发生共析反应：A0.77（F0.0218+Fe3C），转变为珠光体。727组织为：P+Fe3CⅡ

41⑤继续冷却，二次渗碳体不再发生变化，珠光体的变化同共析钢。过共析钢的室温组织为：珠光体+网状二次渗碳体

匀晶反应＋二次析出反应＋共析反应过共析钢平衡结晶过程中的基本反应为：42wc为1.2%的过共析钢的室温组织白色网状的是二次渗碳体，黑色为珠光体431234室温下，含1.2%C过共析钢中二次渗碳体和珠光体两个组织组成物的相对重量百分比为：过共析钢中Fe3CⅡ的量随含碳量增加而增加，当含碳量达到2.11%时，Fe3CⅡ量最大：4445（四）共晶白口铸铁的结晶过程共晶白口铸铁的含碳量为4.3%，其结晶过程如下：①该合金液态冷却到1点即1148C时，发生共晶反应：L4.3→（A2.11+Fe3C），全部转变为莱氏体（Ld）莱氏体是共晶奥氏体和共晶渗碳体的机械混合物，呈蜂窝状。Fe—C图46此时两个相的相对重量百分比为：：，。Fe-C47②温度继续下降，共晶奥氏体成分沿ES线变化，同时析出二次渗碳体，由于二次渗碳体与共晶渗碳体结合在一起而不易分辨，因而莱氏体仍作为一个组织看待。48③温度降到2（727℃点，奥氏体成分达到0.77%，并发生共析反应，转变为珠光体。这种由珠光体与共晶渗碳体组成的组织称为低温莱氏体，用符号L’d表示，此时，Fe-C49④温度继续下降，莱氏体中珠光体的变化与共析钢的相同，珠光体与渗碳体的相对重量不再发生变化。共晶白口铸铁结晶过程中的基本反应为：共晶反应＋二次析出反应＋共析反应50共晶白口铸铁的室温组织为:L’d（P+Fe3C）它保留了共晶转变产物的形态特征.室温下两相的相对重量百分比为：基体:共晶渗碳体铁素体F占少数。共晶白口铸铁的性能：硬而脆51黑色蜂窝状为珠光体，白色基体为共晶渗碳体。52（五）亚共晶白口铸铁的结晶过程以含3.0%C的亚共晶白口铸铁为例进行分析53（五）亚共晶白口铸铁的结晶过程以含3.0%C的亚共晶白口铸铁为例进行分析匀晶反应＋共晶反应＋二次析出反应＋共析反应P+Fe3CⅡ+L’d

亚共晶白口铸铁室温组织为:亚共晶白口铸铁结晶过程中的基本反应为：54珠光体二次渗碳体低温莱氏体201055（五）亚共晶白口铸铁的结晶过程以含3.0%C的亚共晶白口铸铁为例进行分析Wc=3.0%56Wc=3.0%①当合金液体冷却到1点温度时，发生匀晶反应，结晶出奥氏体，称为一次奥氏体或先共晶奥氏体。②在1～2点之间，奥氏体量不断增多并呈树枝状长大。57Wc=3.0%③冷却到2点(1148℃)

以后，一次奥氏体不变化，剩余液相的成分沿BC线变化到C点，并发生共晶转变，转变为莱氏体。L4.3（A2.11+Fe3C），58Wc=3.0%④继续降温，将从一次奥氏体和共晶奥氏体中析出二次渗碳体。由于一次奥氏体粗大，沿其周边析出的二次渗碳体被共晶奥氏体衬托出来。而共晶奥氏体析出二次渗碳体的过程，与共晶白口铸铁相同。59Wc=3.0%⑤温度降到3点，奥氏体成分沿ES线变到S点，并发生共析反应，转变为珠光体。匀晶反应＋共晶反应＋二次析出反应＋共析反应P+Fe3CⅡ+L’d

亚共晶白口铸铁室温组织为:亚共晶白口铸铁结晶过程中的基本反应为：60Wc=3.0%室温下，含3.0%C白口铸铁中三种组织组成物的相对重量百分比为：61珠光体二次渗碳体低温莱氏体62（六）过共晶白口铸铁的结晶过程63（六）过共晶白口铸铁的结晶过程Fe3CⅠ+L’d过共晶白口铸铁结晶过程中的基本反应为：匀晶反应＋共晶反应＋二次析出反应＋共析反应过共晶白口铸铁的室温组织为:64图中粗大的白色条片为一次渗碳体，其余为低温莱氏体6566亚共析钢（C%为0.0218％～0.77％）组织及特征：P+F

随含C量增加，P量逐渐增加，F量逐渐减少；形态从块状→断续网状。性能特点：塑性、韧性好。

15钢FP45钢FP65钢FP67共析钢（含碳量0.77%的铁碳合金）共析钢室温组织组织：性能：P组织特征：PFe3C片状分布于F基体上，呈贝壳状良好的综合力学性能（具有强度较高和一定的塑、韧性）68过共析钢（含碳量0.77%～2.11％的铁碳合金）T12钢退火组织（4%硝酸酒精浸蚀）P+Fe3CⅡ硬度高，塑、韧性低Fe3CⅡ呈网状分布于层片状P周围PFe3CⅡ组织：组织特征：性能特点：69亚共晶白口铸铁（含碳量2.11%～4.3％）P+Fe3CⅡ+L'd（L'd→P+Fe3CⅡ+Fe3C）硬而脆。L'dAFe3CⅡP组织：性能：70共晶白口铸铁（含碳量4.3％）共晶白口铸铁的室温组织低温莱氏体（L'd→P+Fe3CⅡ+Fe3C）高温莱氏体（Ld→

A+Fe3C）硬而脆L'd性能：高温组织：室温组织：71过共晶白口铸铁（含碳量4.3%～6.69％）过共晶白口铸铁室温组织L'd+Fe3CІ（L'd→P+Fe3CⅡ+Fe3C）硬而脆。L'dFe3CІ性能：组织：7215钢45钢65钢T12

Wc↑，则Fe3C↑，且其形态由点状→层片状→网状→基体→粗大板片状，而F↓且其形态由大块状→断续网状→层片状。73（七）组织组成物在铁碳合金相图上的标注图3-41以组织组成物标注的铁碳合金相A74

运用杠杆定律时要切实注意：(1)只适用于平衡状态；(2)只适用于两相区；(3)杠杆的总长度为两平衡相的成分点之间的距离，杠杆的支点一般为合金成分点，杠杆的位置由所处的温度决定；(4)当用杠杆定律计算组织组成物的相对重量时，必须依据该合金的平衡结晶过程分析，找出与组织组成物相对应的两相区，使组织组成物与相应的相相对应，才能进而应用杠杆定律来近似计算组织组成物的相对百分含量。75共晶(析）型反应产物的组织特征在一定过冷度下，通过形核与长大过程进行结晶；结晶是在恒温下进行；在结晶过程中反应相、生成相的成分是恒定的；在三相水平线上不能应用杠杆定律。共晶反应(共析反应)得到的反应产物:共晶体(共析体)组织组织特征是两相相间交替排列，并呈层状、点状、球状和螺旋状等。结晶特点是76铁碳合金中的基本组织77铁碳合金中的渗碳体78铁碳合金的分类79三、含碳量与铁碳合金机械性能的关系⒈含碳量对室温平衡组织的影响

含碳量与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系为：钢铁素体亚共析钢过共析钢亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁共晶白口铸铁共析钢白口铸铁二次渗碳体工业纯铁珠光体莱氏体一次渗碳体Fe3C钢铁分类组织组成物相对量%相组成物相对量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次渗碳体80⒉含碳量对力学性能的影响碳对机械性能的影响取决于：铁素体：强度、硬度低，塑性好渗碳体：硬而脆Fe3C的量则逐渐增多。组成相的硬度相的相对数量相的形状组织组成物C%↑F的量逐渐变少↑↑81HB：C%↑

→

Fe3C%↑、F↓

σb：对组织形态敏感。当C%<0.9%时：Fe3C以片状或粒状分布于F中，C%↑，Fe3C%↑→

σb↑；当C%>0.9%时：Fe3CII在晶界上析出并连成网，削弱了强度，破坏了合金的连续性，C%↑→

σb↓

→硬度直线上升82

当C%>2.11%时：组织中出现以渗碳体为基体的莱氏体，合金太脆而使白口铸铁在工业上很少应用。δ、ak：

C%↑→

Fe3C%↑、F

↓

→δ↓，ak↓工业用钢材，为了保证足够的强度和一定的塑性、韧性，其含碳量一般不超过1.3%-1.4%。Fe-C83图3-41以组织组成物标注的铁碳合金相A84四、Fe—Fe3C相图的应用Fc—Fe3C相图在生产中具有重要的实际意义，主要应用在钢铁材料的选用和加工工艺的制订两个方面。（一）、在钢铁材料选用方面的应用（二）、在铸造工艺方面的应用（三）、在锻造工艺方面的应用（四）、在热处理方面的应用85（一）在钢铁材料选用方面的应用①建筑结构和各种型钢需用塑性好、韧度高的材料，因此，选用C的质量分数较低的钢材。②各种机械零件需要强度、韧度较高及塑性较好的材料，应选用C的质量分数适中的中碳钢。③各种工具要用强度高和耐磨性好的材料，则选用C的质量分数较高的钢材。Fe—Fe3C相图所表明的某些成分—组织—性能的规律，为钢铁材料的选用提供了根据。86④纯铁的强度低，不宜用作结构材料，但由于其磁导率高，矫顽力低，可作软磁材料使用，例如，做电磁铁的铁芯等。⑤白口铸铁硬度高、脆性大，不能切削加工，也不能锻造，但其耐磨性好，铸造性能优良，适用于作要求耐磨、不受冲击、形状复杂的铸件，例如，拔丝模、冷轧辊、货车轮、犁铧、球磨机的磨球等。201087（二）、在铸造工艺方面的应用合金的铸造性能主要表现在流动性要好。影响流动性的因素结晶温度区间熔点可以根据Fe—Fe3C相图选择合金的浇注温度和合金的成分

↓小流动性好881.根据Fe—Fe3C相图可以确定合金的浇注温度浇注温度一般在液相线以上50～100℃。Fe-C89从相图上可看出,纯铁和共晶白口铸铁的铸造性能最好,它们的凝固温度区间最小,因而流动性好,分散缩孔少,可以获得致密的铸件,所以铸铁在生产上总是选在共晶成分附近。在铸钢生产中，C的质量分数规定在0.15％～0.6％之间，因为这个范围内钢的结晶温度区间较小，铸造性能较好。越远离共晶成分，液、固相线的间距越大，凝固过程中越容易形成树枝晶，阻碍后续液体充满型腔，铸造性能变差，容易形成分散缩孔和偏析。2根据铁碳相图可以优化合金成分Fe-C90（三）在锻造工艺方面的应用由于奥氏体塑性好，便于塑性变形，因此钢材的锻造常选择在铁碳相图中奥氏体单相区中的适当温度范围内进行。始锻、始轧温度控制在固相线以下l00～200C范围内。温度高时，钢的变形抗力小，节约能源，设备要求的吨位低，但温度不能过高，要防止钢材严重烧损或发生晶界熔化(过烧)。Fe-C91亚共析钢的热加工终止温度多控制在GS线以上一点，避免变形时出现大量铁素体，形成带状组织而使韧度降低。过共析钢的变形终止温度应控制在PSK线以上，以便把呈网状析出的二次渗碳体打碎。终止温度不能太高，否则再结晶后奥氏体晶粒粗大，使热加工后的组织也粗大。Fe-C92（四）在热处理方面的应用Fe—Fe3C相图对于制订热处理工艺有着特别重要的意义。一些热处理工艺如退火、正火、淬火的加热温度都是依据Fe—Fe3C相同确定的。93在运用Fe-Fe3C相图时应注意以下两点：

①Fe-Fe3C相图只反映铁碳二元合金中相的平衡状态,如含有其它元素,相图将发生变化。

②Fe-Fe3C相图反映的是平衡条件下铁碳合金中相的状态,若冷却或加热速度较快时,其组织转变就不能只用相图来分析了。94第三节碳钢一、钢中常存杂质元素对性能的影响钢中的常存杂质元素主要是指：

锰、硅、硫、磷及氮、氧、氢等元素。由原料、燃料及耐火材料带入钢中，或者是由大气进入钢中，或者是脱氧时残留于钢中。它们的存在显然会对钢的性能产生影响。95Mn与S的化学亲合力高于S与Fe的，因而S易于与Mn化合形成MnS，MnS

熔点高（1620）并有一定的塑性，不会对钢产生有害影响。作用为：

①对钢起强化作用；②消除硫的有害作用。1、Mn:＜0.8%时为杂质,是有益元素。Mn溶于F形成置换固溶体使F的强度、硬度升高Mn溶于Fe3C形成合金渗碳体，其的强度、硬度升高96作用为：强化铁素体；2、Si：0.5%时为杂质，是有益元素。Si溶于F形成置换固溶体使F的强度、硬度升高97常以FeS形式存在。易与Fe在晶界上形成低熔点共晶FeS(985℃)，热加工时(1150~1200℃)，由于其熔化而导致开裂，称热脆性。钢中的硫应控制在0.045%以下。3、S：是有害元素。S—造成钢的热脆性98P能全部溶入铁素体中，有很强的固溶强化作用，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急剧下降，称冷脆性。P一般控制在0.045%以下.4、P：也是有害元素P—造成钢的冷脆性99（一）碳钢的分类2按质量分优质碳钢（Ws≤0.040%，Wp≤0.040%）普通碳钢（Ws≤0.055%，Wp≤0.045%）高级优质碳钢（Ws≤0.030%，Wp≤0.035%）3按用途分碳素工具钢（主要用于刀具、量具、模具）碳素结构钢（主要用于工程构件、机器零件）1按含碳量分低碳钢（Wc≤0.25%）中碳钢（Wc0.25~0.60%）高碳钢（Wc≥0.60%）二、碳钢的分类、编号和用途100（二）碳钢的编号及用途1普通碳素结构钢（a）甲类钢：按力学性能供应表示方法：甲1（A1）、甲2（A2）……甲7（A7）强度（σs、σb）升高塑性（δ、ψ）下降注意：由于不保证化学成分，所以热处理时不能依甲类钢来选材，应依乙类钢选，才能根据相图制定热处理工艺。（一）、碳钢的编号（旧牌号的编号：GB700-79）101（b）乙类钢：按化学成分供应表示方法：乙1（B1）、乙2（B2）、…、乙7（B7）C%升高注意：可以热处理，但属于普碳钢，性能改善不大。（c）特类钢：根据要求供货，保证化学成分和力学性能。表示方法：C2、C3、C4、C5C%升高强度（σs、σb）升高注意：价格太高，一般不用，经常选优质碳素钢。102Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号Q：表示“屈服强度”；屈服强度值;单位是MPa；质量等级符号：为A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。脱氧方法符号:

沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静钢—b；特殊镇静钢—TZ。如碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ。新牌号的编号：GB700-88103GB/T700-1988标准

GB700-79标准化学成分和力学性能均须保证A类钢——保证力学性能，B类钢——保证化学成分，C类钢——保证化学成分及力学性能。Q195A1；B1Q215

A2；C2Q235

A3；C3Q255

A4；C4Q275C5碳素结构钢新、老标准钢号对照104普通碳素结构钢一般不进行热处理，在供应状态下直接使用。Q195、Q215和Q235（A1、A2、A3）：塑性好用途：

⑴轧制成钢板、钢筋、型材和焊接钢管等，作桥梁、建筑等构件。⑵制造普通的铆钉、螺钉、螺母、地脚螺丝、轴套、链片、销轴等Q255和Q275（A4、C5）：强度较高、塑性和韧性好用途：⑴轧制成钢板、条钢、型钢等作结构件以及制造连杆、键和销等。105建筑构件钢桥梁106多边型角钢钢筋、螺纹钢螺钉、铆钉1072优质碳素结构钢（a）正常含锰量钢：分为正常含锰量钢和较高含锰量钢。优质碳素结构钢含有害杂质P、S的量及非