第五章 碳素钢

第五章碳素钢第一节钢中常存杂质元素对钢性能的影响第二节碳素钢的分类第三节我国钢铁产品牌号表示方法及原则第四节碳素钢的牌号、性能和用途学习要求1.了解碳素钢的分类方法和牌号的命名方法；2.了解碳素钢的化学成分与组织和性能之间的定性关系，为分析和确定材料的性能和加工工艺建立分析思路；3.了解碳素钢在零件生产中的应用，为选材、制定加工工艺打下良好基础。第一节钢中常存杂质元素对钢性能的影响锰:其脱氧能力较好，可消除有害气体，减轻硫的有害作用，使钢强化；使组织细化。硅:脱氧能力比Mn强，改善钢质；提高钢的强度、硬度和弹性，但使钢的塑性和韧性降低。硫：含S量高的钢，脆性大。磷：在室温下使钢的塑性、韧性显著下降，并使脆性转变温度升高，使钢变脆。非金属夹杂物：会降低钢的力学性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳强度。第二节碳素钢的分类按冶炼方法及设备分按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分按含碳量分类按钢的冶炼质量分类

(1)平炉钢。(2)转炉钢。(3)电炉钢。(1)沸腾钢(2)镇静钢(3)连铸坯(4)半镇静钢(1)低碳钢(2)中碳钢(3)高碳钢⑴普通碳素钢⑵优质碳素钢⑶高级优质碳素钢⑷特级优质碳素钢第三节我国钢铁产品牌号表示方法及原则一、钢铁产品牌号表示方法的基本原则⑴凡国家标准和行业标准中钢铁产品的牌号，均应按GB/T221-2000标准规定的牌号表示方法编写。⑵产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示。⑶采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音字母中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。二、钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法命名符号第四节碳素钢的牌号、性能和用途一、碳素结构钢牌号：由代表钢材屈服点“屈”字的汉语拼音首位字母“Q”、屈服强度数值（单位为MPa）、质量等级符号和脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。如Q275。质量等级符号：A级——不保证冲击韧性值，硫、磷含量最高

。

B级——保证室温状态下的冲击韧性值。

C级——保证0℃下的冲击韧性值。

D级——保证-20℃下的冲击韧性值，硫、磷含量最低。脱氧方法符号：若牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢；标注“b”为半镇静钢；不标注“F”或“b”的为镇静钢。碳素结构钢的化学成分碳素结构钢的力学性能

碳素结构钢的性能和用途二、优质碳素结构牌号⑴普通含锰量含碳量小于0.25%的钢，含锰量为0.35～0.65%；而对于含碳量大于0.25%的钢，含锰量则为0.50～0.80%。牌号用两位数字表示，数字表示平均含碳量的万分之几。例如20钢，表示平均含碳量为0.20%。⑵较高含锰量含碳量在0.15～0.60%的钢，含锰量为0.70～1.0%；而对于含碳量大于0.60%的钢，含锰量则为0.90～1.20%。牌号是在两位数字后面附以汉字“锰”或化学元素符号“Mn”。例如20Mn，表示表示平均含碳量为0.20%，含锰量为0.70～1.0%的钢。优质碳素结构钢的性能及应用08、10钢：属极软低碳钢，强度、硬度很低，塑性、韧性很好，具有良好的冲压、拉伸及焊接性能，淬透性、淬硬性差，不宜切削加工，因此它广泛用来制造冷冲压零件。如宜轧制成薄板、薄带、冷变形型材等，用于制造各种仪表板、机器罩以及摩擦片、汽车车身、管子、垫圈、等。15、20钢：有良好的冷冲压性能和焊接性能，常用来制造受力不大、韧性要求较高的中小结构件或零件。如焊接容器、螺钉、螺母、杠杆、轴套等。如果经过渗碳及随后热处理，可用来制造凸轮、齿轮、摩擦片等，以保证这些零件表面硬而耐磨，心部仍保持良好的韧性要求。35、40、45、50钢：强度较高，综合力学性能好，淬透性低，水淬易产生裂纹，小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。经调质处理后，可获得良好的综合力学性能，用来制造齿轮、连杆、轴类零件等。在零件需要耐磨的部分，还需要进行表面淬火及低温回火。60、70钢：经过适当的热处理后，常用来制造弹簧、弹簧垫圈、钢丝绳、低速车轮圈和轧辊等。三、碳素工具钢（0.65～1.35%C

）牌号：是在“碳”或“T”字的后面附以数字来表示，数字表示钢中平均含碳量为千分之几。例如T7表示钢的平均含碳量为0.7%；T12则表示钢的平均含碳量为1.2%等。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面再附以“高”或“A”字，如T10A、T13A等。碳素工具钢的化学成分及其性能碳素工具钢的特性及应用

T7、T7A：属于亚共析成分的钢，其强度随含碳量的增加而增加，有较好的强度和塑性配合，但切削能力较差。用于制造要求有较大塑性和一定硬度但切削能力要求不太高的工具。如冲子，小尺寸风动工具，木工用的锯、凿，钳工工具，大锤，压模、锻模，铁皮剪，钻头等。T8、T8A：属于共析成分的钢，淬火易过热，变形大，强度、塑性较低，不易制作受较大冲击的工具。但经热处理后有较高的硬度和耐磨性。用于制造工作时不宜受热的工具。如加工木材用的铣刀、斧、凿、冲子、手用锯、圆盘锯、压缩空气工具等。T10、T10A：属于过共析成分的钢，在700～800℃加热时仍能保持细晶粒，不致过热。淬火后钢中含有未溶的过剩碳化物，增加钢的耐磨性。用于制造手工锯、麻花钻、车刀、刨刀、扩孔刀具、钻硬质石材的钻头等不受热的工具。

T11、T11A：除具有T10、T10A的特点之外，还具有较好的综合力学性能，如硬度、耐磨性及韧性等。对晶粒长大及形成碳化物网的敏感性小。用于制造工作时不宜受热的工具。如丝锥、锉刀、刮刀、尺寸不大和截面变化不大的冷冲模、木工工具等。

T12、T12A：含碳量高，淬火后有较多的过剩碳化物，因而硬度和耐磨性都高，但韧性低。适于制造切削速度不高、刃口不易受热的车刀、铣刀、钻头、铰刀、丝锥、板牙、量规及截面尺寸小的冷切边模、冲孔模、金属锯条等不受冲击而需要极高硬度的工具。

T13、T13A：属于碳素工具钢中含碳量最高的钢种，硬度很高，碳化物增加且分布不均匀，力学性能较低，不能承受冲击。用于制造剃刀、切削刀具、车刀、刻刀、刮刀、拉丝工具、钻头、硬石加工工具等切削高硬度材料的刀具。车刀工作温度四、碳素铸钢铸钢含碳量一般在0.15～1.60%之间。铸钢多用于制造一些形状复杂难以进行锻造和切削加工，又要求较高强度和塑性的零件。铸钢牌号：前面是“ZG”二字，后面的第一组数字表示屈服点，第二组数字表示最低抗拉强度。应用：