2023学年完整公开课版碳钢

知识点：碳钢

（1）钢板的表面质量钢板冲制的汽车零件表面即为钢板的轧制表面，在汽车厂不对钢板表面进行任何加工，只对钢板冲制的车身进行磷化，阴极电泳底漆和喷面漆处理，钢板的表面缺陷经涂漆之后不会隐蔽，还会显现，特别是对轿车的表面零件如前后门外板、发动机和行李箱盖板、前、后、左、右翼子板和顶盖等零件对表面的要求更高。钢板表面要求无缺陷以外，还要求表面非常清洁，那些尘埃颗粒等表面赃物对冲压汽车零件都会形成表面缺陷。汽车生产对钢板的共同技术要求（2）钢板的冲压性能钢板在汽车厂都是采用冲压成形工艺制成汽车零件，在冲压成形之后是否开裂决定于钢板的冲压性能，而钢板的冲压性能又决定于钢板的化学成分和钢材的冶炼、轧制和热处理工艺。比如汽车上的受力冲压件，如车架纵梁、横梁、车轮和刹车盘等多用热轧板冲制，这些钢板既要求强度又要求冲压性能。而热轧钢板的冲压性能与钢板中的硫化夹杂物的分布形态有关，硫化物成长条状分布，横向塑性显著降低，冲压零件时极易开裂，所以要通过加钛或稀土处理以改变硫化物的形态从而提高横向塑性，改善其冲压性能。汽车上的表面件，如载货汽车的驾驶室和轿车的车身多用冷轧薄板冲制，目前的设计越来越趋于流线型以减少风的阻力。原来用铝脱氧的镇静钢如中国的08ALZF级钢板、日本的SPCEN钢板和德国的STL405钢板都不能满足要求，随着冶金技术的发展，只有超低碳、超深冲的无间隙原子钢板（IF钢）具有很好的冲压性能，满足汽车工业发展的需要。（3）钢板的各项性能稳定钢板的强度性能影响冲压零件后的回弹量，强度波动范围大，冲压零件的回弹量波动范围大，零件尺寸变动范围大，影响零件的装配。同样，钢板的厚度公差范围要小，厚度公差大也会影响冲压性能和冲压零件的回弹量。总之，只有钢板的性能波动范围小，厚度公差小才能使大批量、流水式的冲压生产稳定。汽车钣金常用碳钢的发展历程TWIPAUSTSS第1代第2代第3代传统的高强度钢抗拉强度延展率TS：抗拉强度EL：延伸率新型高强韧钢普通结构钢

低碳钢(low

carbon

steel)

又称软钢,

含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,

焊接和切削,

常用於制造链条,

铆钉,

螺栓,

轴等。碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时，铁素体刮碳、氮过饱和，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，这种现象称为淬火时效。低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。

形变时要比淬火时效对低碳钢的塑性和韧性有更大的危害性，在低碳钢的拉伸曲线上有明显的上、下两个屈服点。自上屈服点出现直到屈服延伸结束，在试样表面出现由于不均匀变形而形成的表面皱褶带。

低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发动机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不i的机械零件。

低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含量在0.15％以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。

低碳钢由于强度较低，使用受到限制。适当增加碳钢中锰含量，并加入微量钒、钛、铌等合金元素，可大大提高钢的强度。

若降低钢中碳含量并加入少量铝、少量硼和碳化物形成元素，则可得到超低碳贝氏体组够其强度很高，并保持较好的塑性和韧性。普通低碳钢板低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。为了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企业推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能要求，从而减轻了汽车重量。普通低碳钢板低碳钢板减轻了汽车重量。例如BH钢板是在低强度的条件下，经过冲压成形之后，进行烤漆加工热处理，以提高其抗拉强度。对比之下，以往生产的强度在440MPa的钢板，在采用这种加工技术以后强度可增加到500MPa。原来用厚度1毫米钢板做侧面板，用高强度钢板只需厚度0.8毫米。采用高强度钢板还可以有效地提高汽车车身的抗冲击性能，防止在行驶中由于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕，延长了汽车的使用寿命。中碳钢（medium

carbon

steel），碳量0.25％～0.60％的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70％～1.20％)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。中碳钢可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。