低碳鋼,別稱冷軋軟鋼,抗拉強度小于340MPa的低碳鋼和低碳鋼,按用途可分為一般用、沖壓用、深沖壓用、特深沖壓用、超深沖壓用。該系列鋼由于具有良好的沖壓性能、焊接性能以及較高的尺寸精度,因而被廣泛用于制造各種汽車零部件。特別是無間隙原子鋼(IF鋼) 因具有高的r值、n值和伸長率,目前已大量用于門內板、外板、行李箱蓋板、油底殼等極難沖件。
低碳鋼(mild steel)為碳含量低于0.25%的碳素鋼,因其強度低、硬度低而軟,故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分碳素結構鋼,大多不經熱處理用于工程結構件,有的經滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機械零件。
特性
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強度和硬度較低,塑性和韌性較好。因此,其冷成形性良好可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低,切削加工性不佳,正火處理可以改善其切削加工性。
低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體中碳、氮處于過飽和狀態,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現象稱為淬火時效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯,鐵素體中的碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用,碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結合體稱歲柯氏氣團(柯垂耳氣團)。它會使鋼的強度和硬度提高而塑性和韌性降低,這種現象稱為形變時效。形變時效比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性,在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點。自上屈服點出現直到屈服延伸結束,在試樣表面出現由于不均勻變形而形成的表面皺褶帶,稱為呂德斯帶。不少沖壓件往往因此而報廢。其防止方法有兩種。一種高預形變法,預形變的鋼放置一段時間后沖壓時也會產生呂德斯帶,因此預形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或鈦,使其與氮形成穩定的化合物,防止形成柯氏氣團引起的形變時效。
鋼的焊接性能主要取決于其化學成分。影響大的元素是碳,鋼的碳含量越高,越難焊接。鋼的其他合金元素大多也不利于焊接,但其影響程度一般遠小于碳。
一般來說,低碳鋼具有良好的可焊性,不需要特殊的加工方法。只有在需要低溫、厚板或高要求以及需要適當預熱時才需要使用堿性焊條進行焊接。當低碳鋼的碳硫含量超過上,除合理選擇坡口形狀外,采用低氫焊條、預熱和后加熱等手段,防止熱裂紋降低熔體比。
就其物理性質區分:
硬鋼和軟鋼根據它們是否存在屈服點劃分的,由于硬鋼無明顯屈服點,塑性較軟鋼差,所以其控制應力系數較軟鋼低。
1.軟鋼的力學性能
軟鋼(熱軋鋼筋)有明顯的屈服點,破壞前有明顯的預兆(較大的變形,即伸長率),屬塑性破壞。
2.硬鋼的力學性能
硬鋼(熱處理鋼筋及高強鋼絲)強度高,但塑性差,脆性大。從加載到突然拉斷,基本上不存在屈服階段(流幅)。屬脆性破壞。
材料的塑性好壞直接影響到結構構件的破壞性質。所以,應選擇塑性好的鋼筋。
鋼絲、鋼絞線屬于硬鋼,冷拉熱軋鋼筋屬于軟鋼。硬鋼和軟鋼根據它們是否存在屈服點劃分的,由于硬鋼無明顯屈服點,塑性較軟鋼差,所以其控制應力系數較軟鋼低。
產品形式有圓鋼、板、管、帶材等,在軋制狀態直接使用,可制造各類工程建筑機械構件,特別是需要焊接、鉚接、冷加工的零件,如鍋爐殼體、火焰管、飛機吸氣管、加油管、自來水管、建筑鋼筋等。