此類鋼可由氧氣轉(zhuǎn)爐、平爐或電爐冶煉,一般熱軋成鋼板、鋼帶、型材和棒材。鋼板一般以熱軋(包括控制軋制)或正火處理狀態(tài)交貨。鋼材的化學成分、拉伸性能、沖擊功和冷彎性能應符合有關規(guī)定。
此類鋼的應用范圍非常廣泛,其中大部分用作焊接、鉚接或栓接的鋼結(jié)構(gòu)件,少數(shù)用于制作各種機器部件。強度較低的Q195、Q215鋼用于制作低碳鋼絲、鋼絲網(wǎng)、屋面板、焊接鋼管、地腳螺栓和鉚釘?shù)取235鋼具有中等強度,并具有良好的塑性和韌性,而且易于成形和焊接。這種鋼多用作鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)件,另外還用作鉚釘、鐵路道釘和各種機械零件,如螺栓、拉桿、連桿等。強度較高的Q255、Q275鋼用于制作各種農(nóng)業(yè)機械,也可用作鋼筋和鐵路魚尾板。
按化學成分分類
碳素鋼按化學成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
⑴ 低碳鋼又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。
⑵ 中碳鋼碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經(jīng)熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的高硬度約為 HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到廣泛的應用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機械零件。
⑶高碳鋼常稱工具鋼,含碳量從0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。錘,撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造; 切削工具如鉆頭,絲攻,鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。
按鋼的品質(zhì)分類
按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和碳素鋼。
⑴普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼,對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據(jù)交貨的條件又分為三類:甲類鋼(A類鋼)是力學性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼)是既力學性能又化學成分的鋼,常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國目前生產(chǎn)和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號鋼),主要用于工程結(jié)構(gòu)。 有的碳素結(jié)構(gòu)鋼還添量的鋁或鈮(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒,以限制晶粒長大,使鋼強化,節(jié)約鋼材。在中國和某些國家,為適應用鋼的特殊要求,對普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學成分和性能進行調(diào)整,從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。
⑵碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比,硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含碳量和用途的不同,這類鋼大致又分為三類:①小于0.25%C為低碳鋼,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼,用于機械制造業(yè)。②0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用,制作機械制造工業(yè)的零件。③大于0.6%C為高碳鋼,多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據(jù)含錳量的不同,又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性,強化鐵素體,提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”,如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。
按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。 碳素工具鋼 含碳量在0.65~1.35%之間,經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。 碳素結(jié)構(gòu)鋼按照鋼材屈服強度分為5個牌號: Q195、Q215、Q235、Q275 每個牌號由于質(zhì)量不同分為A、B、C、D等級,多的有四種,有的只有一;另外還有鋼材冶煉的脫氧方法區(qū)別。 脫氧方法符號: F——沸騰鋼Z——鎮(zhèn)靜鋼 TZ——特殊鎮(zhèn)靜鋼
主要用途:
Q195 用于制造承載較小的零件、鐵絲、鐵圈、墊鐵、開口銷、拉桿、沖壓件以及焊接件等。
Q215 A 用于制造拉桿、套圈、墊圈、滲圈、滲碳零件以及焊接件等。
Q235 A A、B級用于制造金屬結(jié)構(gòu)件、心部強度要求不高的滲碳件或碳氮共滲件、拉桿、連桿、吊鉤、車鉤、螺栓、螺母、套筒、軸以及接件;C、D級用于制造重要的焊接結(jié)構(gòu)件。
Q255 A 用于制造轉(zhuǎn)軸、心軸、吊鉤、拉桿、搖桿、楔等強度要求不高的零件。此負焊接性尚可。
Q275 用于制造軸類、鏈輪、齒輪、吊鉤等強度要求高的零件。
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