隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展,對材料提出了更高的要求,如更高的強(qiáng)度,抗高溫、高壓、低溫,耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學(xué)性能的要求,碳鋼已不能完全滿足要求。
碳鋼的不足:
(1)淬透性低。一般情況下,碳鋼水淬的淬透直徑只有10mm-20mm。
(2) 強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低。如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa,而低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的 σs /σb僅為0.43, 遠(yuǎn)低于合金鋼。
(3) 回火穩(wěn)定性差。由于回火穩(wěn)定性差,碳鋼在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí),為了保證較高的強(qiáng)度需采用較低的回火溫度,這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性,采用高的回火溫度時(shí)強(qiáng)度又偏低,所以碳鋼的綜合機(jī)械性能水平不高。
(4) 不能滿足特殊性能的要求。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差,不能滿足特殊使用性能的需求。
鋼板是由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼熱軋制成的鋼板。鋼是脫氧完全的鋼,鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵和鋁等進(jìn)行充分脫氧,鋼液含氧量低(一般為0.002-0.003%),鋼液在鋼錠模中較平靜,不產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,鋼由此得名。在正常操作條件下,鋼中沒有氣泡,組織均勻致密;由于含氧量低,鋼中氧化物夾雜較少,純凈度較高,冷脆和時(shí)效傾向小;同時(shí),鋼偏析較小,性能比較均勻,質(zhì)量較高。鋼的缺點(diǎn)是有集中縮孔,成材率低,價(jià)格較高。因此,鋼材主要用于低溫下承受沖擊的構(gòu)件、焊接結(jié)構(gòu)及其他要求強(qiáng)度較高的構(gòu)件。
低合金鋼板都是鋼和半鋼鋼板。由于強(qiáng)度較高,性能優(yōu)越,能節(jié)約大量鋼材,減輕結(jié)構(gòu)重量,其應(yīng)用已越來越廣泛。
碳素結(jié)構(gòu)鋼板
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是含碳小于0.8%的碳素鋼,這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比碳素結(jié)構(gòu)鋼少,機(jī)械性能較為優(yōu)良。
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含碳量不同可分為三類:低碳鋼(C≤0.25%)、中碳鋼(C為0.25-0.6%)和高碳鋼(C>0.6%)。
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含錳量不同分為正常含錳量(含錳0.25%-0.8%)和較高含錳量(含錳0.70%-1.20%)兩組,后者具有較好的力學(xué)性能和加工性能。