碳鋼也叫碳素鋼,是含碳量(wc)小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。
按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種。
按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25%),中碳鋼(wc 0.25%~0.6%)和高碳鋼(wc >0.6%)。按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含磷、硫較低)和高級優(yōu)質(zhì)鋼(含磷、硫更低)。
一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強(qiáng)度也越高,但塑性降低。
根據(jù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,有不同的用途。08、08F、10、10F鋼,塑性、韌性高,具有優(yōu)良的冷成形性能和焊接性能,常冷軋成薄板,用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機(jī)上的冷沖壓件,如汽車身、拖拉機(jī)駕駛室等;15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件,如活塞銷、樣板等;30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理(淬火+高溫回火)后具有良好的綜合力學(xué)性能,即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性,用于制作軸類零件,例如40、45鋼常用于制造汽車、拖拉機(jī)的曲軸、連桿、一般機(jī)床主軸、機(jī)床齒輪和其他受力不大的軸類零件;55、60、65鋼熱處理(淬火+中溫回火)后具有高的彈性極限,常用于制作負(fù)荷不大、尺寸較小(截面尺寸小于12~15mm)的彈簧,如調(diào)壓和調(diào)速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等 。
易切削結(jié)構(gòu)鋼:
易切削結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入一些使鋼變脆的元素,使鋼切削時切屑易脆斷成碎屑,從而有利于提高切削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削結(jié)構(gòu)鋼中使用了鉛、碲、鉍等元素。
這種鋼的含硫量ws在0.08%一0.30%范圍內(nèi),含錳量wMn在0.60%-1.55%范圍內(nèi)。鋼中的硫和錳以硫化錳形態(tài)存在,硫化錳很脆并有潤滑效能,從而使切屑容易碎斷,并有利于提高加工表面的質(zhì)量 。
彈簧鋼:
彈簧在沖擊、振動或長期交變應(yīng)力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限、高的疲勞強(qiáng)度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質(zhì)量好等。
碳素彈簧鋼即含碳量wc在0.6%~0.9%范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(包括正常和較高含錳量的)。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量WSi(1.3%~2.8%)提高性能;另外還有鉻、鎢、釩的合金彈簧鋼。結(jié)合我國資源,并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)設(shè)計新技術(shù)的要求,研制出在硅錳鋼基礎(chǔ)上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質(zhì)量。