碳鋼的分類？【五金工具問(wèn)題】

【專家解說(shuō)】：

碳鋼的分類

碳素鋼 45#
　　碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）就是含碳量小于2.11%的鐵碳合金，實(shí)際使用的含碳量小于1.5%，其中還含有少量Si、Mn、P、S等雜質(zhì)。

目錄
• 一、常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響
• 二、碳鋼的分類
• 三、碳鋼的牌號(hào)和用途
• 鋼鐵材料的分類及牌號(hào)小結(jié)

一、常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響回目錄
　　1、錳

　　錳是鋼中的有益元素，是煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的，錳有很好的脫氧能力，還可以與硫形成MnS，從而消除了硫的有害作用。錳作為雜質(zhì)一般應(yīng)不超過(guò)0.8%。

　　2、硅

硅也是鋼中的有益元素，也是作為脫氧劑而進(jìn)入鋼的，硅的脫氧能力比錳還強(qiáng)，還能提高鋼的強(qiáng)度及質(zhì)量，硅作為雜質(zhì)一般應(yīng)不超過(guò)0.4%。

　　3、硫

　　硫是鋼中有害元素，常以FeS形式存在，F(xiàn)eS與Fe 形成低熔點(diǎn)的共晶體， 熔點(diǎn)為985℃，分布在晶界，當(dāng)鋼材在（1000～1200）℃進(jìn)行壓力加工時(shí)，共晶體熔化，使鋼材變脆，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。為了避免熱脆，鋼中含硫量必須嚴(yán)格控制，通常應(yīng)使S<0.05%。

　　4、磷

磷也是鋼中的有害元素，它使鋼在低溫時(shí)變脆，這種現(xiàn)象稱為冷脆性，因此，鋼中含磷量也要嚴(yán)格控制，通常應(yīng)使P<0.045%。

　　5、氫

　　鋼中氫能造成氫脆、白點(diǎn)等缺陷，是有害元素。

二、碳鋼的分類回目錄
碳鋼有以下三種分類方法。

1、按鋼的含碳量可分為：

　　低碳鋼：含碳量0≤0.25%

　　中碳鋼：含碳量（0.25～0.6）%。

　　高碳鋼：含碳量>0.6%。

2、按鋼的質(zhì)量可分為：

　　根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)S、P的多少來(lái)分：

　　普通鋼：S≤0.055%，P≤0.045%

　　優(yōu)質(zhì)鋼：S、P均≤0.04%

　　高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S、P均≤0.03%

3、按用途可分為：

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造工程結(jié)構(gòu)(如橋梁、船舶、建筑、 高壓容器等)和機(jī)械零件(如齒輪、軸、螺釘、螺母、連桿等)， 這類鋼一般為低、中碳鋼。

　　碳素工具鋼：用于制造各種工具(如刃具、模具和量具等)，這類鋼一般為高碳鋼。

三、碳鋼的牌號(hào)和用途回目錄
　　與合金鋼相比，碳鋼冶練方便，價(jià)格低廉，產(chǎn)量大，且具有優(yōu)良的鍛造性、焊接性和切削加工性能，能滿足許多場(chǎng)合機(jī)械加工用鋼的要求，故在工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。

　　為了生產(chǎn)、選用和管理，不致造成混亂，對(duì)各種鋼材進(jìn)行合理的命名和編號(hào)。

1、碳素結(jié)構(gòu)鋼

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼是工程中應(yīng)用最多的鋼種，其產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的（70～80）%。

　　根據(jù)國(guó)標(biāo)(GB700-88)規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)由以下四部分組成：

　　(1).屈服點(diǎn)字母：Q－鋼屈服強(qiáng)度"屈"，漢語(yǔ)拼音字首。

　　(2).屈服點(diǎn)強(qiáng)度數(shù)值(單位MPa)。

　　(3).質(zhì)量等級(jí)符號(hào)：A、B、C、D級(jí)，從A到D依次提高。

　　(4).脫氧方法符號(hào)：F－沸騰鋼、b－半鎮(zhèn)靜鋼 、Z－鎮(zhèn)靜鋼、TZ－特殊鎮(zhèn)靜鋼

　　在牌號(hào)中若為Z和TZ則予以省略。

Q235A
　　例如，Q235AF表示屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、性能和用途見(jiàn)表18-3、18-4、18-5。

　　這類鋼的煉制過(guò)程比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)費(fèi)用較低，價(jià)格便宜，廣泛地應(yīng)用于工程建筑、車輛、船舶、以及一般的橋梁、容器等金屬結(jié)構(gòu)。碳素結(jié)構(gòu)鋼是屬于工程結(jié)構(gòu)鋼，由于價(jià)格低廉，所以也常用于制造要求不高的機(jī)器零件，如螺釘、螺栓、螺母、墊圈以及手柄、小軸等。

2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

　　這類鋼中有害雜質(zhì)及非金屬夾雜物含量較少，化學(xué)成分控制得也較嚴(yán)格，塑性、韌性較好，運(yùn)用于制造較重要的機(jī)械零件。這類鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，如45鋼即表示C=0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

　　根據(jù)含錳量的不同，將含錳量為(0.25～0.80)%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼稱為普通含錳鋼，將含錳量為(0.70～1.20)%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼稱為較高含錳量鋼(標(biāo)出錳元素)，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分、機(jī)械性能見(jiàn)表18-6。

　　08鋼是冷變形鋼，15、20鋼是一般的表面滲碳鋼，用于制造導(dǎo)套、擋塊、磨擦片等耐磨零件。40、45、50鋼屬于調(diào)質(zhì)鋼，主要用于制造齒輪、絲桿、連桿和各種軸類零件。65～85則是碳素彈簧鋼。

3.碳素工具鋼

　　碳素工具鋼主要用于制造刀具、量具和模具，具有較高的硬度和耐磨性，其平均含碳量為(0.7～1.3)%，屬于高碳鋼。這類鋼的質(zhì)量較高，要求S、P等雜質(zhì)的含量特別低，是經(jīng)過(guò)精煉的優(yōu)質(zhì)鋼。 所有碳素工具鋼都要經(jīng)過(guò)熱處理后，才能進(jìn)一步提高硬度和耐磨性。

　　碳素工具鋼的牌號(hào)是在"碳"字漢語(yǔ)拼音首位字母"T"的后面附加數(shù)字表示，數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在其牌號(hào)后加符號(hào)A。

T12
　　例如，T12 A表示平均含碳量為1.2%的 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。

　　碳素工具鋼的牌號(hào)、成分、性能和用途見(jiàn)表18-7。

4.鑄鋼

　　鑄造碳鋼(簡(jiǎn)稱為鑄鋼)主要用于受沖擊負(fù)荷作用的形狀復(fù)雜件，如軋鋼機(jī)機(jī)架，重載大型齒輪、飛輪等。這是因?yàn)?，?duì)于許多形狀復(fù)雜件，很難用鍛壓等方法成形，用鑄鐵又難以滿足性能要求，這時(shí)常需選用鑄鋼件。

　　鑄鋼的牌號(hào)由"ZG"即"鑄鋼"兩字的漢語(yǔ)拼音字首和兩組數(shù)字組成，前一組數(shù)字表示為鑄件的屈服強(qiáng)度(σs或σ0.2)的最低值，后一組數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度(σb)的最低值。

ZG
　　例如，ZG200-400表示σs≥200MPa，σb≥400MPa的鑄鋼。

鋼鐵材料的分類及牌號(hào)小結(jié)回目錄
種類
分類
編號(hào)原則
鋼種舉例
常用熱處理
應(yīng)用舉例

碳

素

鋼
普通碳鋼
Q表示屈服強(qiáng)度，用最低屈服強(qiáng)度數(shù)值表示
Q235A
／
鋼筋

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
兩位數(shù)字代表含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)
45
調(diào)質(zhì)或正火
小軸

碳素工具鋼
T表示碳素工具鋼，數(shù)字代表含碳量的千分?jǐn)?shù)
T13
淬火后低溫回火
銼刀

合

金

鋼
合金結(jié)構(gòu)鋼
低合金結(jié)構(gòu)鋼
數(shù)字表示含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)
16Mn
／
橋梁

滲碳鋼
20Cr
滲碳后淬火、低溫回火
活塞銷

調(diào)質(zhì)鋼
40 Cr
調(diào)質(zhì)
進(jìn)氣閥

彈簧鋼
55Si2Mn
淬火后中溫回火
汽車板簧

滾動(dòng)軸承鋼
G表示滾動(dòng)軸承鋼，數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)
GCr15
淬火后低溫回火
軸承內(nèi)圈

合金工具鋼
刃具鋼
數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)
9SiCr
淬火后低溫回火
絲錐

碳含量0.7~1.4%，主加碳化物形成元素W、Cr、V、Mo
W18Cr4V
高溫淬火后三次回火
銑刀

模具鋼
數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)
Cr12
整體調(diào)質(zhì)，表面氫化
冷沖模

5CrMnMo
淬火后多次回火
熱鍛模

特殊性能鋼
不銹鋼
1Cr18Ni9Ti
固溶處理
醫(yī)療器械

耐熱鋼
1Cr11MoV
調(diào)質(zhì)
鍋爐吊鉤

耐磨鋼
ZGMn13
水韌處理
挖掘機(jī)的鏟斗

鑄

鐵
灰口鑄鐵
HT表示灰口鑄鐵，數(shù)字表示最小抗拉強(qiáng)度
HT150
／
端蓋

球墨鑄鐵
QT表示球墨鑄鐵，第一組數(shù)字表示最小抗拉強(qiáng)度，第二組數(shù)字表示最低延伸率
QT600-3
調(diào)質(zhì)
曲軸

蠕墨鑄鐵
RuT表示蠕墨鑄鐵，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度
RuT420
／


可鍛鑄鐵
KT表示可鍛鑄鐵，第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，第二組數(shù)字表示最低延伸率
KTH350-06
／
橋梁