碳素钢的一种。含碳量约0.05%~0.70%,个别可高达0.90%。可分为普通

1.按化学成分分类

碳素钢按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

⑴ 低碳钢 又称软钢,含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。

⑵ 中碳钢 碳量0.25%~0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的 硬度约为 HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到 广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。

⑶高碳钢 常称工具钢,含碳量从0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

2.按钢的品质分类

按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。

⑴普通碳素结构钢又称普通碳素钢,对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类:甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢,常用于制造较重要的结构件。中国目前生产和使用 多的是含碳量在0.20%左右的A3钢(甲类3号钢),主要用于工程结构。 有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒,以限制晶粒长大,使钢强化,节约钢材。在中国和某些国家,为适应 用钢的特殊要求,对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整,从而发展了一系列普通碳素结构钢的 用钢(如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等)。

⑵优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比,硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同,这类钢大致又分为三类:①小于0.25%C为低碳钢,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车、制罐……等。20G则是制造普通锅炉的主要材料。此外,低碳钢也广泛地作为渗碳钢,用于机械制造业。②0.25~0.60%C为中碳钢,多在调质状态下使用,制作机械制造工业的零件。③大于0.6%C为高碳钢,多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等。根据含锰量的不同,又可分为普通含锰量(0.25~0.8%)和较高含锰量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)两钢组。锰能改善钢的淬透性,强化铁素体,提高钢的屈服强度、抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”,如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。

3.按用途分类

按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。 碳素工具钢 含碳量在0.65~1.35%之间,经热处理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具(见工具钢)。 碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号: Q195、Q215、Q235、Q275 每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级, 多的有四种,有的只有一;另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。 脱氧方法符号: F——沸腾钢 Z——镇静钢 TZ——特殊镇静钢

碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低,焊接性能好,塑性、韧性好,有一定强度,常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高,强度较高,塑性、韧性较好,可进行焊接,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。

碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。

例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢,Q235-C表示屈服点为235Mpa的C级镇静钢 碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状态下直接使用。

钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。

表1

注:Q235A、B级沸腾钢锰含量上限为0.60%。

⒌1.1.1 沸腾钢硅含量不大于0.07%;半镇静钢硅含量不大于0.17%;镇静钢硅含量下限值为0.12%。

⒌1.1.2 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素,例如钢中酸溶铝含量不小于0.015%或全铝含量不小于0.020%。

⒌1.1.3 钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%,氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008%。如供方能保证,均可不做分析。

经需方同意,A级钢的铜含量,可不大于0.35%。此时,供方应做铜含量的分析,并在质量证明书中注明其含量。

⒌1.1.4 钢中砷的残余含量应不大于0.080%。用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢,砷含量由供需双方协议规定。如原料中没有含砷,对钢中的砷含量可以不做分析。

⒌1.1.5 在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下,各牌号A级钢的碳、硅、锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件,但其含量(熔炼分析)应在质量证明书中注明。

⒌1.1.6 在供应商品钢锭(包括连铸坯)、钢坯时,供方应保证化学成分(熔炼分析)符合表1规定,但为保证轧制钢材各项性能符合本标准要求,各牌号A、B级钢的化学成分可以根据需方要求进行适当调整,另订协议。

⒌1.2 成品钢材、商品钢坯的化学成分允许偏差应符合GB222中表1的规定。

沸腾钢成品钢材和商品钢坯化学成分偏差不作保证。

⒌2 冶炼方法

钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼,除非需方有特殊要求,并在合同中注明,冶炼方法一般由供方自行决定。

⒌3 交货状态