碳素钢的定义及分类

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钢的分类及用途

钢的分类及用途碳钢也叫碳素钢，是含碳量（wc）小于2%的铁碳合金。

碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。

碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。

按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25%)，中碳钢(wc 0.25%~0.6%)和高碳钢(wc >0.6%)。

按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低)。

一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。

碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。

若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含S、P的量依次降低，钢材质量依次提高。

若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F"或“b”者为镇静钢。

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。

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铆钉、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。

优质结构钢这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。

其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(wс×10000)。

例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%；08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%，优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。

碳素结构钢的定义与分类

< 0.05
W
< 0.10
< 0.10
< 0.10
V
< 0.04
< 0.10
< 0.10
Zr
< 0.05
< 0.05
< 0.05
La系（每一种元素）
< 0.02
< 0.05
< 0.05
其他规定元素（S、P、C、 N除外）
< 0.05
< 0.05
< 0.05
（四）美国标准 ASTMA749
当对铝、铬、钴、铌、钼、镍、钛、钨、钒、锆，或为了获得所期望的合金化效果而加入的任一元素不规定或不要求最小含量时，当对铜规定的最小质量分数不超过0.40%时，或对下列任一元素规定最大含量不超过所注明的质量分数（锰1.65%、硅0.60%、铜0.60%）时，该类钢称为碳素钢。
（2）不规定热处理（退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理）；
（3）如产品标准或技术条件中有规定，其特性值应符合下列条件：
碳的质量分数最高值 ≥ 0.10%；
硫或磷的质量分数最高值 ≥ 0.045%；
氮的质量分数最高值 ≥ 0.007%；
抗拉强度最低值 ≤ 690MPa；
屈服点或屈服强度最低值 ≤ 360MPa；
根据国际标准ISO 4948-2：1981《钢分类—第2部分：非合金钢和合金钢按主要质量级别和主要性能及使用特性的分类》的规定，按主要质量级别非合金钢分为普通钢（base steel）、非合金优质钢（unalloyedquality steel）和非合金特殊钢（unalloyed special steel）。普通钢是指不规定在生产中需特别控制质量要求的钢，并应同时满足下列4个条件：

碳素钢的定义及分类

和重要结构件。
高级碳素钢
03
质量要求极高，具有优良的力学性能和加工性能，常用于制造
高精度和高强度机械和结构件。
03 碳素钢的特性
力学性能
强度
碳素钢具有较高的强度，能够承受较大的外力。
韧性
碳素钢具有一定的韧性，不易脆断。
硬度
碳素钢的硬度取决于其含碳量，含碳量越高，硬度越大。
物理性能
导热性
碳素钢的导热性较好，能够有效地传递热量。
碳素钢的定义及分类
目录
• 引言 • 碳素钢的分类 • 碳素钢的特性 • 碳素钢的应用 • 结论
01 引言
目的和背景
碳素钢是钢铁材料中的重要组成部分，广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶等领域。随着工业化的快速发展，碳素钢的需求量不断增加，了解其定义和分类对于合理选用和生产具有重要意义。
碳素钢的定义：碳素钢是指以铁为主要元素，含碳量一般在2.0%以下，并含有少量硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金。
碳素钢的分类
01
按含碳量分类
根据含碳量的不同，碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢的
含碳量在0.25%以下，中碳钢的含碳量在0.25%～0.6%之间，高碳钢的
含碳量在0.6%～1.7%之间。
02
按质量分类
根据磷、硫等杂质元素含量的高低，碳素钢可分为普通质量钢、优质钢
和高级优质钢。普通质量钢的杂质元素含量较高，优质钢的杂质元素含
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含碳量小于0.2%的碳素钢，强度较低，但具有良好的塑性和焊接性能，常用于制造建筑结构和轻质零件。
中碳钢
含碳量在0.2%至0.6%之间的碳素钢，具有较好的韧性和塑性，广泛用于制造结构件和机械零件。

碳素钢与合金钢

制造大截面重载荷零件，如曲轴等用高淬透性的零件等。 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。
3. 典型合金弹簧钢
65 65 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 Cr Mn A 55 Si Mn Mo V Nb
汽车板簧
热卷大弹簧
大型热卷弹簧
1. 不锈钢 ( stainless steel )
1.定义: 在腐蚀介质中具有很高的抗腐蚀能力的钢。
2.概念:*在空气中的年腐蚀量为0.01mm 以内的钢, 称为在空气中使用的不锈钢。 *在强酸、强碱介质中的年腐蚀量为0.1mm以内的钢,称为在强酸、强碱介质中使用的不锈钢。
1)马氏体型不锈钢 --- Cr13型钢 Martensitic stainless steel
含锰量WMn ≤ 1.5 % 含碳量WC 0.4 %
易切削钢
1.用途: 适用于高速切削和在自动加工机床上加工的材料。
2.性能要求: 降低切削力和切削热,减少刀具磨损,延长刀具寿命,改排屑性能,提高切削速度。
3.化学成分特点: S:Ws = 0.08～0.3% Pb:WPb=0.15～0.25% Ca:微量
钢液在浇注仅前进行轻度假脱氧, Wo = 0.03%～0.07%,成分偏析较严重、组织不致密。机械性能不均匀, 冲击韧性差, 常用于要求不高的零件。
3.半镇静钢 ( balanced steel )
半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,是用锰铁和硅铁进行脱氧。其质量也介于二者之间,可代替部分镇静钢,一般不适于做重要零件。
柴油机曲轴
2.典型合金调质钢
➢ 低淬透性调质钢
钢含合金元素总量＜3 %。

碳钢材质的细分

碳钢材质的细分定义：碳钢也叫碳素钢，指含碳量Wc小于2.11%的铁碳合金，有时也称为普碳钢或碳素钢。

碳钢材质的细分一、按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为工程构建钢和机器制造结构钢两种；二、按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢；三、按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）；四、按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）；五、按钢的质量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。

六、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。

(1) 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。

(2) 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。

能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538），σb为600～1100MPa。

所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。

（3）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。

七、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。

（1）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。

碳素钢的分类

碳素钢的分类含碳量小于2.11％的铁碳合金称为碳素钢，又称碳钢。

碳素钢的分类方法很多，一般可按含碳量、品质、用途和工艺进行分类。

按钢的含碳量分类，可分为：低碳钢，其含碳量小于0.25％；中碳钢，其含碳量等于0.25％～0.60％；高碳钢，其含碳量大于0.60％。

按钢的品质分类，钢的品质是由钢中含有害杂质硫(S)、磷(P)的多少来区分的。

当钢中含硫量不超过0.050％，含磷量不超过0.045％时为普通碳素钢；当钢中的含硫量、含磷量均小于0.040％时为优质碳素钢；当钢中的含硫量小于0.030％，含磷量小于0.035％时为高级优质碳素钢。

按钢的用途分类，可分为碳素结构钢和碳素工具钢。

碳素结构钢主要用于制造各种机械零件和工程构件。

碳素工具钢主要用来制造刀具、量具和模具，这类钢一般属于高碳钢，其含碳量在0.65％～1.35％的范围内。

按工艺分类，可分为热轧钢、冷拔钢、锻造钢和铸造钢等。

(一)普通碳素结构钢普通碳素结构钢中含有害杂质(硫、磷)和非金属夹杂物较多，但其机械性能可以满足一般工程结构件及普通机械零件的要求，所以应用较广。

通常为轧制成的钢板或各种型材(圆钢、方钢、角钢等)。

1988年颁布的国家标准(GB700—88)中，普通碳素结构钢的牌号是由代表其屈服点(屈服极限)的字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D)及脱氧方法符号(F、b、Z、TZ)等四部分组成。

其中质量等级符号表示钢中含有害杂质的多少，A级硫、磷含量分别不大于0.050％和0.045％；B级硫、磷含量均不大于0.045％；C级硫、磷含量均不大于0.040％；D级硫、磷含量均不大于0.035％。

脱氧方法符号“F”表示沸腾钢，“b”表示半镇静钢，“Z”表示镇静钢，“TZ”表示特殊镇静钢(仅用于D级钢)。

镇静钢和特殊镇静钢，其牌号中的脱氧方法符号可以省略。

普通碳素结构钢的牌号及力学性能详见表5—1。

Q195钢含碳量很低(0.06％～0.12％)，塑性好，常用来制造各种薄钢板，也可用来代替优质碳素钢中的08钢和10钢制造冲压、焊接结构件。

碳素结构钢的定义与分类

二、国外和国际（ISO）标准规定
（一）国际标准（ISO）的规定
根据国际标准ISO 4948-1：1982《钢分类-第1部分：根据化学成分钢分为非合金钢和合金钢》的规定，根据钢的化学成分分为非合金钢和合金钢。非合金钢与合金钢中元素含量界限值如表1-1-3所示。对于表中所列的所有元素，规定的钢中每个元素的质量分数比表中所列相应元素小时，这种钢为非合金钢。对表中列出元素的熔炼分析仅规定了最低值和范围时，应根据最低值进行分类。当锰的熔炼分析仅规定最大值时，应根据该最大值进行分类。除锰以外的其他元素，仅规定熔炼分析最大值时，取该值的0.7倍进行分类。
< 0.05
W
< 0.10
< 0.10
< 0.10
V
< 0.04
< 0.10
< 0.10
Zr
< 0.05
< 0.05
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La系（每一种元素）
< 0.02
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其他规定元素（S、P、C、 N除外）
< 0.05
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< 0.05
（四）美国标准 ASTMA749
当对铝、铬、钴、铌、钼、镍、钛、钨、钒、锆，或为了获得所期望的合金化效果而加入的任一元素不规定或不要求最小含量时，当对铜规定的最小质量分数不超过0.40%时，或对下列任一元素规定最大含量不超过所注明的质量分数（锰1.65%、硅0.60%、铜0.60%）时，该类钢称为碳素钢。
特殊质量非合金钢是指生产过程中需要特别严格控制质量的性能（例如控制淬透性和纯洁度）的非合金钢，应符合下列条件。
（1）钢材要经热处理并至少具有下列一种特殊要求的非合金钢（包括易切钢和工具钢）：

碳素钢

20、
冷冲压件、焊接件和标准件、渗碳件等零件。
45、
调质件：机床齿轮、机床主轴、曲轴、连杆等重要零件。
65
弹性件和耐磨件：小尺寸弹簧、低速车轮等
用途
较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。
热处理：
渗碳、淬火、回火等。
汽车曲轴
08-25钢含碳量低，强度、硬度较低，塑性、韧性及焊接性良好，主要用于制造冲压件，焊接结构件及强度要求不高的机械零件
弹簧垫圈
小轴
30~55属于调质钢，经过调质处理后具有良好的综合力学性能，主要用于制造受力较大的机械零件。
万向连轴器
曲轴
60钢以上的属于弹簧钢，经过热处理后可以获得较高的弹性极限，主要用于制造弹性零件。
汽车板簧
螺旋弹簧
3．碳素工具钢牌号 —— 如 T12A 钢，含C量为 12 / 1000 = 1.2 % ，
s ，MPa
≥ 175 205 245 315 335 355 375 400 420
(摘自GB/T699-1999)
65Mn ——Βιβλιοθήκη 表示Wc为0.65%、含锰量较高（WMn=0.9~1.2%)的优质
碳素结构钢。
08F
质碳素结构钢，属沸腾钢。
———表示Wc为0.08%的优
应
用
08F、
冷冲压件，如汽车和仪表外壳、容器、罩子等。
0.045 0.045
0.045 0.045 0.040 0.035 0.045 0.045
F,b,Z F,b,Z
F,b,Z F,b,Z Z TZ Z Z
Q255 Q275
A/ B －
Q×××AF 屈服强脱氧半镇静钢b 度字母方法镇静钢Z 屈服强度值特殊镇静钢TZ （MPa ）质量等级：A、B、C、D

按含碳量碳素钢分类

按含碳量碳素钢分类
碳素钢是一种由铁和碳组成的合金，其含碳量决定了其性质和用途。

根据含碳量的不同，碳素钢可以分为以下几个主要类别：
1. 低碳钢（Low Carbon Steel）：含碳量较低，通常在0.05%到0.30%之间。

低碳钢具有良好的可焊性、可加工性和可塑性，适用于制造薄板、轻型构件和汽车零部件等。

2. 中碳钢（Medium Carbon Steel）：含碳量介于0.30%到0.60%之间。

中碳钢具有较高的强度和硬度，适用于制造机械零件、轴承和齿轮等需要较高强度和耐磨性的部件。

3. 高碳钢（High Carbon Steel）：含碳量在0.60%以上。

高碳钢具有很高的强度和硬度，但牺牲了一些韧性。

它常用于制造刀具、弹簧和机械零件等需要极高硬度和耐磨性的应用。

除了上述主要分类之外，还存在一些特殊类型的碳素钢，例如：
4. 超高碳钢（Ultra High Carbon Steel）：含碳量超过0.80%以上的高碳钢。

具有非常高的强度和硬度，常用于制造切削工具和弹簧等特殊应用。

需要注意的是，以上分类只是一种常见的方式，不同标准和行业可能会有稍微不同的分类方法或碳含量范围。

此外，除了碳含量，其他合金元素的添加也会对钢的性质产生影响。

因此，在具体应用时，还需要根据具体要求选择适合的碳素钢材料。

碳素钢简介——精选推荐

碳素钢简介第⼀部分碳素钢⼀.钢和铁的区别:铁和钢是我们⽣活中许多常见的物质的组成材料，它们的存在在很⼤程度上“加固”了我们的⽣活的结构，认识、了解它们将有助于我们更清楚的认识⽣活、改造⽣活。

铁的合⾦⾸先应该知道铁和钢的区别在于它们含碳量的不同（分别为2%-4.3%和0.03%-2%），然后还要了解铁和钢各⾃的分类情况，重点放在各种物质的俗名和实际⽤途上，如铸造⽣铁俗名灰⼝铁，常⽤于制造各种铸件等。

这⼀部分的学习应该以对⽐为主，虽然其中的数据理论不多，但我们要加以重视，因为考试中常以常识类选择题的形式出现。

炼铁铁的矿⽯有很多种:磁铁矿、⾚铁矿等，对于这些矿⽯所对应的主要成分⼤家应该知道，否则在出现类似“写出⽤⼀氧化碳还原磁铁矿的反应⽅程式”的题⽬时，就会不知所措的。

接下来要对炼铁的主要反映原理加以了解，即利⽤还原剂将铁还原出来，要注意对试验的现象的表述——“红棕⾊的粉末变成⿊⾊”（这是考试的常有内容）。

由此及彼，⾼炉中炼铁的原理也⼤致如此。

对于实际⽣产中的⼀些知识，⾸先应该了解⾼炉的基本结构“五炉、两进⼝、三出⼝”，及各部分发⽣的化学反应、炉渣的⽣成反应等，需要注意的是：⾼炉煤⽓的成分为⼀氧化碳、⼆氧化碳和氮⽓等的混合⽓体，需经过净化才能排出，它是很好的⽓体燃料。

炼钢炼钢和炼铁都是利⽤氧化还原反应进⾏的，但是两者在反应对象上有很⼤的区别：炼铁是将铁还原出来，⽽炼钢则是将⽣铁中的过量碳和其他杂质除去，所以两者在实际操作中有联系也有区别。

炼钢的⽅法主要有三种：转炉、电炉和平炉。

其中转炉炼钢法运⽤⽐较普遍。

我们不需要记忆其具体的操作过程（只需导致了解），但对于其中发⽣的反应，如：氧化铁单质、除去杂志和脱氧等要加以注意。

在炼钢过程中还会出现⼤量的棕⾊蒸⽓，它的成分是氧化铁尘粒和⾼浓度的⼀氧化碳，必须加以净化。

⼆．定义及分类主要指⼒学性能取决于钢中的碳含量，⽽⼀般不添加⼤量的合⾦元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。

碳钢的划分标准

一．简述低碳钢、中碳钢和高碳钢的划分标准及其各自的性能特点。

答：低碳钢（Wc为％～％），若零件要求塑性、韧性好，焊接性能好，便如建筑结构、容器等，应选用低碳钢；中碳钢（Wc为％～），若零件要求强度、塑性、韧性都较好，具有综合机械性能，便如轴类零件，应选用中碳钢；高碳钢（Wc为％～％），若零件要求强度硬度高、耐磨性好，例如工具等，应选用高碳钢。

二．碳素钢按含碳量可划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

高碳钢属于工具钢，详见“工具钢”部分。

低碳钢如20号钢一般多用来制作渗碳零件。

热处理工艺是先进行渗碳处理，随后进行淬火和低温回火。

经这样处理后零件表面具有较高的硬度而心部具有良好的塑性。

而中碳钢如45号钢根据使用条件不同，热处理方式也不同。

一般做热加工使用的要进行调质处理，即淬火后高温回火。

其他条件使用的可进行正火处理。

现把国标、日本标准中某些主要钢号的化学成分列举，如表6 ―7―20。

表 6-7-20 碳素钢化学成分指标S30C、S45C钢号中Ni-Cr应小于%，其他国家的标准号有EN10083T―91.ГОСТ1050 等。

7. 物理性能现把国标、日本标准中某些主要钢号的机械性能如表6―7 ―21。

表 6-7-21 碳素钢物理性能指标三．高碳钢、低碳钢、中碳钢的划分标准是什么钢是钢材含碳量在%%之间的铁碳合金。

为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过%。

钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下3种：1、钢材按品质分类(1) 普通钢（P≤%，S≤%）(2) 优钢材质钢（P、S均≤%）(3) 高级优质钢（P≤%，S≤%）2.、按化学成份分类(1) 碳素钢：钢材a.低碳钢（C≤%）；b.中碳钢（C≤~%）；c.高碳钢（C≤%）。

(2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

3．按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。

碳素钢

一．普通碳素结构钢
Q+屈服点数值+质量等级符号+脱氧方法
质量等级分A、B、C、D四级。脱氧方法用F、b、Z、TZ表示（沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢）
Q235A.F 表示σs=235MPa,质量为A级的碳素结构钢,
一．
二. 优质碳素结构钢
优质碳素结构钢中有害杂质S、P含量极少，这类钢大多数用于制作机械零件。
3. 按钢的用途分类
（1）碳素结构钢：（Wc < 0.7%）
用于制造各种机械零件和工程结构件。
（2）碳素工具钢：（Wc ≥ 0.7%）
用于制造各种刃具模具和量具. * 在实际使用中，钢的分类命名往往是混合应用的。
碳素结构钢
主要用于制造机械零件和工程结构件，根据质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
牌号由“T+数字”表示，数字表示钢中Wc的千分数
如 T8 （Wc=0.8%）。若为高级优质钢，则在钢号后面再加字母A,
如 T12A.
应用
( 1 ) T7、T8 凿子、斧头
（2） T9、T10、T11 锯条、丝锥、板牙
（3） T12、T13 锉刀
锉
刀
手锤
二．碳素钢的分类
1. 按钢的含碳5% (2) 中碳钢：0.25%-0.6%
（3）高碳钢：Wc≥0.6%
2. 按钢的质量分类：（钢中有害杂质S、P含量的多少
）
（1）普通碳素钢：Ws、Wp较高（2）优质碳素钢：Ws、Wp均≤0.04% （3）高级优质碳素钢：Ws、Wp均很低，Ws≤0.03%
概述
碳素钢简称碳钢，是指含碳量 Wc 大于0.0218%小于2.11%的铁碳合金。

碳钢

§4－2 碳素钢
碳素钢——简称碳钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。
一、钢中常存元素及其对性能的影响二、碳素钢的分类三、碳素钢牌号及用途
一、钢中常存元素及其对性能的影响
锰——有益元素，有很好的脱氧能力，还可与硫形成 MnS，从而消除了硫的有害作用。硅——有益元素，脱氧能力比锰强，还能提高钢的强度及质量，硅作为杂质一般应不超过0.4%。
硫——有害元素，常以FeS形式存在，易使钢材变脆
（热脆性）。磷——有害元素，它使钢在低温时变脆（冷脆性）。
氢——有害元素，能造成氢的含碳量分低碳钢：C≤0.25％中碳钢： 0.25％<C <0.60％高碳钢：C ≥0.60％
2．按钢的质量分普通钢：S ≤0.050％，P≤ 0.045％优质钢：S ≤0.035％，P≤ 0.035％高级优质钢：S≤ 0.025％，P≤ 0.025％
3．按钢的用途分结构钢：含碳量一般均小于0.70% 工具钢：含碳量一般均大于0.70% 4．按冶炼时脱氧程度的不同分沸腾钢：脱氧程度不完全的钢镇静钢：脱氧程度完全的钢特殊镇静钢：比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢
三、碳素钢牌号及用途
化学元素符号＋汉语拼音字母＋阿拉伯数字 1．（普通）碳素结构钢
4．铸造碳钢牌号由“铸钢”两汉字的汉语拼音字母字头“ZG”后面加两组数字组成：第一组数字代表屈服强度，第二组数字代表抗拉强度值。例如：ZG270—500表示屈服强度不小于270MPa，抗拉强度不小于500MPa的铸造碳钢。
2．优质碳素结构钢
牌号用两位数字表示，这两位数字表示该钢的平均含碳量的万分数。

碳钢基础知识

三、钢的分类
按用途分：按用途分：结构钢：工程结构用钢（ ⑴ 结构钢：工程结构用钢（用于制造各种工程构件，如桥梁、船舶、种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件）、机器零件用钢包括渗碳钢、机器零件用钢（等）、机器零件用钢（包括渗碳钢、调质弹簧钢、滚动轴承钢）钢、弹簧钢、滚动轴承钢）工具钢：用于制造各种刀具、量具、 ⑵工具钢：用于制造各种刀具、量具、模具等，一般为高碳钢，具等，一般为高碳钢，在质量上都是优质钢或高级优质钢。钢或高级优质钢。特殊性能钢： ⑶特殊性能钢：具有某种特殊的物理或化学性能的钢种，学性能的钢种，用于有特殊要求的零件或结构，如不锈钢、耐热钢、高耐磨钢、结构，如不锈钢、耐热钢、高耐磨钢、磁钢等
优质碳素结构钢牌号、表4-2 优质碳素结构钢牌号、性能及用途
牌号 08F、08、10 15、20、25、 15Mn、20Mn 性能特点塑性、韧性好强度不高塑性、韧性好有一定的强度应用举例冷轧薄板、钢带、钢丝、钢板、冲压制品，如外壳、炮弹壳等不需要热处理的低负荷零件，如螺栓、螺钉、螺母、拉杆、法兰、渗碳后可制作齿轮、轴、凸轮、摩擦片等主要制作齿轮、连杆、轴类等零件，其中40钢、45钢应用广泛
五、铁碳合金的基本组织
铁碳合金是以铁为基本元素，以碳为主加元素组铁碳合金是以铁为基本元素，成的合金。成的合金。在固态下铁碳合金的基本组织有铁素体（）：铁素体含碳量的质量分数很低，）：铁素体含碳量的质量分数很低铁素体（F）：铁素体含碳量的质量分数很低，其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好、强度低、其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好、强度低、硬度低。硬度低。奥氏体（A）：奥氏体具有一定的强度和硬度，奥氏体（）：奥氏体具有一定的强度和硬度，）：奥氏体具有一定的强度和硬度塑性也很好，溶解碳能力比铁素体较大。塑性也很好，溶解碳能力比铁素体较大。因奥氏体组织塑性好而又便于成型。在一般情况下，体组织塑性好而又便于成型。在一般情况下，奥氏体是一种高温组织，氏体是一种高温组织，稳定存在的温度范围为 727～1394℃，故奥氏体的硬度低，塑性较高，通～ ℃ 故奥氏体的硬度低，塑性较高，常用于对钢铁材料进行热变形加工，如“打铁”。常用于对钢铁材料进行热变形加工，打铁”

1.3碳素钢

碳素钢
碳钢是指C＜1.4%，不含特意添加合金元素的钢碳钢的分类：按用途分：结构钢、工具钢、
普通质量钢（0.045%P，0.05%S）按质量分：优质钢（ 0.035% P ，0.035% S ）
高级优质钢（ 0.025% P ， 0.025% S ）
低碳钢（<0.25%C）按含碳量分：中碳钢（0.25~0.6%C）
2 优质碳素结构钢
① 用于较重要的机械零件
0.45%C
② 一般热处理后使用
③ 牌号：08F、10 、15、20…45 …80 火车轮（含碳量的万分数）
0.08%C
冲压件
轴、齿轮
2024/1/3
工程材料与材料成型基础
4-3
碳素工具钢
3 优质碳素工具钢 T8 、T9… T13 （锉刀）
4 高级优质碳素工具钢 T8A 、T9A …T13A （锯条）
2024/1/3
工程材料与材料成型基础
4-2
碳素结构钢
1 普通碳素结构钢
① 用于工程结构和要求不高的机械零件
（螺栓、螺母、销子、吊钩、 …） Q235～A3
② 一般不热处理，热轧状态使用（只保力学性能，不保化学成分）
③ 牌号：Q235 AF
脱氧方式：沸腾钢
屈 σs 品质：只保证力学性能及Si,S,P成分
高碳钢（>0.6%C）
2024/1/3
工程材料与材料成型基础
4-1
碳钢分类 P3(表1-1)
普通（~） Q235 AF、（A3）
碳素结构钢：
（~）
优质（~）08F、10 、15 …45 … 60 …80
优质（∆）T8 、T9 …T13
碳素工具钢：
（∆）

碳素钢的定义及钢中五元素

1、碳素钢的定义及钢中五元素含碳2%以下的铁碳合金称为钢。

碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物，即C、Si、Mn、S、P （碳、硅、锰、硫、磷）。

其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体，含0、H、N （氧、氢、氮）。

此外，用铝一硅脱氧镇静工艺中，必然在钢水中含有Al,当Als （酸溶铝）30。

020%时，还有细化晶粒的作用。

2、钢铁是怎样炼成的？炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P、S、H、0、N等杂质的含量降至允许限量之下。

炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧成C0气体逸出，其它Si、P、Mn等氧化后进入炉渣中。

S部份进入炼渣中，部份则生成S02排出。

当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。

为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。

3、转炉炼钢简介从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料，另加10%以下的废钢。

然后，向转炉内吹氧燃烧，铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量，当探头测得达到预定的低碳含量时，即停止吹氧并出钢。

一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作; 然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化，即可送往连铸或模铸工区。

对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理（喷SI—CA粉及变性石灰）可以有效降低钢中的气体与夹杂，并有进一步降碳及降硫的作用。

在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份，满足优质钢材的需求。

4、初轧模铸钢锭采取热装、热送新工艺，进入均热炉加热，然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品，经过切头、切尾、表面清理，（火焰清理、打磨）高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤，检验合格后入库。

目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。

初轧板坯主要供应热轧厂作为原料；轧制方坯除部份外供，主要送往高速线材轧机作原料。

简述碳素钢的三种分类

简述碳素钢的三种分类
摘要：
一、碳素钢的概述
二、碳素钢的三种分类
1.低碳钢
2.中碳钢
3.高碳钢
三、各类碳素钢的性能及应用领域
正文：
碳素钢是含碳量在0.02%～2.04%之间的钢铁材料，根据含碳量的不同，碳素钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种。

一、低碳钢
低碳钢的含碳量较低，通常在0.05%～0.30%之间。

由于碳含量较少，低碳钢的强度和硬度相对较低，但具有良好的塑性和韧性。

这类钢材在我国的制造业、建筑行业和家居用品等领域有广泛的应用。

低碳钢的可塑性较强，容易加工成各种形状，同时抗腐蚀性能良好，因此在众多行业中具有广泛的应用价值。

二、中碳钢
中碳钢的含碳量介于低碳钢和高碳钢之间，一般在0.30%～0.60%之间。

中碳钢的强度和硬度较高，同时具有一定的塑性和韧性。

由于其性能较为均衡，中碳钢在我国的汽车、摩托车、机械制造等领域有着广泛的应用。

中碳钢
可用于制造各种零件，如齿轮、轴等，也可用于建筑结构中。

三、高碳钢
高碳钢的含碳量较高，通常在0.60%以上。

高碳钢具有较高的强度和硬度，但塑性和韧性相对较差。

由于高碳钢的耐磨性较好，这类钢材在我国的轴承、刀具等领域有广泛的应用。

同时，高碳钢也可用于制造弹簧、钢丝等产品。

总之，碳素钢根据含碳量的不同，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种。

各类碳素钢具有不同的性能和应用领域，为我国的工业发展和日常生活提供了有力的支持。

碳素结构钢

一、碳素结构钢
3、碳素结构钢的应用
碳素钢结构的用途很广，钢材品种有热轧钢板，钢带，钢管，槽钢，角钢，扁钢，圆钢，钢轨，钢筋，铜丝等。一般在供应状态（热轧太）下用于工程结构，少量用于制造机械零件。
一、碳素结构钢
1、什么是碳素结构钢
碳素结构钢，英文名：carbon structural steel，碳素钢的一种。含碳量约0.05%～ 0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。
一、碳素结构钢
1、碳素结构钢的分类
s30c进口优质碳素结构钢
优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量（小于0.80%）和较高含锰量（0.80%～ 1.20%）两组。含碳量在0.25%以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在 0.25%～0.60%，典型钢号有40，45，40Mn， 45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60%，如65，70，85， 65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。
一、碳素结构钢
1、碳素结构钢的分类
s30c进口优质碳素结构钢
优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量（小于0.80%）和较高含锰量（0.80%～ 1.20%）两组。含碳量在0.25%以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在 0.25%～0.60%，典型钢号有40，45，40Mn， 45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60%，如65，70，85， 65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。

碳钢的划分标准

一．简述低碳钢、中碳钢和高碳钢的划分标准及其各自的性能特点。

答：低碳钢（Wc为0.10％～0.25％），若零件要求塑性、韧性好，焊接性能好，便如建筑结构、容器等，应选用低碳钢；中碳钢（Wc为0.25％～0.60），若零件要求强度、塑性、韧性都较好，具有综合机械性能，便如轴类零件，应选用中碳钢；高碳钢（Wc为0.60％～1.30％），若零件要求强度硬度高、耐磨性好，例如工具等，应选用高碳钢。

二．碳素钢按含碳量可划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

高碳钢属于工具钢，详见“工具钢”部分。

低碳钢如20号钢一般多用来制作渗碳零件。

热处理工艺是先进行渗碳处理，随后进行淬火和低温回火。

经这样处理后零件表面具有较高的硬度而心部具有良好的塑性。

而中碳钢如45号钢根据使用条件不同，热处理方式也不同。

一般做热加工使用的要进行调质处理，即淬火后高温回火。

其他条件使用的可进行正火处理。

现把国标、日本标准中某些主要钢号的化学成分列举，如表6 ―7―20。

表6-7-20 碳素钢化学成分指标S30C、S45C钢号中Ni-Cr应小于0.35%，其他国家的标准号有EN10083T―91.ГОСТ1050 等。

7. 物理性能现把国标、日本标准中某些主要钢号的机械性能如表6―7 ―21。

表 6-7-21 碳素钢物理性能指标1 / 7三．高碳钢、低碳钢、中碳钢的划分标准是什么钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。

为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。

钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下3种：1、钢材按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优钢材质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类2 / 73 / 7(1) 碳素钢：钢材a.低碳钢（C ≤0.25%）；b.中碳钢（C ≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C ≤0.60%）。