碳素钢的定义
碳素钢的定义及分类
碳素钢的定义及分类
钢类
碳素钢
Wp/% Ws/%
≤0.045 ≤0.050
说明
普通质量钢
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
碳素钢钢筋、铁道用于一般素钢
碳素钢的定义及分类
钢类
优质钢
碳素钢
说明
Wp/% 造船用碳素钢、重轨用碳素钢 Ws/% ≤0.035 ≤0.035
碳素钢的定义及分类
钢类
高级优质钢
≤0.025
碳素钢
说明
碳素钢的定义及分类
内容讲解
碳素钢有多种分类的方法，常用的有以下三种： 按含碳量（wc）来分类 碳素钢：
低碳钢 wc≤0.25％
中碳钢 0.25%＜wc≤0.60% 高碳钢 wc＞0.60％
碳素钢的定义及分类
按钢的质量分类 钢的质量是以磷、硫的含量来划分的，分为普通 钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。根据现 行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：
碳素钢的定义及分类
优质碳素结构钢
碳素钢的定义及分类
按钢的用途分类 碳素工具钢指含碳量wc＞0.70%，主要用于制造 各种刃具、模具、量具等工具用钢。按专业来分， 可以分为锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢等。
碳素钢的定义及分类
扩展
按脱氧方法不同分为 沸腾钢 镇静钢
半镇静钢
Wp/% 航空、兵器等专用高级优质钢 Ws/% ≤0.025
碳素钢的定义及分类
钢类
碳素钢
Wp/% Ws/% ≤0.015
说明
特级优质钢
≤0.025
特殊焊条用碳素钢
碳素钢的定义及分类
按钢的用途分类 碳素结构钢指含碳量wc＜0.70%，主要用于制造 齿轮、轴等各种机械零件和制作桥梁、建筑等工 程结构件用钢。 普通碳素结构钢。
碳素钢和低合金钢的定义
碳钢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。
碳钢也叫碳素钢，指含炭量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，碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种；按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢；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（T Z）；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%）；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）和特级优质钢。
一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。
按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。
合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。
原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。
在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。
在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不同之处。
①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。
美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。
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O、H、N（氧、氢、氮）。
此外，用铝—硅脱氧镇静工艺中，必然在钢水中含有 Al，当Als（酸溶铝）≥0。
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、O、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CO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SO2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。
碳素结构钢的定义与分类
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％。
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
（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
< 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。
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”
合金钢碳素钢
合金钢碳素钢
合金钢和碳素钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
本文将从合金钢和碳素钢的定义、特点、应用等方面进行介绍。
合金钢是一种含有其他元素的钢，通常是铬、镍、钼、钴、钒等元素。
这些元素的加入可以改变钢的性质，如提高硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。
合金钢的强度和硬度比碳素钢高，因此在制造高强度零件和机械零件时广泛应用。
例如，汽车发动机的曲轴、齿轮、轴承等都是用合金钢制造的。
碳素钢是一种含有碳元素的钢，通常含有0.05%至2.0%的碳。
碳素钢的强度和硬度较低，但具有良好的可塑性和可焊性。
碳素钢广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶等领域。
例如，建筑中的钢筋、汽车的车架、机械的轴承等都是用碳素钢制造的。
合金钢和碳素钢的区别在于合金钢中含有其他元素，而碳素钢只含有碳元素。
这些元素的加入可以改变钢的性质，使其具有更好的性能。
例如，铬元素可以提高钢的耐腐蚀性，钼元素可以提高钢的硬度和强度。
总的来说，合金钢和碳素钢都是重要的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
选择合适的材料可以提高产品的性能和质量，从而更好地满足人们的需求。
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。
g第六章 碳素钢.ppt
15、20、25钢，属于渗碳钢。强度、硬度
较低，塑性、韧性较高，焊接性能良好。
这类钢经“淬火+低温回火”后，表面具有很高 的硬度和耐磨性，而心部保持良好的强度、塑 性和韧性，常用于制造表面受摩擦、又有冲击 载荷作用下的零件，如齿轮、活塞销等。
♫ 一是锰能够溶入铁素体中而使钢产生固溶强化； ♫ 二是锰能与硫化合生成硫化锰，从而减低硫的含量，改善
钢的质量。所以，锰也是一种有益元素。
三、硫的影响
硫是在熔炼时由矿石和燃料（焦炭）带入钢中的。
硫在钢中主要与铁形成硫化亚铁（FeS），FeS与 Fe形成低熔点(985℃)的共晶体，分布在奥氏体的 晶界上。
第三节 常用碳素钢
一、结构钢
结构钢分两大类，即工程结构用结构钢和机器零件用结构钢。
工程结构用钢一般是指桥梁、船舶、塔架、锅炉等所
用的钢。
机器零件用结构钢是指用来加工齿轮、凸轮、连杆、
轴类及螺栓螺母等机器零件用钢。
从质量上讲，工程结构用钢一般属于普通质量钢，机器零件 用钢一般属于优质钢或高级优质钢。
第六章 碳素钢
定义
工业用钢
按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金。 合金钢是指为了提高钢的性能，在碳钢基础
上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合 金。
第一节 常存杂质元素对钢性能的影响
杂质元素是指熔炼时被炉料带入而非特意
加入的元素
这些杂质元素有些是有益的，能使钢的性能得 到改善；
Q195为低碳钢，塑性好，强度低，一般由于制
造铁钉、铁丝、黑铁皮、白铁皮等。
Q235使用比较广泛，常见的槽钢、角钢、工
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。
钢的各种分类
Fo 钢的各种分类r分类方法分类名称说明perso1．按化学nal成分分u(1)碳素钢碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，se其含碳量的不同可分为：onl 1)低碳钢——含碳量wc≤ 0.25％y2) 中碳钢—in —含碳量wc>0.25 ％～0.60％st3)高碳钢——含碳量wc>0.60 ％ud(2)合金钢为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，y锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。
按其合金元素的总含量，可分为：and 1) 低合金钢——合金元素的总含量≤5％res2)中合金钢——合金元素的总含量 5％～10％ear3)高合金钢——合金元素的总含量 >10％ch;n 2 ．按冶炼ot设备分for (1) 转炉钢用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；c 据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种如铬钢、o (2) 平炉钢用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性m(3)电炉钢用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。
工业上大量生产的，是me碱性电弧炉钢rcial 3．按浇注us前脱氧程e度分 (1) 沸腾钢属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。
其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板(2)镇静钢属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。
其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。
一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢(3)半镇静钢脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制．目前产量较少4．按钢的品质分(1)普通钢钢中含杂质元素较多，含硫量 ws 一般≤O．05％，含磷量 wP≤0.045％，如碳素结构钢、低合金结构钢等(2)优质钢钢中含杂质元素较少，含硫及磷量 ws、wp，一般均≤ 0.0％4 ，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等(3)高级优质钢钢中含杂质元素极少，含硫量 ws 一般≤O．03％，含磷量 wP≤ 0.035％，如合金结构钢和工具钢等。
碳钢——优质碳素结
种类
1、碳素结构钢 代表：Q235 2、优质碳素结构钢 代表45、65Mn、08F。 牌号注解：直接表示金属含碳量的万分数。
应用：制造重要机械零件的非合金钢，一般都要经过热处理之后使用。
3、碳素工具钢 代表：T12钢 特点：属共析钢和过共析钢，强度、硬度较高，耐磨性好适用于制造各种低速切削刀具。 4、铸钢 代表：ZG200-400，表示σs=200MPa，σb=400MPa的铸钢。 应用：主要用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺上又很难用锻压等方法成形的比较重要的机械零 件，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车钩和联轴器等。
优质碳素结构钢——45钢
定义：钢中除含有碳（C）元素和为脱氧而含有一定量硅（Si）（一般 不超过0.40%）、锰（Mn）（一般不超过0.80%，较高可到1.20%）合金 元素外，不含其他合金元素（残余元素除外）。 此类钢必须同时保证化 学成分和力学性能。其硫（S）、磷（P）杂质元素含量一般控制在 0.035%以下。若控制在 0.030%以下者叫高级优质钢，其牌号后面应加 “A”，例如20A；若P控制在0.025%以下、S控制在0.020%以下时，称特 级优质钢，其牌号后面应加“E”以示区别。对于由原料带进钢中的其他 残余合金元素，如铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）等的含量一般控制在 Cr≤0.25%、Ni≤0.30%、Cu≤0.25%。有的牌号锰（Mn）含量达到1.40%， 称为锰钢。
45号钢不同的处理方式得到不同的组织结构
1、45钢的退火后的金相——奥氏体，退火后太软，一般45钢都不做退火处 理 2、45钢的正火后的金相——奥氏体+珠光体，这是材料供应状态的金相 3、45钢的淬火后的金相——马氏体，45钢可以淬火，但这样做得不多，一 般都是用调质处理45钢，若非要淬火，其硬度不是很高。 4、45钢调质零件进行了金相检测，结果组织为珠光体+铁素体+回火索氏体。 退火：主要目的是降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能，也主要用于 消除铸、锻、焊、轧、冷等加工所产生的内应力。正火：和退火类似，但 可以得到比退火较高的机械性能。回火：分为高、中、低温回火，一般与 淬火结合使用。 调质：淬火+高温回火就是调质。主要目的是获得塑性、韧性，硬度和强度 良好的综合机械性能。淬火：主要目的是获得高硬度。45钢由于塑性和硬 度适中,所以一般不做正火,退火，只调质和淬火(主要是表面淬火),一般做轴 类零件的话是整体调质,与滑动轴承接触的地方表面淬火。
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碳素钢的定义
碳素钢是指碳的质量分数大于0.0218%小于
2.11%，并含有少量锰、硅、磷、硫等元素的铁碳合金。
在钢铁材料中，碳素钢占有很大的比重，与合金钢相比，碳素钢冶炼简便，加工容易，价格低廉，并且在一般情况下能满足使用要求，所以应用非常广泛。
碳素钢中常见的杂质有锰、硅、硫、磷等，它们对碳素钢的性能产生不同程度的影响。
锰和硅是在炼铁时作为脱氧剂加入钢中的。
锰具有一定的脱氧能力，能将氧化铁还原称为铁，显著改善钢的质量；锰能与硫化合成硫化锰，以减轻硫的有害作用；锰还能溶解于铁中，形成含锰铁素体，提高钢的强度和硬度。
总之，锰对碳素钢的性能有良好的影响，是一种有意元素。
硅的脱氧作于比锰强，能将氧化铁还原铁，能显著改善钢的质量。
硅也能溶入铁，从而提高钢的强度和硬度。
硫和磷是从原料及燃料中带入钢中的有害杂质。
硫有热脆性，磷有冷脆性，但硫能改善刚才的切削性
能，所以制造要求表面粗糙度较小而强度要求十分严格的零件时候，可采用硫的质量分数较高的易切削结构钢。