碳 素 钢
(完整版)碳素钢
有益作用
有害影响
在钢中形成FeS , FeS与Fe 形成低熔点（985℃）共晶
体 分布在晶界上，使得对
有害元素 钢进行热加工时容易脆化
开裂，这种现象称为热脆。
来 源 炼钢原料和燃料。
有益作用 少量能溶入F中，使强度、
硬度显著提高。
有害影响 引起钢的塑性和韧性急剧
下降，尤其在低温时脆性
有害元素 更大，这种现象称为冷脆。
热 处 理 正火，使用时不进行热处理。
性
能
较高的强度，良好的塑性与
韧性；并具有良好的焊接性。
典型牌号
Q235
应 用 如表3-6（P46） Q195、Q215、Q235、Q255、275 一般桥梁、建筑结 可用于受力较 构，普通机械零件，大的机械零件， 如螺钉、螺母等。 如链轮、拉杆
等。
普通碳素结构钢通常轧制成钢板和各种型材，
08F ———表示Wc为0.08%的优 质碳素结构钢，属沸腾钢。
成 分 Wc=0.05-0.85%，多数为 低中碳成分，少数高碳。
ห้องสมุดไป่ตู้
热 处 理 一般使用时必须进行热处理。
性
能
较高强度，较好塑性与韧性。 性能变化范围较大。
典型牌号 45
应用 如表3-7（P47）
08F、 20、 45、 65
冷冲压件， 冷冲压件、 调质件：机
用于厂房、桥梁、船舶等建筑结构或一些
受力不大的机械零件。
圆钢
钢板
吊环螺钉螺母 螺钉
自锁螺母 铆钉
四、优质碳素结构钢：
用两位数字表示钢中平均含碳 量的万分数。
例：45 —— 表示平均含碳量为 0.45%的优质碳素结构钢。
• 1.08F
第06章碳素钢
工程用钢主要用于建筑、桥梁、船舶和车辆等；机器零 件用钢包括渗碳钢、调质钢、轴承钢和弹簧钢等。这类 钢一般属于低碳钢和中碳钢。 • (2) 碳素工具钢: 用于制造各种工具的钢。包括刃具钢 、量具钢、模具钢。这类钢一般属于高碳钢。 • (3) 特殊性能钢: 具有某种特殊性能的钢。包括不锈钢 、耐热钢和耐磨钢等。
• 工程用铸钢牌号首位冠以“ZG”(“铸钢”二字汉语拼音 字首)。根据GB/T5613—1995规定, 在“ZG”后面有两 组数字, 第一组数字表示该牌号钢屈服点的最低值, 第 二组数字表示其抗拉强度的最低值。
6.2.3 钢铁及合金统一数字代号体系
• 我国国家标准GB/T176156—1998对钢铁及合金产品牌号规定了统一 数字代号, 与现行的GB/T22—2000
• 6.1.6 氢的影响 • 氢在钢中能产生白点，使钢的脆性加大，其他力学性能也明显降低，因此，氢
是钢中的有害元素，必须控制在牌号规定的范围内。
• 钢中杂质除上述6种以外还有很多种，在此不再过多介绍。生产中常需检验的元 素有: 碳、硅、锰、硫、磷5种元素。
6.2 碳钢的分类、编号、性能和用 途
• 6.2.1 碳钢的分类
0.37%以内。由于含量不多, 在碳钢中仅作
为少量杂质存在时, 它对• 锰也是作为脱氧剂加入钢中的。锰有较强的脱氧能力, 消除氧对钢的不利影 响；锰和硫结合形成MnS, 可减轻硫在钢中的有害作用；锰大部分溶于铁素 体中, 形成置换固溶体, 并使铁素体强化, 从而提高钢的强度；一部分锰能溶 于渗碳体中形成合金渗碳体, 从而提高硬度和耐磨性。所以锰也是钢中的有 益元素。
• 氧与铁化合生成氧化铁, 氧化铁与硫化物结合可形成熔点为950℃的共晶体 (FeO+FeS), 使钢在950～1 100℃热加工时引起脆裂, 即“热脆”性。增加钢中 的含氧量, 还降低了钢的塑性、韧性、疲劳强度, 且使钢的冲压和切削等工艺 性能和磁性变坏。
碳素钢
碳素钢：含碳量小于1.35％，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。
碳素钢的性能主要取决于含碳量。
含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。
与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。
适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。
常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn1.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, 常用於制造链条, 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。
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。
（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。
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。
第 十四 讲碳素钢
第十四讲课题：§4-1碳素钢教学目的： 1.掌握掌握碳钢的分类与牌号。
2.了解常存杂质元素对碳钢钢性能的影响及碳钢的用途。
教学重点：碳钢的分类与牌号。
教学难点：碳钢的分类与牌号。
课前准备（教具、课件、实习材料等）：授课情况〈一〉复习提问：1、什么是冲击韧性，什么是冲击载荷？2、什么是疲劳强度，影响疲劳强度的因素有哪些？〈二〉教学内容：一、常存杂质元素对碳钢性能的影响碳钢是含碳量低于2.11%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。
碳钢在冶炼时不可避免地含有一些杂质元素，对钢的性能和质量有较大影响，应加以控制。
1、硅的影响脱氧剂，硅增大钢液的流动性。
可使热轧钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降。
钢的收缩率和冲击韧性下降不明显。
但是，当硅含量超过0.8~1.0%时，则引起面缩率下降，特别是冲击韧性显著降低。
总之，钢中少量存在的硅是有益元素。
2、锰的影响碳钢中的锰可以起到脱氧作用；产生强化作用；消除硫的有害影响，是钢中的有益元素，碳钢中锰的含量一般不超过0.8%。
3、硫的影响一般来说，硫是有害元素，硫在铁中的溶解度很小。
室温时，硫以FeS形态存在。
FeS塑性差，强度低，和Fe能形成低熔点(985℃)的共晶体分布在奥氏体晶界上,当碳钢加热到>985℃进行锻、轧等压力加工时，由于低熔点共晶体熔化而使钢在热加工过程中沿着晶界开裂，这种现象称为钢的“热脆”。
硫能提高钢材的切削加工性，这是硫的有益作用。
在大多数情况下，由于硫的有害影响，一般对钢的含硫量限制甚严。
4、磷的影响一般来说，磷是有害杂质元素。
磷在纯铁中有相当大的溶解度。
磷能提高钢的强度，但使塑性、韧性降低，特别是使钢的脆性转折温度急剧升高，使钢变脆，这种脆化现象在低温时更为严重，称为“冷脆”。
在炮弹钢中，含磷量高，其目的在于提高钢的脆性，增加弹片的碎化程度，提高炮弹的杀伤力。
二、碳钢的分类碳钢分类方法很多，常见的如下：1、按钢中碳含量分类（1）低碳钢（Wc﹤0.25%）；（2）中碳钢（Wc=0.25~0.6%）；（3）高碳钢（Wc>0.6%）。
碳素钢名词解释
碳素钢名词解释碳素钢是一种基于碳元素的钢材，也被称为碳钢、碳钢钢。
因其能够产生的强度非常高，所以它成为大部分重要工程建筑的主要建筑材料。
碳素钢的历史悠久，它的发明可以追溯到1856年，通过埃及的Henry Bessemer发明的钢熔融制程序。
碳素钢的分类碳素钢通常可以分为两类，即超低碳钢和中温碳钢。
超低碳钢含有低于其他钢材的碳含量，例如所谓的低碳钢，它们的碳含量低于0.25％。
中温碳钢含有更高的碳含量，介于0.25％和0.60％之间。
碳素钢的性质碳素钢的物理性质有着明显的变化。
当碳含量增加时，其压缩强度和拉伸强度也会增加，而能量密度也会随着碳含量的增加而减少。
碳素钢外表有黑色，灰色和淡红色等不同的颜色。
碳素钢的应用碳素钢由于其良好的耐腐蚀性和高强度等性能，所以被广泛应用于航空、机械制造、石油化工、建筑和桥梁工程等领域。
用于制造管道、汽车零件、建筑材料、船舶结构、电气控制等。
碳素钢的结构和外观也很美观，它可以用于制作复杂的雕塑、艺术器皿和装饰品等物品。
碳素钢的制造方法碳素钢的制造主要通过冶炼方式实现，一般使用传统的炉渣冶金法、火焰熔融法、电弧熔融法、贫铁焦补充法等多种冶炼技术来制造。
此外，碳素钢也可以通过挤压、冷挤压、热挤压等方法来实现制造。
总结碳素钢是一种基于碳元素的钢材，通常可以分为超低碳钢和中温碳钢，因其能够产生的强度非常高，所以它成为大部分重要工程建筑的主要建筑材料。
它具有良好的耐腐蚀性和高强度等性能，应用于航空、机械制造、石油化工、建筑和桥梁工程等领域，以及制作复杂的雕塑、艺术器皿和装饰品等物品。
碳素钢的制造主要通过冶炼方式实现，一般使用传统的炉渣冶金法、火焰熔融法、电弧熔融法、贫铁焦补充法等多种冶炼技术来制造。
碳素钢
基本简介含碳量小于1.35%，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。
碳素钢的性能主要取决于含碳量。
含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。
与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。
适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。
常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn基本分类按化学成分分类常称工具钢，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。
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。
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最多的是含碳量在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，为适应专业用钢的特殊要求，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专业用钢（如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等）。
（2）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。
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
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。
碳素钢
碳素钢TCM 机械/模具整理. 转载请注明出处. TCM 机械工程模具设计http://www.t-c.im目录一、简要介绍 (3)二、具体分类 (3)1.按化学成分分类 (3)(1)低碳钢 (3)(2)中碳钢 (3)(3)高碳钢 (3)2.按钢的品质分类 (3)(1)普通碳素结构钢 (3)(2)优质碳素结构钢 (3)3.按用途分类 (4)三、杂质影响 (4)1.Mn的影响 (4)2.Si的影响 (4)3.S的影响 (4)4.P的影响 (5)5.气体的影响 (5)四、命名方法 (5)1.碳素结构钢 (5)2.优质碳素结构钢 (5)3.碳素工具钢（WC=0.65%~1.35% 属高碳钢） (5)4.一般工程用铸造碳素钢件（铸钢） (5)五、用途 (5)六、缺陷 (6)1.结疤 (6)(1)炼钢（浇铸）造成结疤的主要原因有： (6)(2)轧钢方面造成结疤的原因有： (6)2.裂纹 (6)(1)炼钢方面 (6)(2)轧钢（锻造）方面 (6)一、简要介绍碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。
世界各工业国家，在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。
目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。
含碳量小于1.35%(0.1%-1.2%)，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。
碳素钢的性能主要取决于含碳量。
含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。
与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。
适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。
常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn 二、具体分类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。
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。
碳素结构钢牌号用途
碳素结构钢牌号用途
一、碳素结构钢的牌号及用途
1、10系列碳结构钢
10系列碳结构钢，又称普通碳素结构钢，一般用来生产结构件、机械零件、组装件、桥梁和悬挑等，最低允许抗拉强度为350MPa。
典型的牌号有：10#、20#、35#、45#、16Mn#、Q235、Q195等；
2、15系列低碳结构钢
15系列低碳结构钢，又称轻碳素结构钢，常用来生产轻质结构件、大型机器部件、受拉悬挑架系列产品、零件、管件、各种热处理钢件等，其最低允许抗拉强度一般在300MPa以上。
典型牌号有：15#、25#、30#、Q235A、Q235B、Q235C等；
3、20系列高碳结构钢
20系列高碳结构钢，又称中碳素结构钢，常被用来生产各种机床轴承、散热器、螺丝、齿轮、管件、器械等机械零件，其最低允许抗拉强度一般在450MPa以上。
典型牌号有：20#、35#、40#、45#、Q235A、Q235B 等；
4、30系列高韧性碳结构钢
30系列高韧性碳结构钢，又称高强度碳素结构钢，常被用来制造弹簧、压力容器、键、销芯等，其最低允许抗拉强度一般在500MPa以上。
典型牌号有：30#、35#、40#、45#、Q235A、Q235B等；
5、40系列高强度碳结构钢
40系列高强度碳结构钢，又称微合金碳素结构钢。
碳素钢 用途
碳素钢用途简介碳素钢是一种含碳量高于0.02%的钢材，由于其良好的物理和化学性质，广泛用于多个领域。
本文将深入探讨碳素钢的用途及其在不同行业的应用。
机械工业碳素钢在机械工业中扮演着重要的角色。
以下是一些常见的应用：1. 制造工具和机械零件碳素钢的高强度和良好的韧性使其成为制造工具和机械零件的理想材料。
例如，锤子、螺丝刀、钳子等手工工具通常由高碳钢制成。
机械零件，如轴承、齿轮和活塞等，也常使用碳素钢制造。
2. 制作汽车零部件碳素钢在汽车行业中广泛用于制造零部件。
引擎组件、车身结构和底盘都需要具有高强度和柔韧性的材料，碳素钢正好满足这些要求。
此外，碳素钢还可以提供良好的耐腐蚀性，延长汽车零部件的使用寿命。
3. 制作建筑材料碳素钢也在建筑领域得到广泛应用。
用碳素钢制成的钢筋可以在混凝土中增加强度和韧性，提高建筑物的结构稳定性。
此外，碳素钢还用于制造梁、柱、桥梁和其他建筑结构中的支撑部件。
能源行业碳素钢在能源行业中具有重要的作用。
以下是一些常见的应用：1. 石油和天然气行业碳素钢在石油和天然气行业中用于制造油井套管和管道。
这些管道需要具有良好的耐压性和耐腐蚀性，并能承受极端的温度和压力环境。
碳素钢的高强度和耐蚀性使其成为这些应用的理想选择。
2. 发电行业火力发电和核电站使用大量的碳素钢材料。
锅炉、蒸汽管道和压力容器需要具有高温和高压下的稳定性，碳素钢可以满足这些要求。
另外，碳素钢也用于制造涡轮机叶片和发电机组件。
制造业碳素钢在制造业中有多种应用。
以下是一些常见的应用：1. 制作刀具碳素钢由于其高硬度和耐磨性，在制作刀具方面被广泛使用。
刀片、刨片、锯片等工具通常由高碳钢制成，能够保持刀刃的锐利和耐用性。
2. 制作厨具碳素钢也常用于制作厨具，例如刀、锅和平底锅等。
碳素钢的导热性和导电性使其成为烹饪食物的理想材料，并且易于保养和清洁。
3. 制作家具和装饰品碳素钢的高强度和良好的可塑性使其成为制造家具和装饰品的理想选择。
碳素钢
复习提问：1.铁碳合金的分类和组织。
2.铁碳合金相图的应用。
引入新课:讲授新课：§3-4 碳素钢碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合金，它是指含碳量大于0.0218%而小于2.11%，且冶炼时不特意加入合金元素的的铁碳合金。
它资源丰富、容易冶炼，价格便宜，具有较好的力学性能和优良的工艺性能，应用广泛。
一、钢中常存元素及其对钢的性能的影响钢中除铁以外的主要元素是碳，此外还含有一些常存元素，主要是硅、锰、硫、磷。
它们对钢的性能也具有一定的影响。
１、硅的影响来源：生铁和脱氧剂影响：①残余硅能溶于铁素体，使铁素体强化，提高钢的强度和硬度。
②使钢的液态流动性变好，有利于铸造成型。
含量：硅作为常存元素，其含量一般不超过0.5%。
2．锰的影响来源：生铁和脱氧剂。
影响：①它能与钢中的硫化合成硫化锰，从而减轻硫的危害作用。
②残余的锰大部分能溶于铁素体，提高钢的强度和硬度。
含量：一般小于1%。
3．硫的影响来源：生铁和燃料。
影响：对钢的危害很大。
①它不溶于铁，而以FeS的形式存在，FeS与Fe形成低溶点（985℃）的共晶体，在钢件进行锻造、轧制等热加工时，削弱钢内部分子之间的结合力，导致开裂。
称为“热脆”。
②硫还会使钢的强度和韧性降低。
③硫与锰化合成硫化锰，起断屑的作用，可改善切削性。
含量：应严格控制，一般应小于0.050%4、磷的影响来源：生铁。
影响：①能全部溶于铁素体，提高钢的强度和硬度；②使钢在低于100℃时的塑性和韧性急剧下降，这种现象称为“冷脆”。
含磷量越高，冷脆越严重；③含量在0.05%—0.15%，使铁素体脆化，可改善切削性。
④磷还会使钢的焊接性能变坏，在焊接时容易产生裂纹。
含量：一般应小于0.045％。
5.其它气体与非金属夹杂物1）氢脆：氢分子—大的气压—白点—氢脆2）氮的时效：来不及逸出的氮，放置一段时间后，以氮化物的形式析出，使钢变脆。
3）氧以氧化物的形式存在于钢中，形成非金属夹杂物，如SiO2、MnO、Al2O3等，降低钢的塑性、冲击韧性和疲劳强度等。
碳素钢和低合金钢
碳素钢和低合金钢
碳素钢和低合金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。
本文将从材料特性、制造工艺、应用领域等方面介绍这两种材料。
碳素钢是一种含碳量较高的钢材，通常含碳量在0.2%~2.1%之间。
碳素钢具有良好的可塑性、韧性和可焊性，同时也具有较高的强度和硬度。
碳素钢的制造工艺相对简单，成本较低，因此在制造机械、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
同时，碳素钢也是制造刀具、弹簧、轴承等零部件的重要材料。
低合金钢是一种含合金量较低的钢材，通常合金元素含量不超过5%。
低合金钢具有较高的强度、韧性和耐腐蚀性，同时也具有较好的可焊性和可加工性。
低合金钢的制造工艺相对复杂，成本较高，因此在制造航空、航天、核电等高端领域得到广泛应用。
同时，低合金钢也是制造桥梁、石油管道、汽车零部件等重要材料。
在应用领域上，碳素钢和低合金钢有着不同的特点。
碳素钢主要应用于制造机械、汽车、建筑等领域，这些领域对材料的强度、硬度和可塑性要求较高，而对材料的耐腐蚀性要求相对较低。
低合金钢主要应用于制造航空、航天、核电等高端领域，这些领域对材料的强度、韧性和耐腐蚀性要求较高，而对材料的可塑性和可焊性要求相对较低。
碳素钢和低合金钢是两种常见的金属材料，它们在不同的领域有着不同的应用。
了解这两种材料的特性和应用领域，有助于我们在实际生产和生活中更好地选择和使用材料，提高生产效率和产品质量。
优质碳素结构钢和合金结构钢
优质碳素结构钢和合金结构钢
优质碳素结构钢和合金结构钢是两种不同类型的钢材，它们在成分、性能和应用方面存在显著差异。
1. 优质碳素结构钢
优质碳素结构钢是碳素钢的一种，主要成分为铁和碳。
根据含碳量的不同，优质碳素结构钢可以分为低碳钢（含碳量小于0.25%）、中碳钢（含碳量为0.25%～0.6%）和高碳钢（含碳量大于0.6%）。
这类钢材具有优良的工艺性能和焊接性能，同时成本较低。
优质碳素结构钢主要用于建筑、桥梁、船舶、车辆等制造行业。
2. 合金结构钢
合金结构钢是在碳素钢的基础上添加了适量的一种或多种合金元素，如硅、锰、铬、镍、钼等，以提高钢材的力学性能和耐腐蚀性。
合金元素可以改变钢材的强度、韧性、耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等特性。
与优质碳素结构钢相比，合金结构钢具有更高的强度和更好的耐腐蚀性能，通常用于制造高负荷的结构件和高腐蚀环境中的部件。
例如，高强度低合金钢用于制造桥梁和船舶，不锈钢用于制造医疗器械和食品加工设备等。
总之，优质碳素结构钢和合金结构钢都是重要的工程材料，选择哪种材料取决于具体的应用场景和性能要求。
碳素钢和低合金钢
碳素钢和低合金钢
碳素钢和低合金钢：
1、化学成分不同
碳素钢：是指含碳量低于0.25%的碳素钢。
合金钢：是在碳素钢的基础上，在冶炼时特意加入一种或多种合金元素以改善其性能，合金总含量小于等于5%的称为低合金钢、合金总含量为5~10%的称为中合金钢、合金总含量大于10%的称为高合金钢。
2、特性不不同
碳素钢：塑性、可焊性均较好，但强度稍差。
合金钢：由于根据需要加入了不同的合金元素，使得其综合性能较好，或有其特殊的用途。
3、用途不同
碳素钢：一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。
合金钢：可用于弹簧材料、滚动轴承、量具材料、抗腐蚀，耐热材料，低温材料（专用钢为镍钢）。
碳素钢磁导率
碳素钢磁导率
碳素钢的相对磁导率通常取决于其具体的牌号和使用环境。
碳素钢是含碳量约0.05%至0.70%（个别可高达0.90%）的铁碳合金，广泛应用于各类工程结构中。
它可以分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两大类。
其中，Q235是一种常见的碳素结构钢，它的相对磁导率大概在4000左右，但这个数值会随着工作点的不同而有所变化。
铁磁性材料的相对磁导率定义为材料与真空磁导率μ0之比。
需要注意的是，不同种类的铁磁性材料其磁导率也有所不同。
例如，铸铁的相对磁导率一般在200～400之间，硅钢片则高达7000～10000。
在实际应用中，若需要更换材料，应考虑新材料的磁导率对电磁性能的影响。
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碳素钢
碳素钢简称碳钢，在现代工业生产所使用的钢铁材料中占据十分 重要的地位。由于碳钢具有冶炼、加工容易、价格低廉、工艺性能良 好，力学性能能够满足工农业生产的使用要求，是工农业生产中用量 最大的金属材料。在汽车工业中，钢铁材料的用量占汽车用材总量的 70%左右。
1.1 碳素钢的组成元素
常用的碳素钢，含碳量小于1.3%。实际上，碳素钢除含有Fe 和C两种元素外，同时含有少量的硫、磷、硅、锰等杂质元素。这 些杂质通常是由炼钢原材料带入或者由于冶炼工艺需要而有意加 入的一些物质，它们的存在对钢铁的性能影响较大，尤其是硫、 磷的含量应该严格控制在要求的范围内。
用途
用于受力不大，韧性好的机械 零件，如机座、变速器壳、减 速器壳体等
用于受力不大，韧性好的机械 零件，如砧座、外壳、轴承座、 底板、箱体等
用途广泛，用于轧钢机机架、 轴承座、连杆、箱体、曲轴、 缸体、飞轮等
谢谢观看！
要的齿轮、链轮等
用于热锻的机械零件，冷拉和冷顶锻钢材，无缝钢管，机械制造中的零件，如转轴、 35 曲轴、轴销、拉杆、连杆、横梁、星轮、套简、轮圈、钩环、垫圈、螺钉、螺母等；
还可用来铸造汽轮，机机身、轧钢机机身、飞轮等
40 用来制造机器的运动零件，如辊子、轴、曲柄销、传动轴、活塞杆、连杆、圆盘等
45
用来制造蒸汽涡轮机、压缩机、泵的运动零件；还可以用来代替渗碳钢制造齿轮、轴、 活塞销等零件，但零件需经高频或火焰表面淬火，并可用作铸件
1.3 碳素钢的牌号性能及用途
1．碳素结构钢 碳素结构钢的平均含碳量在0.06%～0.38%范围内，其中含有的有
害元素和非金属夹杂物较多，但性能上能满足一般工程结构及普通零件 的要求，因而工程上应用较广。
碳素结构钢具有较高的强度，良好的塑性和韧性，优良的工艺性 能（焊接性、冷变形成形性），通常以型材（圆钢、方钢、工字钢、钢 筋等）、板材、管材等形式用于桥梁建筑等工程构件及机械零件。在汽 车零部件中，可用碳素结构钢制造的有螺钉、螺母圈、法兰轴、制动器 底板、车厢板件、发电机支架、拉杆、销、键等。
承受冲击、硬度较高、淬透性 较大
T9、T9A、 韧性较好、硬度较高 T10、T10A
T11、T11A 不受剧烈冲击、硬度高、耐磨 性好
T12、T12A 不受冲击、硬度高、耐磨性好
T13、T13A 不受冲击、硬度高、耐磨性很 好
用途
扁铲、手钳、大锤、改锥、木工工 具 冲头、压缩空气工具、木工工具 冲头、压缩空气工具、木工工具、 断面较大的工具 冲头、木工工具、凿岩工具
硅、锰、硫、磷和其他
1.2 碳素钢的分类
几种常用碳钢的分类方法有： 按照碳钢中的含碳量 分为低碳钢（含碳量WC低于0.25%）、中碳钢（含碳量WC 0.25%～ 0.60%）和高碳钢（含碳量WC高于0.60%）。 按照钢的用途 分为碳素结构钢（主要用于制造桥梁、船舶、建筑物等各类工程构件， 及齿轮、螺钉、螺母、连杆等各种机器零件，一般属于低碳钢和中碳钢） 和碳素工具钢（主要用于制造各种刃具、量具和模具等，一般属于高碳 钢）。 按照钢中有害杂质硫、磷含量 分为普通碳素钢（硫的含量Ws低于0.055%，磷的含量WP低于 0.045%）、优质碳素钢（硫的含量Ws低于0.04%，磷的含量WP低于 0.04%）和高级优质碳素钢（硫的含量Ws低于0.03%，磷的含量WP低 于0.035%）三类。
55 用于制造齿轮、连杆、轮圈、轮缘、扁弹簧及轧辊等，也可用作铸件 65 用于制造气门弹簧、弹簧圈、轴、轧辊、各种垫圈、凸轮及钢丝绳等 70 用于制造弹簧
碳素工具钢
几种常用碳素工具钢性能及用途
牌号
主要性能
T7、T7A
承受冲击、韧性较好，硬度适 当
T8、T8A 承受冲击、硬度较高
T8Mn、 T8MnA
优质碳素结构钢
牌号
优质碳素结构钢的用途举例
10 用来制造锅炉管、油桶顶盖、钢带、钢处、钢板和型材，用于制造机械零件 10F
用于不经受很大应力而要求韧性的各种机械零件，如拉杆、轴套、螺钉、起重钩等； 20 也用于制造在6.0×106Pa（约60个大气压）、450℃以下非腐蚀介质中使用的管子等； 15F 还可以用于心部强度不大的渗碳与碳氮共渗零件，如轴套、链条的滚子、轴以及不重
车刀、刨刀、冲头、丝锥、钻头、 手锯条 锉刀、刮刀、量具 刮刀、剃刀
铸造碳素钢
几种常用铸钢的性能和用途
牌号 ZG200—400
ZG230—450
ZG270—500
主要性能 良好的韧性、塑性和焊接性能
较高的强度和较好的塑性、 韧性和焊接性能
较高的强度和较好的塑性，铸造 性能好， 焊接性能和切削性能好