(完整版)碳素钢

少年易学老难成，一寸光阴不可轻 - 百度文库

1 常用的优质碳素结构钢牌号及用途

钢组 牌号 热处理类 硬度HBS

（≤） 用 途

普通锰含量钢 15 正火 148 塑性、韧性；焊接性能和冷压性能均极好，但强度较低，用于制造受力不大，韧性要求较高的零件、紧固件、冲压件以及不要求热处理的低负荷零件，例如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘等。 正火

回火 99～143

普通锰含量钢 20 正火 156 用于制造不经受很大应力而要求很高韧性的机械零件，例如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。还可用于制造表面硬度高而主部有一定强度和韧性的渗碳零件。 正火

回火 103～156

45 正火 197～241 用于制造要求强度较高，韧性中等的零件，通常在调质、正火状态下使用，表现淬火硬度一般在40～50HRC，例如齿轮、齿条、链轮、轴、键、销、压缩机及泵的零件和轴辊等。可代替渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等，但要以过高频淬火或火焰表面淬火。 正火

回火 156～217

217～255

普通锰含量钢 60 229～255 具有相当高的强度和弹性，但淬火时有产生裂倾向，仅小型零件才能施行淬火，大型零件多采用正火。用于制造轴、弹簧、垫圈、离合器、凸轮等。冷变形时塑性较低。

较高锰含量钢 2OMn 正火 197 此钢为高锰低碳渗碳钢。可用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰链、拖杆等。此钢焊接性能尚可。

6OMn 正火 229～269 此钢的强度较高，淬透性碳素弹簧钢好，脱碳倾向性小，但对过热敏感性，容易产生淬火裂纹，并有回火脆性，适于制造螺旋弹筑、板簧、各种扁圆弹簧、弹簧环和片以冷拔钢丝和发条等。

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2 无缝钢管硬度检测方法

不锈钢的硬度检测要考虑到它的力学性能，这关系到以不锈钢为原料而进行的变形、冲压、切削等加工的性能和质量。因此，所有的无缝钢管要进行力学性能测试。力学性能测试方法主要分两类，一类是拉伸试验，一类是硬度试验。

优质碳素结构钢性能成分汇总

优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少，机械性能较为优良。

优质碳素结构钢的牌号和化学成分

序号 统一数字

代号 牌号 化学成分(质量分数)(％)

C Si Mn Cr M Cu

≤

1 U20080 08F O．05～O．11 ≤0.03 0.25～0.50 0.10 O．30 0.25

2 U20l00 10F O．07～O．13 ≤O．07 O．25～O．50 O．15 0.30 0.25

3 U20150 15F 0.12～O．18 ≤O．07 0.25～O．50 0.25 0.30 0.25

4 U20082 08 0.05～O．11 O．17～O．37 O．35～O．65 O．10 O．30 O．25

5 U20102 lO 0.07～O．13 0.17～O．37 0.35～0.65 0.15 O．30 O．25

6 U20152 15 O．12～0.18 0.17～O．37 O．35～0.65 O．25 O．30 O．25

7 U20202 20 O．17～0.23 0.17～0.37 0.35～0.65 O．25 O．30 O．25

8 U20252 25 O．22～0.29 0.17～O．37 O．50～O．80 O．25 O．30 0.25

9 U20302 30 O．27～O．34 O．17～O．37 O．50～O．80 0.25 O．30 0.25

10 U20352 35 O．32～0.39 O．17～O．37 O．50～O．B0 0.25 O．30 0.25

11 U20402 40 0.37～O．44 0.17～O．37 O．50～O．80 O．25 O．30 O．25

12 U20452 45 O．42_O．50 O．17～O．37 0.50～0.80 0.25 O.30 0.25

来源于网络 碳素结构钢的定义与分类

碳素结构钢钢中除含有主要为了脱氧而加入的硅、锰元素外，不含其他有意加入的合金元素。钢中硫、磷杂质含量较高，一般来说普通质量碳素结构钢的硫的质量分数不大于0.050%、磷的质量分数不大于0.045%；优质碳素结构钢硫和磷的质量分数不大于0.040%。这类钢通常以热轧状态交货和使用，主要用于工程结构。

一、 我国标准的规定

根据国家标准GB/T 13304-1991《钢分类》，碳素结构钢属于非合金钢，是非合金钢中的一种。非合金钢还包括优质碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、易切削碳素钢，以及其他一些具有特殊性能和用途的钢。

（一） 按化学成分非合金钢各元素规定含量的界限值如表1-1-1所示。对钢规定的任一元素的规定含量符合表中所列相应元素的界限范围时，这些钢不非合金钢。

表1－1－1

元素 非合金钢合金元素规定含量 （质量分数）界限值/% 元素 非合金钢合金元素规定含量 （质量分数）界限值/%

Al < 0.10 Se < 0.10

B < 0.0005 Si < 0.50

Bi < 0.10 Te < 0.10

Cr < 0.30 Ti < 0.05

Co < 0.10 W < 0.10

Cu < 1.10 V < 0.04

Mn < 1.00 Zr < 0.05

Mo 0.05

La系（每 一种元素） < 0.02 Ni < 0.30

Nb 0.02 其他（S、P、C、N除外） < 0.05

当标准、技术条件或订货单中对钢的熔炼分析化学成分规定最低值或范围时，应以最低值作为规定时进行分类；若规定最高值时，应以最高值的0.7倍作为规定含量进行分类。根据GB/T

700-1988《碳素结构钢》化学成分的规定，其所包括的各种牌号钢均属于非合金钢。

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

授课班级 数控11 数控12 模具11

授课时间 月 日 月 日 月 日

课堂纪要

〈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”。