碳素钢的定义及分类

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。

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。

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。

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
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。

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%）。