碳钢介绍及分类

碳钢的成分和分类1.碳钢的成分碳钢指的是w(C)≤2.11%的铁碳合金，其组成元素除了铁和碳主要元素外，还有杂质元素Mn、Si（起固溶强化和脱氧的作用），S →热脆，P →冷脆，O、N、H →使得强度、塑性、韧性↓。

2．碳钢的分类⑴按C含量分低C钢w(C) ≤0.25%中C钢0.25% ＜w(C) ≤0.6%高C钢w(C) ＞0.6%⑵按钢质量分（S、P含量）普通碳素钢：W s<0.055% ，W p<0.045%优质碳素钢：W p、W s<0.040%高级优质碳素钢：W s<0.030%，W p<0.035%⑶按用途分——碳素结构钢、碳素工具钢。

碳素结构钢用来制造各种工程构件和机器零件，碳素工具钢用来制造各种刀具、量具、模具。

⑷按冶炼方法分为平炉钢、转炉钢。

碳钢的牌号及用途碳素结构钢表示方法为Q+最低屈服强度值+质量等级符号，Q表示“屈服强度”；数字表示屈服强度值单位是MPa；质量等级符号为A、B、C、D、E。

由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。

典型代号有Q195，Q215，Q235，Q255，Q275。

牌号——如Q215B，表示ss ≥215 MPa（厚度≤16mm），B级质量。

Q195，Q215，Q235A，Q235B塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板用作桥梁建筑用料，也可作普通螺钉，铆钉。

Q235C，Q235D可用作重要的焊接件Q255、Q275强度较高，可轧制成型钢、钢板作构件用。

2、优质碳素结构钢钢号用平均碳质量分数的万分数表示，如20钢为碳质量分数为0.02%。

如钢中Mn质量分数较高，则在钢号后附加Mn，如16Mn。

可作重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。

其中08F材料塑性好，常用来制作冷冲压零件。

一般需要热处理。

3、碳素工具钢碳素工具钢钢号按平均碳质量分数的千分数数字表示，数字之间冠以T，如T9。

其平均含碳量为千分之九(0.9%C)。

碳钢用途分类碳钢是一种由铁和碳组成的合金材料，在工业和日常生活中有广泛的应用。

根据其化学成分和性能特点的不同，碳钢的用途可以分为几个主要的分类。

1. 结构用碳钢:结构用碳钢是指用于建筑、桥梁、海洋工程、机械制造等领域的碳钢材料。

这类碳钢通常具有较高的强度和韧性，可以承受较大的压力和重量。

常见的结构用碳钢包括角钢、H型钢、管材、钢板等，这些材料被广泛用于建筑结构、制造重型机械和设备、船舶制造等领域。

2. 制造业用碳钢:制造业用碳钢是指用于制造行业的碳钢材料，包括汽车制造、航空航天、电子设备等。

这类碳钢通常需要具有较高的强度、硬度和耐磨性，以满足制造工艺和产品要求。

常见的制造业用碳钢包括汽车零部件、模具、刀具、轴承等，这些材料被广泛应用于各种制造业领域。

3. 工具用碳钢:工具用碳钢是指用于生活工具和手工具制造的碳钢材料。

这类碳钢通常需要具有较高的硬度、耐磨性和锐利度，以便于切削、打磨和加工各种材料。

常见的工具用碳钢包括刀片、锯片、针、镊子等，这些材料被广泛用于家庭用品、手工艺品、医疗器械等领域。

4. 耐腐蚀用碳钢:耐腐蚀用碳钢是指具有良好耐腐蚀性能的碳钢材料。

这类碳钢通常含有一定的合金元素，如铬、镍、钼等，以提高其抗腐蚀性能。

常见的耐腐蚀用碳钢包括管道、阀门、储罐等，这些材料被广泛用于石油化工、海洋工程、供水供气等领域。

此外，碳钢还广泛应用于能源、矿山、食品加工、冶金等领域。

它具有成本低、加工性好、强度高、易焊接等优点，因此被广泛用于各种工业和日常生活中。

需要注意的是，不同用途的碳钢在材质、成分和加工工艺上有所不同，使用时需要按照具体要求进行选择和处理，以保证使用效果和安全性。

碳钢分类以及应用
碳钢是一种含碳量较高的钢材，通常含碳量在0.05%~2.0%之间。

根据碳钢的化学成分和物理性质的不同，可以将其分为多种类型，下面将对碳钢的分类和应用进行介绍。

1. 低碳钢
低碳钢是碳含量在0.05%~0.25%之间的钢材，具有良好的可塑性和可焊性，但强度和硬度较低。

低碳钢广泛应用于制造汽车、机械、建筑材料等领域。

2. 中碳钢
中碳钢的碳含量在0.25%~0.60%之间，具有较高的强度和硬度，但可塑性和可焊性较低。

中碳钢常用于制造轴承、齿轮、刀具等机械零件。

3. 高碳钢
高碳钢的碳含量在0.60%~1.5%之间，具有极高的强度和硬度，但可塑性和可焊性较差。

高碳钢常用于制造弹簧、锯条、刀片等需要高强度和硬度的零件。

4. 超高碳钢
超高碳钢的碳含量在1.5%以上，具有极高的硬度和耐磨性，但可
塑性和可焊性极差。

超高碳钢常用于制造切削工具、钻头等高强度和耐磨性要求较高的零件。

除了以上几种常见的碳钢，还有一些特殊的碳钢，如合金钢、工具钢等。

这些钢材在特定的领域有着广泛的应用，如制造航空航天器、核电站、高速列车等。

总的来说，碳钢是一种广泛应用的钢材，其不同类型的钢材在不同领域有着不同的应用。

在选择碳钢时，需要根据具体的使用要求和环境条件来选择合适的钢材，以确保其性能和质量。

1.碳钢的分类
（1）按钢的含碳量分
低碳钢:含碳量小于或等于0.25%的钢.
中碳钢:含碳量为0.30~0.55%的钢.
高碳钢:含碳量大于0.6%的钢.
（2）按钢的质量分
a:碳素结构钢：主要用于制造各种机械零件和工程结构件，其碳的质量分数一般都小于0.7%。

此类钢常用于制造齿轮、轴、螺母、弹簧等机械零件，也用于制作桥梁、船舶、建筑等工程构件。

b:碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如模具、刀刃、量具等，其碳的质量分数一般都大于0.7%。

（一般范围0.65%~1.35%）
工业用钢按其化学成分可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：是指为了提高钢的化学性能，在碳钢基础上有意加入一定量的合金元素所获得的铁基合金。

2.钢的热处理:为了改变钢材内部的组织结构,以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程.
热处理分类:a）整体热处理，包括退火、正火、淬火、回火等。

b）表面热处理，包括感应加热淬火、火焰加热淬火和接触加热淬火等。

c）化学热处理，包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硫、渗硅、渗铝、渗铬等。

D）其他热处理，包括可控气氛热处理、真空热处理、形变热处理等。

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。

碳钢和球墨铸铁1. 碳钢简介碳钢是一种由碳和铁组成的合金材料。

它通常含有0.04%至2.3%的碳，以及其他元素如锰、硅和硫等。

碳钢具有优良的机械性能，广泛应用于建筑、汽车制造、航空航天等领域。

1.1 碳钢的分类根据碳含量和用途的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种类型。

•低碳钢：碳含量小于0.25%，具有良好的可焊性和塑性，常用于汽车制造、家电等领域。

•中碳钢：碳含量在0.25%至0.60%之间，强度较高，适用于机械零件制造。

•高碳钢：碳含量大于0.60%，硬度较高，常用于刀具、弹簧等领域。

1.2 碳钢单项材料特性•强度高：由于其较高的碳含量，使得碳钢单项材料具有优秀的强度。

•可塑性好：碳钢单项材料易于加工成各种形状，具有良好的可塑性。

•韧性差：碳钢单项材料在低温下易产生脆性断裂。

2. 球墨铸铁简介球墨铸铁是一种特殊的铸造铁，由碳、硅和镍等元素组成。

与普通灰铸铁相比，球墨铸铁具有更好的韧性和可塑性。

2.1 球墨铸铁的制造过程球墨铸铁的制造过程包括以下几个步骤：1.原料准备：选择适当比例的生铁、废钢和再生材料，并进行预处理。

2.熔炼：将原料放入高炉或电炉中进行熔化，并通过添加合适量的镍、硅等元素来控制成分。

3.铸造：将熔化后的金属注入模具中，待冷却后取出。

4.固溶退火：对球墨铸件进行固溶退火处理，以提高其机械性能。

2.2 球墨铸铁与灰铸铁的区别•结构不同：球墨铸铁的碳以球状形式存在，而灰铸铁的碳以片状形式存在。

•机械性能不同：球墨铸铁具有较高的韧性和可塑性，而灰铸铁较为脆硬。

•加工性能不同：球墨铸铁易于加工成各种形状，而灰铸铁加工性较差。

3. 碳钢与球墨铸铁的比较3.1 强度对比由于碳钢中含有较高的碳含量，其强度通常高于球墨铸铁。

因此，在一些对强度要求较高的领域，如汽车制造、航空航天等，更倾向于使用碳钢材料。

3.2 可塑性对比碳钢具有良好的可塑性，易于加工成各种形状。

与之相比，球墨铸铁由于其特殊的结构和成分，加工难度较大。

常用碳钢的牌号和分类常用碳钢的牌号和分类碳钢是一种常见的金属材料，由铁和碳组成，其中碳的含量在0.05%至2.0%之间。

碳钢具有良好的可塑性、可焊性和机械性能，因此在各个领域都有广泛应用。

下面将介绍一些常用的碳钢牌号和分类。

1. 低碳钢低碳钢是碳含量较低的碳钢，一般在0.05%至0.25%之间。

低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，但强度相对较低。

它常用于制造冷轧板、冷拔材料、焊接零件等。

常见的低碳钢牌号有：- Q195：中国标准的低碳钢牌号，广泛用于制造冷轧板、焊管等。

- ASTM A36：美国标准的低碳结构钢牌号，常用于建筑、桥梁等领域。

2. 中碳钢中碳钢的碳含量在0.25%至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、车轴等。

常见的中碳钢牌号有：- 45#：中国标准的中碳结构钢牌号，广泛用于制造机械零件、车轴等。

- ASTM 1045：美国标准的中碳结构钢牌号，常用于制造轴承、齿轮等。

3. 高碳钢高碳钢的碳含量在0.60%至2.0%之间。

高碳钢具有极高的强度和硬度，但可塑性较差。

它常用于制造刀具、弹簧等。

常见的高碳钢牌号有：- 65Mn：中国标准的高碳弹簧钢牌号，广泛用于制造弹簧、锯片等。

- ASTM 1095：美国标准的高碳工具钢牌号，常用于制造刀具、弹簧等。

4. 合金钢合金钢是在碳钢中添加其他元素形成的材料，以提高其特定性能。

合金元素可以是铬、镍、钼、锰等。

合金钢具有良好的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，适用于制造高温设备、化工设备等。

常见的合金钢牌号有：- 40Cr：中国标准的合金结构钢牌号，常用于制造齿轮、曲轴等。

- ASTM 4140：美国标准的合金结构钢牌号，常用于制造大型机械零件、汽车零件等。

总结：以上介绍了一些常用的碳钢牌号和分类。

根据不同的需求和使用环境，选择合适的碳钢材料可以满足工程项目的要求。

在使用过程中，还需要注意材料的加工工艺和热处理方法，以确保材料的性能和质量。

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(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%）。

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。