碳钢的基础知识大全
- 格式:doc
- 大小:25.00 KB
- 文档页数:6
碳钢的性能和选用知识点 任务二 碳钢的性能和选用【知识要点】一、碳钢性能内涵物理性能强度拉伸试验测量(也可测量弹性和刚度)使用性能 化学性能 塑性 碳钢力学性能 硬度:压入试验法测量 的性铸造性 韧性:一次冲击试验法测量 能锻压性 疲劳强度:交变载荷试验法测量 工艺性能焊接性切削加工性 二、碳钢的力学性能1.碳钢的力学性能不仅是设计零件、选用材料时的重要依据,而且也是按验收标准来鉴定材料的依据以及对产品的工艺进行质量控制的重要参数。
2.拉伸试验是在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。
利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的伸长率、弹性模量、比例极限、断面收缩率、拉伸强度和其他拉伸性能指标。
拉伸试验所使用的是静载荷,拉伸曲线分为四阶段,具体见下。
3. 强度是金属材料在静载荷作用下,抵抗永久变形和断裂的能力。
开始永久变形和断裂的点的位置在:σs σb强度的两个指标:屈服点σs ,抗拉强度σb 。
4.塑性是金属材料在(静)载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。
拉伸曲线中K 点越右,塑性越好。
塑性指标:断后伸长率 、断面收缩率ψ5.硬度是金属材料在静载荷下抵抗其他更硬物质压入起表面的能力。
6.冲击韧度是金属材料在一次冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
用aK 表示,aK 值低的材料为脆性材料,aK 高的材料为韧性材料。
7.疲劳强度是金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。
三、碳钢的切削加工性1.切削加工金属材料的难易程度称切削加工性能。
2.通常是用硬度和韧性作为碳钢切削加工性能好坏的大致判断。
一般讲,金属材料的硬度愈高愈难切削,硬度虽然不高,但韧性大,切削也困难。
3.低碳钢的强度和硬度较低,塑性和韧性较好。
切削加工性不佳,正火处理可以改善其切削加工性。
4.中碳钢的强度、硬度比低碳钢高,切削性能良好。
5.高碳钢的强度、硬度高,而塑性、韧性差,切削加工性差,通过退火处理改善其切削加工性。
6.易切削钢是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素的钢。
碳钢材料基础知识碳钢是一种主要由铁和碳组成的合金材料。
它是最常用的金属材料之一,具有广泛的应用领域,如建筑、汽车、机械制造等。
以下是关于碳钢材料的基础知识:1.碳含量:碳钢的碳含量通常在0.12%至2.0%之间。
碳含量的变化会对碳钢的强度、硬度和韧性等力学性能产生显著影响。
通常情况下,碳含量越高,强度越高,但韧性相应降低。
2.耐腐蚀性:碳钢具有一定的耐腐蚀性能,但不如不锈钢等特殊合金材料耐腐蚀。
碳钢容易受到氧气和水的作用而发生氧化反应,导致钢材表面生锈。
3.强度:碳钢具有良好的强度和硬度,能够承受较大的荷载和应力。
4.可塑性:碳钢具有较高的可塑性,适合进行各种形状的冷、热加工,如锻造、压制、拉伸等。
5.可焊性:碳钢具有较好的可焊性,能够通过焊接技术将不同工件进行连接。
6.热处理:碳钢可以通过热处理来改善其性能。
常用的热处理方法包括退火、淬火和回火等。
退火可以降低材料的硬度和提高韧性,淬火可以提高材料的硬度和强度,而回火可以减轻淬火后的脆性。
7.类型:碳钢可以根据其含碳量的不同分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种类型。
低碳钢通常具有较高的可塑性和韧性,而高碳钢则具有较高的强度和硬度。
8.应用:碳钢广泛应用于建筑、机械、汽车和航空等领域。
例如,在建筑领域,碳钢常用于制造钢梁、钢柱和钢板等结构部件;在机械制造领域,碳钢用于制造轴、齿轮、螺栓等零部件。
9.表面处理:为了增强碳钢的耐腐蚀性和装饰性,常常对其进行表面处理,如电镀、镀锌、喷涂等。
总之,碳钢是一种重要的金属材料,具有良好的强度、可塑性和可焊性等特点。
它在各个领域都有广泛的应用,因此了解碳钢的基础知识对于工程师、制造商和消费者都非常重要。
碳钢的基础知识大全碳钢:把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢,简称碳钢。
常存元素对钢性能的影响碳钢中除铁和碳两个主要元素外,炼钢原料总是存在一定的杂质,而且在冶炼过程还会带入一些杂质,如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。
它们对钢的性能和质量有一定的影响。
(1)锰(Mn)。
锰主要来自炼钢脱氧剂。
脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中,使钢的强度和硬度提高。
此外,锰还与硫形成MnS,从而减轻硫对钢的有害作用。
所以锰是钢中的有益元素,其含量一般为0.25%~0.80%。
(2)硅(Si)。
硅是炼钢后期,以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。
硅能溶于铁素体,对钢有一定的强化作用,所以硅是钢中的有益元素。
但由于含量少,故其强化作用不大,一般应控制在0.17%~0.37%之内。
(3)硫(S)。
硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。
它在钢中与铁生成化合物FeS,FeS与铁形成共晶体(Fe+FeS),熔点低(985℃)。
当钢材加热到1000~1200℃进行轧制或锻造时,沿晶界分布的共晶体已经熔化,各晶粒间连接被破坏,导致钢材开裂,这种现象称为热脆性。
因此,硫是钢中的有害元素,其含量不得超过0.05%。
(4)磷(P)。
磷是由生铁带入钢中的有害元素。
磷部分溶解在铁素体中形成固溶体,部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P,使钢在低温下(一般为100℃以下)的塑性和韧性急剧下降,这种现象称为冷脆性。
钢中含磷量达到0.10%时,冷脆性就很严重了。
因此,磷是钢中的有害元素,一般钢中含磷量限制在0.04%以下。
(5)非金属夹杂物。
钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。
这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除,或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。
非金属夹杂物降低钢的强度、塑性,因而夹杂物越少,钢的质量越好。
碳钢的分类(1)按冶炼方法及设备分:a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢(2)按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分a.沸腾钢:在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧,使大量的氧留在钢液中;在浇入锭模后,钢中的氧与碳反应,产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾,故称为沸腾钢。
碳钢是什么材质碳钢和不锈钢的区别碳钢是什么材质碳钢是一种常见的金属材料,由铁和碳组成。
它被广泛应用于各个行业,包括建筑、制造业、交通运输等领域。
本文将介绍碳钢的基本特性、组成以及与不锈钢的区别。
一、碳钢的基本特性碳钢的主要成分是铁和碳。
一般情况下,碳的含量在0.04%至2.1%之间。
碳钢的硬度和强度通常较高,具有很好的可塑性和可焊性。
此外,碳钢通常具有较低的成本,这使得它成为许多工程项目的首选材料。
碳钢可以通过不同的加工方法获得不同的性能。
例如,通过控制碳含量和热处理过程,可以使碳钢具有适合不同应用的不同硬度和韧性。
二、碳钢的组成除铁和碳外,碳钢还含有其他合金元素,如锰、硅和硫等。
这些合金元素的含量和比例因不同的制造方法而异。
例如,低碳钢通常含有较低的碳含量(约0.04%至0.30%),而高碳钢的碳含量较高(约0.60%至2.1%)。
这些不同的碳含量决定了碳钢的硬度、强度和耐磨性。
碳钢还可以被进一步分类为无缝管、焊管、冷拔板、热轧板等不同形式,以适应不同的应用需求。
三、碳钢与不锈钢的区别尽管碳钢和不锈钢都属于金属材料,但它们有一些明显的区别:1. 化学成分:碳钢的主要成分是铁和碳,而不锈钢则含有铁、铬、镍和其他合金元素。
这些元素可以提供不锈钢的耐腐蚀和抗氧化性能。
2. 耐腐蚀性:由于不锈钢中含有铬和其他合金元素,它具有较高的耐腐蚀性,能够在潮湿、腐蚀性环境下保持表面的光洁度和完整性。
而碳钢则容易受到氧化和腐蚀的影响。
3. 价格:相比之下,碳钢的生产成本较低,因此价格相对较便宜。
而不锈钢由于含有较多的合金元素,生产成本较高,价格也相应较高。
4. 应用领域:由于不锈钢的耐腐蚀性能好,常用于食品加工、制药、化工等对材料要求高的行业。
碳钢则广泛应用于机械制造、建筑、汽车制造等领域,尤其适用于对强度和刚性要求较高的场合。
总结:碳钢是一种以铁和碳为主要成分的材料,具有较高的硬度、强度和可塑性。
与不锈钢相比,碳钢的价格更低廉,但抗腐蚀性较差。
碳钢板材介绍嗨,小伙伴们!今天咱们来唠唠碳钢板材。
一、啥是碳钢板材呢?碳钢板材啊,就是以碳为主要合金元素的钢板材哦。
它的成分里碳的含量可是相当关键的呢。
一般来说,根据碳含量的不同,它又可以分成好多不同的类型。
比如说低碳钢,它的碳含量比较低,这就使得它的质地相对比较软,很容易加工,就像个温顺的小绵羊,不管是切割啊还是弯曲呀,都比较听话。
中碳钢呢,碳含量处于中间水平,它就比低碳钢硬一点啦,就像是一个有点小脾气但还能控制住的家伙。
高碳钢的碳含量很高,这就导致它超级硬,硬得就像个顽固的小老头,不过也正因为这样,它很耐磨,适合做一些需要耐磨的东西,像刀具之类的。
二、碳钢板材的特性1. 强度方面它的强度可是很值得一说的呢。
不同类型的碳钢板材强度有高有低。
低碳钢强度相对低一点,但是韧性好呀,就像一个灵活的瘦子,可以承受一定的拉力而不容易断裂。
中碳钢和高碳钢随着碳含量的增加,强度不断提高,能够承受更大的压力,在建筑结构、机械制造这些领域可是大显身手呢。
2. 可塑性说到可塑性,低碳钢又要出来秀一秀啦。
它就像橡皮泥一样,可以被塑造成各种形状,这在制造一些形状复杂的零件时可太有用了。
不过高碳钢的可塑性就差一些,毕竟它太硬啦,就像一块硬石头,很难改变形状。
3. 焊接性低碳钢的焊接性很好哦,就像两个友好的小伙伴,很容易就能焊接在一起。
但是高碳钢由于碳含量高,焊接的时候就比较麻烦,就像两个脾气古怪的人,要想让它们融洽地结合在一起,得费不少功夫呢。
三、碳钢板材的应用1. 在建筑领域在建筑里,碳钢板材可是大功臣呢。
从高楼大厦的框架结构,到一些简单的建筑支架,都有它的身影。
比如说,那些用来支撑大楼的钢梁,很多就是用中碳钢或者高碳钢制成的。
它们就像一个个坚强的卫士,支撑着整个建筑,让我们能安心地在大楼里生活和工作。
2. 在汽车制造方面汽车里也到处都是碳钢板材的踪迹。
汽车的车身框架可能会用到高强度的碳钢板材,这样可以保证汽车在行驶过程中的安全性。
碳钢的基础知识大全
碳钢:把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢,简称碳钢。
常存元素对钢性能的影响碳钢中除铁和碳两个主要元素外,炼钢原料总是存在一定的杂质,而且在冶炼过程还会带入一些杂质,如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。
它们对钢的性能和质量有一定的影响。
(1)锰(Mn)。
锰主要来自炼钢脱氧剂。
脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中,使钢的强度和硬度提高。
此外,锰还与硫形成MnS,从而减轻硫对钢的有害作用。
所以锰是钢中的有益元素,其含量一般为0.25%~0.80%。
(2)硅(Si)。
硅是炼钢后期,以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。
硅能溶于铁素体,对钢有一定的强化作用,所以硅是钢中的有益元素。
但由于含量少,故其强化作用不大,一般应控制在0.17%~0.37%之内。
(3)硫(S)。
硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。
它在钢中与铁生成化合物FeS,FeS与铁形成共晶体(Fe+FeS),熔点低(985℃)。
当钢材加热到1000~1200℃进行轧制或锻造时,沿晶界分布的共晶体已经熔化,各晶粒间连接被破坏,导致钢材开裂,这种现象称为热脆性。
因此,硫是钢中的有害元素,其含量不得超过0.05%。
(4)磷(P)。
磷是由生铁带入钢中的有害元素。
磷部分溶解在铁素体中形成固溶体,部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P,使钢在低温下(一般为100℃以下)的塑性和韧性急剧下降,这种现象称为冷脆性。
钢中含磷量达到0.10%时,冷脆性就很严重了。
因此,磷是钢中的有害元素,一般钢中含磷量限制在0.04%以下。
(5)非金属夹杂物。
钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。
这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除,或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。
非金属夹杂物降低钢的强度、塑性,因而夹杂物越少,钢的质量越好。
碳钢的分类(1)按冶炼方法及设备分:a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢
(2)按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分
a.沸腾钢:在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧,使大量的氧留在钢液中;在浇入锭模后,钢中的氧与碳反应,产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾,故称为沸腾钢。
b.镇静钢:钢液浇注前相继用锰铁、硅铁和铝等脱氧剂进行充分脱氧,使钢液浇入锭模后凝固时没有CO气泡产生,锭模内钢液平静,故称为镇静钢。
c.连铸坯:钢液经过连铸机直接生产的钢坯叫做连铸坯。
d.半镇静钢:钢液脱氧程度不够充分,介于沸腾钢和镇静钢之间,浇注时产生轻微沸腾,钢的组织和性能也介于镇静钢和沸腾钢之间。
(3)按含碳量分类
a.低碳钢:钢的碳含量wc<0.25% 。
b.中碳钢:钢的碳含量介于0.25%~0.60%之间(wc=0.25%~
0.60%)。
c.高碳钢:钢的碳含量wc>0.60% 。
(4)按碳钢的质量分类,这种分类方法主要根据碳钢中所含有害杂质S、P的质量分数分类。
a.普通碳素钢:ws≤0.050%、wp≤0.045%。
b.优质碳素钢:ws≤0.035%、wp≤0.035%。
c.高级优质碳素钢:ws≤0.025%、wp≤0.025%。
d.特技优质碳素钢:ws≤0.015%、wp≤0.025%。
(5)按钢的用途分类
a.碳素结构钢:主要用于制造各种机械零件和工程结构件,其含碳量一般都小于0.70%,属于低碳钢和中碳钢系列。
b.碳素工具钢:主要用于制造各种刀具、量具、模具。
其含碳量一般大于0.70%,属于高碳钢范畴。
1.3碳素钢的牌号(1)普通碳素结构钢。
这类钢冶炼容易、工艺性好、价廉,而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求,所以应用很广。
但钢中的S、P和
非金属夹杂物含量比优质碳素结构钢多,在相同含碳量及热处理条件下,其塑性、韧性较低,加工成形后一般不进行热处理,大都在热轧状态下直接使用,通常轧制成板材、带材及各种型材。
此类碳素结构钢的牌号是由代表屈服点的拼音字母“Q”和屈服点数值、质量等级符号及脱氧方法符号四个部分按顺序组成,如Q235—A·F表示为屈服点为235N/mm2的A级沸腾钢。
一般简写为Q235。
(2)优质碳素结构钢。
优质碳素结构钢的牌号是用两位数字表示该钢平均含碳量的万分之几,例如45表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢;08表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。
优质碳素结构钢根据钢中含锰量的不同,分为普通含锰量钢(Mn<0.80%)和较高含锰量钢(Mn=0.70%~1.20%)两组。
较高含锰量钢在牌号后面标出元素符号“Mn”或汉字“锰”。
例如65Mn表示平均含碳量为0.65%,平均含锰量为1%左右的较高含锰量的优质碳素结构钢。
如为沸腾钢,则在牌号后面加“F”字母,如08F、15F等,分别表示为平均含碳量为0.08%的沸腾钢及平均含碳量为0.15%的沸腾钢,如为锅炉用钢则在数值后面加“g”,如平均含碳量为0.20%的锅炉用钢20g等。
牌号含义举例:
Q195:表示屈服点为195MPa的普通碳素结构钢;
15Mn:表示平均含碳量为0.15%左右,平均含锰量为1%左右的优质碳素结构钢;
(3)碳素工具钢。
碳素工具钢是用于制造刀具、模具和量具的钢。
由于大多数工具钢要求高硬度和高耐磨性,故工具钢含碳量都在0.70%以上,都是优质钢和高级优质钢。
碳素工具钢的牌号以汉字“碳”或汉语拼音字母字头“T”加后面的阿拉伯数字表示,其数值表示平均含碳量的千分之几。
若为高级优质钢,则在牌号的数字后面标以字母“A”。
例如:
T8:表示平均含碳量为0.80%的碳素工具钢。
T8A:表示平均含碳量为0.80%的高级优质碳素工具钢。
根据制造工具性能的要求,锰在工具钢中含量为0.40%~0.60%时,则工具钢的牌号在数字加“Mn”表示如T8Mn等。
(4)铸造碳钢。
铸造用碳钢一般用于制造形状复杂,力学性能要求较高的机械零件。
由于零件形状复杂,很难用锻造或机械加工方法制造,由于力学性能要求较高,不能用铸铁来制造。
铸造碳钢广泛用于重型机械的某些零件,如轧钢机架、水压机横梁、锻锤砧座等。
铸造碳钢的含碳量一般在0.20%~0.60%之间,若含碳量过高,则钢的塑性差,而且铸造时容易产生裂纹。
铸造碳钢的牌号是用铸钢两字的汉语拼音字母字首“ZG”表
示,后面加两组数字组成,第一组数字代表屈服点数值,第二组数字代表抗拉强度值,如ZG270-500表示屈服点为270MPa,抗拉强度为500MPa的铸造碳钢。
还有牌号为:ZG200-400、ZG310-570、ZG340-640等。