碳钢:属性、生产和应用例子

碳钢是铁碳合金,其中包含2.1 wt. %碳。碳钢材,没有最低指定其他合金元素的内容,然而,他们通常包含锰。最大的锰、硅、铜含量应小于1.65 wt. %,分别0.6 wt. %和0.6 wt. %。

类型的碳钢和它们的属性

碳钢可以分为三个类别根据其碳含量:低碳钢(或mild-carbon钢),中碳钢和高碳钢[1]。碳含量、显微组织和性能比较如下:

低碳钢

低碳钢是应用最广泛的形式的碳钢。通常这些钢的碳含量小于0.25 wt. %。他们不能通过热处理淬火形成马氏体),这通常是通过冷加工。

碳素结构钢通常相对柔软,强度较低。然而,他们所做的高延性,使它们适合加工、焊接和低成本。

高强度低合金钢(HSLA)通常也分为低碳钢,然而,也包含其他元素,如铜、镍、钒和钼。相结合,这些包括10 wt. %的钢内容。高强度低合金钢,顾名思义,有较高的优势,通过热处理。他们还保留延性,使他们轻松有力的和可加工的。HSLA比普通低碳更抗腐蚀钢。

中碳钢

中碳钢的碳含量为0.25 - 0.60 wt. %和锰含量为0.60 - 1.65 wt. %。这种钢的力学性能是通过热处理改善涉及autenitising其次是淬火及回火,给他们一个马氏体微观结构。

热处理只能在很薄的部分,然而,其他合金元素,如铬、钼和镍,可以添加到改善钢热处理和的能力,因此,硬化。

硬化中碳比低碳钢钢有更大的力量,然而,这是以牺牲的延性和韧性。

高碳钢

高碳钢的碳含量为0.60 - 1.25 wt. %和锰含量为0.30 - 0.90 wt. %。最高最低碳钢的硬度和韧性和延展性。高碳钢非常耐磨的事实,他们几乎总是调质。

类型的高碳工具钢和死亡钢钢,包含额外的合金元素包括铬、钒、钼和钨。添加这些元素导致很难耐磨钢,这是由于硬质合金等化合物的形成碳化钨(WC)。

生产和加工

碳钢可以从回收钢材生产,维珍钢或两者的结合。

处女钢是由结合铁矿石、焦炭(由加热煤在缺乏空气)和石灰高炉在1650°C。的铁水从铁矿石中提取富含碳从燃烧的焦炭。其余杂质与石灰结合形成渣,漂浮在熔融金属,它可以提取。

由此产生的钢液包含大约4 wt. %碳。然后该碳含量降低到所需的数量在一个过程被称为decarburisation。通过融化,这是通过传递氧气氧化钢中碳的生产一氧化碳和二氧化碳。

例子和应用程序

低碳钢

低碳的钢中经常使用汽车车身组件,结构形状(焊接、通道和角钢)、管道、建筑和桥梁组件,和食品罐头。

中碳钢

由于其高强度、耐磨性和韧性,中碳钢常用于铁路,火车车轮、曲轴、齿轮和机械零件要求的属性。

高碳钢

由于其高耐磨性和硬度,高碳钢材用于切削工具、弹簧高强度钢丝和死亡。

比较不同等级的性能及应用

例子、属性和应用程序的各种碳钢比较如下表。

• w·d·其Jr .)材料科学与工程导论》第七版。威利,2007年。
• “分类的碳和低合金钢金属AG)的关键。(在线]。访问:2018年11月6日。
• “AISI碳钢的力学特性——产量、拉伸、硬度、“工程师边缘。(在线]。访问:2018年11月6日。
• “材料:碳钢Coburn-Myers紧固系统整合。(在线]。访问:2018年11月6日。
• b .指数”,碳钢和软钢:基础”,铸造的依赖。(在线]。访问:2018年11月6日。