碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業(yè)國家，在努力增加低合金高強(qiáng)度鋼和合金鋼產(chǎn)量的同時(shí)，也非常注意改進(jìn)碳素鋼質(zhì)量，擴(kuò)大品種和使用范圍。目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國鋼總產(chǎn)量中的比重，約保持在80%左右，它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機(jī)械制造工業(yè)，而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)、海洋開發(fā)等方面，也得到大量使用。



簡(jiǎn)介

含碳量小于1.35%，除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)外，不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬 ，用量最大。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號(hào)有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn


1.按化學(xué)成分分類
碳素鋼按化學(xué)成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。
(2) 中碳鋼
碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強(qiáng)度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經(jīng)熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。能夠達(dá)到的最高硬度約為 HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強(qiáng)度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應(yīng)用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機(jī)械零件。
（3）高碳鋼
常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。錘，撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造； 切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。


2.按鋼的品質(zhì)分類
按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼，對(duì)含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學(xué)性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學(xué)成分的鋼。特類鋼(C類鋼）是既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分的鋼，常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國目前生產(chǎn)和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼（甲類3號(hào)鋼），主要用于工程結(jié)構(gòu)。

有的碳素結(jié)構(gòu)鋼還添加微量的鋁或鈮（或其他碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒長(zhǎng)大，使鋼強(qiáng)化，節(jié)約鋼材。在中國和某些國家，為適應(yīng)專業(yè)用鋼的特殊要求，對(duì)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和性能進(jìn)行調(diào)整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的專業(yè)用鋼（如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等）。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含碳量和用途的不同，這類鋼大致又分為三類：①小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機(jī)械制造業(yè)。②0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，制作機(jī)械制造工業(yè)的零件。③大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據(jù)含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號(hào)后附加標(biāo)記“Mn”，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。


低碳鋼又稱軟鋼，含碳量從0.10％至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,，焊接和切削， 常用於制造鏈條， 鉚釘， 螺栓， 軸等。碳含量低于0.25％的碳素鋼，因其強(qiáng)度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和一部分優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，大多不經(jīng)熱處理用于工程結(jié)構(gòu)件，有的經(jīng)滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機(jī)械零件。



特性

低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強(qiáng)度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進(jìn)行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低，切削加工性不佳，正火處理可以改善其切削加工性。

1018鋼材是一種低碳滲透鋼，廣泛用于活塞、螺釘、傳動(dòng)軸、機(jī)床,彈簧等。

1018是美國材料,他的含錳量比較高,和國內(nèi)的16Mn或者15Mn,20Mn化學(xué)組成類似,和20號(hào)鋼和Q235的含碳差不多,但是含錳量就差很多了.10代表碳錳鋼 18代表碳含量.

1018鋼材高錳低碳滲透鋼,合金結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于活塞、螺釘、傳動(dòng)軸、機(jī)床,彈簧,制造注射模的推板、鎖楔、凹模套、復(fù)位桿、直徑較大的推桿、型芯固定板等結(jié)構(gòu)上.

硬度:50硬度,未熱處理,≤197HB,熱處理規(guī)范,正火,910℃.

1018化學(xué)成份(%):

C :0.17～0.24

Mn :0.70～1.00

P :≤0.035

S :≤0.035

Si :0.17～0.37

Cr :≤0.25

Cu :≤0.25

Ni :≤0.25

低碳鋼有較大的時(shí)效傾向，既有淬火時(shí)效傾向，還有形變時(shí)效傾向。當(dāng)鋼從高溫較快冷卻時(shí)，鐵素體刮碳、氮過飽和，它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物，因而鋼的強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性降低，這種現(xiàn)象稱為淬火時(shí)效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會(huì)產(chǎn)生時(shí)效。低碳鋼經(jīng)形變產(chǎn)生大量位錯(cuò)，鐵素體中自碳、氮原子與位錯(cuò)發(fā)生彈性交互作用，碳、氮原子聚集在位錯(cuò)線周圍。這種碳、氮原子與位錯(cuò)線的結(jié)合體稱歲柯氏氣團(tuán)(柯垂耳氣團(tuán))。





它會(huì)使鋼的強(qiáng)度和硬度提高而塑性和韌性降低，這種現(xiàn)象稱為形變時(shí)效。形變時(shí)要比淬火時(shí)效對(duì)低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性，在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個(gè)屈服點(diǎn)。自上屈服點(diǎn)出現(xiàn)直到屈服延伸結(jié)束，在試樣表面出現(xiàn)由于不均勻變形而形成的表面皺褶帶，稱為呂德斯帶。不少?zèng)_壓件往往因此而報(bào)廢。其防止方法有兩種。一種高預(yù)形變法，預(yù)形變的鋼放置一段時(shí)間后沖壓時(shí)也會(huì)產(chǎn)生呂德斯帶，因此預(yù)形變的鋼在沖壓之前放置時(shí)間不宜過長(zhǎng)。另一種是鋼中加入鋁或鈦，使其與氮形成穩(wěn)定的化合物，防止形成柯氏氣團(tuán)引起的形變時(shí)效。



種類
低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板，用于制作各種建筑構(gòu)件、容器、箱體、爐體和農(nóng)機(jī)具等。優(yōu)質(zhì)低碳鋼軋成薄板，制作汽車駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等深沖制品；還軋成棒材，用于制作強(qiáng)度要求不高的機(jī)械零件。低碳鋼在使用前一般不經(jīng)熱處理，碳含量在0.15％以上的經(jīng)滲碳或氰化處理，用于要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。 　　低碳鋼由于強(qiáng)度較低，使用受到限制。適當(dāng)增加碳鋼中錳含量，并加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強(qiáng)度。若降低鋼中碳含量并加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強(qiáng)度很高，并保持較好的塑性和韌性。



用途
原先由于低碳鋼固有的特性，使其使用范圍大大受到局限，隨著國內(nèi)一些新技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用，低碳鋼的許多新興用途得到了很好的開發(fā)利用，目前國內(nèi)一些大型鋼廠或鋼鐵貿(mào)易公司都積極地與國內(nèi)的大型吊索具企業(yè)密切合作，共同開發(fā)出一系列高技術(shù)高精密高質(zhì)量的索具產(chǎn)品，在國內(nèi)乃至全球的索具行業(yè)，起到了很好的技術(shù)推動(dòng)作用，其中堪稱典范的是普瑞鋼鐵與河北長(zhǎng)江中遠(yuǎn)吊索具有限公司的深度合作，它們研發(fā)的一系列產(chǎn)品，許多在行業(yè)中都獲得了較高的評(píng)價(jià)。這也給我們對(duì)低碳鋼的綜合利用，指明了新的道路。