1010碳素鋼是近代工業(yè)中使用早、用量大的基本材料。世界各工業(yè)國家,在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產(chǎn)量的同時,也注意改進碳素鋼質(zhì)量,擴大品種和使用范圍。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、船舶和各種機械制造工業(yè),而且在近代的石油化學工業(yè)、海洋開發(fā)等方面,也得到大量使用。
簡介
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,碳素鋼使用早,成本低,性能范圍寬,用量大。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.按化學成分分類
碳素鋼按化學成分(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。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼??刹唤?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性能。能夠達到的硬度約為HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到廣泛的應(yīng)用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機械零件。
(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)是保證力學性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是保證化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼)是既保證力學性能又保證化學成分的鋼,常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國目前生產(chǎn)和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號鋼),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,以限制晶粒長大,使鋼強化,節(jié)約鋼材。在中國和某些國家,為適應(yīng)用鋼的特殊要求,對普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學成分和性能進行調(diào)整,從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的用鋼(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,強化鐵素體,提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“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械零件。
特性
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強度和硬度較低,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。
1010鋼材是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,機械強度低,塑性、韌性好,冷狀態(tài)下容易模壓成形,容易切削加工,焊接性能好,為提高表面硬度可進行滲碳和氰化處理。用于制造強度不高的焊接件、冷沖壓件、鍛件和滲碳零件如螺栓、墊圈,隔板、外殼等。
執(zhí)行標準: ASTMA29/A29M-04
化學成份:
碳C :0.08~0.13
硅Si:0.15~0.35
錳Mn:0.30~0.60
1010低碳鋼
硫S :≤0.050
磷P :≤0.040
鉻Cr:≤0.20
鎳Ni:≤0.25
銅Cu:≤0.25
力學性能:
抗拉強度σb(MPa):≥335(34)
屈服強度σs(MPa):≥205(21)
伸長率δ5(%):≥31
斷面收縮率ψ(%):≥55
硬度:未熱處理,≤137HB
試樣尺寸:試樣尺寸為25mm
熱處理規(guī)范及金相組織
熱處理規(guī)范:正火,930℃。
金相組織:鐵素體+珠光體。
交貨狀態(tài):以不熱處理或熱處理(退火、正火或高溫回火)狀態(tài)交貨。
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