碳结钢脱氧方法符号:F——沸腾钢b——半镇静钢Z——镇静钢TZ——特殊镇静钢杂质影响Mn元素的影响钢中常在杂质有:Si、Mn、S、P和氧、氢、氮等气体。Mn是炼钢时用锰铁给钢液脱氧后而残余在钢中的元素锰有较强的脱氧能力,锰大部分溶于F,使钢强化,锰对钢有益。锰能降低S对钢的危害。一般碳素钢中把锰控制在0.25%~0.8%范围内。Si元素的影响Si主要来自原料生铁和硅铁脱氧剂。Si比锰脱氧能力强,硅溶于F,提高钢的强度和硬度,但会使塑性和韧性降低。硅促进Fe3C分解成石墨,若钢中出现石墨会使钢的韧性严重下降,产生所谓的“黑脆”。硅在碳素钢中一般控制在0.17~0.37%范围内S元素的影响S可使钢的“热脆”性增加。(S不溶于α-Fe,而以化合物FeS的形式存在,其熔点为1190℃,而FeS又能于Fe形成共晶体分布于晶界上,其熔点仅为985℃。)S对钢的焊接性能也有不良影响,容易导致焊缝热裂。所以,S在钢中是有害杂质,其含量一般要求不大于0.05%。但是,S能改善钢材的切削性能。
碳结钢元素的影响P会引起钢的“冷脆”。(P在钢中全部溶于α-Fe中,使钢的强度和硬度增高,同时,塑性和韧性显著降低。当钢中含P量达0.3%时,钢完全变脆,这种脆性现象在低温时更为严重。)还降低钢的焊接性能。所以,P在钢中是有害杂质,其含量一般要求不大于0.045%。但是,P能改善钢材的切削性能和耐腐蚀性能。气体的影响氧会降低钢的力学性能,尤其是疲劳强度。对钢无益,越少越好。N会以氮化物的形式析出,增加钢的强度和硬度,但会降低钢的塑性和韧性,使钢变脆。H会使钢的脆性显著增加,称为“氢脆”。H会使钢中产生裂纹,称为“白点”。
碳素工具钢碳结钢(WC=0.65%~1.35% 属高碳钢)主要用途:制作各种小型工具。可进行淬火、低温回火处理获得高硬度高耐磨性。分为优质级和高级优质级两大类。命名:标志符号T+含碳量的1000倍。如:T10 WC=1.0%高级优质级在钢号尾部加A,如T10A4、一般工程用铸造碳素钢件(铸钢主要用途:难用锻压等方法成型的复杂零件且力学性能要求较高;命名:标志符号ZG+ σS值— σb值 如:ZG340-640表示方法编号:Q+数字+质量等级符号·脱氧方法符号例如:Q235A·F其中Q表示屈服强度,235表示屈服强度的数值,A表示质量等级为A级,F表示沸腾钢。Q235A·F―表示屈服强度为235N/mm2;,A等级质量沸腾钢。
碳素钢的时效常给工业生产带来很大危害,例如沸腾钢焊接后,由于时效使焊接接头热影响区出现细小裂纹,严重影响焊接结构的性。但由于近代冶金技术的发展,和在工业生产中的应用,尤其是氧气转炉炼钢能获得更低的氮、氧含量,因此时效问题有所减轻。
碳素钢淬火时通常采用水冷,但对小尺寸的中碳钢,尤其是直径为8―12mm的45号钢淬火时容易产生裂纹,这是一个较为复杂的问题。采取的措施是淬火时试样在水中快速搅动,或者采用油冷,可避免出现裂纹。包装,裸装,国产钢按钢号在端部进行涂色,详见碳结钢GB/T699标准规定。