1.概述

　　碳素鋼是指碳含量低于2%模具鋼硬度，并有少量硅、錳以及磷、硫等雜質的鐵碳合金。工業上應用的碳素鋼碳含量一般不超過1.4%。這是因為含碳量超過此量后，鋼表現出很大的硬脆性，并且加工困難，失去和使用價值。碳素鋼按其質量不同可分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼二類。優質碳素結構鋼規定硫、磷的允許含量比普通碳素鋼低，所以綜合機械性能比普通碳素鋼好。

　　(1)制造方法。碳素鋼的冶煉通常在轉爐、平爐中進行。轉爐一般冶煉普通碳素鋼，而平爐可以冶煉各種優質鋼。近年來氧氣頂吹轉爐煉鋼技術發展很快，有趨勢可代替平爐煉鋼。將煉好的鋼液注入鋼錠模，就得到各種鋼錠。鋼錠經過鍛壓或軋制后便加工成各種形狀的鋼材和鍛件。鋼錠經過壓力加工后，能夠改善鋼的內部組織和夾雜物分布，所以同樣成分的鋼材要比鋼錠的性能優越一些。

　　(2)用途。碳素鋼主要用來制造強度要求不高的機器零件和各種金屬構件。廣泛應用于機械制造的各個方面。如農業機械、機床、船舶等。它是一種應用最廣、用途最大的鋼材。

　　2.主要及輸往國家、地區

　　我國的鞍山鋼廠、寶山鋼廠、上海鋼廠、太原鋼廠、重慶鋼廠、天津鋼廠等是出口碳素鋼的主要產地。一般碳素鋼多加工成型材，如角鋼、扁鋼、工字鋼等輸往日本、香港、東南亞、中東等國家和地區。

　　3.主要進口國家

　　我國主要從日本、俄羅斯、德國、東歐等國家進口。與其他鋼類相比，碳素鋼進口數量最多。進口到貨后缺重問題較為突出。收用貨部門要加強到貨后重量的驗收模具鋼硬度。

　　4.種類

　　碳素鋼按含碳量可劃分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。高碳鋼屬于工具鋼，詳見“工具鋼”部分。低碳鋼如20號鋼一般多用來制作滲碳零件。熱處理工藝是先進行滲碳處理，隨后進行淬火和低溫回火。經這樣處理后零件表面具有較高的硬度而心部具有良好的塑性。而中碳鋼如45號鋼根據使用條件不同，熱處理方式也不同。一般做熱加工使用的要進行調質處理，即淬火后高溫回火。其他條件使用的可進行正火處理。

　　5.規格及外觀質量

　　碳素鋼的品種主要有圓鋼、扁鋼、方鋼等。經冷、熱加工后鋼材的表面不得有裂縫、結疤、夾雜、折疊和發紋等缺陷。尺寸和允許公差必須符合相應品種國家標準的要求。

　　6.化學成分

　　現把國標、日本標準中某些主要鋼號的化學成分列舉，如表6―7―20。

　　表6-7-20碳素鋼化學成分指標

　　標準號鋼號化學成分%

　　CSiMnPSNiCRCu

　　GB/T699-88300.27-0.350.17-0.370.50-0.80＜0.040＜0.040＜0.25＜0.25

　　GB/T699-88450.42-0.500.17-0.370.50-0.80＜0.040＜0.040＜0.25＜0.25

　　JISG4051-79(94)S30C0.27-0.330.15-0.350.60-0.90＜0.030＜0.035＜0.20＜0.20＜0.30

　　JISG4051-79(94)S45C0.42-0.480.15-0.350.60-0.90＜0.030＜0.035＜0.20＜0.20＜0.30

　　S30C、S45C鋼號中Ni-Cr應小于0.35%，其他國家的標準號有EN10083T―91.ГОСТ1050等。

　　7.物理性能

　　現把國標、日本標準中某些主要鋼號的機械性能如表6―7―21。

　　表6-7-21碳素鋼物理性能指標

　　標準號鋼號熱處理機械性能

　　正火

　　N

　　溫度℃淬火水冷

　　回火急冷

　　H溫度℃熱處理屈服點

　　N/mm2抗拉

　　強度

　　N/mm2伸長率

　　%收縮率

　　ψ%沖擊值

　　J/cm2硬度

　　HB

　　GB/T699-8830850-900

　　空冷N＞294＞490＞21＞50＞78

　　GB/T699-8845820-870

　　空冷N＞353＞589＞16＞40＞49

　　JISG4051-79(94)S30C

　　850-900

　　550-650H＞333＞539＞23＞57＞108152-212

　　JISG4051-79(94)S45C820-870

　　550-650H＞490＞686＞17＞45＞78201-269

　　8.

　　裸裝，國產鋼按鋼號在端部進行涂色，詳見GB/T699-88標準規定。

　　9.注意事項

　　碳素鋼淬火時通常采用水冷模具鋼硬度，但對小尺寸的中碳鋼，尤其是直徑為8―12mm的45號鋼淬火時容易產生裂紋，這是一個較為復雜的問題。目前采取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者采用油冷，可避免出現裂紋。

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