鋼是鋼材含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種鋼材多樣,其主要方法有如下七種:
1、鋼材按品質(zhì)分類
(1) 普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 優(yōu)鋼材質(zhì)鋼(P、S均≤0.035%)
(3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化學(xué)成份分類
(1) 碳素鋼:鋼材a.低碳鋼(C≤0.25%);b.中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c.高碳鋼(C≤0.60%)。
(2) 合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量≤5%);b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%);c.高合金鋼(合金元素總含量>10%)。
中碳鋼medium earbon Steel 含碳量在 0.30一0.60%的碳鋼。中國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB699一88)中有 30、35、40、45、50、55、60及30 Mn、35 Mn、40 Mn、45 Mn、50 Mn、60 Mn 13個鋼號,其中有6個 為高錳量鋼號。中碳鋼的強(qiáng)度、硬度比低碳鋼高,而塑 性、韌性比低碳鋼略低,熱鍛、熱壓性能良好,冷加工 變形能力居中等,切削性好,但焊接性較差。中碳鋼最 適宜采用熱鍛、熱沖壓和金屬切削加工,也可以在冷狀 態(tài)下拉絲或冷徽、冷沖壓,除特殊情況外,很少用它作 焊接件。 加工工藝的影響中碳鋼因含碳量較高,可以通過 熱處理強(qiáng)化。多采用調(diào)質(zhì)處理以獲得好的綜合力學(xué)性 能。機(jī)械制造業(yè)中最常用的中碳調(diào)質(zhì)鋼是40、45和50 號鋼。與合金鋼相比,碳鋼的主要缺點是淬透性較低, 當(dāng)工件的截面直徑或厚度大于巧mm時淬火效果不 佳。因此,只有中、小型零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,才能得到 較好的綜合力學(xué)性能。截面直徑或厚度超過50一100 mm的大型工件采用正火或正火再加高溫回火。對于 一般強(qiáng)度要求不高的中、小型零件,也可以不經(jīng)過熱處 理直接在熱軋狀態(tài)下使用。對于要求高強(qiáng)度、高硬度的 耐磨零件,可采用淬火及低溫回火處理。此外,對于某 些承受重負(fù)荷和在沖擊條件下工作的耐磨零件,如重要 齒輪、主軸軸頸等,還常在調(diào)質(zhì)后采用火焰或高頻表面 淬火,以代替滲碳工藝。 中碳鋼在淬火成馬氏體并在500一650aC回火后, 具有強(qiáng)度、塑性和韌性的良好配合,其金相組織是回火 索氏體。回火索氏體的硬度主要取決于鐵素體的硬度及 碳化物對鐵素體的彌散強(qiáng)化作用,可用公式H=HF+ as表示。式中H為高溫回火后的硬度,凡為鐵素體的 硬度,S為碳化物顆??偙砻娣e,a為碳化物的強(qiáng)化系 數(shù)。鐵素體的硬度與其晶粒大小密切相關(guān)。晶粒越細(xì), 硬度越高。當(dāng)碳化物的含量一定時,碳化物的分散度越 大,碳化物顆粒越細(xì)小,其總表面積就越大,對鐵素體 基體的彌散強(qiáng)化作用就越顯著。調(diào)質(zhì)鋼的含碳量一般在 0.30一0.50%,以保證有足夠體積的碳化物相起彌散強(qiáng) 化作用。 合金元素的作用碳是對韌性不利的因素。在保證 調(diào)質(zhì)后的硬度及強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量選擇含碳量較低 的鋼種。鋼中的雜質(zhì)磷,會提高鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度,降低 沖擊值,所以優(yōu)質(zhì)鋼中的含磷量應(yīng)限制在蕊0.035%。 如需進(jìn)一步改善鋼的韌性,則應(yīng)把含磷量降低到 0.02%以下。鋼中的氧對韌性也不利。冶煉時用硅脫氧 可以改善鋼的韌性。但用鋁脫氧的效果更好。鋼中的微 量氫會使鋼產(chǎn)生氫脆,因此必須嚴(yán)格地精選原料,加強(qiáng) 沸騰,保證在冶煉期很好地脫氧去氫,有利于改善鋼的 韌性。碳鋼對高溫回火脆性的傾向不敏感。鋼中加入錳 后會增加高溫回火脆性。鑰能降低鋼的高溫回火脆性。 高溫回火脆性的本質(zhì)是磷、硫、銻、錫、砷等元 素在晶 界富集的結(jié)果。這種鋼的斷口呈沿晶斷裂。
鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。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。