第九讲 碳钢

主讲：曹光明

碳钢

一、碳钢的分类

二、碳钢的编号、性能及应用

三、常存杂质元素对钢的性能的影响

碳钢

一、碳钢的分类

（ 1 ）按 C% 多少分类 低碳钢：≤ 0.25%C ； 中碳钢： 0.25-0.6%C ； 高碳钢：＞ 0.6%C

（ 2 ）按用途分类 碳素结构钢： 构件、零件。

碳素工具钢： 刃具、量具、模具 。

（ 3 ）按质量分类 普通碳素钢： S≤0.050% ； P≤0.045% ；

优质碳素钢： S 、 P ≤0.035%

高级优质碳素钢： S≤0.020% ； P≤0.030% 。

（ 4 ）按冶炼方法分类 平炉、转炉、电炉钢 ； 沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 。

二、 C 钢的编号、性能及应用

（ 1 ）普通 C 素结构钢 （ GB700-88 ）

牌号： Q+xxx （ σs ） + 质量等级 A 、 B 、 C 、D

碳钢

+ F 、 Z 、 b 例如： Q235-B·b

表示 σs=235MPa 、质量为 B 级、半镇静脱氧的碳素结构钢。

Q195 含 C 量低， 塑性好， 主要做铁钉（丝），各种薄板。 Q275 含 C 量高， σb 较高， 可代替 30 、 40 钢制造稍重要的零件。

（ 2 ）优质碳素结构钢（ GB699-1999 ）

S 、 P 含量＜ 0.035% ，

非金属夹杂物也少， 主要做机械零件。 牌号用两位数表示， 表示含碳量的万分数。 如： 45 钢、 08F 钢、 65Mn

钢 低碳钢： 15-25 钢， σb↓ ， ψ 、 δ↑ ， 用于强度要求不高的零件； 中碳钢： 30-50 钢， 综合性能较好， 做较重要的零件； 高碳钢： 55-65 钢， σb↑ ， ψ 、 δ↓ ， σe↑ ， 一般做弹簧。

（ 3 ） C 素工具钢（ GB1298-88 ） 牌号： T xx ， 如 T7 、 T8 、… T13

钢。

主要做刀具、量具、模具及耐磨零件。

（ 4 ） C 素铸钢（ 0.15-0.6% ）

牌号： ZGxxx-xxx

T8A 钢， 表示高级优质碳素工具钢。

σs σb

如： ZG200-400 ； ZG270-500 ； ZG340-640 等。

具体性能特点和用途查阅 GB5676-85 。

铸钢熔点高，铸晶粗大， 需热处理。 可用球墨铸铁代替。

碳钢

三、钢中的杂质元素

Si 、 Mn 、 S 、 P 、 O 、 H 、N1 、 S

碳钢

常以 FeS 形式存在，

且易与 γ-Fe 形成低熔点的共晶体， 使钢具有热脆性。 但 Mn+S → MnS （ 1600℃ ），

可消除热脆性， 且 MnS 具有一定的高温塑性，

分布在晶粒内， 避免 S 的有害影响。

2 、 P室温时， P 在 α-Fe 中的溶解度＜ 0.1% ，

一般全部溶于 α-Fe 中形成固溶体，

导致冷脆现象 （ T ＜ T 临， αk 急剧下降）。

3 、 Mn （ 0.25 ～ 0.8% ） 大部分形成置换固溶体， 使 α-Fe 强化， 且能消除 S 的有害作用。 故少量有益。 4 、 Si （＜ 0.4% ）

一般固溶于 α-Fe 中起强化作用， 少量时有益。