Q235d(q235的含义)

碳钢

一、碳钢的概念:

碳钢是碳含量小于2.11%的铁碳合金，含有少量的硅、锰、硫、磷等元素。

二、钢和铁的区别:

以主要含碳量来区分。碳含量大于2.11%的铁碳合金称为铁，碳含量小于2.11%的铁碳合金称为钢。成分的不同决定了结构和性能的不同。

日常生活中的生铁是课本上的铁，日常生活中的熟铁是课本上的钢。(性能不同)

第三，钢中的永久元素对钢性能的影响:

1.有益元素:

si-具有很强的固溶强化作用，并能脱氧。

锰-固溶强化，提高钢的强度和硬度，脱氧和脱硫。

2.有害元素:

p-有很强的固溶强化作用，低温韧性差(冷脆)。

s——在热加工或高温加工过程中会导致钢开裂(热裂或热脆)。(硫和铁形成低熔点共晶)

(一)锰的影响

脱氧剂。有益元素，碳钢中不超过0.8%，

(1)固溶体强化；

(2) MnS的形成是为了消除硫的有害影响。

(2)硅的影响

脱氧剂和硅增加了钢水的流动性。它能提高热轧钢材的抗拉强度、屈服点和延伸率。钢的表面收缩率和冲击韧性没有明显下降。但当硅含量超过0.8~1.0%时，面积收缩率下降，尤其是冲击韧性下降明显。

(三)硫的影响

一般来说，硫是一种有害元素，主要来源于生铁原料、炼钢时加入的矿石和燃料燃烧产物中的二氧化硫。

硫在铁中的溶解度很小。在室温下，硫以硫化物夹杂的形式存在于固态钢中。

硫的最大危害是在热加工时引起钢材开裂，即产生所谓的热脆。

硫通过形成硫化物夹杂影响钢的机械性能。随着钢中硫含量的增加，硫化物夹杂的含量会增加，钢的塑性和韧性会降低。同时，钢材力学性能的方向性会增加，钢材的热加工性能也会变差。对硫钢力学性能的影响不仅与钢中的硫含量有关，还与硫化物夹杂的大小、形状和分布以及基体的结构有关。

硫可以改善钢的可加工性，这是硫的有益作用。易切削钢含有0.08~0.2%的硫和0.50 ~ 1.20%的锰。

在大多数情况下，由于硫的有害作用和硫的巨大偏析倾向，钢的硫含量一般受到严格限制。硫含量在普通质量碳钢中不超过0.055%，在优质钢中不超过0.045%，在优质钢中不超过0.02%。

改变硫磺的现有模式:

适量添加Mn，Mn和S之间的化学亲和力大于Fe，优先形成MnS。MnS的熔点为1600℃，高于热加工温度，可避免热脆性。

(4)磷的影响

一般来说，磷是一种有害的杂质元素。来自矿石、生铁等炼钢原料。钢中的残余磷含量与冶炼方法密切相关。

磷在纯铁中有相当大的溶解度。磷能提高钢的强度，但降低了塑性和韧性，特别是钢的脆性转变温度急剧上升，即增加了钢的冷脆性。

(5)氮气、氢气和氧气等微量气体的影响

1.氮气:在炼钢过程中，氮气通过炉气进入钢中。当钢快速冷却时，氮饱和并溶解在铁素体中，因为来不及沉淀。在后续放置过程中逐渐以Fe4N的形式析出，降低了钢的韧性。

-称为蓝脆(在300℃应变上下时最易发生)。

-蓝脆是导致船舶和桥梁灾难性事故的原因之一。

2.氢:氢在高温下大量溶解于钢中。随着温度的降低，氢在钢中的溶解度急剧下降，但氢来不及从表面逸出。过饱和氢在晶界等缺陷处逐渐聚集，逐渐形成氢。体积膨胀引起大的内应力，这导致微裂纹。这种氢使钢变脆的现象被称为氢脆——一种严重的缺陷。

消除:锻造后缓慢冷却。尤其是大型锻件。

发裂

白点

3.氧气:

氧化物夹杂，如FeO、A12O3、SiO2、MnO、CaO、MgO等。，对钢的塑性、韧性和疲劳强度有很大影响。

有害元素的利用:

硫和磷在易切削钢中的应用

磷在壳体钢中的应用。

第二节碳钢的分类、数量和用途

一、碳钢的分类

1.按目的分类；

2.根据化学成分分类；

3.按质量等级分类；

4.根据冶炼方法分类；

5.按工艺方法分类(脱氧程度)；

1.按用途分类

(1)结构钢可分为工程构件用钢(如建筑工程用钢、桥梁工程用钢、船舶工程用钢、车辆工程用钢)和机器零件用钢(如调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。).

(2)工具钢根据用途不同可分为切削工具钢、模具钢和量具工具钢。

(3)特殊性能钢可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。

切割机

测量工具

模具

按化学成分分类

按化学成分分为非合金钢、低合金钢、合金钢。

非合金钢是指WC < 2.11%，并含有少量Si、Mn、S、P等杂质元素的铁碳合金。在新的钢材分类标准实施之前，被称为碳钢(简称碳钢)。按含碳量可分为低碳钢(0.0218% < WC 0.60%)。

低合金钢、合金钢是指在非合金钢的基础上，有目的地添加某些元素而形成的钢种，添加到钢中的元素称为合金元素。

3.按质量分类

根据钢中有害杂质磷和硫的含量。可以分为

普通钢(WS，WP≥0.045%)；

优质钢(WS，WP≤0.035%)；

优质钢(WS≤0.020%，

WP≤0.030%)；

特级钢(WS≤0.015%，

WP≤0.025%)等。

4.根据冶炼方法分类

按炉型可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。

平炉钢依靠燃料(煤气或重油)的燃烧来熔化炉料，提高钢水温度，加入炉气中的氧气和铁矿石进行氧化反应。平炉钢因为燃料消耗大，在国内已经被淘汰。

转炉是向铁水中吹入空气体或氧气，使C、Mn、Si、P、S等。铁水被迅速氧化，温度是由氧化过程中释放的热量升高的，而不是由燃料加热的。由于节约燃料，转炉是目前炼钢的主要设备。

电炉钢是一种利用电能作为热源的炼钢方法。电炉钢主要生产优质高合金钢。

5.根据工艺方法(脱氧程度)分类

按脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。

沸腾钢是指只有锰铁(价格低，脱氧效果差)用于脱氧，所以钢中含氧较多。浇注时，钢中的氧和碳反应析出大量的CO，所以钢液在钢模中是沸腾的，称为沸腾钢。沸腾钢产量高，成本低，但化学成分不均匀，偏析大，杂质多。沸腾钢牌号最后用“F”表示。

镇静钢是指除了锰铁外，硅铁(有时是铝)也用于脱氧。钢中含氧量很少，浇注时没有沸腾现象。镇静钢化学成分均匀，机械性能好，但有缩孔，成本高。在真镜钢铁公司的钢号后加上“Z”。

半镇静钢的脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间，性能也介于两者之间。在钢号后加上“B”。半镇静钢很少使用。

6.根据碳含量分类

根据钢的含碳量。

低碳钢中碳的质量分数ωc≤0.25%

中碳钢中碳的质量分数ωc=0.25-0.60%

高碳钢中碳的质量分数ωc≥0.6%

碳含量越高，强度和硬度越高，塑性和韧性越低。

二、碳钢的编号方法

(1)普通碳素结构钢

(2)优质碳素结构钢

(3)碳素工具钢

(1)普通碳素结构钢

这种钢级表示方法依次由汉语拼音前缀(Q)、屈服点值、质量等级符号(A、B、C、D、E)和脱氧方法符号(F、B、Z、TZ)四部分组成。比如Q235-AF就是指屈服点бS≥235MPa，质量为A级的沸腾钢。

f、B、Z和TZ依次代表沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特种镇静钢。一般来说，Z和TZ这两个符号在品牌表述中可以省略。

质量等级符号反映碳素结构钢中磷和硫的含量，A、B、C、D的质量等级依次递增。

占钢总产量的70 ~ 80%，大部分用作工程结构。

品牌:Q+σS(一组数字)+质量等级+脱氧方法

“Q”-表示屈服点的汉语拼音前缀

适马——指屈服强度，单位为兆帕。

质量等级为a、b、c、D，从a到D递增..

方法:F(沸腾钢)、B(半镇静钢)、Z(镇静钢)、TZ(特种镇静钢)；z和TZ在品牌中没有标注。

比如Q215-A F代表σS≥215MPa，质量为A级沸腾钢；Q235-B B表示σS≥235MPa，质量为B级半镇静钢。

Q195、Q215、Q235A、Q235B具有良好的塑性和一定的强度。它们通常被轧制成钢条、钢板、钢管等。它们可用于桥梁、建筑等构件，也可用作普通螺钉、螺母、铆钉等。

Q25c和Q235D可用于重要的焊接件。

Q255和Q275强度高，可轧制成型钢和构件用钢板。

这种钢经常在热轧状态下使用，不需要热处理。但有些零件也可以正火、调质、渗碳等。以改善他们的服务表现。

常用的碳素结构钢

钢板建筑构件

螺旋钢桥

(2)优质碳素结构钢的牌号用两位数表示，两位数代表钢中平均碳的质量分数的万倍。比如45钢，也就是平均WC为0.45%；08钢表示平均WC = 0.08%。

优质碳素结构钢按锰的质量分数可分为普通锰(WMN = 0.25% ~ 0.80%)和高锰(WMN = 0.70% ~ 1.2%)两组。锰含量较高的优质碳素结构钢的牌号后加“Mn”，如65Mn。

特殊用途的沸腾钢、半镇静钢、优质碳素结构钢应在牌号后特别标注，如08F指平均含碳量为0.08%的沸腾钢；15g是指平均碳质量分数为0.15%的锅炉钢。

平炉或电炉熔炼。其中S < 0.035%，P < 0.035%，化学成分控制严格，塑性和韧性较高，多用于制造重要零件。这种钢热处理后具有较高的HBS、σS、σb和良好的力学性能。

钢的品牌用2位数表示。

代表钢的平均碳含量，单位为万。

45钢是指平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

F后面的数字是沸腾钢，比如08F。

锰含量较高的钢，如45Mn，在Mn数后加入。

从08，10 ~ 80，中间是5。

优质碳素结构钢的用途

08、10钢，含碳量低，塑性好，可用作冲压件。

15 ~ 30钢，低碳钢，低σb，良好的塑性和韧性，良好的冲压性和可焊性，可用于制造冲压件、螺钉、螺母等。渗碳淬火后可获得表面硬度高、心部韧性好的零件，常用作渗碳钢，又称碳渗碳钢。

35 ~ 50钢，中碳钢，经过调质处理，可以获得具有一定强度和硬度，以及一定塑性和韧性的综合机械性能。又称碳调质钢，可用于制造锻件、热冲压件、冷镦件、齿轮、轴等零件。

5 ~ 80钢，含碳量高，强度高，塑性低，热处理后具有一定的耐磨性和较高的弹性极限，常用于制造各种弹性零件，又称碳弹簧钢。也可用作耐磨件和机车车轮。

常用的优质碳素结构钢:

齿轮

螺栓

机轴

春天

(3)碳素工具钢

它的商标名前面是“T”(“T”是“碳”的汉语拼音前缀)，后面的数字表示平均碳的质量分数的一千倍。碳素工具钢分为优质钢和高质量钢。如果是高级优质钢，在编号后面加“A”字。

比如T8A钢，就是平均WC = 0.8%的优质碳素工具钢。

含锰量高(WMN = 0.40% ~ 0.60%)的碳素工具钢，在数字后加“MN”。如T8Mn、T8MnA等。

工具钢含碳量高(0.65% ~ 1.35%)。

碳素工具钢根据硫和磷的含量分为两组:

第一组为优质钢:s ≤ 0.020%，p≤0.030%；

第二组为优质钢:S ≤ 0.030%，P ≤ 0.035%。

碳素工具钢的牌号用“碳或T+数”表示，数字代表钢的平均碳质量分数的千位。

例如，碳12或T12是指平均碳质量分数为1.2%的碳素工具钢。

如果是高级优质碳素工具钢，在钢号后面加一个“高”或“a”，如T8A或C8高。

如果存在T8Mn或T8MnA，则表示碳质量分数为0.8%，Mn含量较高的碳素工具钢或高级碳素工具钢。

碳素工具钢一般经淬火和低温回火后使用，其硬度高于64HRC。随着碳含量的增加，热处理后钢的耐磨性提高，但塑性和韧性下降。由于碳素工具钢淬透性不高，适用于小型模具、工具和量具。

T7和T8具有较高的硬度和韧性，可用于制作冲头、凿子、锤子等工具。

T9、T10、T11硬度高，韧性适中，可用于制造钻头、刨刀、丝锥、手用锯条、冷作模具等切削工具。

T12、T13等。具有高硬度和低韧性，可用于制造锉刀、刮刀等切削工具和量规、样品套等测量工具。工作温度一般不超过180℃，否则硬度会急剧下降。

文件

测量

少量