標籤:鋼材碳素鋼

碳素結構鋼,英文名:carbon structural steel,碳素鋼的一種。含碳量約0.05%~0.70%,個別可高達0.90%。可分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼兩類。用途很多,用量很大,主要用於鐵道、橋樑、各類建築工程,製造承受靜載荷的各種金屬構件及不重要不需要熱處理的機械零件和一般焊接件。

1中華人民共和國國家標準

範圍
本標準規定了碳素結構鋼的牌號、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術要求、檢驗規則、包裝、標誌和質量證明書。
本標準適用於一般以交貨狀態使用,通常用於焊接、鉚接、栓接工程結構用熱軋鋼板、鋼帶、型鋼和鋼棒。
本標準規定的化學成分也適用於鋼錠、連鑄坯及其製品。
分類
碳素鋼的一種。含碳量約0.05%~0.70%,個別可高達0.90%。可分為普通
碳素結構鋼

  碳素結構鋼

碳素結構鋼和優質碳素結構鋼兩類。前者含雜質較多,價格低廉,用於對性能要求不高的地方,它的含碳量多數在0.30%以下,含錳量不超過0.80%,強度較低,但塑性、韌性、冷變形性能好。除少數情況外,一般不作熱處理,直接使用。多製成條鋼、異型鋼材、鋼板等。用途很多,用量很大,主要用於鐵道、橋樑、各類建築工程,製造承受靜載荷的各種金屬構件及不重要不需要熱處理的機械零件和一般焊接件。優質碳素結構鋼鋼質純凈,雜質少,力學性能好,可經熱處理后使用。根據含錳量分為普通含錳量(小於0.80%)和較高含錳量(0.80%~1.20%)兩組。含碳量在0.25%以下,多不經熱處理直接使用,或經滲碳、碳氮共滲等處理,製造中小齒輪、軸類、活塞銷等;含碳量在0.25%~0.60%,典型鋼號有40,45,40Mn,45Mn等,多經調質處理,製造各種機械零件及緊固件等;含碳量超過0.60%,如65,70,85,65Mn,70Mn等,多作為彈簧鋼使用。
1.按化學成分分類
碳素鋼按化學成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。 ⑴ 低碳鋼 又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用於製造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。 ⑵ 中碳鋼  碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低於低碳鋼。可不經熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的最高硬度約為 HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到最廣泛的應用,除作為建築材料外,還大量用於製造各種機械零件。 ⑶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%的鋼製造; 切削工具如鑽頭,絲攻,鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼製造。
2.按鋼的品質分類
按鋼的品質可分為普通碳素鋼和優質碳素鋼。 ⑴普通碳素結構鋼又稱普通碳素鋼,對含碳量、性能範圍以及磷、硫和其他殘餘元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據交貨的保證條件又分為三類:甲類鋼(A類鋼)是保證力學性能的鋼。乙類鋼(B類鋼)是保證化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼)是既保證力學性能又保證化學成分的鋼,常用於製造較重要的結構件。中國目前生產和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼(甲類3號鋼),主要用於工程結構。 有的碳素結構鋼還添加微量的鋁或鈮(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒,以限制晶粒長大,使鋼強化,節約鋼材。在中國和某些國家,為適應專業用鋼的特殊要求,對普通碳素結構鋼的化學成分和性能進行調整,從而發展了一系列普通碳素結構鋼的專業用鋼(如橋樑、建築、鋼筋、壓力容器用鋼等)。 ⑵優質碳素結構鋼和普通碳素結構鋼相比,硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據含碳量和用途的不同,這類鋼大致又分為三類:①小於0.25%C為低碳鋼,其中尤以含碳低於0.10%的08F,08Al等,由於具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是製造普通鍋爐的主要材料。此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼,用於機械製造業。②0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調質狀態下使用,製作機械製造工業的零件。③大於0.6%C為高碳鋼,多用於製造彈簧、齒輪、軋輥等。根據含錳量的不同,又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性,強化鐵素體,提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記「Mn」,如15Mn、20Mn以區別於正常含錳量的碳素鋼。
3.按用途分類
按用途則又可分為碳素結構鋼、碳素工具鋼。 碳素工具鋼 含碳量在0.65~1.35%之間,經熱處理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用於製造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。 碳素結構鋼按照鋼材屈服強度分為5個牌號: Q195、Q215、Q235、Q255、Q275  每個牌號由於質量不同分為A、B、C、D等級,最多的有四種,有的只有一;另外還有鋼材冶鍊的脫氧方法區別。 脫氧方法符號: F——沸騰鋼 b——半鎮靜鋼 Z——鎮靜鋼  TZ——特殊鎮靜鋼
質量分數
碳素結構鋼一般情況下都不經熱處理,而在供應狀態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強度,常軋製成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用於橋樑、建築等結構和製造普通螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質量分數稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可進行焊接,通常軋製成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及製造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、銷等零件。
化學成分
鋼的牌號和化學成分(熔煉分析)應符合表1規定。
表1
牌號
等級
化學成分
脫氧方法
C
Mn
Si
S
P
不大於
Q195
0.06~0.12
0.25~0.50
0.30
0.050
0.045
F、b、Z
Q215
A
0.09~0.15
0.25~0.55
0.30
0.050
0.045
F、b、Z
B
0.045
F、b、Z
Q235
A
0.14~0.22
0.30~0.65
0.30
0.050
0.045
F、b、Z
B
0.12~0.20
0.30~0.70
0.045
C
≤0.18
0.35~0.18
0.040
0.040
Z
D
≤0.17
0.035
0.035
TZ
Q255
A
0.18~0.28
0.40~0.70
0.30
0.050
0.045
F、b、Z
B
0.045
Q275
0.28~0.38
0.50~0.80
0.35
0.050
0.045
b、Z
註:Q235A、B級沸騰鋼錳含量上限為0.60%。
⒌1.1.1 沸騰鋼硅含量不大於0.07%;半鎮靜鋼硅含量不大於0.17%;鎮靜鋼硅含量下限值為0.12%。
⒌1.1.2 D級鋼應含有足夠的形成細晶粒結構的元素,例如鋼中酸溶鋁含量不小於0.015%或全鋁含量不小於0.020%。
⒌1.1.3 鋼中殘餘元素鉻、鎳、銅含量應各不大於0.30%,氧氣轉爐鋼的氮含量應不大於0.008%。如供方能保證,均可不做分析。
經需方同意,A級鋼的銅含量,可不大於0.35%。此時,供方應做銅含量的分析,並在質量證明書中註明其含量。
⒌1.1.4 鋼中砷的殘餘含量應不大於0.080%。用含砷礦冶鍊生鐵所冶鍊的鋼,砷含量由供需雙方協議規定。如原料中沒有含砷,對鋼中的砷含量可以不做分析。
⒌1.1.5 在保證鋼材力學性能符合本標準規定情況下,各牌號A級鋼的碳、硅、錳含量和各牌號其他等級鋼碳、錳含量下限可以不作為交貨條件,但其含量(熔煉分析)應在質量證明書中註明。
⒌1.1.6 在供應商品鋼錠(包括連鑄坯)、鋼坯時,供方應保證化學成分(熔煉分析)符合表1規定,但為保證軋制鋼材各項性能符合本標準要求,各牌號A、B級鋼的化學成分可以根據需方要求進行適當調整,另訂協議。
⒌1.2 成品鋼材、商品鋼坯的化學成分允許偏差應符合GB222中表1的規定。
沸騰鋼成品鋼材和商品鋼坯化學成分偏差不作保證。
⒌2 冶鍊方法
鋼由氧氣轉爐、平爐或電爐冶鍊,除非需方有特殊要求,並在合同中註明,冶鍊方法一般由供方自行決定。
⒌3 交貨狀態
鋼材一般以熱軋(包括控軋)狀態交貨。根據需方要求,經雙方協議,也可以正火處理狀態交貨(A級鋼材除外)。

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