碳 素 钢

工业使用的钢铁材料中碳素钢占有重要地位。常用的碳素钢含碳量一般都小于1.3%，强度和韧性较好。与合金钢相比，碳素钢冶炼简便，加工容易，价格便宜，一般可满足使用性能要求，应用广泛。碳素钢也可按含碳量分低碳、中碳和高碳钢，按冶金质量分普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢，按用途分碳素结构钢和工具钢等。

一、碳素结构钢

碳素结构钢主要制造各种工程构件(如桥梁、船舶、建筑用钢)和机器零件(如齿轮、轴、螺钉、螺母、曲轴、连杆等)。这类钢一般属于低碳和中碳钢，分普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。

1、普通碳素结构钢

这类钢冶炼容易、工艺性好、价廉，而且力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件要求，应用很广。仅钢中的 S、P 和非金属夹杂物含量比优质碳素结构钢多，在相同含碳量及热处理条件下，其塑性、韧性较低。加工成形后一般不进行热处理，大都在热轧状态下直接使用，通常轧制成板材、带材及各种型材。根据 GB/T 700—1988 中以 Q235—AF为例说明：Q表示屈服点，汉语拼音第一个字母大写；235表示屈服点(屈服强度)值(MPa)。A 表示质量等级；F 表示沸腾钢(脱氧方式)。

表 7-1 和 7-2 列出碳素结构钢的化学成分及力学性能。Q195、Q215、Q235 塑性好，焊接性好，强度较低，一般轧制成板带和各种型钢，用于工程结构(如桥梁、建筑构架等)和受力不大的机器零件(如铆钉、螺钉、螺母、轴套及某些农机零件等)。Q275、Q345 强度较高，用于制作受力中等的普通零件(如链轮、拉杆、小轴活塞销、轻轨鱼尾板等)。

2、优质碳素结构钢

这类结构钢的含硫、磷量较低( WS＜0.030%、wP＜0.035%)，非金属夹杂物较少，钢的品质较高，塑性、韧性都比(普通)碳素结构钢为佳，出厂时既保证化学成分，又保证力学性能，主要用于制造较重要的机械零件。优质碳素结构钢牌号用两位数字表示平均含碳量为万分之一，如08钢表示平均 Wc＝0.08%；45钢表示平均 Wc＝0.45%。这类钢按含Mn量不同，分普通含锰量(WMn＝0.35%～0.8%)和较高含锰量(WMn＝0.7%～1.2%)两组。含锰量较高时，牌号数字后加"Mn"如16Mn、45Mn等。优质碳素结构钢主要制造各种机器零件，使用前一般都要热处理。08F 塑性好，制造冷冲压零件。10、20 钢冷冲压性与焊接性能良好，用作冲压及焊接件，热处理(如渗碳)后可以制造轴、销等零件。35、40、45、50 钢经热处理后，综合力学性能良好，制造齿轮、轴类、套筒等零件。60、65 钢主要用来制造弹簧。

二、碳素工具钢

碳素工具钢主要用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢含碳量较高(0.65%～1.35%),一般属于高碳钢。钢号用两位数字表示平均含碳量为千分之一，之前加以"T"("碳"的汉语拼音字头)。如 T9 表示含碳量为0.9%(即千分之九)的碳素工具钢。碳素工具钢均为优质钢，若含硫、磷量更低，为高级优质钢，则在钢号后面标注"A"字。例如 T12A 表示碳质量分数为l.2%的高级优质碳素工具钢。

碳素工具钢用来制造各种刃具、量具、模具等。T7、T8 硬度高、韧性较高，可制造冲头、錾子、锤子等工具。T9、T10、T11 硬度高、韧性适中，可制造钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃具及冷作模具等。T12、T13 硬度高，韧性较低，耐磨性好可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。碳素工具钢使用前都要进行热处理。