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碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的鋼稱為碳素鋼，稱碳鋼。

結(jié)構(gòu)分類

（1）按冶煉方法及設(shè)備分：

a.平爐鋼 b.轉(zhuǎn)爐鋼 c.電爐鋼

（2）按冶煉澆注時(shí)脫氧劑與脫氧程度分：

a.沸騰鋼：在冶煉末期和澆注前用錳鐵和少量鋁作脫氧劑進(jìn)行輕微脫氧，使大量的氧留在鋼液中；在澆入錠模后，鋼中的氧與碳反應(yīng)，產(chǎn)生大量CO氣泡而引起鋼液表面劇烈沸騰，故稱為沸騰鋼。

b.鎮(zhèn)靜鋼：鋼液澆注前相繼用錳鐵、硅鐵和鋁等脫氧劑進(jìn)行充分脫氧，使鋼液澆入錠模后凝固時(shí)沒有CO氣泡產(chǎn)生，錠模內(nèi)鋼液平靜，故稱為鎮(zhèn)靜鋼。

c.連鑄坯：鋼液經(jīng)過連鑄機(jī)直接生產(chǎn)的鋼坯叫做連鑄坯。

d.半鎮(zhèn)靜鋼：鋼液脫氧程度不夠充分，介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時(shí)產(chǎn)生輕微沸騰，鋼的組織和性能也介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。

（3）按含碳量分類

a.低碳鋼：鋼的碳含量wc<0.25% 。

b.中碳鋼：鋼的碳含量介于0.25%～0.60%之間（wc=0.25%～0.60%）。

c.高碳鋼：鋼的碳含量wc>0.60% 。

（4）按碳鋼的質(zhì)量分類

這種分類方法主要根據(jù)碳鋼中所含有害雜質(zhì)S、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類。

a.普通碳素鋼：ws≤0.050%、wp≤0.045%。

b.優(yōu)質(zhì)碳素鋼：ws≤0.035%、wp≤0.035%。

c.高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：ws≤0.025%、wp≤0.025%。

d.特技優(yōu)質(zhì)碳素鋼：ws≤0.015%、wp≤0.025%。

（5）按鋼的用途分類

a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)件，其含碳量一般都小于0.70%，屬于低碳鋼和中碳鋼系列。

b.碳素工具鋼：主要用于制造各種刀具、量具、模具。其含碳量一般大于0.70%，屬于高碳鋼范疇。

碳素鋼的牌號(hào)

（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：這類鋼冶煉容易、工藝性好、價(jià)廉，而且在力學(xué)性能上也能滿足一般工程結(jié)構(gòu)及普通機(jī)器零件的要求，所以應(yīng)用很廣。但鋼中的S、P和非金屬夾雜物含量比優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼多，在相同含碳量及熱處理?xiàng)l件下，其塑性、韌性較低，加工成形后一般不進(jìn)行熱處理，大都在熱軋狀態(tài)下直接使用，通常軋制成板材、帶材及各種型材。

此類碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是由代表屈服點(diǎn)的拼音字母“Q”和屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)及脫氧方法符號(hào)四個(gè)部分按順序組成，如Q235—A?F表示為屈服點(diǎn)為235N/mm2的A級(jí)沸騰鋼。一般簡(jiǎn)寫為Q235。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是用兩位數(shù)字表示該鋼平均含碳量的萬分之幾，例如45表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；09表示平均含碳量為0.09%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)鋼中含錳量的不同，分為普通含錳量鋼（Mn<0.80%）和較高含錳量鋼（Mn=0.70%～1.20%）兩組。較高含錳量鋼在牌號(hào)后面標(biāo)出元素符號(hào)“Mn”或漢字“錳”。例如55Mn表示平均含碳量為0.55%，平均含錳量為1%左右的較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

如為沸騰鋼，則在牌號(hào)后面加“F”字母，如08F、15F等，分別表示為平均含碳量為0.08%的沸騰鋼及平均含碳量為0.15%的沸騰鋼，如為鍋爐用鋼則在數(shù)值后面加“g”，如平均含碳量為0.20%的鍋爐用鋼20g等。

舉例：

Q185：表示屈服點(diǎn)為185MPa的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；

16Mn：表示平均含碳量為0.16%左右，平均含錳量為1%左右的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；

（3）碳素工具鋼：碳素工具鋼是用于制造刀具、模具和量具的鋼。由于大多數(shù)工具鋼要求高硬度和高耐磨性，故工具鋼含碳量都在0.70%以上，都是優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。

碳素工具鋼的牌號(hào)以漢字“碳”或漢語拼音字母字頭“T”加后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其數(shù)值表示平均含碳量的千分之幾。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在牌號(hào)的數(shù)字后面標(biāo)以字母“A”。例如：

T9：表示平均含碳量為0.90%的碳素工具鋼。

T9A：表示平均含碳量為0.90%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。

根據(jù)制造工具性能的要求，錳在工具鋼中含量為0.40%～0.60%時(shí)，則工具鋼的牌號(hào)在數(shù)字加“Mn”表示如T9Mn等。

（4）鑄造碳鋼：鑄造用碳鋼一般用于制造形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求較高的機(jī)械零件。由于零件形狀復(fù)雜，很難用鍛造或機(jī)械加工方法制造，由于力學(xué)性能要求較高，不能用鑄鐵來制造。鑄造碳鋼廣泛用于重型機(jī)械的某些零件，如軋鋼機(jī)架、水壓機(jī)橫梁、鍛錘砧座等。

鑄造碳鋼的含碳量一般在0.20%～0.60%之間，若含碳量過高，則鋼的塑性差，而且鑄造時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。

鑄造碳鋼的牌號(hào)是用鑄鋼兩字的漢語拼音字母字首“ZG”表示，后面加兩組數(shù)字組成，第一組數(shù)字代表屈服點(diǎn)數(shù)值，第二組數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度值，如ZG260-500表示屈服點(diǎn)為260MPa，抗拉強(qiáng)度為500MPa的鑄造碳鋼 

綜上所述就是碳鋼的兩大基礎(chǔ)知識(shí)概括，目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國鋼總產(chǎn)量中的比重，約保持在80%左右，它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機(jī)械制造工業(yè)，而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)、海洋開發(fā)等方面，也得到大量使用。