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碳素鋼碳結(jié)鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態(tài)下,隨含碳量的增加,鋼的強(qiáng)度和硬度升高,而塑性和沖擊韌性下降。焊接性和冷彎性變差。所以工程結(jié)構(gòu)用鋼,常限制含碳量?!√妓劁撝械臍堄嘣睾碗s質(zhì)元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等,對(duì)碳素鋼的性能也有影響。這些影響有時(shí)互相加強(qiáng),有時(shí)互相抵消。①硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性,而適量的錳可減少或部分抵消其熱脆性。②殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性,增加冷脆性。③除硫和氧降低強(qiáng)度外,其他雜質(zhì)元素均在不同程度上提高鋼的強(qiáng)度。④幾乎所有的雜質(zhì)元素都能降低鋼的塑性和焊接性。
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熱軋?zhí)冀Y(jié)鋼的規(guī)格為5.5-250毫米。其中:5.5-25毫米的小碳結(jié)鋼大多以直條成捆的供給,常用作鋼筋、螺栓及各種機(jī)械零件;大于25毫米的碳結(jié)鋼,主要用于制造機(jī)械零件、無(wú)縫鋼管的管坯等。按化學(xué)成分分類:碳素鋼按化學(xué)成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于承受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。中碳鋼碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產(chǎn)質(zhì)量量分為普通碳素構(gòu)造鋼和優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強(qiáng)度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼??刹唤?jīng)熱處置,直接運(yùn)用熱軋材、冷拉材,亦可經(jīng)熱處置后運(yùn)用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能??梢缘诌_(dá)的高硬度約為HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。
碳結(jié)鋼偏析影響鋼材的力學(xué)性能和耐蝕性能。嚴(yán)重偏析可能造成鋼材脆斷,冷加工時(shí)還會(huì)損壞機(jī)械,故超過(guò)允許級(jí)別的偏析是不允許存在的。偏析程度往往與錠型、鋼種、冶煉操作和澆鑄條件有關(guān)。合金元素、雜質(zhì)和氣體的偏析,隨澆鑄溫度升高和澆鑄速度加快,偏析程度愈嚴(yán)重。連鑄鋼采用電磁攪拌可以減輕偏析程度。另外,增加鋼水潔凈度是減輕偏析的重要措施。非金屬夾雜鋼中含有與基體金屬成分不同的非金屬物質(zhì)。它破壞了金屬基體的連續(xù)性和各向同性性能。按非金屬夾雜的來(lái)源可分為內(nèi)生夾雜、外來(lái)夾雜及兩者混合物。 1)內(nèi)生夾雜是由脫氧和結(jié)晶時(shí)進(jìn)行的各種物理化學(xué)反應(yīng)形成的,主要是鋼中氧、硫、氮同其他成分間的反應(yīng)產(chǎn)物,如Al2O3等。內(nèi)生夾雜的特點(diǎn)是顆粒小,在鋼內(nèi)分布均勻,它與脫氧方法和化學(xué)成分有密切關(guān)系。
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