性能和用途

1.4.2　碳素钢的牌号、性能和用途

我国现行的碳素钢编号命名是以钢的质量和用途为基础来进行的，一般分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢和碳素铸钢。

1．碳素结构钢

碳素结构钢中所含有害杂质硫、磷及非金属夹杂物较多，力学性能不高，但价格便宜，工艺性能良好，所以大量用于金属结构件和不重要的机械零件。一般在供应状态下使用。

碳素结构钢的牌号由代表屈服强度的字母Q、屈服强度值、质量等级符号和脱氧方法符号四部分依次组成。其中，质量等级分A、B、C、D四级，所含硫、磷逐渐减少。脱氧方法用汉语拼音字母表示：沸腾钢用F表示；半镇静钢用b表示；镇静钢用Z表示（可省略不写）。如牌号Q235-AF表示屈服强度σ_S≥235MPa、质量等级为A的碳素结构沸腾钢。表1-4列出了碳素结构钢的性能和应用举例，其中Q235应用最为广泛。

2．优质碳素结构钢

优质碳素结构钢中所含有害杂质元素少，力学性能较好，故广泛用于制造较重要的机械零件。一般都是在热处理后使用。

按含锰量的不同，优质碳素结构钢可分为普通锰含量钢（0.35%～0.8%）和较高锰含量钢（0.7%～1.2%）两组。普通锰含量钢的牌号用两位数字（钢中平均含碳量的万分数）表示；沸腾钢需在数字后加字母F，镇静钢不标注。较高锰含量钢用两位数字后加锰元素符号表示。

表1-4　碳素结构钢的力学性能和应用举例

常用优质碳素结构钢钢号、化学成分及正火后的力学性能如表1-5所示。这类钢随钢号数字增加含碳量增加，组织中珠光体量增多，铁素体减少，因此钢的强度也随之增加，塑性随之降低。

表1-5　常用优质碳素结构钢钢号、化学成分及力学性能

（续表）

08F钢是一种含碳量很低的沸腾钢，强度很低，塑性很好。主要用于制造冷冲压零件，如汽车和仪器仪表的外壳、容器、罩子等。

15、20钢属于低碳钢，强度、硬度较低，塑性、韧性好，经渗碳和淬火后可制造强度要求不高的凸轮、齿轮、活塞销等一些耐磨又要耐冲击的零件，还常用于制造焊接容器。

35、40、45、50钢属于中碳钢，常经调质处理后制造要求有良好的综合力学性能（即有较高的强度和良好的韧性）的零件。力学性能要求不高时，也可在供应或正火状态下使用。常用于制造轴、齿轮、连杆、曲轴等受力较大的机械零件，其中45钢应用最广。

60、65钢属于高碳钢，经过淬火、中温回火后，具有较高的强度和弹性，常用来制造弹簧、板簧、轧辊和钢丝绳等。

60Mn、65Mn属于较高锰含量钢，与含碳量相同的普通锰含量钢相比，具有较高的淬透性，可制造尺寸稍大的零件。

3．碳素工具钢

碳素工具钢都是高碳钢，具有高的硬度、耐磨性。按质量分，碳素工具钢可分为优质和高级优质两种。优质碳素工具钢的牌号用字母T+数字（平均含碳量的千分数）表示。高级优质碳素工具钢则在上述钢号后加字母A。常用碳素工具钢的牌号、成分、性能和用途如表1-6所示。

表1-6　常用碳素工具钢的牌号、成分、性能和用途

碳素工具钢常用球化退火来改善切削加工性，在淬火、低温回火后使用。这类钢随钢号数字增加含碳量增加，钢的耐磨性增加，塑性、韧性下降。常用来制造锉刀、手锯条、錾子等手动切削工具和轻载、小型、形状简单的冷作模具。

4．碳素铸钢

有些机械零件，例如水压机横梁、轧钢机机架、重载大齿轮等，因形状复杂，难以用锻造方法成型；又因为力学性能要求较高，铸铁无法满足，故采用铸钢件。

碳素铸钢的牌号用字母ZG和两组数字表示，第一组数字表示钢的最低屈服强度，第二组数字表示最低抗拉强度。常用碳素铸钢的牌号、含碳量、力学性能和应用如表1-7所示。

表1-7　常用碳素铸钢的牌号、wC、力学性能与应用