碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業(yè)國家，在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產(chǎn)量的同時(shí),也非常注意改進(jìn)碳素鋼質(zhì)量,擴大品種和使用范圍。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,它不僅廣泛應用于建筑、橋梁、鐵道、車(chē)輛、船舶和各種機械制造工業(yè)，而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)、海洋開(kāi)發(fā)等方面，也得到大量使用。碳鋼所加工的零部件一般要進(jìn)行抗拉強度檢測、力學(xué)性能分析可能會(huì )用到材料力學(xué)試驗機（電子拉力試驗機、液壓萬(wàn)能試驗機）和摩擦磨損試驗機。

碳鋼基本知識簡(jiǎn)介

含碳量小于1.35％，除鐵、碳和限量以?xún)鹊墓?、錳、磷、硫等雜碳素鋼質(zhì)外，不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強度（通過(guò)拉力試驗，拉伸試驗得出數據）、硬度升高，塑性、韌性、抗拉伸強度和可焊性降低。與其他鋼類(lèi)相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬 ，用量最大。 適用于公稱(chēng)壓力PN≤32.0MPa，溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn。

分類(lèi)

1.按化學(xué)成分分類(lèi)

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。 (1) 低碳鋼   又稱(chēng)軟鋼, 含碳量從0.10％至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於制造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。 (2) 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(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70％～1.20％)。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結構鋼和優(yōu)質(zhì)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，而塑性和韌性低于低碳鋼?？刹唤?jīng)熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)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，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件。   （3）高碳鋼   常稱(chēng)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%的鋼制造; 切削工具如鉆頭, 絲攻, 鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。

2.按鋼的品質(zhì)分類(lèi)

按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。（1）普通碳素結構鋼 又稱(chēng)普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余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(lèi)：甲類(lèi)鋼（A類(lèi)鋼）是保證力學(xué)性能的鋼。乙類(lèi)鋼（B類(lèi)鋼）是保證化學(xué)成分的鋼。特類(lèi)鋼 (C類(lèi)鋼)是既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分的鋼，常用于制造較重要的結構件。中國目前生產(chǎn)和使用最多的是含碳量在0.20％左右的A3鋼(甲類(lèi)3號鋼)，主要用于工程結構。 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(cháng)大，使鋼強化，節約鋼材。在中國和某些國家，為適應專(zhuān)業(yè)用鋼的特殊要求，對普通碳素結構鋼的化學(xué)成分和性能進(jìn)行調整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結構鋼的專(zhuān)業(yè)用鋼（如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等）。（2）優(yōu)質(zhì)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(lèi)鋼大致又分為三類(lèi):①小于0.25％C為低碳鋼,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于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(chē)、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業(yè)。②0.25～0.60％C為中碳鋼,多在調質(zhì)狀態(tài)下使用,制作機械制造工業(yè)的零件。③大于0.6％C為高碳鋼,多用于制造彈簧、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。拉力試驗機、材料檢測試驗機、電子拉力試驗機和摩擦磨損試驗機可以用來(lái)檢測碳鋼材料力學(xué)性能及摩擦磨損性能。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以區別于正常含錳量的碳素鋼。

3.按用途分類(lèi)

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(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具（見(jiàn)工具鋼）。 碳素結構鋼按照鋼材屈服強度分為5個(gè)牌號：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275每個(gè)牌號由于質(zhì)量不同分為A、B、C、D等級，最多的有四種，有的只有一；另外還有鋼材冶煉的脫氧方法區別。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 材料檢測試驗機、電子拉力試驗機和摩擦磨損試驗機可以用來(lái)檢測碳鋼材料力學(xué)性能及摩擦磨損性能。