低碳鋼

低碳鋼

碳含量低于0.25%的碳素鋼
低碳鋼(low carbon steel)為碳含量低于0.25%的碳素鋼,因其強度低、硬度低而軟,故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分優質碳素結構鋼,大多不經熱處理用于工程結構件,有的經滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機械零件。低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強度和硬度較低,塑性和韌性較好。因此,其冷成形性良好,可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼還具有良好的焊接性。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,常用于制造鍊條,鉚釘,螺栓,軸等。
    中文名:低碳鋼 外文名: 别名:軟鋼 英文名:low carbon steel 用處:鍛造、焊接

特性

低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強度和硬度較低,塑性和韌性較好。因此,其冷成形性良好可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低,切削加工性不佳,正火處理可以改善其切削加工性。

低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體中碳、氮處于過飽和狀态,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現象稱為淬火時效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會産生時效。低碳鋼經形變産生大量位錯,鐵素體中的碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用,碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結合體稱歲柯氏氣團(柯垂耳氣團)。它會使鋼的強度和硬度提高而塑性和韌性降低,這種現象稱為形變時效。形變時效比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性,在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點。自上屈服點出現直到屈服延伸結束,在試樣表面出現由于不均勻變形而形成的表面皺褶帶,稱為呂德斯帶。不少沖壓件往往因此而報廢。其防止方法有兩種。一種高預形變法,預形變的鋼放置一段時間後沖壓時也會産生呂德斯帶,因此預形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或钛,使其與氮形成穩定的化合物,防止形成柯氏氣團引起的形變時效。

種類

低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼闆,用于制作各種建築構件、容器、箱體、爐體和農機具等。優質低碳鋼軋成薄闆,制作汽車駕駛室、發動機罩等深沖制品;還軋成棒材,用于制作強度要求不高的機械零件。低碳鋼在使用前一般不經熱處理,碳含量在0.15%以上的經滲碳或氰化處理,用于要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鍊輪等零件。

低碳鋼由于強度較低,使用受到限制。适當增加碳鋼中錳含量,并加入微量釩、钛、铌等合金元素,可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量并加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素,則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高,并保持較好的塑性和韌性。低碳鋼盤條表面氧化鐵皮的質量是影響産品拉拔前除鱗效果的主要因素之一,通過采用掃描電鏡(SEM)及能譜分析(EDS)等方法對不同的盤條表面氧化鐵皮組成成分、相對質量分數及分布特征進行對比分析。結果表明:兩種工藝下的低碳鋼盤條表面氧化鐵皮結構均由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成,但氧化鐵皮的厚度和各組成成分的具體質量分數有較大差異。通過分析,明确軋制過程中控制氧化鐵皮質量的關鍵是采用合理的吐絲溫度及軋後冷卻工藝,使盤條表面氧化鐵皮質量滿足客戶生産的需要。

新興用途

原先由于低碳鋼固有的特性,使其使用範圍大大受到局限,随着國内一些新技術在鋼鐵行業的應用,低碳鋼的許多新興用途得到了很好的開發利用,目前國内一些大型鋼廠或鋼鐵貿易公司都積極地與國内的大型吊索具企業密切合作,共同開發出一系列高技術高精密高質量的索具産品,在國内乃至全球的索具行業,起到了很好的技術推動作用,其中堪稱典範的是普瑞鋼鐵與河北長江中遠吊索具有限公司的深度合作,它們研發的一系列産品,許多在行業中都獲得了較高的評價。這也給我們對低碳鋼的綜合利用,指明了新的道路。

力學性能

低碳鋼為塑性材料。其拉伸時的應力-應變曲線主要分四個階段:彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段,在局部變形階段有明顯的屈服和頸縮現象。低碳鋼的應力-應變曲線.胡克定律描述的僅為原點到屈服點之間的那一段陡峭的直線。開始時為彈性階段,完全遵守胡克定律沿直線上升,比例極限以後變形加快,但無明顯屈服階段。

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