屈强比越大，结构零件的可靠性越高，
2011-02-10
钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大， 结构零件的可靠性越高，一般碳素钢钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢
没有最佳答案
亲要问的问题是这个吧?不是的话，也可以看下的。碳素钢是近代工业中使
用最早、用量最大的基本材料。世界各工业国家，在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。目前碳
素钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。
简介
含碳量小于1.35%，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂碳素钢
质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
1.按化学成分分类
碳素钢按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。(1)低碳钢又称软钢，含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，常用于制造链条，铆钉，螺栓，轴等。(2)中碳钢碳量0.25%~0.60%的碳素钢。
有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰
(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回
火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为
HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢
得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。(3)高碳
钢常称工具钢，含碳量从0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。锤，撬棍等由含碳量0.75%的钢制造；切削工具如钻头，丝攻，铰刀等由含碳量0.90%至1.00%的钢制造。
2.按钢的品质分类
按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。(1)普通碳素结构钢又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类：甲类钢(A类钢)是保证力学性能
的钢。乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢)是既保证力学性能
又保证化学成分的钢，常用于制造较重要的结构件。中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3钢(甲类3号钢)，主要用于工程结构。有的碳素结
构钢还添加微量的铝或铌(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒，以
限制晶粒长大，使钢强化，节约钢材。在中国和某些国家，为适应专业用钢的特殊要求，对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整，从而发展了一系列普通碳
素结构钢的专业用钢(如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等)。(2)优质碳素结
构钢和普通碳素结构钢相比，硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。根据含碳
量和用途的不同，这类钢大致又分为三类:①小于0.25%C为低碳钢，其中尤以含
碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作
深冲件如汽车、制罐…等。20G则是制造普通锅炉的主要材料。此外，低碳钢也
广泛地作为渗碳钢，用于机械制造业。②0.25~0.60%C为中碳钢，多在调质状态
下使用，制作机械制造工业的零件。③大于0.6%C为高碳钢，多用于制造弹簧、
齿轮、轧辊等。根据含锰量的不同，又可分为普通含锰量(0.25~0.8%)和较高含
锰量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)两钢组。锰能改善钢的淬透性，强化铁素体，提高钢
的屈服强度、抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记"Mn"，如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。
3.按用途分类
按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。碳素工具钢含碳量在
0.65~1.35%之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具(见工具钢)。碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌
号:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，最多的有四种，有的只有一；另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。脱氧方法符号:F--沸腾钢b--半镇静钢Z--镇静钢TZ--特殊镇静钢
编辑本段生产制造方法
碳素钢的冶炼通常在转炉、平炉中进行。转炉一般冶炼普通碳素钢，而平炉可以冶炼各种优质钢。近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可代替平炉炼钢。将炼好的钢液注入钢锭模，就得到各种钢锭。钢锭经过锻压或轧制后便加工成各种形状的钢材和锻件。钢锭经过压力加工后，能够改善钢的内部组织和夹杂物分布，所以同样成分的钢材要比钢锭的性能优越一些。
编辑本段主要生产及输往国家、地区
我国的鞍钢、宝钢、上海钢厂、太原钢厂、重庆钢厂、天津钢厂、保定普
瑞商贸(钢材)有限公司等是出口碳素钢的主要产地。一般碳素钢多加工成型材，如角钢、扁钢、工字钢等输往日本、香港、东南亚、中东等国家和地区。
编辑本段主要进口生产国家
我国主要从日本、俄罗斯、德国、东欧等国家进口。与其他钢类相比，碳素钢进口数量最多。进口到货后缺重问题较为突出。收用货部门要加强到货后重
量的验收。
编辑本段规格及外观质量
碳素钢的品种主要有圆钢、扁钢、方钢等。经冷、热加工后钢材的表面不
得有裂缝、结疤、夹杂、折叠和发纹等缺陷。尺寸和允许公差必须符合相应品
种国家标准的要求。
编辑本段化学成分的影响
碳素钢的性能主要取决于钢的含碳量和显微组织。在退火或热轧状态下，随含碳量的增加，钢的强度和硬度升高，而塑性和冲击韧性下降(见图)。焊接性和冷弯性变差。所以工程结构用钢，常限制含碳量。碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等，对碳素钢的性能也有影响。这和影响有时互相加强，有时互相抵销。例如:①硫、氧、氮都能增加钢的热脆性，而适量的锰可减少或部分抵销其热脆性。②残余元素除锰、镍外都降低钢的冲击韧性，增加冷脆性。③除硫和氧降低强度外，其他杂质元素均在不同程度上提高钢的强度。
④几乎所有的杂质元素都能降低钢的塑性和焊接性。氢在钢中能造成很多严重缺陷，如产生白点、点状偏析、氢脆、表面鼓泡和焊缝热影响区内的裂缝等。为保证钢的质量，必须尽可能降低钢中氢的含量(见应力腐蚀断裂和氢脆)。脱氧带入的残余元素如铝，可减小低碳钢的时效倾向，还可以细化晶粒，提高钢在低温下的韧性，但余量不宜过多。由炉料中带入的残余元素如镍、铬、钼、铜等，含量高时可提高钢的淬透性，但对要求具有高塑性的专用钢，如深冲用钢板，则是不利的。 编辑本段加工性能
碳素钢目前大都采用氧气转炉和平炉冶炼，优质碳素钢也采用电弧炉生产。根据炼钢过程脱氧程度的不同，碳素钢可分为镇静钢、沸腾钢和介于两者之间的半镇静钢。冶炼方法对钢的性能影响，主要是
通过钢的纯净度而起作用的。近年来人们通过真空处理、炉外精炼和喷吹技术等，都可获得更高纯净度的钢，从而显著改善了碳素钢的品质。碳素钢的塑性加工工艺通常分热加工和冷加工。经过热加工，钢锭中的小气泡、疏松等缺陷被焊合起来，使钢的组织致密。同时，热加工可破坏铸态组织、细化晶粒。使锻轧的钢材比铸态具有更好的力学性能。经冷加工的钢，随着冷塑性变形程度增大，强度和硬度增加，塑性和韧性降低。为提高成材率，广泛应用连续铸钢工艺。
编辑本段时效处理
低碳钢的时效通常有淬火时效和应变时效两种，都是由间隙元素作用引起的，主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。淬火时效即钢由高温快速冷却后性能随时间而变化的现象。钢中含碳量、脱氧程度和含氮量对淬火时效都有很大影响。低碳钢、脱氧不充分的沸腾钢和含氮量较高的钢发生淬火时效最显著。
含碳约0.3%的中碳钢，由淬火时效所引起的性能变化已大为减弱。含碳约0.6%
的高碳钢，实际上不起时效硬化作用(见金属热处理)。应变时效经冷加工变形后的性能随时间而变化的现象。碳和氮对应变时效的影响，与对淬火时效的影响相似，磷也促进应变时效。低碳钢因冷变形而消失的屈服点，随时间的延长而逐渐
恢复。应变时效比淬火时效更为复杂。如钢材经淬火后再进行冷加工，无论在室温或稍高温度下，均将加速其应变时效。碳素钢的时效常给工业生产带来很大危害，例如沸腾钢焊接后，由于时效使焊接接头热影响区出现细小裂纹，严重影响焊接结构的安全性。但由于近代冶金技术的发展，和在工业生产中的应用，尤其是
氧气转炉炼钢能获得更低的氮、氧含量，因此时效问题有所减轻。
编辑本段用途
Q195用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压
件以及焊接件等。Q215A用于制造拉杆、套圈、垫圈、渗圈、渗碳零件以及焊
接件等。Q235AA、B级用于制造金属结构件、心部强度要求不高的渗碳件或碳
氮共渗件、拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓、螺母、套筒、轴以及接件;C、D
级用于制造重要的焊接结构件。Q255A用于制造转轴、心轴、吊钩、拉杆、摇杆、楔等强度要求不高的零件。此负焊接性尚可。Q275用于制造轴类、链轮、
齿轮、吊钩等强度要求高的零件。
编辑本段缺陷
碳素钢在冶炼和轧制(锻造)加工过程中，由于设备、工艺和操作等原因造成钢的欠缺。主要包括结疤、裂纹、缩孔残余、分层、白点、偏析、非金属夹杂、疏松和带状组织等。
1.结疤
钢材表面未与基体焊合的金属或非金属疤块。有的部分与基体相连，呈舌状；有的与基体不连接，呈鳞片状。后者有时在加工时脱落，形成凹坑。炼钢(浇铸)
造成的结疤，疤下一般有肉眼可见的非金属夹杂。轧钢造成的结疤一般称"轧疤"，疤下一般仅有氧化铁皮。炼钢(浇铸)造成结疤的主要原因有:(1)上铸锭未采取
防溅措施或下铸锭开铸过猛造成飞溅结疤。(2)下铸锭保护渣性能不佳或模子不清洁、不干燥，造成钢锭(连铸坯)表面或皮下夹杂、气泡和重皮。(3)模壁严重
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