第七章 碳素钢与铸铁
钢铁中常存杂质有硅、锰、硫、磷，它们的存在对钢
铁的性能有较大影响。
1、锰和硅
在炼铁、炼钢的生产过程中，由于原料中含有锰、硅
以及使用锰、硅作脱氧剂，使得钢中常含有少量的锰、硅 元素。
当W Mn <1.2%、W Si <0.4%时，能溶入铁素体使之强化， 提高钢的强度、硬度，并且不降低钢的塑性、韧性。另
外，锰还可与硫形成MnS，消除硫的有害作用，并能起断 屑作用，可改善钢的切削加工性。因此，锰和硅在钢中是 有益元素。 第一节 非合金钢（碳素钢）
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2、硫和磷
硫和磷也是从原料及燃料中带入钢中的。电机转速传感器
硫在固态下不溶于铁，以FeS（熔点1190℃）的形 式存在。FeS常与Fe形成低熔点（985℃）共晶体分布在 晶界上，当钢加热到1000—1200℃进行压力加工时，由 于分布在晶界上的低熔点共晶体熔化，使钢沿晶界处开 裂。这种现象称为热脆。
磷在常温固态下能全部溶入铁素体中，使钢的塑 性、韧性显著降低，在低温时表现尤为突出。这种在低 温时由磷导致钢严重脆化的现象称为冷脆。
因此，钢中的硫、磷含量必须严格控制。磷的冷脆 作用有时可以利用，如在炮弹钢中加入较多的磷，使钢 的脆性增加，炮弹爆炸时，碎片增多可增加杀伤力。
非合金钢的分类方法很多，下面只介绍几种常用的分 类方法。
1、按碳的质量分数分
a、低碳钢：WC≤0.25%
b、中碳钢：WC=0.25%～0.60%
c、高碳钢：WC＞0.60%
2、按钢的用途分类
a、非合金结构钢：这类钢主要用于制造各类工程构 件及各种机器零件。它多属于低碳钢和中碳钢。
b、非合金工具钢：这类钢主要用于制造各种刃具、 量具和模具。这类钢碳质量分数较高，一般属于高碳钢。
3、按质量分类
按钢中有害杂质硫、磷含量分为：
a、普通钢: WS=0.035%～0.050% WP=0.035%～
0.045%
b、优质钢: WS、WP均≤0.035%
c、高级优质钢: WS=0.020%～0.030% WP=0.025%～
美蛙养殖0.030%
d、特级优质钢: WS≤0.015% WP≤0.025%
从1991年起，我国颁布实施了新的钢分类方法（GB/T13304—1991），它 是参照国际标准制订的，主要分为“按化学成分分类”、“按主要质量等级和 主要性能及使用特性分类两部分”。为了便于对照使用，我们将其中常用部分 总结如下：
1、普通质量非合金钢
普通质量非合金钢： 非合金结构钢、非合金钢筋钢、铁道用一般非合金 钢、一般钢板桩型钢等。
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2、优质非合金钢
优质非合金钢： 机械结构用优质非合金钢、工程结构用非合金钢、冲
无尘清洗出租车计价器传感器压薄板用低碳结构钢、镀层板带用非合金钢、锅炉和压力容器用非合金钢、 造船用非合金钢、铁道用非合金钢、焊条用非合金钢、标准件用钢、冷锻铆 螺用钢、非合金易切削钢、电工用非合金钢、优质铸造非合金钢等。
3、特殊质量非合金钢
特殊质量非合金钢： 保证淬透性非合金钢、保证厚度方向性能非合金 钢、铁道用特殊非合金钢、航空兵器等用非合金结构钢、核能用非合金钢、 特殊焊条用非合金钢、非合金弹簧钢、特殊盘条钢丝、特殊易切削钢、非合 金工具钢、电工纯铁、原料纯铁等。
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