低碳鋼

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更新時間: 2013-10-12

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低碳鋼(low carbon steel)又稱軟鋼, 含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於製造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。

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低碳鋼

1 低碳鋼 -簡介

 低碳鋼(low carbon steel)又稱軟鋼, 含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於製造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分優質碳素結構鋼,大多不經熱處理用於工程結構件,有的經參碳和其他熱處理用於要求耐磨的機械零件。

2 低碳鋼 -主要種類

低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板,用於製作各種建築構件、容器、箱體、爐體和農機具等。優質低碳鋼軋成薄板,製作汽車駕駛室、發動機罩等深沖製品;還軋成棒材,用於製作強度要求不i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,用於要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。低碳鋼由於強度較低,使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量,並加入微量釩、鈦、鈮等合金元素,可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量並加入少量鋁、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,並保持較好的塑性和韌性。

3 低碳鋼 -焊接特點

由於低碳鋼含碳量低,錳、硅含量也少,所以,通常情況下不會因焊接而產生嚴重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和衝擊韌度良好,焊接時,一般不需預熱、控制層間溫度和后熱,焊后也不必採用熱處理改善組織,整個焊接過程不必採取特殊的工藝措施,焊接性優良。
但在少數情況下,焊接時也會出現困難:
1)採用舊冶鍊方法生產的轉爐鋼含氮量高,雜質含量多,從而冷脆性大,時效敏感性增加,焊接接頭質量降低,焊接性變差。
2)沸騰鋼脫氧不完全,含氧量較高,P等雜質分佈不均,局部地區含量會超標,時效敏感性及冷脆敏感性大,熱裂紋傾向也增大。
3)採用質量不符合要求的焊條,使焊縫金屬中的碳、硫含量過高,會導致產生裂紋。如某廠採用酸性焊條焊接Q235-A鋼時,因焊條葯皮中錳鐵的含碳量過高,會引起焊縫產生熱裂紋。
4)某些焊接方法會降低低碳鋼焊接接頭的質量。如電渣焊,由於線能量大,會使焊接熱影響區的粗晶區晶粒長得十分粗大,引起衝擊韌度的嚴重下降,焊后必需進行細化晶粒的正火處理,以提高衝擊韌度。總之,低碳鋼是屬於焊接性最好、最容易焊接的鋼種,所有焊接方法都能適用於低碳鋼的焊接。
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,其冷成形性良好可採用卷邊、折彎、衝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,淬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,鐵素體刮碳、氮過飽和,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產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯,鐵素體中自碳、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。形變時要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,在試樣表面出現由於不均勻變形而形成的表面皺褶帶,稱為呂德斯帶。不少衝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后衝壓時也會產生呂德斯帶,因此預形變的鋼在衝壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或鈦,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。

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