[鋼]:是指以鐵為主要元素,碳的質量分數Wc<2.11%并含有少量硅、錳、磷、硫等雜質元素的鐵碳合金。根據國家標準GB/T13304-1991規定,鋼按化學成分分為非合金鋼、低合金鋼、合金鋼三類。
[非合金鋼]:是指鋼中各元素含量低于規定值的鐵碳合金。(碳鋼)不僅價格低廉,容易加工,而且能滿足一般工程結構和機械零件的使用性能要求,是最廣泛應用的材料。
鋼中常存雜質元素是鋼冶煉時進入的,它們對鋼的性能有一定的影響。
1、錳的影響
錳是由煉鐵原料鐵礦石及煉鋼時加脫氧劑(錳鐵)中帶入的,非合金鋼中錳的質量分數一般約為0.25%~0.80%。錳的脫氧能力較好,能清除鋼中的FeO,降低鋼的脆性,與硫化合成MnS,可以減輕硫的有害作用。錳還能溶于鐵素體形成置換固溶體,產生固溶強化,提高鋼的強度和硬度。錳在鋼中是一種有益元素。
2、硅的影響
硅是由煉鐵原料鐵礦石及煉鋼時加脫氧劑(硅鐵)中帶入的,非合金鋼中錳的質量分數一般約為0.10%~0.40%,硅的脫氧能力比錳強,與鋼液中的FeO生成爐渣,清除FeO對鋼質量的不良影響,也能溶于鐵素體中產生固溶強化,提高鋼的強度和硬度,硅在鋼中也是一種有益元素。
3、硫的影響
硫是在煉鐵時由礦石和燃料帶進的,它不溶于鐵,而是以化合物FeS的形式存在。FeS與Fe形成低熔點共晶體(熔點為985℃),分布在奧氏體的晶界上。當鋼在1000~1250℃進行熱加工時,由于晶界處共晶體熔化,將導致鋼變脆而開裂,這種現象稱為熱脆。因此,硫在鋼中是一種有害元素,必須嚴格控制。
4、磷的影響
磷是煉鐵時由礦石帶進的,在常溫下能溶入鐵素體,使鋼的強度、硬度提高,但使塑性和韌性降低。尤其在低溫下會使鋼的塑性、韌性急劇下降,脆性轉化溫度升高。這種現象稱為冷脆。在一般鋼中,磷是有害元素,應嚴格控制。
硫和磷雖是鋼中的有害元素,但適當提高它在鋼中的含量(一般Ws=0.08%~0.35%、Wp=0.05%~0.15%),可以改善鋼的切削加工性能,降價低工件表面粗糙度。
二、非合金鋼的分類
非合金鋼的種類很多,常按以下方法分類。
1、按鋼中碳的質量分數分類
低碳鋼(Wc<0.25%)、中碳鋼(0.25≤Wc≤0.60%)、高碳鋼(Wc>0.60%)。
2、按鋼的用途分類
碳素結構鋼 主要用于制作機械零件,工程結構件,一般屬于低、中碳鋼。
碳素工具鋼 主要用于制作刀具、量具和模具。一般屬于高碳鋼。
3、按鋼的主要質量等級分類
普通質量非合金鋼(Ws≥0.045%、Wp≥0.045%)。普通質量碳鋼是指不規定生產過程中需要特別控制質量要求的鋼種。主要包括:一般用途碳素結構鋼、碳素鋼筋鋼、鐵道用一般碳鋼等。
優質非合金鋼(硫、磷含量比普通質量碳鋼少),優質碳鋼是指除普通質量碳鋼和特殊質量碳鋼以外的碳鋼,在生產過程中需要特別控制質量(例如控制晶粒度、降低硫、磷含量、改善表面質量等),以達到特殊的質量要求(與普通質量碳鋼相比,有良好的抗脆斷性能和冷成型性等)。主要包括:機械結構用優質碳鋼、工程結構用碳鋼、沖壓薄板的低碳結構鋼、焊條用碳鋼、非合金易切削結構鋼、優質鑄造碳鋼等。
特殊質量非合金鋼(Ws≤0.02%,Wp<0.020%),特殊質量碳鋼是指在生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能(例如控制淬透性和純潔度)的碳鋼。主要包括:保證淬透性碳鋼、鐵道用特殊碳鋼、航空、兵器等專用碳鋼、核能用碳鋼、特殊焊條用鋼、碳素彈簧鋼、碳素工具鋼和特殊易切削鋼等。
此外,鋼按冶煉方法不同;可分為轉爐鋼和電爐鋼;鋼按冶煉時脫氧程度的不同,可分為沸騰鋼、鎮靜鋼、半鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼等。
三、常用非合金鋼
1、碳素結構鋼
牌號表示方法:由屈服點漢語拼音字母字首Q,屈服點數值、質量等級符號、脫氧方法符號四部分按順序組成。例如Q235-A·F,表示σs≥235MPa,質量等級為A級,脫氧方法為沸騰鋼的碳素結構鋼。

特性:價格低廉,工藝性能(如焊接性和冷成形性)優良。
應用:主要用于一般工程結構和普通機械零件。碳素結構鋼通常熱軋成各種型材(如圓鋼.方鋼.工字鋼等),一般不經熱而直接使用。
195、Q215,通常軋制成薄板、鋼筋供應市場。也可用于制作鉚釘、螺釘、輕負荷的沖壓零件和焊接結構件等;
Q235、Q255強度稍高,可制作螺栓、螺母、銷子、吊鉤和不太重要的機械零件以及建筑結構中的螺紋鋼、型鋼、鋼筋等;質量較好的Q235C,D級可作為重要焊接結構用材;
Q275鋼可部分代替優質碳素結構鋼25、30、35鋼使用。










