低碳鋼(low carbon steel)又稱軟鋼,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, 常用於制造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。碳含量低于0.25%的碳素鋼,因其強(qiáng)度低、硬度低而軟,故又稱軟鋼。
特性:
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強(qiáng)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(jìn)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(shí)效傾向,既有淬火時(shí)效傾向,還有形變時(shí)效傾向。當(dāng)鋼從高溫較快冷卻時(shí),鐵素體刮碳、氮過(guò)飽和,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強(qiáng)度和硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現(xiàn)象稱為淬火時(shí)效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會(huì)產(chǎn)生時(shí)效。低碳鋼經(jīng)形變產(chǎn)生大量位錯(cuò),鐵素體中自碳、氮原子與位錯(cuò)發(fā)生彈性交互作用,碳、氮原子聚集在位錯(cuò)線周圍。這種碳、氮原子與位錯(cuò)線的結(jié)合體稱歲柯氏氣團(tuán)(柯垂耳氣團(tuán))。它會(huì)使鋼的強(qiáng)度和硬度提高而塑性和韌性降低,這種現(xiàn)象稱為形變時(shí)效。形變時(shí)要比淬火時(shí)效對(duì)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(gè)屈服點(diǎn)。自上屈服點(diǎn)出現(xiàn)直到屈服延伸結(jié)束,在試樣表面出現(xiàn)由于不均勻變形而形成的表面皺褶帶,稱為呂德斯帶。不少?zèng)_壓件往往因此而報(bào)廢。其防止方法有兩種。一種高預(yù)形變法,預(yù)形變的鋼放置一段時(shí)間后沖壓時(shí)也會(huì)產(chǎn)生呂德斯帶,因此預(yù)形變的鋼在沖壓之前放置時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。另一種是鋼中加入鋁或鈦,使其與氮形成穩(wěn)定的化合物,防止形成柯氏氣團(tuán)引起的形變時(shí)效。
種類:
低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板,用于制作各種建筑構(gòu)件、容器、箱體、爐體和農(nóng)機(jī)具等。優(yōu)質(zhì)低碳鋼軋成薄板,制作汽車駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等深沖制品;還軋成棒材,用于制作強(qiáng)度要求不高的機(jī)械零件。低碳鋼在使用前一般不經(jīng)熱處理,碳含量在0.15%以上的經(jīng)滲碳或氰化處理,用于要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。 低碳鋼由于強(qiáng)度較低,使用受到限制。適當(dāng)增加碳鋼中錳含量,并加入微量釩、鈦、鈮等合金元素,可大大提高鋼的強(qiáng)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(qiáng)度很高,并保持較好的塑性和韌性。
新興用途:
原先由于低碳鋼固有的特性,使其使用范圍大大受到局限,隨著國(guó)內(nèi)一些新技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用,低碳鋼的許多新興用途得到了很好的開發(fā)利用,目前國(guó)內(nèi)一些大型鋼廠或鋼鐵貿(mào)易公司都積極地與國(guó)內(nèi)的大型吊索具企業(yè)密切合作,共同開發(fā)出一系列高技術(shù)高精密高質(zhì)量的索具產(chǎn)品,在國(guó)內(nèi)乃至全球的索具行業(yè),起到了很好的技術(shù)推動(dòng)作用,其中堪稱典范的是普瑞鋼鐵與河北長(zhǎng)江中遠(yuǎn)吊索具有限公司的深度合作,它們研發(fā)的一系列產(chǎn)品,許多在行業(yè)中都獲得了較高的評(píng)價(jià)。這也給我們對(duì)低碳鋼的綜合利用,指明了新的道路。
低碳鋼力學(xué)性能:
低碳鋼為塑性材料.開始時(shí)遵守胡克定律沿直線上升,比例極限以后變形加快,但無(wú)明顯屈服階段。相反地,圖形逐漸向上彎曲。這是因?yàn)樵谶^(guò)了比例極限后,隨著塑性變形的迅速增長(zhǎng),而試件的橫截面積逐漸增大,因而承受的載荷也隨之增大。