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钢的名词解释（四）碳素钢含碳量小于1.35％，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，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。通常按含碳量分为低碳钢(碳含量为0.04％～0.25％) 、中碳钢（碳含量为0.25％～0.6％）、高碳钢（碳含量为0.6％～1.35％）。按质量分为普通碳素钢，其有害杂质磷、硫含量均小于0.05％，包括甲类钢（A类钢，保证力学性能）、乙类钢（B类钢，保证化学成分）和特类钢（C类钢，保证力学性能和化学成分）；优质碳素钢，有害杂质磷、硫含量均小于0.04％；高级优质碳素钢，有害杂质磷、硫含量小于0.03％。按用途又分为碳素结构钢和碳素工具钢，前者主要用于制造各种结构件和机器零件，一般属低碳钢和中碳钢；后者用于制造刀具、量具、模具等，一般属高碳钢。 合金钢 在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。 合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢（含量＜5％），中合金钢（含量5％～10％），高合金钢（含量＞10％）；按质量分为优质合金钢、特质合金钢；按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。 工具钢 用于制造切削工具、量具、模具及抗高温软化弹簧、各类轴承和一些耐磨零件等的钢。通常分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢(见高速钢)。①碳素工具钢。简称碳工钢。为一种优质高碳钢(含碳0.65％～1.35％)。其特点是冷、热加工性能好，淬火后硬度为HRC66～67，耐磨性好，价格低廉，用途广，使用量约占全部工具钢的一半。但其淬透性、耐热性较差，一般只限制在200℃以下使用。②合金工具钢。在碳工钢中加入合金元素构成。合金元素的作用是提高钢的强度、硬度、韧性、耐热性和耐磨性，以满足不同的使用要求。合金工具钢按用途分为量具刃具钢、耐冲击工具钢和合金模具钢。后者包括冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢等(见模具钢)。量具刃具钢含碳量较高，含有少量的铬、钨、钒、硅和锰等合金元素，其淬透性好（淬火时形成深厚的淬硬层），耐磨性和热稳定性显著高于碳工钢，并具有一定的强度和冲击韧性。耐冲击工具钢含碳量0.35％～0.65％，主要合金元素是铬、钨和硅，热处理后的冲击韧性、疲劳强度和耐磨性均较高，故适于制造受冲击载荷大的工具。 模具钢 用于制造各种类型模具的钢。按成分分为碳素钢和合金钢。按用途又分为：①冷作模具钢。用于制造冷冲模、冷挤压模、冷拉丝模、压弯模、滚丝模、冷成形模、搓丝板等。其硬度高，耐磨性和韧性好。常采用高碳工具钢，当模具尺寸大时，也采用高碳低合金钢。②热作模具钢。用于制造热锻模、热挤压模、精密铸造和金属压铸的铸型。由于模具都是在较高温度下工作，因此多采用合金钢，其高温性能、韧性和抗热疲劳性能好，等向性好。③塑料模具钢。用于制造塑料成型模。其工艺性能好，如热处理变形小，加工性、研磨性、抛光性能好，光洁度高，图案花纹刻蚀性好等。根据使用条件可采用碳素钢或合金钢。④基体钢。其化学成分相当于高速工具钢淬火后基体组织的化学成分，故而得名。用于制造工作温度在600～680℃的热模具和耐磨性要求高的冷模具。⑤无磁模具钢。用于制造磁性材料成型的模具。其硬度高、耐磨性好，在磁场中使用不会被磁化。 高速钢 硬度高，耐磨性、耐热性好，并有适当的韧性的钢。高速工具钢的简称。主要用于制造高速切削工具，也可用于制造高温轴承、模具及一些要求高硬度、耐磨性好的机械零件等。高速钢的碳含量（0.70％～1.65％ )和合金元素总含量（10％～25％）均较高。主要合金元素是钨、钼，此外还有铬、钒、钴、硅、铝、氮等。碳和合金元素以碳化物形态存在于钢组织中。随着含碳量的增加，钢的硬度增加。当碳含量达到平衡值（钢中的合金元素形成相应碳化物所需碳量）时，钢的淬火、回火硬度值最高。高速钢按用途分为普通高速钢和特种高速钢两种。前者硬度可达HRC 63以上，综合性能好，广泛用于制造各类切削刀具。后者又分为高钒高速钢、粉末高速钢、含钴高速钢和超硬高速钢，主要用于制造难切削加工等特殊用途刀具。 弹簧钢 用于制造各类弹簧和弹性元件的钢。有高的弹性极限和疲劳极限，足够的冲击韧性和塑性、良好的抗应力松弛性能以及一定的冷热成型性能。按化学成分分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢 。前者含碳0.6％～0.8％，还含有少量的锰及其他合金元素，其强度高，加工性能好，但淬透性不高，仅适于制作小弹簧或性能要求不高的大弹簧。后者含碳0.4％～0.7％，合金元素含量不超过5％，其淬透性好（淬火时淬硬层深厚），综合力学性能优良，可制作截面尺寸大、性能要求高、工作温度高的弹簧。按生产方法又分为：①热轧弹簧钢。可制造截面尺寸较大的弹簧，如各种车辆的减振弹簧等。②冷轧弹簧钢。有冷轧钢带和冷拉钢丝，用以制造小型高精度弹簧，如钟表发条、仪表中的簧片等。其中冷拉钢丝又分为铅浴等温淬火钢丝、油淬火回火钢丝和退火态钢丝3种。 合金 模具 工具 性能 制造 元素 分为 含量 高速 合金 模具 工具 性能 制造 元素 分为 含量 高速 |
