优化碳素钢的选择及特性分析

1.碳素结构钢的牌号表示方法及符号、代号的含义

碳素结构钢中碳含量w（C）小于0.25%，通常称为低碳钢，虽然硫、磷含量较多，但其性能仍然能满足一般工程结构及一些机械零件的使用要求，且价格低廉。因此，碳素结构钢在国民经济各个部门得到广泛应用，用量约占钢总产量的70%～80%。

一般碳素结构钢牌号由屈服强度的“屈”字汉语拼音首字母Q、屈服强度数值、质量等级和脱氧方法四个部分按顺序组成。牌号中用A、B、C、D表示钢的质量等级，其中A、B为普通级，C、D为硫、磷含量较低的等级。

如Q235AF的含义如下：

Q——屈服强度的“屈”字汉语拼音首字母。

235——屈服强度为235MPa。

A——表示普通级。

F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首字母，表示脱氧方法。

另外，还有Z表示镇静钢，TZ表示特殊镇静钢。牌号组成方法中Z与TZ代号可以省略，如低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。(www.xing528.com)

2.优质碳素结构钢的表示方法

牌号用两位数字表示碳含量，碳含量为万分之几。例如，45钢中平均碳的质量分数为0.45%，属于中碳钢，钢中碳含量较高，其强度、硬度较好。淬火后45钢强度提高尤其明显，它的强度、硬度、塑性、韧性均为适中，可加工性也很好。因此，45钢的综合性能良好，常用来制造轴、丝杠、齿轮、连杆、涡轮、套筒、键和重要的螺钉。08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%。20钢表示钢中平均碳的质量分数为0.20%。

3.碳素工具钢

碳素工具钢中碳的质量分数高达0.7%～1.3%，淬火回火后常用来制造锻工、钳工工具和小型模具。

依据GB/T 1298—2008，在牌号前加“T”（“碳”是汉语拼音首字母），后面的数字是碳素工具钢的碳含量，用千分之几表示。如T7、T13，前者表示平均碳的质量分数为0.7%，后者为1.3%。碳素工具钢一般都为优质钢，对于硫、磷含量更低的高级碳素工具钢，则在数字后面加“A”表示。例如，T10A表示平均碳的质量分数为1.0%的高级碳素结构钢。表1-7所示为几种碳素工具钢的牌号、化学成分、热处理及用途举例。

表1-7 几种碳素工具钢的化学成分、热处理及用途举例

虽然碳素工具钢价格较合金工具钢便宜，但其淬透性和淬硬性较差。碳素工具钢的油淬透性差，只能用水淬；热硬性差，工作温度应低于250℃，切削速度低于5～10m/min。因此，碳素工具钢只能用于制作手用和切削速度低的工具，如锉刀、手用锯条。