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碳素結構鋼的定義與分類

更新时间:2019-11-18 02:49人气:1596
碳素結構鋼鋼中除含有首要為了脫氧而加進的矽、錳元素外 ,不含其他成心加進的合金元素。鋼中硫、磷雜質含量較高,一般來說普通質量碳素結構鋼的硫的質量分數不大於0.050%、磷的質量分數不大於0.045%;優良碳素結構鋼硫和磷的質量分數不大於0.040%。這類鋼通常以熱軋狀況交貨和使用,首要用於工程結構。 一、 我國標準的規定 根據國家標準GB/T 13304-1991《鋼分類》 ,碳素結構鋼屬於非合金鋼,是非合金鋼中的一種。非合金鋼還 包括優良碳素結構鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、易切削碳素鋼,和其他一些具有特殊性能和用處的鋼。 (一) 按化學成分非合金鋼各元素規定含量的界限值如表1-1-1所示。對鋼規定的任一元素的規定含量符合表中 所列相應元素的界限範圍時,這些鋼不非合金鋼 。 當標準、技術條件或訂貨單中對鋼的熔煉分析化學成分規定最低值或範圍時,應以最低值作為規定時進行分類;若規定最高值時,應以最高值的0.7倍作為規定含量進行分類。 根據GB/T 700-1988《碳素結構鋼》化學成分的規定,其所包括的各種牌號鋼均屬於非合金鋼。 (二) 按質量等級非合金鋼分為普通質量非合金鋼、優良非合金鋼和特殊質量非合金鋼。根據GB/T 700-1988的有關規定,其所包括的A、B等級的鋼屬於普通質量非合金鋼;C、D等級的鋼屬於優良非合金鋼 。 普通質量非合金鋼是指不規定生產過程中需要特別控製質量要求的 ,並應同時符合下列4種條件的鋼。 (1) 鋼為非合金化的(符合對非合金鋼的合金元素規定含量界限值的規定); (2) 不規定熱處理(退火、正火、消除應力及軟化處理不作為熱處理); (3) 如產品標準或技術條件中有規定,其特性值應符合下列條件: 碳的質量分數最高值 ≥ 0.10%; 硫或磷的質量分數最高值 ≥ 0.045%; 氮的質量分數最高值 ≥ 0.007%; 抗拉強度最低值 ≤ 690MPa; 屈服點或屈服強度最低值 ≤ 360MPa; 伸長率最低值(Lo=5.65 Fo ) ≤ 33%; 彎心直徑最低值 ≥ 0.5*試件厚度; 衝擊功最低值(20℃,V型,縱向標準試樣) ≤ 27J; 洛氏硬度最高值(HRB) ≥ 60。 注:力學性能的規定值是指用厚度為3--16mm鋼料縱向或橫向試樣測定的性能。 (4) 未規定其他質量要求。 優良非合金鋼是指除普通質量非合金鋼和特殊質量非合金鋼以外的非合金鋼。在生產過程中需要特別控製質量(例如控製晶粒度 ,降低硫 、磷含量,改善表麵質量或增加工藝控製等),以達到比普通質量非合金鋼特殊的質量要求(例如良好的抗脆斷性能,良好的冷成形性能等),但這類鋼的生產控製不如特殊質量非合金鋼嚴格(如不控製淬透性) 。 特殊質量非合金鋼是指生產過程中需要特別嚴格控製質量的性能(例如控製淬透性和純潔度)的非合金鋼,應符合下列條件 。 (1) 鋼材要經熱處理並最少具有下列一種特殊要求的非合金鋼(包括易切鋼和工具鋼) : ① 要求淬火和回火,或模擬表麵硬化狀況下的衝擊性能; ② 要求淬火或淬火和回火後的淬硬層深度或表麵硬度; ③ 要求限製表麵缺限,比冷鐓和冷擠壓用鋼的規定更嚴格; ④ 要求限製非金屬夾雜物含量和(或)要求內部材質均勻性。 (2) 鋼材不進行熱處理並最少應具有下述一種特殊要求的非合金鋼: ① 要求限製非金屬夾雜物含量和(或)內部材質均勻性,例如鋼板抗層狀撕裂性能。 ② 要求限製磷含量和(或)硫含量最高值,並符合如下規定: 熔煉分析值 ≤ 0.020%; 成品分析值 ≤ 0.025%。 ③ 要求殘餘元素的含量同時作如下限製: 銅熔煉分析最高質量分數 ≤ 0.10%; 鈷熔煉分析最高質量分數 ≤ 0.05%; 釩熔煉分析最高質量分數≤ 0.05%。 ④ 表麵質量的要求比冷鐓和冷擠壓用鋼的規定更嚴格。 (3)具有規定的電磁性能的鋼。 (三) 按首要性能及使用特性分,GB/T 700-1988所包括的碳素結構鋼首要屬於以規定最低強度為首要特性的非合金鋼,是需要保證鋼的強度特性的工程結構和機械結構用的非合金鋼。這類鋼要求限製最低抗拉強度、最低屈服強度,並具有一定的綜協力學性能和工藝性能。 二、 國外和國際(ISO)標準規定 (一) 國際標準(ISO)的規定 根據國際標準ISO 4948-1:1982《鋼分類-第1部分 :根據化學成分鋼分為非合金鋼和合金鋼》的規定 ,根據鋼的化學成分分為非合金鋼和合金鋼。非合金鋼與合金鋼中元素含量界限值如表1-1-3所示。對於表中所列的所有元素,規定的鋼中每個元素的質量分數比表中所列相應元素小時,這類鋼為非合金鋼。 對表中列出元素的熔煉分析僅規定了最低值和範圍時,應根據最低值進行分類 。 當錳的熔煉分析僅規定最大值時,應根據該最大值進行分類。 除錳以外的其他元素,僅規定熔煉分析最大值時,取該值的0.7倍進行分類 。 根據國際標準ISO 4948-2:1981《鋼分類—第2部分:非合金鋼和合金鋼按首要質量級別和首要性能及使用特性的分類》的規定 ,按首要質量級別非合金鋼分為普通鋼(base steel)、非合金優良鋼(unalloyedquality steel)和非合金特殊鋼(unalloyed special steel)。 普通鋼是指不規定在生產中需特別控製質量要求的鋼,並應同時滿足下列4個條件: (1) 鋼是非合金化的。 (2) 不規定進行熱處理(例如消除應力處理、軟化處理、退火或正火, 不作為熱處理)。 (3) 如產品標準或技術條件中有規定,其特性值應符合以下條件: 抗拉強度最低值 ≤ 690MPa; 屈服強度最低值 ≤ 360MPa; 伸長率最低值(Lo=5d) ≤ 26%; 彎心直徑最低值 ≥1*試樣厚度; 衝擊功最低值(20C,ISOV型缺口,縱向) ≤27J; 洛氏硬度最高值(HRB) ≥ 60; 碳的質量分數最高值 ≥ 0.10%; 磷的質量分數最高值 ≥ 0.050%; 硫的質量分數最高值 ≥ 0.050%; 氮的質量分數最高值 ≥ 0.007%。 注:上述力學性能為3—16mm厚度鋼材性能,並適用於有關標準或技術條件規定的橫向或縱向試樣。 (4) 未規定其他質量要求 非合金優良鋼是指在生產過程中與普通鋼比較需要特別加以控製(例如控製晶粒度、減少硫和磷的含量、改善表麵質量或增加生產控製等) ,以達到特殊的質量要求,如良好的抗脆斷性能、良好的冷成形性能等。但這類鋼的生產控製不如要求控製淬透性的經典的非合金特殊鋼那樣嚴格。 非合金優良鋼是不包括在普通鋼和非合金特殊鋼的鋼。 非合金特殊鋼是指生產中要求與生產控製淬透性的經典非合金特殊鋼一樣專門加強質量控製的鋼。下列非合金 鋼為特殊鋼 : (1) 所有預定要熱處理,最少具有下述特性之一要求的非合金鋼(包括易切鋼和工具鋼): ① 在淬火和回火,或模擬的表麵硬化狀況的衝擊性能要求。 ② 在淬火或淬火和回火後的硬化深度或表麵硬度的要求。 ③ 限製表麵缺陷的要求。 ④ 要求限製非金屬夾雜物含量和(或)要求內部均勻性 。 (2) 所有不進行熱處理,最少應具有下述特性之一要求的非合金鋼: ① 限製非金屬夾雜含量和(或)內部均勻性的要求 ,例如鋼板抗層狀撕裂性能。 ② 最大磷含量和(或)硫質量分數限定如下: 熔煉分析 ≤ 0.020% 成品分析 ≤ 0.025% ③ 殘餘元素含量同時作如下限製: 銅熔煉分析最高質量分數 ≤ 0.10% 鈷熔煉分析最高質量分數 ≤ 0.05% 釩熔煉分析最高質量分數 ≤ 0.05% ④ 表麵質量要求比冷鐓和冷擠壓用鋼的規定更嚴格。 (3) 具有規定的電磁性能的鋼。 按首要特性非合金鋼分類如下: (1) 規定最大抗拉強度(Re)、最大屈服強度(Rm)的最大布氏硬度(HBS)為首要特性的非合金鋼 。 (2) 規定最小拉強度(Re)、最小服強度(Rm)為首要特性的非合金鋼 。 (3) 以碳含量為首要特性的非合金鋼(非合金易切鋼、非合金工具鋼除外) 。 (4) 非合金易切鋼。 (5) 非合金工具鋼。 (6) 具有專門規定電磁性能1頁

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