按含碳量分类
1)小于0.25%C为低碳钢,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车、制罐等,20G则是制造普通锅炉的主要材料,此外,低碳钢也广泛地作为渗碳钢,用于机械制造业。
2)0.25~0.60%C为中碳钢,多在调质状态下使用,制作机械制造工业的零件。
3)大于0.6%C为高碳钢,多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等,根据含锰量的不同,又可分为普通含锰量(0.25~0.8%)和较高含锰量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)两钢组。锰能改善钢的淬透性,强化铁素体,提高钢的屈服强度、抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”,如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。
碳素钢是指通常含碳量小于1.35%的铁碳合金,其中还含有限量以内的硅、锰和磷、硫等杂质及其它微量的残余元素。碳素钢是近代工业中使用早、用量的基本材料,世界各工业国家,在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量,扩大品种和使用范围。特别是20世纪50年代以来,氧气转炉炼钢、炉外喷吹、连续铸钢和连续轧制等新技术被普遍采用,进一步改善了碳素钢的质量,扩大了使用范围。碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重,约保持在80%左右,它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业,而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面,也得到大量使用。
铁碳合金相图的应用
毛坯成型方法有:铸造、焊接、锻压。其中锻压是这三种毛坯成型中综合力学性能的一种。锻压工艺是将坯料加热至奥氏体区域,使其有良好的塑性和低的抗变形性能,在施加外力的情况下改变其尺寸、结构、力学性能的加工方法。在这里可以知道,锻压是碳钢在完全奥氏体化的情况下,其塑性好,有较低的抗变形能力。因此,要使其完全奥氏体化,其温度控制合理,才能够达到要求。从图看线1、线3,分别代表的是亚共析钢、过共析钢组织随温度变化其性能会改变的情况。当亚共析钢加热到727℃时,P开始向A转变。当继续加热至GS的交点a时,F完全转变成A了。此时,塑性变形能力较好,抗变形能力小。温度继续上升,其塑性变形会有提高,但是温度过高,施加压力过程中,会使坯料表面产生加工硬化,同时会伴随有脱碳现象。因此,一般将始锻温度控制在固相线以下200℃左右。终端温度控制在PSK线以上60℃左右。合理控制好锻压温度,既可以保证坯料有良好的锻压性能,能够满足预期形状、尺寸精度要求。同时,可以避免加工硬化带来的内应力裂纹、脱碳现象。铁碳合金由含碳量不同被分为碳钢、铸铁两大类材料,铸铁的铸造性能好,强度硬度高属脆性材料。碳钢铸造性能一般,但综合力学性能较铸铁好。因此,对于结构复杂又承受静载荷零件选择铸铁。对于形状复杂而又要求有一定力学性能承受一定量动载荷的零件,可以考虑用碳钢,或者合金钢。
矿山废钢铁
我国矿产资源丰富,特别是煤的产量居世界,煤的贮存量位居世界第三,产煤的历史较长,因此,这方面淘汰下来的废钢铁很多。煤矿是高风险行业,设备淘汰更新较快,同样也是废钢铁产生较多的地方。例如,各种液压支架、巷道支架、运输车辆,各种采掘机械工器具等。这类废钢铁也是优质废钢铁。矿山废钢的特点是重型料多、合金钢多。