钢|类型,性能,限制,合金元素

通过 | 2019年5月23日

钢是什么?

钢是铁、碳和其他一些元素的合金。这些元素有钨、钼、铬、镍、锰、硅等。

钢铁是最重要的工程材料。它具有较高的抗拉强度和较低的成本,是施工的合适选择工具桥梁、船舶、建筑物等。

钢桥

钢桥

类型的钢

  1. 普通碳钢

普通碳钢是一种只含铁和碳的钢。

根据普通碳钢中含碳的百分比,可进一步分为三种类型。

  1. 低碳钢
  2. 中碳钢
  3. 高碳钢

低碳钢

低碳钢也被称为低碳钢。它含有不到0.3%的碳。

低碳钢的性能

  • 它是柔软的
  • 它是高度可加工
  • 这是韧性
  • 它有很高的可焊性
  • 由于含碳量低,对热处理

中碳钢

中碳钢也被称为机械用钢。它含有的碳含量在0.3%至0.5%之间。

中碳钢的性能

  • 具有良好的切削加工性能
  • 它可以通过热处理硬化
  • 它比低碳钢更坚固
  • 它比低碳钢更坚硬

高碳钢

高碳钢也被称为硬钢或工具钢。它含有0.5%以上的碳。

高碳钢的性能

  • 经热处理后很容易硬化
  • 与中低碳钢相比,它的延展性较差
  • 热处理后,具有很高的强度和硬度
  • 它很难焊接
  • 过度硬度通常会使它变脆

普通碳钢的限制

  • 与合金钢相比,它具有较低的抗拉强度(稍后讨论)
  • 它不是深度硬化的
  • 耐腐蚀性低
  • 低温下抗冲击性能差
  1. 易切削钢

易切削钢一般是含一定量硫的碳素钢或碳锰钢。添加硫磺可提高其切削性能。

易切削钢的性能

  • 具有良好的切削加工性
  • 与普通碳钢相比,它的延展性较差
  • 它有更少的韧性与普通碳钢相比
  • 焊接性差
  1. 合金钢

合金钢是添加了一种或多种合金元素的普通碳素钢。这些合金元素可以是钨、钼、铬、镍、锰、硅等。这些合金元素在足够多的情况下能赋予所需的性能,如耐磨、耐腐蚀、磁性和电性能等。

合金钢的种类

  1. 低合金钢

  2. 高合金钢

低合金钢含有1% ~ 4%的合金元素。

高合金钢含有4%以上的合金元素。不锈钢和耐热钢就是这样的例子。

合金钢性能

  • 它有很高的强度
  • 它具有很高的硬度
  • 它具有很高的韧性
  • 它是深硬化的
  • 热处理后具有较高的淬透性
  • 它在高温下仍能保持强度
  • 与普通碳钢相比,它具有较高的抗氧化和耐腐蚀性能
  • 它在高温下仍保持硬度

不同合金元素对钢的影响

  • 钴:硬度
  • 硅:高弹性极限
  • 锰:热轧或热处理条件下的高强度
  • 钒:抗拉强度
  • 钨:高温硬度
  • 铬:硬度和强度
  • 镍:强度和韧性
  • 钼:额外的抗拉强度

特色图片来源:作者Alicia Nijdam - https://www.flickr.com/photos/anijdam/2491713704/in/photostream/, CC By 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=21954172

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