碳素鋼是近代工業中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業國家，在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產量的同時，也非常注意改進碳素鋼質量，擴大品種和使用范圍。目前碳素鋼的產量在各國鋼總產量中的比重，約保持在80%左右，它不僅廣泛應用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機械制造工業，而且在近代的石油化學工業、海洋開發等方面，也得到大量使用。



簡介

含碳量小于1.35%，除鐵、碳和限量以內的硅、錳、磷、硫等雜質外，不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬 ，用量最大。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優質鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn


1.按化學成分分類
碳素鋼按化學成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱軟鋼，含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等。
(2) 中碳鋼
碳量0.25%～0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳（0.70%～1.20%）。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的最高硬度約為 HRC55(HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件。
（3）高碳鋼
常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火。錘，撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造； 切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。


2.按鋼的品質分類
按鋼的品質可分為普通碳素鋼和優質碳素鋼。

（1）普通碳素結構鋼又稱普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學成分的鋼。特類鋼(C類鋼）是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的結構件。中國目前生產和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼（甲類3號鋼），主要用于工程結構。

有的碳素結構鋼還添加微量的鋁或鈮（或其他碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒長大，使鋼強化，節約鋼材。在中國和某些國家，為適應專業用鋼的特殊要求，對普通碳素結構鋼的化學成分和性能進行調整，從而發展了一系列普通碳素結構鋼的專業用鋼（如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等）。

（2）優質碳素結構鋼和普通碳素結構鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據含碳量和用途的不同，這類鋼大致又分為三類：①小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐……等。20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業。②0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調質狀態下使用，制作機械制造工業的零件。③大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。根據含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”，如15Mn、20Mn以區別于正常含錳量的碳素鋼。


低碳鋼又稱軟鋼，含碳量從0.10％至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,，焊接和切削， 常用於制造鏈條， 鉚釘， 螺栓， 軸等。碳含量低于0.25％的碳素鋼，因其強度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分優質碳素結構鋼，大多不經熱處理用于工程結構件，有的經滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機械零件。



特性

低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低，切削加工性不佳，正火處理可以改善其切削加工性。

1018鋼材是一種低碳滲透鋼，廣泛用于活塞、螺釘、傳動軸、機床,彈簧等。

1018是美國材料,他的含錳量比較高,和國內的16Mn或者15Mn,20Mn化學組成類似,和20號鋼和Q235的含碳差不多,但是含錳量就差很多了.10代表碳錳鋼 18代表碳含量.

1018鋼材高錳低碳滲透鋼,合金結構鋼廣泛用于活塞、螺釘、傳動軸、機床,彈簧,制造注射模的推板、鎖楔、凹模套、復位桿、直徑較大的推桿、型芯固定板等結構上.

硬度:50硬度,未熱處理,≤197HB,熱處理規范,正火,910℃.

1018化學成份(%):

C :0.17～0.24

Mn :0.70～1.00

P :≤0.035

S :≤0.035

Si :0.17～0.37

Cr :≤0.25

Cu :≤0.25

Ni :≤0.25

低碳鋼有較大的時效傾向，既有淬火時效傾向，還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時，鐵素體刮碳、氮過飽和，它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物，因而鋼的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低，這種現象稱為淬火時效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯，鐵素體中自碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用，碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結合體稱歲柯氏氣團(柯垂耳氣團)。





它會使鋼的強度和硬度提高而塑性和韌性降低，這種現象稱為形變時效。形變時要比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性，在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點。自上屈服點出現直到屈服延伸結束，在試樣表面出現由于不均勻變形而形成的表面皺褶帶，稱為呂德斯帶。不少沖壓件往往因此而報廢。其防止方法有兩種。一種高預形變法，預形變的鋼放置一段時間后沖壓時也會產生呂德斯帶，因此預形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或鈦，使其與氮形成穩定的化合物，防止形成柯氏氣團引起的形變時效。



種類
低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板，用于制作各種建筑構件、容器、箱體、爐體和農機具等。優質低碳鋼軋成薄板，制作汽車駕駛室、發動機罩等深沖制品；還軋成棒材，用于制作強度要求不高的機械零件。低碳鋼在使用前一般不經熱處理，碳含量在0.15％以上的經滲碳或氰化處理，用于要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。 　　低碳鋼由于強度較低，使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量，并加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量并加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高，并保持較好的塑性和韌性。



用途
原先由于低碳鋼固有的特性，使其使用范圍大大受到局限，隨著國內一些新技術在鋼鐵行業的應用，低碳鋼的許多新興用途得到了很好的開發利用，目前國內一些大型鋼廠或鋼鐵貿易公司都積極地與國內的大型吊索具企業密切合作，共同開發出一系列高技術高精密高質量的索具產品，在國內乃至全球的索具行業，起到了很好的技術推動作用，其中堪稱典范的是普瑞鋼鐵與河北長江中遠吊索具有限公司的深度合作，它們研發的一系列產品，許多在行業中都獲得了較高的評價。這也給我們對低碳鋼的綜合利用，指明了新的道路。