碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。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。目前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。碳钢所加工的零部件一般要进行抗拉强度检测、力学性能分析可能会用到材料力学试验机（电子拉力试验机、液压万能试验机）和摩擦磨损试验机。

碳钢基本知识简介

含碳量小于1.35％，除铁、碳和限量以内的硅 、锰、磷、硫等杂碳素钢质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度（通过拉力试验，拉伸试验得出数据）、硬度升高，塑性、韧性、抗拉伸强度和可焊性降低。与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽 ，用量最大。 适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。

分类

1.按化学成分分类

碳素钢按化学成分（即以含碳量）可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。 (1) 低碳钢   又称软钢, 含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。 (2) 中碳钢  碳量0.25％～0.60％的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70％～1.20％)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为 HRC55(HB538)，σb为600～1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。   （3）高碳钢   常称工具钢 , 含碳量从0.60%至1.70%, 可以淬硬和回火。锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

2.按钢的品质分类

按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。（1）普通碳素结构钢 又称普通碳素钢，对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类：甲类钢（A类钢）是保证力学性能的钢。乙类钢（B类钢）是保证化学成分的钢。特类钢 (C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢，常用于制造较重要的结构件。中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20％左右的A3钢(甲类3号钢)，主要用于工程结构。 有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌（或其他碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒长大，使钢强化，节约钢材。在中国和某些国家，为适应专业用钢的特殊要求，对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整，从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢（如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等）。（2）优质碳素结构钢 和普通碳素结构钢相比,硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同,这类钢大致又分为三类: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。②0.25～0.60％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。拉力试验机、材料检测试验机、电子拉力试验机和摩擦磨损试验机可以用来检测碳钢材料力学性能及摩擦磨损性能。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。

3.按用途分类

按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。碳素工具钢 含碳量在0.65～1.35％之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具（见工具钢）。 碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，最多的有四种，有的只有一；另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。脱氧方法符号：F——沸腾钢  b——半镇静钢  Z——镇静钢TZ——特殊镇静钢 材料检测试验机、电子拉力试验机和摩擦磨损试验机可以用来检测碳钢材料力学性能及摩擦磨损性能。