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碳量对钢的性能的影响

信息来源:钢铁网 发布日期:2020年03月20日  

 

碳是钢铁中主要的强化元素。钢中的大多数铁素体以各种晶态存在。铁素体强度及硬度非常低,延展性和韧性非常好。但是,碳和铁的复合渗碳体几乎没有延展性,硬度及强度都很大。接下来将分析碳量对钢的性能的影响。

在低碳钢中,渗碳体一般不单独存在,而是和铁素体形成一种混合物——珠光体,它的强度比铁素体高而延性比渗碳体好。珠光体和少量渗碳体形成网络夹杂于铁素体的晶体之间,就好像混泥土中的砂浆包裹着粗骨料一样,钢的强度主要来自于珠光体。

碳含量的多少对钢的性能影响很大,一般来说随碳含量的增加,钢的强度、硬度提高,塑性、韧性和腐蚀稳定性下降。从钢的焊接性来看,碳含量增加对焊缝的热裂敏感性、焊接热影响区的裂纹倾向性等均有不利影响。

碳也是对钢的焊接冷裂纹敏感性影响极大的元素,因此其他因素的影响都与碳比较而折合为碳当量。碳含量在0.25%以下的低碳钢塑性很好,没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,焊接性很好。

含碳量在0.25%-0.60%的中碳钢,焊接性较差,焊接时近缝区易产生淬硬组织,焊后冷却过程中易产生裂纹。由于母材含碳量高,焊缝金属热裂倾向也比较大。一般情况下,中碳钢焊接件焊接前应预热。在普通低合金结构钢中通过加入合金元素产生强化作用,从而可以大大降低碳含量,使钢的焊接性得到改善。

    建筑用钢用钢要求有较高的强度,而且应同时具有良好的塑韧性和焊接性,所以结构钢材的含碳量通常控制在0.10%-0.22%之间,但是在用途上允许时,可用碳含量较高的钢,至高可达0.6%。在不同的热处理条件下碳改变了钢中各组织的比例,使强度增加的同时略微降低韧性指标。钢中碳含量决定冶炼、轧制和热处理的温度制度。