中碳钢是碳量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、硬度中碳钢比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。碳素钢又分为:①低碳钢,含碳量小于0.25%;②中碳钢,含碳量为0.25%——0.6%;③高碳钢,含碳量大于0.6%;
中文名中碳钢
外文名medium carbon steel
碳含量0.25%~0.60%
本质碳素钢
分类40 、45钢等
硬度HRC55(HB538)
σb600~1100MPa
基本简介中碳钢中碳钢是碳量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。
焊接中的应用⑴预热预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接中碳钢的主要工艺措施,预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。通常,35和 45钢的预热温度为150~250℃含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250~400℃。
若焊件太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为焊口两侧各150~200mm。
⑵焊条条件许可时优先选用碱性焊条。
⑶坡口形式将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。
⑷焊接工艺参数由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深。
⑸焊后热处理焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600~650℃。
焊接若焊后不能进行消除应力热处理,应立即进行后热处理。
主要用途高强度中碳调质钢,具有一定的塑性、韧性和强度,切削性良好,调质处理后有很好的综合力学性能,淬透性较差,容易产生裂纹,焊接性能不高,焊接之前需要很好预热,焊后需要热处理。
中碳钢主要用于制造较高强度的运动零件,如空气压缩机、泵的活塞,蒸汽透平机的叶轮,重型机械的轴、蜗杆、齿轮等等,表面耐磨的零件,曲轴、机床主轴、滚筒、钳工工具等等。
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