低碳钢,别称冷轧软钢,抗拉强度小于340MPa的低碳钢和**低碳钢,按用途可分为一般用、冲压用、深冲压用、特深冲压用、**深冲压用。该系列钢由于具有良好的冲压性能、焊接性能以及较高的尺寸精度,因而被广泛用于制造各种汽车零部件。特别是无间隙原子钢(IF钢) 因具有高的r值、n值和伸长率,目前已大量用于门内板、外板、行李箱盖板、油底壳等较难冲件。
低碳钢(mild steel)为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
特性
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体,其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。因此,其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低,切削加工性不佳,正火处理可以改善其切削加工性。
低碳钢有较大的时效倾向,既有淬火时效倾向,还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时,铁素体中碳、氮处于过饱和状态,它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物,因而钢的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低,这种现象称为淬火时效。低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。低碳钢经形变产生大量位错,铁素体中的碳、氮原子与位错发生弹性交互作用,碳、氮原子聚集在位错线周围。这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团(柯垂耳气团)。它会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低,这种现象称为形变时效。形变时效比淬火时效对低碳钢的塑性和韧性有更大的危害性,在低碳钢的拉伸曲线上有明显的上、下两个屈服点。自上屈服点出现直到屈服延伸结束,在试样表面出现由于不均匀变形而形成的表面皱褶带,称为吕德斯带。不少冲压件往往因此而报废。其防止方法有两种。一种高预形变法,预形变的钢放置一段时间后冲压时也会产生吕德斯带,因此预形变的钢在冲压之前放置时间不宜过长。另一种是钢中加入铝或钛,使其与氮形成稳定的化合物,防止形成柯氏气团引起的形变时效。
新兴用途
原先由于低碳钢固有的特性,使其使用范围大大受到局限,随着国内一些新技术在钢铁行业的应用,低碳钢的许多新兴用途得到了很好的开发利用,国内一些大型钢厂或钢铁贸易公司都积极地与国内的大型吊索具企业密切合作,共同开发出一系列高技术高精密高质量的索具产品,在国内乃至**的索具行业,起到了很好的技术推动作用。这也给我们对低碳钢的综合利用,指明了新的道路。
力学性能
低碳钢为韧性材料。其拉伸时的应力-应变曲线主要分四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段,在局部变形阶段有明显的屈服和颈缩现象。开始时为弹性阶段,完全遵守胡克定律沿直线上升,比例极限以后变形加快,但无明显屈服阶段。
钢的焊接性能主要取决于其化学成分。影响较大的元素是碳,钢的碳含量越高,越难焊接。钢的其他合金元素大多也不利于焊接,但其影响程度一般远小于碳。
一般来说,低碳钢具有良好的可焊性,不需要特殊的加工方法。只有在需要低温、厚板或高要求以及需要适当预热时才需要使用碱性焊条进行焊接。当低碳钢的碳硫含量**过上**,除合理选择坡口形状外,采用优质低氢焊条、预热和后加热等手段,防止热裂纹降低熔体比。
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