高碳钢和低碳钢的物理特性对比 - 全文

　　低碳钢（low carbon steel）

　　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。

　　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，有的经参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，淬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，铁素体刮碳、氮过饱和，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，铁素体中自碳、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。形变时要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。

　　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。

　　它的特点是

　　1、热处理后可以得到高的硬度（HRC60一65）和较好的耐磨性。

　　2、退火状态下硬度适中，具有较好的可切削性。

　　3、原材料易得，生产成本低。

　　

　　高碳钢和低碳钢主要是含碳量不同。高碳钢含碳量在0.6%到2.11%，而地碳钢在0.0218%到0.25%。高碳钢硬度大，而低碳钢任性好。可焊性的话低碳钢要好。价格相对还是高碳的价格要高一些！

　　低碳钢和高碳钢焊接性能的比较

　　钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。

　　低碳钢焊接性能

　　低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强廖和硬度较低，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。这种钢翅具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。

　　高碳钢焊接性能

　　高碳钢由于含碳量高，焊接性能很差。 其焊接有如下特点：

　　（1）导热性差，焊接区和未加热部分之间产生显著的温差，当熔池急剧冷却时，在焊缝中引起的内应力，很容易形成裂纹。

　　（2）对淬火更加敏感，近缝区极易形成马氏体组织。由于组织应力的作用，使近缝区产生冷裂纹。

　　（3）由于焊接高温的影响，晶粒长大快，碳化物容易在晶界上积聚、长大，使焊缝脆弱，焊接接头强度降低。

　　（4）高碳钢焊接时比中碳钢更容易产生热裂纹。