什么是碳素结构钢

工业上凡是用于制造各种机械零件和工程结构的钢，都叫结构钢。一般按用途将结构钢分为两大类，机器制造用结构钢和工程用结构钢。工程用结构钢一般不经热处理直接使用，本章主要介绍机器制造用结构钢的热处理。机器制造用结构钢包括优质碳素结构钢和合金结构钢。

(1)碳素结构钢

①普通碳素结构钢

普通碳素结构钢又称普通碳钢。这类钢含有害杂质和非金属夹杂物较多，质量较差，但冶炼容易，生产周期短，价格低廉并有良好的工艺性能，而且力学性能也能满足一般使用要求，因此，常用于制造普通的工程结构件和普通零件。钢厂中又常将它们轧成钢板或型材（如圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等），以方便使用。

普通碳素钢的性能和金相组织：

普通碳素钢的力学性能和一些工艺性能在很大程度上取决于钢的含碳量，含碳量增加时，强度(σs、σb)增加，塑性(ψ、δ)和冲击韧性(αk)降低。

普通碳素钢若含碳量低（wc<0. 2%），用作结构钢时，一般是在热轧状态后使用，不再进行热处理。这是由于过去人们认为这类钢的淬透性很低，淬火时得不到马氏体，因而热处理不会有什么效果。但是后来的研究表明，对低碳钢进行强化热处理，可以显著提高钢的强度（σs、σb），而塑性降低并不多；此外，还可以提高冲击韧性，特别是低温韧性，有效地降低了脆性转化温度，使其力学性能得到大大改善。

这类钢往往是热轧成材后或退火后供货使用。所以，普通碳素钢的组织均为铁素体+珠光体。

②优质碳素结构钢

优质碳素钢与普通碳素钢不同，既需保证化学成分，又要保证正火状态下的力学性能，而且规定比较严格，和普通碳素钢比较，优质碳素钢的磷、硫含量较低，钢中非金属夹杂物少，所以，质量要好些。部分优质碳素钢的化学成分见表8-1。

(2)优质碳素结构钢的用途

优质碳素钢中一部分低、中碳钢，特别是低碳沸腾钢用于制造薄板。15、20、15Mn、20Mn等低碳钢常进行渗碳或碳氮共渗，用于制造摩擦片、活塞销、不重要的齿轮等。

中碳钢包括含碳量为0. 30%～0. 55%（以及0.60%）的各种钢号。这类钢主要用于制造，要求有较高的综合力学性能的机械零件，如轴销、飞轮、垫圈、传动轴、连杆、次要的弹簧垫圈及火车用的车轴等。

45钢是机械制造中用量最大、用途最广的中碳钢之一，用于制作曲轴、凸轮轴、中低速和中轻负荷条件下工作的齿轮、齿条、轴等。

含碳量在0. 60%以上的高碳钢，主要用于制造各种弹簧、轧辊、钢丝绳及各种要求耐磨的零件。

(3)合金结构钢

合金结构钢可分为建筑工程结构钢和机械结构钢两大类。

机械结构钢又可分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢等。