低碳鋼(mild steel)為碳含量低于0.25%的碳素鋼,因其強(qiáng)度低、硬度低而軟,故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和一部分優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,大多不經(jīng)熱處理用于工程結(jié)構(gòu)件,有的經(jīng)滲碳和其他熱處理用于要求耐磨的機(jī)械零件。
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強(qiáng)度和硬度較低,塑性和韌性較好。因此,其冷成形性良好,可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進(jìn)行冷成形。這種鋼還具有良好的焊接性。含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削, 常用於制造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強(qiáng)度和硬度較低,塑性和韌性較好。因此,其冷成形性良好可采用卷邊、折彎、沖壓等方法進(jìn)行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低,切削加工性不佳,正火處理可以改善其切削加工性。
低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當(dāng)鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體中碳、氮處于過飽和狀態(tài),它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強(qiáng)度和硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現(xiàn)象稱為淬火時效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會產(chǎn)生時效。低碳鋼經(jīng)形變產(chǎn)生大量位錯,鐵素體中的碳、氮原子與位錯發(fā)生彈***互作用,碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結(jié)合體稱歲柯氏氣團(tuán)(柯垂耳氣團(tuán))。它會使鋼的強(qiáng)度和硬度提高而塑性和韌性降低,這種現(xiàn)象稱為形變時效。形變時效比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性,在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點(diǎn)。自上屈服點(diǎn)出現(xiàn)直到屈服延伸結(jié)束,在試樣表面出現(xiàn)由于不均勻變形而形成的表面皺褶帶,稱為呂德斯帶。不少沖壓件往往因此而報廢。其防止方法有兩種。一種高預(yù)形變法,預(yù)形變的鋼放置一段時間后沖壓時也會產(chǎn)生呂德斯帶,因此預(yù)形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或鈦,使其與氮形成穩(wěn)定的化合物,防止形成柯氏氣團(tuán)引起的形變時效。
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