高碳钢（高新技术产品）

高碳钢

高新技术产品

高碳钢(High Carbon Steel)常称工具钢,含碳量从0.60%至1.70%,可以淬火和回火。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。

简介

高碳钢在经适当热处理或冷拔硬化后，具有高的强度和硬度、高的弹性极限和疲劳极限(尤其是缺口疲劳极限)，切削性能尚可，但焊接性能和冷塑性变形能力差。由于含碳量高，水淬时容易产生裂纹，所以多采用双液淬火(水淬+油冷)，小截面零件多采用油淬。这类钢一般在淬火后经中温回火或正火或在表面淬火状态下使用。主要用于制造弹簧和耐磨零件。碳素工具钢是基本上不加入合金化元素的高碳钢，也是工具钢中成本较低、冷热加工性良好、使用范围较广的钢种。其碳含量在0.65一1.35%，山西双环重型机械制造是专门用于制作工具的钢。

性能特点

优点

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。

缺点

1、热硬性差，当刀具工作温度大于200℃时，其硬度和耐磨性急剧下降。

2、淬透性低。水淬时完全淬透的直径一般仅为15一18mm;油淬时完全淬透的最大直径或厚度(95%马氏体)仅为6mm左右，并易变形开裂。

高碳钢的硬度、强度主要取决于钢中固溶的碳量，并随固溶碳量的增加而提高。固溶碳量超过0.6%时，淬火后硬度不再增加，只是过剩的碳化物数量增多，钢的耐磨性略有增加，而塑性、韧性和弹性有所降低。为此，常根据使用条件和对钢的强度、韧性匹配来选用不同的钢号。例如，制造受力不大的弹簧或簧式零件，可选择较低碳量的65钢。一般高碳钢可用电炉、平炉、氧气转炉生产。

要求质量较高或特殊质量时可采用电炉冶炼加真空自耗或电渣重熔。冶熔时，严格控制化学成分，特别是硫和磷的含量。为减少偏析，提高等向性能，钢锭可进行高温扩散退火(对工具钢尤为重要)。热加工时，过共析钢的停锻(轧)温度要求低(约800℃)，锻轧成材后应避免粗大网状碳化物的析出，在700℃以下应注意缓冷，以防热应力造成裂纹。热处理或热加工过程中要防止表面脱碳(对弹簧钢尤为重要)。热加工时要有足够的压缩比，以保证钢的质量和使用性能。

焊接工艺

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。高碳钢和钢，高碳钢是钢的一个分类，应该是高碳钢和中碳钢才对。高碳钢虽然硬度高但是质脆，容易折断，中碳钢质软但是韧性好一般的结构件都是碳钢的比如40#45#钢是最常用的做轴的钢汽车大梁用的钢就是16Mn的合金结构钢。至于车架应该用中碳钢才好或者用合金结构钢才好。

参考资料

1.碳的质量分数为称为共析钢·质量手册