炭素鋼は鉄と炭素の合金で,重量2.1%まで炭素を含んでいる.炭素鋼には,他の合金元素の最小指定含有量は存在しないが,しばしばマンガンを含んでいる.マンガンの最大量シリコンと銅の含有量は,それぞれ1.65 wt.%,0.6 wt.%,0.6 wt.%未満である必要があります.
炭素鋼の種類とその特性
炭素鋼は,炭素含有量に応じて,低炭素鋼 (または軽炭素鋼),中炭素鋼,高炭素鋼 [1] の3つのカテゴリーに分類することができる.微細構造と特性を以下のように比較する:
低炭素鋼
低炭素鋼は,最も広く使用される炭素鋼である.これらの鋼は通常,炭素含有量は0.25%未満である.熱処理で硬化できない (マルテンサイトを形成するため),通常冷たい作業で達成される..
炭素鋼は通常,比較的柔らかく,強度が低い.しかし,高柔らかさがあるため,加工,溶接および低コストに優れている.
高強度低合金鋼 (HSLA) も低炭素鋼に分類されることが多いが,銅,ニッケル,バナジウム,モリブデンなどの他の元素も含んでいる.これは最大10Wt鉄鋼の強度は,その名前からわかるように,高強度で低合金鋼は,熱処理によりより高い強度を持っています.簡単に形作れ 機械加工できるHSLAは低炭素鋼よりも腐食に強い.
中型炭素鋼
中型炭素鋼は,炭素含有量は0.25・0.60・%で,マンガン含有量は0.60・1.65・%である.この鋼の機械的性質は,熱処理により改善され,その後に冷却と硬化が行われます.マルテンシトの微小構造を与えます
熱処理は非常に薄い断面のみに行うことができますが,クロム,モリブデン,ニッケルなどの追加の合金元素は,熱処理される鋼の能力を向上させるために加えられ,硬化した
硬化された中型炭素鋼は低炭素鋼よりも強度が高いが,これは柔らかさと硬さによってもたらされる.
高炭素鋼
高炭素鋼は,炭素含有量は0.60~1.25%,マンガン含有量は0.30~0.90%で,炭素鋼の硬さと強度が最も高く,柔らかさは最も低い.高炭素鋼は,ほとんど常に硬化され,加熱されているので,非常に耐磨性があります..
工具鋼と鋳型鋼は高炭素鋼の種類で,クロム,バナジウム,モリブデン,ウルフスタンを含む追加の合金元素が含まれています.この要素が加わると,非常に耐磨性のある鋼が作れますワルフタンカービードなどのカルビッド化合物の形成の結果である.
炭素鋼はリサイクル鋼,純鋼,または両者の組み合わせから製造できる.
ヴァージン鋼は,鉄鉱石,コックス (空気がなく石炭を熱して生産) と石灰を1650°Cの高炉で結合して製造される.鉄鉱石 から 抽出 さ れ た 溶けた 鉄 は,燃焼 し た コックス から 生じる 炭素 に 富ませ られ ます残りの不純物は石灰と結合してスラグを形成し,溶融金属の上に浮き,そこから抽出することができます.
溶融した鋼には約4重%の炭素が含まれます.この炭素含有量は,脱炭化と呼ばれるプロセスで望ましい量まで減少します.溶融物から酸素を通すことで鉄鋼の炭素を酸化し,一酸化炭素と二酸化炭素を生成します.
例 と 応用
低炭素鋼は,しばしば自動車車体部品,構造形 (Iビーム,チャネルおよび角鉄),パイプ,建設および橋の部品,および食品缶に使用されます.
高強度,耐磨性,硬さにより,中型炭素鋼は,しばしば鉄道線路,車輪,曲軸,この性質の組み合わせを必要とする歯車と機械部品.
高耐磨性や硬さがあるため,高炭素鋼は切削ツール,高強度ワイヤのスプリング,鋳型に使用される.
各種炭素鋼の例,特性,用途は以下の表で比較されています.
