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碳结钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面型材,因其断面与英文字母“H”相同而得名。由于碳结钢的各个部位均以直角排布,因此碳结钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已被广泛应用。 断面形状类似于大写拉丁字母H的一种经济断面型材,又叫 钢梁、宽缘(边)碳结钢或平行翼缘碳结钢。碳结钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分,又称为腰部和边部。 碳结钢的翼缘内外侧平行或接近于平行,翼缘端部呈直角,因此而得名平行翼缘碳结钢。碳结钢的腹板厚度比腹板同样高的普通碳结钢小,翼缘宽度比腹板同样高的普通碳结钢大,因此又得名宽缘碳结钢。由形状所决定,碳结钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通碳结钢。用在不同要求的金属结构中,不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能,可较普通碳结钢大大提高承
碳结钢的时效通常有淬火时效和应变时效两种,都是由间隙元素作用引起的,主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。淬火时效 即钢由高温快速冷却后性能随时间而变化的现象。钢中含碳量、脱氧程度和含氮量对淬火时效都有很大影响。低碳钢、脱氧不充分的沸腾钢和含氮量较高的钢发生淬火时效显著。含碳约0.3%的中碳钢,由淬火时效所引起的性能变化已大为减弱。含碳约0.6%的高碳钢,实际上不起时效硬化作用(见金属热处理)。应变时效 经冷加工变形后的性能随时间而变化的现象。碳和氮对应变时效的影响,与对淬火时效的影响相似,磷也促进应变时效。低碳钢因冷变形而消失的屈服点,随时间的延长而逐渐恢复。应变时效比淬火时效更为复杂。如钢材经淬火后再进行冷加工,无论在室温或稍高温度下,均将加速其应变时效。
碳素钢按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。 低碳钢又称软钢,含碳量从0.10%至0.25%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。(2) 中碳钢碳结钢量0.25%~0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的 硬度约为 HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。
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