中碳鋼

按鋼的化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

碳素鋼又分為：

①低碳鋼，含碳量小於0.25%；

②中碳鋼，含碳量為0.25%——0.60%；

③高碳鋼，含碳量大於0.6%；

中碳鋼熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低於低碳鋼。可不經熱處理，直接使用冷軋材、冷拉材，亦可經熱處理後使用。淬火、回火後的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的最高硬度約為HRC55（HB538），σb為600～1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應用，除作為建築材料外，還大量用於製造各種機械零件。

中碳鋼屬於亞共析鋼，其退火組織為珠光體和鐵素體。隨着鋼中碳含量增加，組織中珠光體數量增加，而鐵素體數量減少。

碳含量大於0.40%的鋼淬火組織為馬氏體;碳含量大於0.40%時，除了馬氏體外還有少量殘留奧氏體，殘留奧氏體數量隨着鋼中碳含量的增加而增加。 ^[1] 

中碳鋼的最終熱處理方式有調質、淬火後低温回火、高頻淬火後低温回火、等温淬火和淬火後中温回火。

（1）調質。組織為回火索氏體。這種組織具有良好的綜合力學性能，強度較高，塑性和韌性良好。調質用鋼要具有良好的淬透性，以保證調質件整個截面上組織和性能均勻。與合金鋼相比，碳素鋼的淬透性較差，所以只適於截面尺寸不大的中碳鋼零件進行調質處理。

（2）淬火後低温回火。組織為回火馬氏體，這種組織具有很高的強度和適當的塑性和韌性。

（3）高頻淬火後低温回火。高頻淬火層組織為極細的隱針馬氏體，低温回火後得到回火馬氏體，經這種處理可以得到與滲碳處理類似的效果。高頻淬火前一般進行調質或正火。所以高頻淬火和回火後，零件心部強度較高，塑性和韌性良好，而其表層硬度高，耐磨性好。另外，高頻淬火件表層產生壓應力，其疲勞極限高，使用壽命長。

（4）等温淬火。組織為貝氏體，這種組織具有較高的強度和良好的塑性和韌性。

（5）淬火後中温回火。組織為回火索氏體。

高強度中碳調質鋼，具有一定的塑性、韌性和強度，切削性良好，調質處理後有很好的綜合力學性能，淬透性較差，容易產生裂紋，焊接性能不高，焊接之前需要很好預熱，焊後需要熱處理。

中碳鋼主要用於製造較高強度的運動零件，如空氣壓縮機、泵的活塞，蒸汽透平機的葉輪，重型機械的軸、蝸桿、齒輪等等，表面耐磨的零件，曲軸、機牀主軸、滾筒、鉗工工具等等。