不锈钢板等合金钢的碳含量情况介绍

钢材的分类对于了解在某些应用中使用哪些类型以及哪些类型用于其他类型非常重要。比如大多数商用钢材多被分成三类，分别是普通碳钢、低合金与高合金钢。

一般来说，碳钢是最重要的商业钢合金。增加碳含量可以提高硬度和强度，提高淬透性。但是，由于其倾向于形成马氏体，碳也增加了脆性并降低了可焊性。这意味着碳含量在商业用钢方面既是祝福也是诅咒。

尽管有含碳量高达2%的钢材，但它们是极少数。大多数钢铁含有少于0.35%的碳。任何含碳量为0.35-1.86％的钢都可以使用热淬火循环进行淬火。大多数商业用钢通常含有少于1%的碳，加上少量的锰，磷，硫和硅。这些钢的可焊性和其他特性主要是碳含量的产物，尽管合金元素和残余元素的影响不大。

低碳钢中的碳含量低于0.30％，使用量最大。它们的加工和焊接性很好，比高碳钢更具韧性。中碳钢含碳量从0.30％到0.45％。碳含量增加意味着硬度和抗拉强度增加，延展性降低，加工困难。

高碳钢的碳含量是0.45-0.75%，它们的焊接质量可能很高。预热、后加热（控制冷却速率），有时甚至在焊接过程中的加热对于产生可接受的焊接和控制焊接后的钢的机械性能是必要的。

极高碳钢中的碳含量高达1.50%，超硬碳钢用于金属切削工具和卡车弹簧等硬质钢材。像高碳钢一样，它们需要在焊接之前，之中和之后进行热处理，以保持其机械性能。

当低合金钢被设计用于焊接应用时，它们的碳含量通常低于0.25%，通常低于0.15%。典型的合金包括镍、铬、钼、锰和硅，它们在室温下增加强度并增加低温缺口韧性。

这些合金能够以正确的组合提高耐腐蚀性并影响钢的热处理响应。但添加的合金也会对裂纹敏感性产生负面影响，因此使用低氢焊接工艺是一个好主意。预热也可能是必要的。这可以通过使用碳当量公式来确定。

高合金钢中比较有名的有不锈钢板，它们的铬含量至少为12%，很多型号中的镍含量也较高。不锈钢的基本类型有三种，分别是奥氏体、铁素体、马氏体。

马氏体不锈钢的铬含量最少，淬透性较高，焊接时需要预热和加热以防止热影响区（HAZ）的开裂。

铁素体不锈钢含有12-27％的铬和少量的奥氏体形成合金。奥氏体不锈钢具有优异的可焊性，但奥氏体在室温下不稳定。因此，必须添加特定的合金来稳定奥氏体。最重要的奥氏体稳定剂是镍，其他的包括碳，锰和氮。

通过添加某些合金如铬，镍，钼，氮，钛和铌，奥氏体不锈钢中可以包含耐腐蚀性，抗氧化性和高温强度等特殊性能。虽然碳可以在高温下增加强度，但也可以通过与铬形成复合物来降低耐腐蚀性。重要的是要注意，奥氏体合金不能通过热处理硬化。这意味着它们在焊接热影响区不会变硬。