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碳结钢是一种新型经济建筑用钢。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高效型材,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。碳结钢分类碳结钢分为:宽翼缘碳结钢(HW),中翼缘碳结钢(HM),窄翼缘碳结钢(HN),薄壁碳结钢(HT),碳结钢桩(HU)。碳结钢按生产工艺分为碳结钢和热轧碳结钢。热轧碳结钢是指以连铸坯、热轧坯为原料,经加热和轧制机,生产出的断面带钢。碳结钢因采用工艺制作截面为H形得名,分为埋弧焊碳结钢,高频碳结钢。埋弧焊碳结钢采用工艺:钢板--自动分条--组立--自动埋弧焊--探伤--翼缘矫正--腹板矫正--端面加工--喷砂除锈--喷漆。高频碳结钢,靠高频电流使金属局部自身熔化焊合,不用焊丝,焊剂。



碳结钢分为热轧碳结钢 和碳结钢(H)两种,热轧碳结钢又分为宽翼缘碳结钢(HW) 中翼缘碳结钢(HM)和窄翼缘碳结钢)三种。HW 是碳结钢高度和翼缘宽度基本相等;主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱,也称劲性钢柱;在钢结构中主要用于柱。是碳结钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75 主要在钢结构中:用做钢框架柱在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁;例如:设备平台。HN 是碳结钢高度和翼缘宽度比例大于等于2,主要用于梁;工字钢的用途相当于HN型钢;H2碳结钢的主要材质有Q235B、SM490、SS400、Q235B、Q345 、Q345B等。应用范围:碳结钢主要用于工业与民用结构中的梁、柱构件。



热轧碳结钢的规格为5.5-250毫米。其中:5.5-25毫米的小碳结钢大多以直条成捆的供给,常用作钢筋、螺栓及各种机械零件;大于25毫米的碳结钢,主要用于制造机械零件、无缝钢管的管坯等。按化学成分分类: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0.30%低碳钢易于承受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。中碳钢碳量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%)。按产质量量分为普通碳素构造钢和优质碳素构造钢。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。可不经热处置,直接运用热轧材、冷拉材,亦可经热处置后运用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。可以抵达的高硬度约为HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。



氢在碳结钢中能造成很多严重缺陷,如产生白点、点状偏析、氢脆、表面鼓泡和焊缝热影响区内的裂缝等。为保证钢的质量,必须尽可能降低钢中氢的含量。脱氧带入的残余元素如铝,可减小低碳钢的时效倾向,还可以细化晶粒,提高钢在低温下的韧性,但余量不宜过多。由炉料中带入的残余元素如镍、铬、钼、铜等,含量高时可提高钢的淬透性,但对要求具有高塑性的专用钢,如深冲用钢板,则是不利的。加工性能碳素钢大都采用氧气转炉和平炉冶炼,优质碳素钢也采用电弧炉生产。根据炼钢过程脱氧程度的不同,碳素钢可分为镇静钢、沸腾钢和介于两者之间的半镇静钢。冶炼方法对钢的性能影响,主要是通过钢的纯净度而起作用的。人们通过真空处理、炉外精炼和喷吹技术等,都可获得更高纯净度的钢,从而显著改善了碳素钢的品质。