按含碳量分類

1）小于0.25%C為低碳鋼，其中尤以含碳低于0.10%的08F，08Al等，由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐等，20G則是制造普通鍋爐的主要材料，此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機(jī)械制造業(yè)。

2）0.25～0.60%C為中碳鋼，多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，制作機(jī)械制造工業(yè)的零件。

3）大于0.6%C為高碳鋼，多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等，根據(jù)含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號(hào)后附加標(biāo)記“Mn”，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。

碳素鋼的塑性加工工藝通常分熱加工和冷加工。經(jīng)過熱加工，鋼錠中的小氣泡、疏松等缺陷被焊合起來，使鋼的組織致密。同時(shí)，熱加工可破壞鑄態(tài)組織、細(xì)化晶粒。使鍛軋的鋼材比鑄態(tài)具有更好的力學(xué)性能。經(jīng)冷加工的鋼，隨著冷塑性變形程度增大，強(qiáng)度和硬度增加，塑性和韌性降低。為提高成材率，廣泛應(yīng)用連續(xù)鑄鋼工藝。

低碳鋼的時(shí)效通常有淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效兩種，都是由間隙元素作用引起的，主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。

淬火時(shí)效即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對(duì)淬火時(shí)效都有很大影響，低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發(fā)生淬火時(shí)效顯著，含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時(shí)效所引起的性能變化已大為減弱，含碳約0.6%的高碳鋼，實(shí)際上不起時(shí)效硬化作用。

鐵碳合金相圖的應(yīng)用

毛坯成型方法有：鑄造、焊接、鍛壓。其中鍛壓是這三種毛坯成型中綜合力學(xué)性能的一種。鍛壓工藝是將坯料加熱至奧氏體區(qū)域，使其有良好的塑性和低的抗變形性能，在施加外力的情況下改變其尺寸、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的加工方法。在這里可以知道，鍛壓是碳鋼在完全奧氏體化的情況下，其塑性好，有較低的抗變形能力。因此，要使其完全奧氏體化，其溫度控制合理，才能夠達(dá)到要求。從圖看線1、線3，分別代表的是亞共析鋼、過共析鋼組織隨溫度變化其性能會(huì)改變的情況。當(dāng)亞共析鋼加熱到727℃時(shí)，P開始向A轉(zhuǎn)變。當(dāng)繼續(xù)加熱至GS的交點(diǎn)a時(shí)，F(xiàn)完全轉(zhuǎn)變成A了。此時(shí)，塑性變形能力較好，抗變形能力小。溫度繼續(xù)上升，其塑性變形會(huì)有提高，但是溫度過高，施加壓力過程中，會(huì)使坯料表面產(chǎn)生加工硬化，同時(shí)會(huì)伴隨有脫碳現(xiàn)象。因此，一般將始鍛溫度控制在固相線以下200℃左右。終端溫度控制在PSK線以上60℃左右。合理控制好鍛壓溫度，既可以保證坯料有良好的鍛壓性能，能夠滿足預(yù)期形狀、尺寸精度要求。同時(shí)，可以避免加工硬化帶來的內(nèi)應(yīng)力裂紋、脫碳現(xiàn)象。鐵碳合金由含碳量不同被分為碳鋼、鑄鐵兩大類材料，鑄鐵的鑄造性能好，強(qiáng)度硬度高屬脆性材料。碳鋼鑄造性能一般，但綜合力學(xué)性能較鑄鐵好。因此，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜又承受靜載荷零件選擇鑄鐵。對(duì)于形狀復(fù)雜而又要求有一定力學(xué)性能承受一定量動(dòng)載荷的零件，可以考慮用碳鋼，或者合金鋼。