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碳素钢的性能主要取决于钢的含碳量和显微组织。在退火或热轧状态下，随含碳量的增加，钢的强度和硬度升高，而塑性和冲击韧性下降（见图）。焊接性和冷弯性变差。所以工程结构用钢，常限制含碳量。 碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等，对碳素钢的性能也有影响。这些影响有时互相加强，有时互相抵销。例如：①硫、氧、氮都能增加钢的热脆性，而适量的锰可减少或部分抵销其热脆性。②残余元素除锰、镍外都降低钢的冲击韧性，增加冷脆性。③除硫和氧降低强度外，其他杂质元素均在不同程度上提高钢的强度。④几乎所有的杂质元素都能降低钢的塑性和焊接性。
氢在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（见应力腐蚀断裂和氢脆）。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。
碳素钢的塑性加工工艺通常分热加工和冷加工。经过热加工，钢锭中的小气泡、疏松等缺陷被焊合起来，使钢的组织致密。同时，热加工可破坏铸态组织、细化晶粒。使锻轧的钢材比铸态具有更好的力学性能。经冷加工的钢，随着冷塑性变形程度增大，强度和硬度增加，塑性和韧性降低。为提高成材率，广泛应用连续铸钢工艺。
用途应用编辑
制造工艺
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碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。例如：Q235-A·F。⒌1.1.1 沸腾钢硅含量不大于0.07%；半镇静钢硅含量不大于0.17%；镇静钢硅含量下限值为0.12%。
⒌1.1.2 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015%或全铝含量不小于0.020%。
⒌1.1.3 钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%，氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008%。如供方能保证，均可不做分析。
经需方同意，A级钢的铜含量，可不大于0.35%。此时，供方应做铜含量的分析，并在质量证明书中注明其含量。
⒌1.1.4 钢中砷的残余含量应不大于0.080%。用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢，砷含量由供需双方协议规定。如原料中没有含砷，对钢中的砷含量可以不做分析。
⒌1.1.5 在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、硅、锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量（熔炼分析）应在质量证明书中注明。
⒌1.1.6 在供应商品钢锭（包括连铸坯）、钢坯时，供方应保证化学成分（熔炼分析）符合表1规定，但为保证轧制钢材各项性能符合本标准要求，各牌号A、B级钢的化学成分可以根据需方要求进行适当调整，另订协议。
⒌1.2 成品钢材、商品钢坯的化学成分允许偏差应符合GB222中表1的规定。
沸腾钢成品钢材和商品钢坯化学成分偏差不作保证。
⒌2 冶炼方法
钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼，除非需方有特殊要求，并在合同中注明，冶炼方法一般由供方自行决定。
）冷拉应力控制的情况：
对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋和5号钢的钢筋，在冷拉后，作预应力钢筋使用的，要用冷拉应力控制。但钢筋冷拉后经检查，冷拉率超过了规范规定（表3——1）值，还要再进行机械能实验。
2）冷拉率测定控制要求：
以冷拉率控制钢筋冷拉时，控制值要由试验确定。试验测定时要求：同炉同批的测定试件，不能少于4个，每个试件都要按规范规定的冷拉应力测定相应的冷拉率，并取试件的平均值作为该炉该批钢筋的实际冷拉率。如果钢筋强度偏高，，平均的冷拉率低于1%时，在钢筋冷拉时，仍要按1%的冷拉率控制。
3）不同炉批的冷拉控制：
对于混杂，分不清炉批的钢筋，冷拉时，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根连接的钢筋，每根的冷拉率和控制应力都要符合规范规定（表3——1）。
4）冷拉速度控制：
要使钢筋充分变形，就要适当控制冷拉速度，一般以0.5——1.0为宜。同时要求，冷拉到规定的应力和冷拉率以后，随即停拉2——3以后，再放松钢筋，结束冷拉，以给钢筋充分变形的时间。
5）冷拉控制方法：
冷拉时只用冷拉率或者冷拉应力控制叫单控，冷拉时冷拉率和冷拉应力同时应用，称为双控。采用单控，施工简单方便。但对于材质不均匀的钢筋，不可能逐根试验（逐根试验，费工费料，不可能这样做，有的同一根钢筋冷拉率也不一样）冷拉质量得不到保证。双控方法可以避免上述问题。冷拉时，对于控制应力已经达到，冷拉率没有超过允许值的，可以认为合格。但是，如果冷拉率已经达到，而冷拉应力还达不到控制应力，这种钢筋要降低强度使用。对于预应力钢筋必须采用双控方法。
参考资料
1.次冷拉效果：
取一钢筋对其施加拉应力冷拉，钢筋会发生变形（并作应力——应变图）。随着拉应力增加，钢筋内部承受的拉应力逐渐增大。当钢筋内部产生的拉应力超过钢筋具有的屈服点A，而达到C后，停止冷拉，卸去荷载。此时可以看到，钢筋已产生塑性变形，在卸荷过程中，应力——应变图有一个变化，直线O1C比直线OA要缓。
2.第二次冷拉效果：
重新施加拉应力，将钢筋拉伸到破坏，应力——应变图出现新的变化，新的屈服点在C点附近，明显高于原来的屈服点A。这个变化说明，钢筋的塑性发生了变化，塑性小了，硬度大了，钢筋的强度得到提高，这一现象叫“变形硬化”。
经过以上两次过程冷拉钢（筋）制作完成。
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