碳钢

碳钢的种类

碳的典型成分是。

• 低碳钢：碳含量约为0.05%至0.25%，锰含量最高为0.4%（如AISI 1018钢）。强度较低，但价格便宜，容易成型；通过渗碳处理可以提高表面硬度。
• 中碳钢：碳含量约为0.14%至0.84%，锰含量为0.60至1.65%（如AISI 1040钢）。兼顾延展性和强度，具有良好的耐磨性；用于大型部件、锻造和汽车部件。
• 高碳钢：碳含量约为0.59%至0.65%，锰含量为0.30至0.90%。非常坚固，用于制造弹簧和高强度钢丝。
• 极高碳钢：约0.96%至2.1%的碳含量，经过特殊加工，产生特定的原子和分子微结构。

钢可以进行热处理，这使得零件可以在容易锻打的柔软状态下进行制造。如果有足够的碳，可以对合金进行硬化，以增加强度、磨损和抗冲击性。钢通常用冷加工方法进行锻造，即在低平衡或元稳定温度下通过变形对金属进行塑形。

冶金学

低碳钢是最常见的钢材形式，因为它的价格相对较低，同时它提供的材料性能在许多应用中是可以接受的。低碳钢的碳含量较低（最高为0.3%），因此既不非常脆也不具有延展性。它在加热时变得具有可塑性，因此可以锻造。它也经常被用于需要形成大量钢材的地方，例如作为结构钢。这种金属的密度为7861.093公斤/立方米（0.284磅/英寸），抗拉强度最大为500兆帕（72500磅/平方英寸）。

能够成功进行热处理的碳钢的碳含量在0.30%到1.70%（重量）之间。其他各种元素的微量杂质会对所得钢的质量产生重大影响。微量的硫会使钢变得 "红短"，这是一种缺陷：钢很脆，易碎。低合金碳钢，如A36级，含有约0.05%的硫，在1426-1538℃（2600-2800°F）左右熔化。锰经常被添加以提高低碳钢的淬透性。根据一些定义，这些添加物使材料变成了低合金钢，但AISI对碳钢的定义允许锰的重量达到1.65%。

淬火钢通常指的是淬火或淬火回火钢。

银钢或高碳光亮钢，由于碳含量高，其名称来自其外观。它是一种非常高的碳钢，或者可以被认为是一些最好的高碳钢。它是根据钢规范标准BS-1407定义的。它是一种1%的碳素工具钢，可以被研磨到接近的公差。通常情况下，碳的范围最小为1.10%，最高为1.20%。它还含有微量元素0.35% Mn（范围0.30%-0.40%），0.40% Cr（范围0.4%-0.5%），0.30% Si（范围0.1%-0.3%），有时还含有硫（最高0.035%）和磷（最高0.035%）。由于银钢能够产生和保持微细的边缘，因此有时用于制造直式剃须刀。

热处理

热处理普碳钢的目的是为了改变钢的机械性能，通常是延展性、硬度、屈服强度和抗冲击性。