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碳素钢碳结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。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，有时互相抵消。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消其热脆性。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。
碳结钢的用途，碳结钢牌号以数字来表示，数字低含碳量低。低碳钢包括碳结钢牌号为:08F，10F等，具有良好的塑性和韧性，常经表面热处理制造要求表面硬而耐磨、而心部有良好真心性的零件。低碳结钢的用途在于轧制薄板，深冲制品。中碳钢包括碳结钢牌号为:15#碳结钢、20#碳结钢、35#碳结钢、45#碳结钢等，性能适中，经调质热处理有较高的综合力学性能，中碳结钢的用途在于制造尺寸较小的调质零件，包括拉杆，轴套，齿轮，活塞销，紧固件等。高碳钢包括碳结钢牌号为:50#碳结钢、55#碳结钢、60#碳结钢、75#碳结钢等，则有较高的强度和硬度，高碳结钢的用途在于制造弹簧和要求耐磨的零件。 碳结钢淬透性较差，不适用于制造对性能要求较高、截面尺寸较大或形状较复杂的零件。
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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。
