優(yōu)質(zhì)碳素鋼(high-quality carbon steel)中的有害雜質(zhì)元素S、P比普通碳素鋼低,不僅如此,二者的冶煉方法也多有不同,普通碳素鋼多用成本最低轉(zhuǎn)爐冶煉,而優(yōu)質(zhì)碳鋼則采用平爐或純氧頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉,脫氧較好,雜質(zhì)含量較低,故其綜合機械性能、耐蝕性等均優(yōu)于普通碳素鋼。優(yōu)質(zhì)碳素鋼與高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比,價格不高,且是工程上應用最廣泛的碳素鋼。
優(yōu)質(zhì)碳素鋼的表示方法和代號執(zhí)行GB/T 221《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》。優(yōu)質(zhì)碳素鋼的鋼號前面數(shù)字表示鋼中平均含碳量的萬分之幾,如20鋼表示鋼中平均含碳量為萬分之20。鋼中滲有合金元素時,在鋼號后面加上其元素符號,如Q345(16Mn)、Q390(15MnTi)。特殊用途的優(yōu)質(zhì)碳素鋼,在鋼號后面注有漢語拼音字母,如20g(20鍋爐鋼)(注:在GB 713標準內(nèi),20g和20R合并后改為Q245R。20g與20G是不同的,而20G鋼管是GB/T 5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》鋼號(國外對應牌號:德國st45.8、日本STB 42、美國SA 106B),為最常用鍋爐鋼管用鋼,化學成分和力學性能與20板材基本相同。
例如:優(yōu)質(zhì)碳素鋼20#牌號意義表示鋼材的平均含碳量為0.2%。
美國 ASTM標準采用了AISI(美國鋼鐵學會)和SAE(美國汽車工程師學會)碳素鋼的牌號表示方法,AISI和SAE的牌號表示方法一般采用4位數(shù)字,前兩位表示鋼類,后兩位表示碳含量,編號系統(tǒng)如下:
10××碳素鋼[錳含量(質(zhì)量分數(shù))不大于1.0%]
11××含硫易切鋼
12××含硫和含磷易切鋼
15××高錳碳素鋼
此外,有些牌號的4位數(shù)字之間加入字母“B”,表示含硼鋼,或加入字母“L”,表示含鉛鋼;有些牌號在4位數(shù)之后加字母“LC”,表示超低碳[碳含量(質(zhì)量分數(shù))不大于0.03%],加字母“H”,表示保證淬透性。UNS(金屬與合金牌號統(tǒng)一數(shù)字系統(tǒng))已在ASTM標準中使用,該系統(tǒng)由1個代表鋼或合金的前綴字母和5位數(shù)字組成,碳素和合金結(jié)構鋼(包括軸承鋼)為Gxxxxx,5位數(shù)字中前4位采用了AISI和SAE的牌號系列,第5位(最后一位)數(shù)字一般為“0”。若要表示鋼的特殊性能和用途,以及含有特殊元素,則采用其他數(shù)字,如Gxxxxx1xxx1表示含硼鋼,Gxxxx4表示含鉛易切鋼等。保證淬透性的鋼則牌號前綴字母為“H”,后面4位數(shù)字與AISI和SAE牌號系列數(shù)字編號相同,第5位一般為“0”含硼鋼的第5位數(shù)字仍用“1”來表示。
美標材料表達方法與國標不同:A106 GR.B、API 5L GR.B、A333 GR.6、B564 UNS40400等,它們前面的A106、API5L等表示制造標準號,GR.B或UNS 40400表示材料系列號或者為材料號。
GB/T 699《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼》給出了優(yōu)質(zhì)碳素鋼的化學成分和機械性能要求。工業(yè)管道中常用的牌號為08、10、20三種。08和10鋼因含碳量低、硬度低、塑性好,常用作金屬墊片。20鋼則常用于管子和管件。
GB/T 8163《輸送流體用無縫鋼管》、GB/T 9948《石油裂化用無縫鋼管》、GB/T 6479《高壓化肥設備用無縫鋼管》、GB/T3087《低中壓鍋爐用無縫鋼管》、GB/T 5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》等標準給出了優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼管的材料制造要求,它們都是工業(yè)管道常用的鋼管標準。
GB/T 710《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼熱軋薄鋼板和鋼帶》、GB/T711《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》、GB/T 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》、YB/T 5139《壓力容器用熱扎鋼帶》等標準給出了優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼板的材料制造要求,它們都是管道常用的鋼板標準。選用時,應根據(jù)其應用范圍確定。
GB/T 12225《通用閥門 銅合金鑄件技術條件》、GB/T 12228《通用閥門 碳素鋼鍛件技術條件》等標準給出了優(yōu)質(zhì)碳素鋼的鑄件材料制造要求。