合金钢与碳钢：所有差异

众所周知，钢铁是现代文明发展的关键组成部分。从建造高耸入云的摩天大楼到形成使全球交通得以实现的车辆车身，钢铁的多功能性不容小觑。然而，随着人们深入研究冶金学的世界，就会发现并非所有的钢铁都是一样的。尽管合金钢和碳钢有着共同的血统，但它们的成分不同， 钢材特性和应用。这种区别不仅仅源于化学成分，还源于这些钢在不同条件下表现出的不同行为。

在本综合指南中，我们将揭开这两种钢材的复杂本质，并确定每种钢材的优点。

钢的本质在于它的成分。 从高耸的摩天大楼到最小的微芯片，钢材的性能（主要由其元素成分决定）决定了其性能和应用。

从根本上来说，钢是一种主要由铁制成的合金。 添加或减少其他元素创造了广泛的钢品种。

表1：钢中的常见元素及其影响

碳素钢

碳作为钢性能的主要影响因素，导致了基于其含量的分类系统。

表 2：按碳含量分类的钢

合金钢棒材

合金钢 采用碳钢的基本成分，并通过添加其他元素来增强其性能。添加这些附加元素可以抵消碳钢的一些弱点，或赋予钢新的性能。

例如，添加铬可以使钢更耐锈（从而产生不锈钢等类型）。可以引入镍来提高韧性，尤其是在低温下。加入钼等元素可以使钢更耐热，这是暴露在高温下的部件的必备特性。此外，您可以阅读有关两种常见等级的信息， 4140钢与4340钢， 这里。

在评估项目材料时，必须清楚地了解其固有属性和特征。 碳钢和合金钢都具有多种属性，可以显着影响其应用和性能。 让我们深入研究这些属性的具体细节，以便更好地指导您在两者之间进行选择。

1、硬度和强度

钢的强度和硬度主要由其碳含量决定。 顾名思义，碳钢依靠不同的碳百分比来改变其硬度。

表 1：比较不同钢种的硬度

2.延展性和延展性

当钢材成型时，延展性和延展性是必不可少的特性。 它们决定金属拉伸成线材（延展性）或锤打成板材（延展性）的难易程度。

碳钢在低碳钢中具有高延展性，使其非常适合拉制成线材或其他延伸形式。 然而，随着碳含量的增加，延展性降低，使得高碳钢不太适合此类应用。 相反，合金元素既可以提高钢的延展性，也可以降低钢的延展性。 例如，镍可以增强钢的延展性，使其更具拉伸性。

3、耐腐蚀

腐蚀或由于环境因素导致的材料逐渐降解是一个至关重要的问题，特别是对于暴露在潮湿环境中的元件而言。

一般来说，没有额外保护的碳钢在暴露于潮湿时很容易生锈。 它的耐腐蚀性不如一些合金同类产品那么突出。 另一方面，合金钢由于添加了铬、镍、铜等元素，提高了防锈、防腐蚀能力。 不锈钢是一种铬含量很高的合金钢，以其耐腐蚀性而闻名。

4.耐热性

对于在高温环境下使用的部件，耐热性变得至关重要。 如果没有经过特殊处理，碳钢的耐热性并不是其最重要的强度。 长时间暴露在高温下会导致强度和硬度损失。

在合金钢中，钼、钨和铬等元素可以极大地提高钢承受高温而不变形或失去强度的能力。

5. 成本影响

碳钢和合金钢之间的选择通常还取决于成本。 由于其成分简单，碳钢通常更便宜。 相比之下，由于添加了各种合金元素和所涉及的工艺，合金钢可能更昂贵。