碳钢低于临界温度时的性能变化 (碳钢临界温度)

低温碳钢与普通碳钢的差异

低温碳钢	普通碳钢
用途	农业机械、钢筋、铁路鱼尾板	钢板、钢带、型材、棒材
类型	铁素体低温钢、奥氏体低温钢	铆螺钢、桥梁钢、压力容器钢、船体钢、锅炉钢
特性	韧性好、強度高、焊接性佳	杂质较多、冶炼容易、成本低

低温碳钢的冷脆性

韧脆转变温度

当温度低于韧脆转变温度时，低温碳钢会出现冷脆性，即韧性急剧下降，变成脆性断裂。

引起冷脆性的因素

磷的存在：磷会增加冷脆性。 晶体结构：体心立方晶格的铁素体会受冷脆性困扰。 其他因素：强度等级、合金元素、杂质分布、晶粒大小、形变速度、应力状态和试样尺寸。

如何避免冷脆性

选择合适材料：使用韧脆转变温度较低的钢材。 控制磷含量：限制磷含量以减少冷脆性。 适当热处理：进行退火或回火处理以改变晶体结构，提高韧性。

低温碳素钢某些牌号不得低于-45度的使用限制

这是因为当温度低于-45度时，钢材的韧脆转变温度上升，钢材的韧性下降，容易发生冷脆性断裂。

微观结构的变化

铁素体含量增加：低温下，铁素体相变稳定，导致铁素体含量增加。 晶粒尺寸减小：低温下，晶粒尺寸减小，这会降低韧性。

冷脆性的影响

冲击韧性急剧下降。 屈服强度仅略微增加。 脆性断裂的可能性增加。 为了避免这些不利影响，在低于-45度的低温环境下使用低温碳素钢时，必须采取额外的预防措施，例如选择韧脆转变温度更低的钢材或采取适当的热处理。