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含碳量小于1.35%，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比，碳素钢使用的早，成本低，性能范围宽，用量大。适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
优质碳素结构钢（GB699-88）优质碳素结构钢简称碳结钢，它与普通碳钢相比，质量较优，规定有严格的化学成分，磷、硫等有害杂质含量较少。还同时保证力学性能的有关指标。碳结钢的性能主要取决干含碳，含碳量越高，钢的强度，硬度越高，塑性、韧性越低。根据含碳量的不同，分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳碳结构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、心部有良好韧性的零件，如销轴、受力不大的小齿轮等。
含碳量较低的低碳钢、如08、08F、08Al等，有很好的塑性和冲压成型性能，是常用的冲压用钢。广泛用作汽车壳体、搪瓷器皿等。中碳碳结构性能适中，经过调质热处理有较高的综合力学性能，常用来制造一些尺寸较小的调质零件，如小轴、齿轮等，也可在正火状态下或经表面淬火制造一些对性能要求不高而尺寸较大的零件。高碳碳结构有较高的强度和硬度，常用来制造弹簧和要求耐磨的零件，也大用来拉制高强钢丝和制造钢丝绳。
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在我国的房屋建筑中，钢筋混凝土结构仍将会是主要的建筑结构形式。钢筋能为混凝土提髙必要的强度和稳定性。因此，钢筋混凝土结构中盘螺钢筋的一些性能指标必须符合相关标准，如强度等级、延伸性能、以及循环应变能力等。由我国标准化委员会和质检总局共同发布的 GB1499，2-2007《钢筋混凝土用钢第2 部分:热轧带肋钢筋》，明确提出抗震钢筋的牌号后要加“E”，抗震结构钢筋与普通热轧带肋钢筋相比有着更高的强韧性指标闻，主要体现在以下3方面：
(1)钢筋抗拉强度的实测值(Rm实)与屈服强度实测值(Rel实)的比值(即强屈比)必须大于或等于 1.25，即 Rm实/Rel 实≥1.25；
(2)钢筋屈服强度实测值(Rel实)与标准要求的屈服强度(Rel标)之间的比值(即比)必须小于或等于 1.30，即 Rel实/Rel 标≤1.30；
(3)钢筋的均匀伸长率 Agt 必须大于或等于 9%，即Agt≥9%。
高强度建筑用盘螺钢常见力学性能缺陷：高强度建筑用盘螺钢在出厂前需要检测的性能指标主要包括屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、延伸率(Agt)、强屈比(Rm实/el实)和比（Rel实/Rel标）。
屈服强度、抗拉强度不足
通常将材料发生屈服现象所对应的屈服极限称为屈服强度。当金属材料没有明显屈服现象时，规定屈服极限为产生0.2%残余变形时的应力值。当外力超过此屈服极限时零件便会性的失效，无法在恢复。原子的本性、原子的结合键、原子的结构和组织是影响屈服强度的内在因素温度、应变速率和应力状态是影响屈服强度的外在因素。材料的屈服强度随着温度的降低及应变速率的增加而升高，体心立方金属对应变速率和温度的敏感性更为显著。屈服强度虽是反映材料内在性能的一个重要指标，但屈服强度值会随着应力状态的不同而不同。我国规定HRB400E盘螺钢筋的屈服强度Rel≥400Mpa，HRB50E盘螺钢筋的屈服强度Rel≥500MPa。
Mn是一种弱碳化物形成元素，只能与钢中的铁及铁的碳化物相结合而分别存在于铁素体和渗碳体中，一般锰在渗碳体中的浓度会高于铁素体中的浓度。由于锰是以固溶的形式存在与结构中，固溶强化在细化铁素体晶粒的同时能降低临界点，进而提高钢的强度:但 Mn 含量并非越高越好，当达到一定量之后若继续添加，便会发生相变强化使屈服强度显著增加，降低了强屈比，这对抗震性能是不利的。
Mn还具有良好的脱氧和脱硫作用，还能作为脱氧剂和脱硫剂加入钢中。当温度在450℃左右时，锰会与氮发生有利于高温拉伸强度的应变交互作用，同时由于出现回火脆性而不利于钢筋的高温延性19。通过提高Mn含量可以降低碳的扩散速度，进而得到更加细小的碳化物以提高钢筋性能l:此外Mn有利于VN和vC的溶解，使ⅤC的固溶温度降低。Mn含量的增加虽会提高材料的强度，但同时会降低钢的塑性，因此对于耐火钢Mn的含量一般控制在1.5%范围内:猛能够提高钢的淬透性以及高温瞬时强度。
Mn的存在降低钢中奥氏体的相变温度，能够在增加铁素体晶粒形核速度的同时使晶粒长大速度有所降低，从而起到细晶强化的作用。因此Mn是少见的同时具有固溶强化和细化晶粒作用的元素，但是当锰的加入量在1.0%1.5%时，会严重的影响钢筋强韧性，这是因为猛虽然降低了相变温度，可是同时会形成不利于钢筋强韧性的粗大针状铁素体；通常珠光体的含量会随着锰含量的增加而增加，当钢中碳含量相同时，铁素体量的减少则珠光体的量会增加，进而使钢筋的强度升高。有资料证明，钢的韧脆转变温度会随着珠光体量的增多而升髙，故钢中的Mn含量并非越多越好。
钢中很少的非金属夹杂物既能对钢材性能产生较大的影响。夹杂物主要是引起钢材的塑韧性下降，尤其当钢中夹杂物尺寸不规则、分布不均匀时，会严重影响钢材的力学性能。所以，在分析和研究钢材中夹杂物对力学性能的影响时，需要从钢材的各个方面进行分析，包括钢的洁净度、夹杂物的种类、夹杂物的性质以及夹杂物在生产加工过程中的变形能力等多个方面。
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