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碳素鋼碳結(jié)鋼的時效常給工業(yè)生產(chǎn)帶來很大危害，例如沸騰鋼焊接后，由于時效使焊接接頭熱影響區(qū)出現(xiàn)細(xì)小裂紋，嚴(yán)重影響焊接結(jié)構(gòu)的性。但由于近代冶金技術(shù)的發(fā)展，和在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，尤其是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量，因此時效問題有所減輕。缺陷碳素鋼在冶煉和軋制（鍛造）加工過程中，由于設(shè)備、工藝和操作等原因造成鋼的欠缺。主要包括結(jié)疤、裂紋、縮孔殘余、分層、白點(diǎn)、偏析、非金屬夾雜、疏松和帶狀組織等。結(jié)疤鋼材表面未與基體焊合的金屬或非金屬疤塊。有的部分與基體相連，呈舌狀；有的與基體不連接，呈鱗片狀。后者有時在加工時脫落，形成凹坑。煉鋼（澆鑄）造成的結(jié)疤，疤下一般有肉眼可見的非金屬夾雜。軋鋼造成的結(jié)疤一般稱“軋疤”，疤下一般僅有氧化鐵皮。




碳結(jié)鋼鋼水凝固過程中，由于體積收縮，在鋼錠或連鑄坯心部未能得到充分填充而形成的管狀或分散孔洞。在熱加工前，因?yàn)榍蓄^量過小或縮孔較深，造成切除不盡，其殘留部分稱為縮孔殘余?？s孔殘余分布在鋼錠上部中心處，并與鋼錠頂部貫通的叫一次縮孔。由于設(shè)計的鋼錠模細(xì)長或上小下大，在澆鑄凝固過程中，鋼錠截口以下錠中心仍有未凝固的鋼水，凝固后期不能充分填充，形成的孔洞叫二次縮孔。一次縮孔和二次縮孔有本質(zhì)差別，前者只出現(xiàn)在鋼錠頭部，后者在鋼錠上、中、下部位都有可能出現(xiàn)。一次縮孔酸洗試片中心區(qū)域呈不規(guī)則的折皺裂縫或空洞。在其上或附近常伴有嚴(yán)重的夾渣、成分偏析和疏松。二次縮孔孔洞中或附近沒有夾渣，但有偏析生成碳物。一次縮孔殘余和空氣貫通的二次縮孔在軋制（鍛造）過程中不能焊合，與空氣隔絕的二次縮孔和連鑄坯縮孔在軋制時一般能夠焊合，不影響鋼材使用性能。縮孔殘余嚴(yán)重地破壞鋼材的連續(xù)性，是鋼材不允許存在的缺陷，軋制（鍛造）時必然在鋼坯上產(chǎn)生裂紋。為了防止縮孔的產(chǎn)生，要求正確設(shè)計鋼錠模和保溫帽尺寸，并采用性能優(yōu)良的保護(hù)渣、保溫劑（發(fā)熱劑）和絕熱板，把縮孔控制在鋼錠頭部，以保證在開坯時切掉。控制澆鑄速度不要太快，溫度不要過高可以防止縮孔產(chǎn)生。




白點(diǎn)多在高碳鋼碳結(jié)鋼，馬氏體鋼和貝氏體鋼中出現(xiàn)。奧氏體鋼和低碳鐵素體鋼一般不出現(xiàn)白點(diǎn)。白點(diǎn)的措施主要是改進(jìn)冶煉操作，采用真空處理，降低鋼水氫含量和采用鋼坯（鋼材）緩冷工藝。偏析鋼材成分的嚴(yán)重不均勻。這種現(xiàn)象不僅包括常見的元素（如碳、錳、硅、硫、磷）分布的不均勻性，還包括氣體和非金屬夾雜分布的不均勻性。偏析產(chǎn)生的原因是鋼水在凝固過程中，由于選分結(jié)晶造成的。首先結(jié)晶出來的晶核純度較高，雜質(zhì)遺留在后結(jié)晶的鋼水中。因此，結(jié)晶前沿的鋼水為碳、硫、磷等雜質(zhì)富集。隨著溫度降低，雜質(zhì)凝固在樹枝晶間，或形成不同程度的偏析帶。此外，隨著溫度降低，氣體在鋼水中溶解度下降，在結(jié)晶前沿析出并形成氣泡上浮，富集雜質(zhì)的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由于偏析在鋼錠上出現(xiàn)部位不同和在低倍試片上表現(xiàn)出形式各異，偏析可分為方形偏析、“V”、“^”形偏析、點(diǎn)狀偏析、中心偏析和晶間偏析等。



碳結(jié)鋼的翼緣都是等厚度的，有軋制截面，也有由3塊板組成的組合截面。工字鋼都是軋制截面，由于生產(chǎn)工藝差，翼緣內(nèi)邊有1：10坡度。碳結(jié)鋼的軋制不同于普通工字鋼僅用一套水平軋輥，由于其翼緣較寬且無斜度(或斜度很小)，故須增設(shè)一組立式軋輥同時進(jìn)行輥軋，因此，其軋制工藝和設(shè)備都比普通軋機(jī)復(fù)雜。國內(nèi)可生產(chǎn)的大軋制碳結(jié)鋼高度為800mm，超過了只能是組合截面。 我國熱軋?zhí)冀Y(jié)鋼國標(biāo)（GB/T11263-1998）將碳結(jié)鋼分為窄翼緣、寬翼緣和鋼樁三類，其代號分別為hz、hk和hu。窄翼緣碳結(jié)鋼適用于梁或壓彎構(gòu)件，而寬翼緣碳結(jié)鋼和碳結(jié)鋼樁則適用于軸心受壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。




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