在购买紧固件的时候我们都会确定是什么材质的，碳钢还是不锈钢？
这里的碳钢就是碳素钢，不锈钢呢则可以说是合金钢的一个分支。
作为生产制造的重要原材料，碳素钢和合金钢广泛应用于各个领域，也是紧固件的重要生产原料。
昨天有朋友询问，什么是碳素钢？什么是合金钢？这两者有什么区别？
现在，我就来和大家好好说一说。
一、碳素钢、合金钢是什么？
何谓碳素钢？
钢，我们都了解，是铁碳合金的统称。而碳素钢（简称碳钢）就是含碳量小于2.11%的铁碳合金，其化学构成中，除了铁和碳，还有限量以内额的硅、锰、磷、硫等杂质，不会再有其他的合金元素了。
碳素钢的产量占钢总产量的80%左右，在建筑、桥梁、提到、车辆、船舶、机械制造、工业、石油化学、海洋开发等领域应用广泛。
何谓合金钢？
合金钢则是为了增加钢材的某种特定性能，而在碳素钢的基础上加入一种或多种其他合金元素的钢材，如铬、镍、钨、钛、钒、锰、铜、铝、钼等。这些化学元素以不同比例/组合添加，使材料具有不同效果，如增加硬度、提升耐腐蚀性、增强强度、提高可成形性、改变焊接性等。
合金钢的产量占钢总产量20%左右，广泛用于机械制造、石油化工、建筑、日化、医疗器械、合成纤维、交通运输等各个领域。
二、碳素钢和合金钢的分类
碳素钢的分类
按含碳量可分为：低碳钢、中碳钢、高碳钢；含碳量越高，硬度越高、韧性越低。
低碳钢：含碳量C%≤0.25%，常见用于制造紧固件的牌号有A3钢、Q215A钢、Q235钢、20#钢、22#钢等；
中碳钢：含碳量0.25%＜C%≤0.45%，常见用于制造紧固件的牌号有35#钢、45#钢等；
高碳钢：含碳量C%＞0.45%，市面上基本上不会用高碳钢制造紧固件，因为其含碳量高，材质又硬又脆，容易折断。
合金钢的分类
按合金元素的总含量分为：低合金钢、中合金钢、高合金钢，合金含量及组成不同，性能不同。
低合金钢：合金总含量≤5%；
中合金钢：5%＜合金总含量≤10%
高合金钢：合金含量＞10%。
常用于制造紧固件的牌号有：30CrMo、40Cr、35CrMo、42CrMo等。
三、碳素钢和合金钢的特点
碳素钢的特点
碳素钢的性能取决于其含碳量，含碳量越高，强度和硬度会升高，塑性、韧性和可焊性会降低。
优点：塑性、可焊性较好；价格便宜、容易冶炼；加工工艺性好；可通过调节碳含量或改变加工方式来改善性能；
不足：强度稍差；淬透性差；耐低温性能不足；耐腐蚀性低；导磁性较低；在磁场中易被磁化。
合金钢的特点
加入的合金元素不同，其性能不同。
优点：综合性能较好；特殊用途可用；高强度、高韧性；淬透性好，不易变形开裂；耐磨、耐腐蚀性、耐低温、耐高温、无磁性等；
不足：价格较贵；成型工艺和热处理工艺较为复杂。
不同合金元素的作用如下图：
四、碳素钢和合金钢的用途
碳素钢的用途
碳素钢的常用于制造各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具能、承载较小的零件、垫铁、开口销、拉杆、冲压件及焊接件等。
用于制造紧固件的碳素钢
Q215A钢适用于制造垫圈；
Q235钢适用于制造螺栓、螺母、螺套、开口销、铆钉等，多用于4.8级螺栓、4级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品；
35#钢、45#钢属于优质碳素钢结构，多用于制造8.8级螺栓以及8级螺母和8.8级内六角紧固件。
合金钢的用途
合金钢可用于制造汽车、船舶、飞机等交通运输工具的零部件；机床、火箭、导弹等的零部件；制造各种滚动轴承、刀具、量具、弹簧、冷热磨具、轧制磨具、弹簧、仪器仪表等等。
用于特殊场合，耐热、抗腐蚀的环境中，如蒸汽涡轮、锅炉、化工设备等等。
用于制造紧固件的合金钢
主要用于生产高强度螺栓螺母，如10.9级材料有30CrMo，40Cr；12.9级材料有：35CrMo，42CrMo等。
30CrMo常用于制造受高载荷的螺栓、双头螺栓等；汽轮机、锅炉等高温（450℃以下）环境下用的各种紧固件；高温（500℃以下）受压环境中使用的法兰和螺母；
40Cr适用于制造螺套、销轴、连杆螺钉、螺帽等；
35CrMo常用于制造高载荷下的各种紧固件如汽轮发电机用紧固件；锅炉等高温（480℃以下）环境用的各种紧固件；
42CrMo适用于制造比35CrMo要求强度更高的紧固件。
综合碳素钢和合金钢的特点，在选在紧固件材质时，可以在满足使用需求的前提下，优先选择碳素钢；如果规格尺寸较大、型制较为复杂，且对强度、精度要求高，或者有热硬性及其他特殊性能需求的情况下，那么还是用合金钢吧。
看到这里，你能分清碳素钢和合金钢了吗？
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