中碳鋼管鐵是由鐵原子組成的晶格,使鐵原子彼此滑動,使純鐵相對柔軟。鋼中的碳減少了這種傾向,使中碳鋼比鐵更硬。附加元素如鉻、錳、鎢和釩也可以作為鋼的硬化劑。這些元素的精確比例決定了鋼的特性
有軌電車的車軸和車輪是由中碳鋼制成的。額外的碳使鋼更硬,但也更脆,因此制造碳鋼需要在硬度和延展性之間保持平衡。中碳鋼最常用于重型機械,如車軸、曲軸、聯軸器和齒輪。碳含量在0之間的鋼4%和0.6%在鐵路工業中通常用于制造車軸、鋼軌和車輪。中碳鋼的熱處理會顯著改變機械性能,例如延展性,硬度和強度。鋼的熱處理對其他性能的影響很小,例如它的導熱和導電能力。對鋼進行熱處理有多種方法。介質中的碳和錳含量碳鋼使淬火和回火成為這類鋼最常用的熱處理方法。該工藝通常包括將鋼反復加熱至1333°F(約723°C)以下,通過在油或水等液體中淬火,使其快速冷卻。此過程的溫度和時間允許制造商精確控制鋼的最終性能。表面硬化是一種對鋼進行硬化的工藝只會影響鋼的外部,這會產生,耐水的外部和更具韌性的內部。碳鋼經常被表面硬化,因為很難完全硬化厚的碳鋼零件。合金化劑比中碳鋼多的鋼具有更大的硬化能力,可能不需要進行表面硬化。
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