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碳含量為0.25％～0.65％的碳素鋼。它包括大部分碳素結構鋼和一部分普通碳素結構鋼。此類鋼大多用于制作各種機械零件，有的用于制作工程結構件。

中碳鋼屬于亞共析鋼，其退火組織為珠光體和鐵素體。隨著鋼中碳含量增加，組織中珠光體數(shù)量增加，而鐵素體數(shù)量減少。

碳含量大于0.40％的鋼淬火組織為馬氏體；碳含量大于0.40％時，除了馬氏體外還有少量殘留奧氏體，殘留奧氏體數(shù)量隨著鋼中碳含量的增加而增加。

中碳鋼的終熱處理方式有調(diào)質(zhì)、淬火后低溫回火、高頻淬火后低溫回火、等溫淬火和淬火后中溫回火。

(1)調(diào)質(zhì)。組織為回火索氏體。這種組織具有良好的綜合力學性能，強度較高，塑性和韌性良好。調(diào)質(zhì)用鋼要具有良好的淬透性，以保證調(diào)質(zhì)件整個截面上組織和性能均勻。與合金鋼相比，碳素鋼的淬透性較差，所以只適于截面尺寸不大的中碳鋼零件進行調(diào)質(zhì)處理。

(2)淬火后低溫回火。組織為回火馬氏體，這種組織具有很高的強度和適當?shù)乃苄院晚g性。

(3)高頻淬火后低溫回火。高頻淬火層組織為極細的隱針馬氏體，低溫回火后得到回火馬氏體，經(jīng)這種處理可以得到與滲碳處理類似的效果。高頻淬火前一般進行調(diào)質(zhì)或正火。所以高頻淬火和回火后，零件心部強度較高，塑性和韌性良好，而其表層硬度高，耐磨性好。另外，高頻淬火件表層產(chǎn)生壓應力，其疲勞極限高，使用壽命長。

(4)等溫淬火。組織為貝氏體，這種組織具有較高的強度和良好的塑性和韌性。

(5)淬火后中溫回火。組織為回火索氏體。

中碳鋼在終熱處理之前有的進行正火作為預先熱處理，其目的是細化晶粒，減輕鋼中組織不均勻性，得到均勻的珠光體和鐵素體組織，為終熱處理作組織準備。

中碳鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，主要用于制作各種傳動軸、連桿、離合器、軸銷、螺栓等。中碳鋼經(jīng)高頻淬火和低溫回火后，用于受沖擊載荷且要求耐磨的齒輪、車床主軸、花鍵軸、凸輪軸和半軸等。

正火狀態(tài)或不經(jīng)熱處理的中碳鋼，用于制作負荷不大的拉桿、套筒、緊固件、墊圈和手柄等。碳含量較高的中碳鋼用于制作彈簧和鋼絲等。

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