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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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脆性断裂特点:(1)高强度和低强度钢都有可能会出现脆性断裂，发生脆性断裂时材料的工作应力一般低于其屈服点或者设计时的许用应力时，通常认为材料处于该条件下工作是的，但却出现脆性断裂的现象，因此脆性断裂也被称作“低应力脆性断裂”；(2)中强度和低强度钢在较低温度下也可能会出现脆断，因此有时也将脆性断裂称作“低温脆断”，随着温度的降低，面心立方金属较体心立方金属塑性下降的更快些；(3)金属构件发生脆性断裂的裂纹源是由金属内部存在裂纹所引起的，内部裂纹是导致构件失效的重要因素，脆性断裂通常无明显预兆、难查觉、宏观变形量小发生突然；(4)金属材料的脆性断裂事故往往发生在体心立方及密排立方中，而面心立方金属一般很少会出现脆断(5)解理是一种低能断裂，在正应力的作用下通常会破坏原子间的键合，脆性断裂一般会沿着较低指数的晶面穿晶解理，由于密排面之间有很大的间隙，并且其键合力结合弱，因此解理面一般会出现在原子密排面。
Stroh认为:位错沿着滑移面移动当遇到晶界或第二相颗粒这样的阻碍物时发生塞积便会引起应力集中，裂纹的出现符合 Cottrell认为微裂纹往往出现在位错易聚集的滑移面交汇处[27]。
脆性断裂必定存在微裂纹核，但其决定性因素是裂纹的扩展速度，当成核后的裂纹以高速扩展时才会出现脆断，因此脆性断裂的发生除了要满足 Griffith一Qrowan能量方程外，还需要使裂纹具有一定的速度扩展。
在断裂前有显著的塑性变形产生时被称作韧性断裂，韧性断裂金属材料的几何尺寸也会出现明显的变化。将同一材料断裂后的两部分金属断面进行对接时，断口因几何尺寸有所变化而不能很紧密地相吻合，断面通常为纤维状分布且呈暗灰色。对断口进行微观上观察，会发现断口存在明显的范性流变特征。
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。
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