使用碳钢的可行性取决于其机械特性（如抗拉强度、屈服强度、疲劳强度、抗冲击性以及所需要的热处理）是否适合制造某种零件。如果碳钢的特性可以满足零件的要求，大多数用户都会选用碳钢，因为其价格比其它钢材更便宜。
本文旨在帮助加工碳钢零件的用户了解各种碳钢牌号的成分，以提高车削加工效率；同时还给出了与切深、进给率有关的切削速度参数和刀具材料与碳钢的硬度。
早 在66年前，金属切削领域的先驱M. Eugene Merchant和Hans Ernst博士就已经阐述了切屑的形成、切屑与刀具间的摩擦、表面质量和金属去除效率。在研究中，Merchant博士采用了多种金属材料，其中就包括 1020低碳钢和1112易切钢。基于大量的试验，Merchant博士建立了一个金属切削过程的数学模型并沿用至今，该模型可用于设计刀具的断屑器。
将AISI 1212易切削碳钢的平均可加工性设定为100％，就可以用百分数来表示铁和非铁合金材料的可加工性等级。以AISI 1045中碳钢作为标准工件材料，在规定切削条件下进行车削试验，即可确定各种牌号可转位刀片的使用寿命。
碳钢分为6大类：低碳钢、中碳钢、高碳钢、再硫化易切钢、再硫化及再回磷易切钢和无硫化高锰钢（含锰量超过1％）。
（1）低碳钢
低碳钢（AISI 1005～1026）的含碳量为0.06％～0.28％，含锰量为0.25％～1％，含磷量不超过0.04％，含硫量不超过0.05％。目前低碳钢共有16个标准牌号。
车 削低碳钢时，如果刀具断屑器不能形成足够大的剪切角使切屑卷曲而脱离刀片前刀面，就会产生长切屑，并在可转位刀片表面生成积屑瘤。低速切削则是产生积屑瘤 的另一个原因。积屑瘤会起到刀具延伸的作用，从而改变零件加工尺寸，并会使被加工表面光洁度恶化。在这种情况下，需将切削速度提高15％～20％或更高， 直至加工表面质量获得改善。
合适的切削速度取决于切深、进给率、刀具材料和工件的硬度。选择切削速度是一项具有挑战性的工作。通常，可根 据加工精度要求（粗加工、半精加工或精加工）比较保守地预选切深和进给率参数。加工低碳钢采用的切削速度略有不同，据此可分为两组。典型的低碳钢粗加工、 半精加工和精加工切削参数见表1、表2。（略）
表中数据说明：切削速度随着切深和进给率的增大而减小。如果切深、进给率之一（或二者）与表中数据不同，就需要调整切削速度，以使按表中切削参数计算出的金属切除率（mrr）保持不变。计算实例如下。
表1中第一行切削参数的金属切除率为：
mrr＝12″×sfm×DOC×ipr＝12×550×0.300×0.020＝39.6in.3/min
如切深减小至0.200″，要使金属切除率保持不变，则切削速度必须等于825sfm，即：
sfm＝mrr÷DOC÷ipr÷12＝39.6÷0.200÷0.020÷12＝825sfm
在本例中，切削速度随着切深的减小而按相同比例增大（0.300÷0.200＝1.5，550×1.5＝825sfm）。
（2）中碳钢
中碳钢（AISI 1029～1053）的含碳量为0.25％～0.55％，含锰量为0.30％～1.00％，含磷量不超过0.04％，含硫量不超过0.05％。中碳钢有16个标准牌号，其切削参数见表3。（略）
车削中碳钢时会产生不连续的切屑，被加工表面质量优于低碳钢，但切削力和刀具磨损会随着含碳量和硬度的增加而加大。因此，当工件硬度增大时，应减小切削速度。
（3）高碳钢
高碳钢（AISI 1055～1095）的含碳量为0.60％～1.03％，含锰量为0.30％～0.90％，含磷量不超过0.04％，含硫量不超过0.05％。高碳钢有14个标准牌号，其切削参数见表4。（略）
车削高碳钢时，因含碳量较高，切削力和刀具磨损比车削中碳钢时要大。因此应采用较低的切削速度以减小刀具磨损。与加工低、中碳钢时类似，对不同硬度的工件应采用相应的切削速度。
（4）易切钢
易切钢分为再硫化易切钢（11XX系列）和再硫化、再回磷易切钢（12XX系列）。
再 硫化易切钢（AISI 1108～1151）包括14个标准牌号。含硫量达到0.33％时可改善材料的可加工性（AISI 1119和AISI 1144）。大部分11XX系列牌号都将含锰量由1.30％提高到1.65％，以便有足够的锰与硫反应生成MnS颗粒。由于MnS颗粒在切屑成形过程中会 形成一些微孔和微裂纹，而这些微观缺陷扩散到工件的切除层中，加大了切屑的剪切角，加速了切屑断裂过程，从而可获得良好的加工表面。
