有关钢的基本知识

钢的分类根据标准规定，钢的定义是：以铁为主要元素，碳含量一般在2%以下，并含有其它元素材料的统称。由于工业用钢种类很多，有必要将成分、性能、用途相同或相近的钢归成一类，这就是钢的分类。1.1按化学成分分类按化学成分钢可以分为非合金钢、低合金钢、合金钢三类。(1)非合金钢。按过去习惯，非合金钢统称为碳素钢，实际上非合金钢包括的内涵比碳素钢更广泛。非合金钢除了包括普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、易切削碳素结构钢外，还包括电工纯铁、原料纯铁及其它专用的具有特殊性能非合金钢等。(2)低合金钢。我国钢的分类标准中，将低合金钢单列为一类(按国际分类方法将其并入合金钢类)，这主要是考虑我国低合金钢的产量较多以及国际上低合金钢的发展情况而定。(3)合金钢。通常将合金元素总含量大于10%的合金钢称为高合金钢，如不锈钢、高速工具钢等即属高合金钢。合金元素总含量在5%~10%的合金钢称为中合金钢。1.2按质量等级分类按质量等级，钢分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。非合金钢和低合金钢均含上述三种钢，而合金钢只含后两种。1.3按用途分类根据工业用钢的不同用途，可将其分为结构钢、工具钢和特殊性能钢三大类。(1)结构钢。包括工程结构用钢(包括碳素结构钢和低合金结构钢)机械零部件用钢(包括渗碳钢、调质钢、滚动轴承钢以及易削钢、低淬钢、冷冲压钢等)。(2)工具钢。包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三种。(3)特殊性能钢。这类钢具有特殊的物理、化学性能，包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工用钢、低温用钢等。此外还有特定用途钢，如锅炉用钢、桥梁用钢、船舶用钢、钢筋钢等。1.4按金相组织分类(1)按平衡状态或退火组织可分为亚共析钢(其金相组织为铁素体加珠光体，][Cw=0.02%~0.8%)；共析钢(珠光体，][Cw=0.8%)；过共析钢(珠光体和二次碳化物，w[C]=0.8%~2.0%)和莱氏体钢。(2)按正火组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。(3)按加热及冷却时有无相变和室温时的金相组织可分为铁素体钢(加热和冷却时始终保持铁素体组织)、奥氏体钢(始终保持奥氏体组织)和复相钢。1.5按转炉冶炼碳含量不同钢的分类按照转炉冶炼特点，根据碳含量不同钢可分为：(1)低碳钢][Cw0.08%(2)中碳钢0.08%≤][Cw0.20%(3)高碳钢][Cw≥0.20%1.6钢材分类钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。(1)型材。型材品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。一般直径在5-25mm的热轧圆钢称线材。(2)板材。是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板(厚度4mm)、中板(厚度4-25mm)和厚板(厚度25mm)三种。钢带包括在钢板类内。(3)管材。是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方型管、六角型管和各种异型截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊接钢管两大类。(4)钢丝。钢丝是线材的再次冷加工产品，也称线材制品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢绞线和其它制品。钢种牌号的表示方法2.1我国钢种牌号表示的基本原则根据国家标准GB/T221—2000规定，我国钢种牌号按下列两个基本原则表示：第一，采用汉语拼音字母、化学元素符号、阿拉伯数字相结合的方法表示钢种牌号。第二，产品名称、用途、特性和工艺方法一般采用汉字或汉语拼音字母缩写来表示。采用汉语拼音缩写，原则上取第一个字母，如这样做与另一产品所取字母重复时，改取第二个字母或第三个字母或同时选取两个汉字的第一个拼音字母。汉语拼音字母原则上只取一个，一般不超过两个。产品名称、用途、特性和工艺方法的表示符号见表5-1。表5-1产品名称、用途、特性和工艺方法的表示符号名称采用的汉字汉语拼音字母符号碳素结构钢屈Q低合金高强度钢屈Q耐候钢耐候NH保证淬透性钢H易切削非调质钢易非YF热锻用非调质钢非F易切削钢易Y电工用热轧硅钢电热DR电工用冷轧无取向硅钢无W电工用冷轧取向硅钢取Q电工用冷轧取向高磁感硅钢取高QG(电讯用)取向高磁感硅钢电高DG电磁纯铁电铁DT碳素工具钢碳T塑料模具钢塑模SM(滚珠)轴承钢滚G焊接用钢焊H钢轨钢轨U铆螺钢铆螺ML锚链钢锚M地质钻探钢管用钢地质DZ船用钢采用国际符号汽车大梁用钢梁L矿用钢矿K压力容器用钢容R桥梁用钢桥q锅炉用钢锅g焊接气瓶用钢焊瓶HP车辆车轴用钢辆轴LZ机车车轴用钢机轴JZ管线用钢S沸腾钢沸F半镇静钢半b镇静钢镇Z特殊镇静钢特镇TZ质量等级A、B、C、D、E2.2我国各钢种牌号的表示方法A碳素结构钢和低合金结构钢结构钢分为通用钢和专用钢两类。(1)通用结构钢。通用结构钢钢种牌号由代表屈服强度字母、屈服强度值(单位为MPa)和表10-1中规定的质量等级和脱氧方法符号等4部分，按照顺序组成。取消了旧标准GB700-79中按甲类钢、乙类钢、特类钢的分类方法。例如：碳素结构钢的牌号表示为：Q235AF，Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C，Q345D。1)碳素结构钢的牌号组成中，表示镇静钢的符号Z和表示特殊镇静钢的符号TZ可以省略。低合金高强度钢分为镇静钢和特殊镇静钢，在牌号中没有表示脱氧方法的符号。2)专用结构钢采用Q和屈服点数值及产品用途符号表示，例如：锅炉用钢Q390g。耐候钢是抗大气腐蚀用的低合金高强度结构钢，例如：Q340NH。3)根据需要，通用低合金高强度钢的牌号也可用两位阿拉伯数字(表示平均碳含量，以万分之几计)和元素符号按顺序表示。专用低合金高强度钢的牌号也可用两位阿拉伯数字，元素符号和表5-1中规定的用途符号按顺序表示。B优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢这两类钢采用阿拉伯数字或阿拉伯数字、元素符号和表5-1中规定的用途符号按顺序排列表示，其中平均碳含量以两位阿拉伯数字表示(以万分之计)。(1)沸腾钢和半镇静钢在牌号尾部加符号F和b，例如：08F；10b；镇静钢一般不标符号，例如：45钢。(2)较高锰含量的优质碳素结构钢，在表示平均碳含量的阿拉伯数字后加锰元素符号，如：50Mn。(3)高级优质碳素结构钢，在牌号后加符号A，例如：20A；特级优质碳素结构钢在牌号后加E，例如：45E。(4)专用优质碳素结构钢采用两位阿拉伯数字(表示平均碳含量)和表10-1规定的用途符号表示，例如：锅炉用钢20g。C易切削钢易切削钢采用表10-1中规定的符号和阿拉伯数字(碳含量以万分之几计)表示。(1)加硫易切削钢和加硫、磷易切削钢，在符号Y和阿拉伯数字后不加易切削元素的符号，例如：Y15。较高锰含量的加硫或加硫、磷易切削钢，在符号Y和阿拉伯数字后加锰元素符号，例如：Y40Mn。(2)含钙、铅等易切元素的易切削钢，在符号Y和阿拉伯数字后加易切削元素符号，例如：Y15Pb；Y45Ca。D合金结构钢和合金弹簧钢合金结构钢牌号采用阿拉伯数字(表示平均碳含量，以万分之几计，写于牌号头部)和合金元素符号表示，合金元素含量表示方法为：平均含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，不标明含量；平均合金含量为1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%……时，在合金元素后相应地写成2、3、4……。例如：30CrMnSi；20CrNi3。(1)高级优质合金结构钢在牌号尾部加符号A表示，例如：30CrMnSiA。特级优质合金结构钢在牌号尾部加符号E表示，例如：30CrMnSiE。(2)专用合金结构钢加表示用途的符号，例如：铆螺钢ML30CrMnSi。(3)合金弹簧钢的表示方法与合金结构钢相同，例如：弹簧钢60Si2Mn；高级优质弹簧钢60Si2MnA。E非调质结构钢非调质结构钢在牌号头部分别加符号YF、F，表示易切削钢非调质机械结构钢和热锻用非调质机械结构钢，牌号表示法与合金结构钢相同。例如：易切削非调质机械结构钢YF35V；热锻用非调质机械结构钢F45V。F工具钢工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢三类。(1)碳素工具钢牌号采用元素符号、表10—1规定的符号和阿拉伯数字表示，阿拉伯数字表示平均碳含量(以千分之几计)。1)普通锰含量碳素工具钢，在表示工具钢符号T后为阿拉伯数字，例如：碳素工具钢T9。2)较高锰含量碳素工具钢，在符号T和阿拉伯数字后加锰元素，例如：碳素工具钢T8Mn。3)高级优质碳素工具钢，在牌号尾部加符号A，例如：高级优质碳素工具钢T10A。(2)合金工具钢和高速工具钢。这两类钢表示方法与合金结构钢相同，但一般不标明表示碳含量的数字，例如：合金工具钢Cr12MoV；高速工具钢W6Mo5Cr4V2；合金工具钢8MnSi(若碳含量小于1%时可用一位数字表示碳含量，以千分之几计)。低铬(平均铬含量小于1%)合金工具钢，在铬含量(以千分之几计)前加数字0，例如：合金工具钢Cr06。(3)塑料模具钢。塑料模具钢在牌号头部加符号SM，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同，例如：碳素塑料模具钢SM45；合金塑料模具钢SM3Cr2Mo。G轴承钢轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高铬不锈轴承钢和高温轴承钢等四大类。(1)高碳铬轴承钢在牌号头部加符号G，但不标明碳含量。铬含量以千分之几计，其它元素按合金结构钢的合金含量表示，例如：含铬轴承钢GCr15。(2)渗碳轴承钢采用合金结构钢的牌号表示方法，仅在牌号头部加G，例如：渗碳轴承钢G20CrNiMo。高级优质渗碳轴承钢，在牌号尾部加A，例如：G20CrNiMoA。(3)高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢，采用不锈钢和耐热钢的牌号表示方法，牌号头部不加G，例如：高碳铬不锈轴承钢9Cr18；高温轴承钢10Cr14Mo4。H不锈钢和耐热钢不锈钢和耐热钢牌号采用元素符号和阿拉伯数字表示，易切削不锈钢和耐热钢在牌号头部加Y。一般用一位阿拉伯数字表示平均碳含量(以千分之几计)，当平均碳含量不小于1.00%时采用两位阿拉伯数字表示；当碳含量上限小于0.1%时，以0表示碳含量；当碳含量上限大于0.01%，而不大于0.03%时(超低碳)，以03表示碳含量；当碳含量上限不大于0.01%时(极低碳)，以01表示碳含量；当碳含量没有规定下限时，采用阿拉伯数字表示碳含量的上限数字。合金元素含量表示方法同合金结构钢。例如：不锈钢2Cr13；铬镍不锈钢0Cr18Ni9；加硫易切削不锈钢Y1Cr17；高碳铬不锈钢11Cr17；超低碳不锈钢03Cr19Ni10；极低碳不锈钢01Cr19Ni11。I焊接用钢焊接用钢包括焊接用碳素钢，焊接用合金钢和焊接用不锈钢等，其牌号表示方法是在牌号头部加符号H，例如：H08；H08Mn2Si；H1Cr19Ni9。高级优质焊接用钢，在牌号尾部加符号A，例如：H08A。J电工用硅钢电工用硅钢分为热轧硅钢和冷轧硅钢，冷轧硅钢又分为取向硅钢和无取向硅钢。硅钢牌号采用表10—1规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示典型产品(某一厚度的产品)的厚度和最大允许铁损值(W/kg)。(1)电工用热轧硅钢。该钢种在牌号头部加符号DR，之后为表示最大铁损值100倍的阿拉伯数字。如果是在高频率(500Hz)下检验的，在表示铁损值的阿拉伯数字后加符号G，不加G的，表示在频率50Hz下的检验。在铁损值或符号G后加一横线，横线后为产品公称厚度(单位为mm)100倍的数字。例如：电工用热轧硅钢DR440—50；DR1750G—35。(2)电工用冷轧无取向硅钢和取向硅钢。这两种钢在牌号中间分别为表示取向硅钢符号W和取向硅钢符号Q，非调质结构钢在符号之前为产品公称厚度(单位为mm)100倍的数字，在符号后铁损100倍的数字。例如：30130；35W300。取向高磁感应钢27QG100。(3)电讯用取向高磁感硅钢牌号采用表10—1规定的符号和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示电磁性能级别从1至6表示电磁性能从低到高，例如：DG5。K电磁纯铁电磁纯铁牌号采用表10—1规定的符号和阿拉伯