碳钢的分类及其基础知识
钢材基础知识大全
钢材基础知识大全 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.钢材基础知识（一）第一部分基础知识一、钢及其分类1、按冶炼方法分类：平炉钢：包括碳素钢和低合金钢。
按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种。
转炉钢：包括碳素钢和低合金钢。
按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种。
电炉钢：主要是合金钢。
按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种。
沸腾钢、镇静钢和半镇静钢：按脱氧程度和浇注制度不同区分。
2、按化学成分分类：碳素钢：是铁和碳的合金。
据中除铁和碳之外，含有硅、锰、磷和硫等元素。
按含碳量不同可分为低碳(C<%)、中碳(C：%%)和高碳(C>%)钢三类。
碳含量小于%的钢称工业纯铁。
普通低合金钢：在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素（如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等，其总量不超过3%）。
而获得较好综合性能的钢种。
合金钢：是含有一种或多种适量合金元素的钢种，具有良好和特殊性能。
按合金元素总含量不同可分为低合金（总量<5%）、中合金（合金总量在5%-10%）和高合金（总量>10%）钢三类。
3、按用途分类：结构钢：按用途不同分建造用钢和机械用钢两类。
建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物。
机械用钢用于制造机器或机械零件。
工具钢：用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢，包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。
特殊钢：具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类，包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等。
二、钢材及其分类炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。
钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。
1、型钢类型钢品种很多，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。
碳钢是什么材料
碳钢是什么材料碳钢是一种含碳量在0.12%~2.0%之间的铁碳合金。
它是最常见的钢铁材料之一，广泛用于制造各种零部件和机械设备。
碳钢具有良好的可塑性、韧性和焊接性，因此在工业生产中得到了广泛应用。
碳钢的主要成分是铁和碳，其中碳的含量决定了碳钢的性能。
一般来说，碳含量越高，硬度越大，但韧性和可塑性会降低。
根据碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种。
低碳钢的碳含量在0.05%~0.30%之间，具有良好的可塑性和焊接性，但硬度较低。
它常用于制造冷冲压件、焊接零件和机械零件等。
中碳钢的碳含量在0.30%~0.60%之间，具有较高的硬度和强度，适用于制造齿轮、轴承和弹簧等零件。
高碳钢的碳含量在0.60%~2.0%之间，硬度和强度都很高，但韧性较差，常用于制造刀具、弹簧和轴承等。
除了碳和铁之外，碳钢中还含有少量的硅、锰、磷和硫等元素。
这些元素可以对碳钢的性能产生影响，例如硅可以提高碳钢的强度和硬度，锰可以改善碳钢的韧性和可塑性，磷和硫则是碳钢中的有害杂质，会降低碳钢的韧性和可塑性。
碳钢的性能受热处理工艺的影响很大。
热处理是通过加热、保温和冷却等工艺来改善材料的性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
通过不同的热处理工艺，可以使碳钢达到不同的硬度、强度和韧性要求，从而满足不同零件的使用需求。
总的来说，碳钢是一种性能优良的金属材料，具有良好的可塑性、韧性和焊接性，广泛应用于各种工业领域。
不同碳含量的碳钢具有不同的硬度和强度，可以满足不同零件的使用需求。
此外，热处理工艺可以进一步改善碳钢的性能，使其更加适用于各种工程应用。
因此，碳钢在工程制造中具有不可替代的地位。
碳钢材料基础知识
㈠ 常存杂质元素对钢材性能的影响
普通碳素钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅 (Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H） 等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入 的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂 质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响，为了 保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学 成分都作了严格的规定。
㈡ 分类与编号
根据实际生产和应用的需要，可将碳钢进行分类和 编号。分类方法有多种:
1．普通碳素钢 普通碳素钢钢号冠以“Q”，代表钢材屈服强度，后面的数 字表示屈服强度数值（MPa）。如Q235钢，其屈服强度值为 235MPa。必要时钢号后面可标出表示质量等级和冶炼时脱氧 方法的符号。质量等级符号分为 A，B，C，D。脱氧方法符号 分为F，b，Z，TZ。脱氧方法符号F是指只用弱脱氧剂 Mn脱氧， 脱氧不完全的沸腾钢。这种钢在钢液往钢锭中浇注后，钢液在 锭模中发生自脱氧反应，钢液中放出大量 CO气体，出现"沸腾 "现象，故称为沸腾钢；若在熔炼过程中加入硅、铝等强氧化 剂，钢液完全脱氧，则称镇静钢，以Z表示,一般情况Z省略不 标；脱氧情况介于以上二者之间时，称半镇静钢，用符号b； 采用特殊脱氧工艺冶炼时脱氧完全，称特殊镇静钢，以符号TZ 表示。化工压力容器用钢一般选用镇静钢。 普通碳素钢有 Q195、 Q215、 Q235、 Q255及 Q275五个钢种。各个钢种的质 量等级可参见GB700-88。其中屈服强度为235MPa的Q235一A 有良好的塑性、韧性及加工工艺性，价格比较便宜，在化工设 备制造中应用极为广泛。 Q235一A板材用作常温低压设备的壳 体和零部件， Q235一A棒材和型钢用作螺栓、螺母、支架、垫 片、轴套等零部件，还可制作阀门、管氧剂而加入钢中的元素。硅与钢 水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去，因此硅 是一种有益的元素。硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、 硬度增加，塑性、韧性降低。镇静钢中的含硅量通常在 0.1%～0.37%，沸腾钢中只含有0.03%～0.07%。由于钢中硅 含量一般不超过0.5%，对钢性能影响不大。 5.氧 氧在钢中是有害元素。它是在炼钢过程中自然进入钢 中的，尽管在炼钢末期要加入锰、硅、铁和铝进行脱氧， 但不可能除尽。氧在钢中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹 杂形式，使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲 击韧性等有严重影响。 6.氮 铁素体溶解氮的能力很低。当钢中溶有过饱和的氮， 在放臵较长一段时间后或随后在200～300℃加热就会发生氮 以氮化物形式的析出，并使钢的硬度、强度提高，塑性下 降，发生时效。钢液中加入Al、Ti或V进行固氮处理，使氮 固定在AlN、TiN或VN中，可消除时效倾向。
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碳钢的基础知识大全碳钢：把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢。
常存元素对钢性能的影响碳钢中除铁和碳两个主要元素外，炼钢原料总是存在一定的杂质，而且在冶炼过程还会带入一些杂质，如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。
它们对钢的性能和质量有一定的影响。
（1）锰（Mn）。
锰主要来自炼钢脱氧剂。
脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中，使钢的强度和硬度提高。
此外，锰还与硫形成MnS，从而减轻硫对钢的有害作用。
所以锰是钢中的有益元素，其含量一般为0.25%～0.80%。
（2）硅（Si）。
硅是炼钢后期，以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。
硅能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用，所以硅是钢中的有益元素。
但由于含量少，故其强化作用不大，一般应控制在0.17%～0.37%之内。
（3）硫（S）。
硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。
它在钢中与铁生成化合物FeS，FeS与铁形成共晶体（Fe+FeS），熔点低（985℃）。
当钢材加热到1000～1200℃进行轧制或锻造时，沿晶界分布的共晶体已经熔化，各晶粒间连接被破坏，导致钢材开裂，这种现象称为热脆性。
因此，硫是钢中的有害元素，其含量不得超过0.05%。
（4）磷（P）。
磷是由生铁带入钢中的有害元素。
磷部分溶解在铁素体中形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P，使钢在低温下（一般为100℃以下）的塑性和韧性急剧下降，这种现象称为冷脆性。
钢中含磷量达到0.10%时，冷脆性就很严重了。
因此，磷是钢中的有害元素，一般钢中含磷量限制在0.04%以下。
（5）非金属夹杂物。
钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。
这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除，或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。
非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。
碳钢的分类（1）按冶炼方法及设备分：a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢（2）按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分a.沸腾钢：在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧，使大量的氧留在钢液中；在浇入锭模后，钢中的氧与碳反应，产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾，故称为沸腾钢。
碳钢材料基础知识
碳钢材料基础知识碳钢是一种主要由铁和碳组成的合金材料。
它是最常用的金属材料之一，具有广泛的应用领域，如建筑、汽车、机械制造等。
以下是关于碳钢材料的基础知识：1.碳含量：碳钢的碳含量通常在0.12%至2.0%之间。
碳含量的变化会对碳钢的强度、硬度和韧性等力学性能产生显著影响。
通常情况下，碳含量越高，强度越高，但韧性相应降低。
2.耐腐蚀性：碳钢具有一定的耐腐蚀性能，但不如不锈钢等特殊合金材料耐腐蚀。
碳钢容易受到氧气和水的作用而发生氧化反应，导致钢材表面生锈。
3.强度：碳钢具有良好的强度和硬度，能够承受较大的荷载和应力。
4.可塑性：碳钢具有较高的可塑性，适合进行各种形状的冷、热加工，如锻造、压制、拉伸等。
5.可焊性：碳钢具有较好的可焊性，能够通过焊接技术将不同工件进行连接。
6.热处理：碳钢可以通过热处理来改善其性能。
常用的热处理方法包括退火、淬火和回火等。
退火可以降低材料的硬度和提高韧性，淬火可以提高材料的硬度和强度，而回火可以减轻淬火后的脆性。
7.类型：碳钢可以根据其含碳量的不同分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种类型。
低碳钢通常具有较高的可塑性和韧性，而高碳钢则具有较高的强度和硬度。
8.应用：碳钢广泛应用于建筑、机械、汽车和航空等领域。
例如，在建筑领域，碳钢常用于制造钢梁、钢柱和钢板等结构部件；在机械制造领域，碳钢用于制造轴、齿轮、螺栓等零部件。
9.表面处理：为了增强碳钢的耐腐蚀性和装饰性，常常对其进行表面处理，如电镀、镀锌、喷涂等。
总之，碳钢是一种重要的金属材料，具有良好的强度、可塑性和可焊性等特点。
它在各个领域都有广泛的应用，因此了解碳钢的基础知识对于工程师、制造商和消费者都非常重要。
常见工业用钢的性能及用途
常见工业用钢的性能及用途工业用钢是广泛应用于各个行业的一种重要材料，其性能和用途主要由其合金成分、热处理和机械加工方式决定。
以下是几种常见的工业用钢及其性能和用途的介绍。
1.碳钢：碳钢是一种含有较少合金元素的钢，主要成分为碳和铁。
碳钢具有良好的焊接性、机械性能和耐磨性。
根据碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢常用于制造汽车零部件、建筑结构、家具等产品；中碳钢多用于汽车制造、机械制造和工具制造；高碳钢适合用于切削工具、弹簧等领域。
2.不锈钢：不锈钢是一种合金钢，其中主要合金元素为铬和镍，能够有效地防止锈蚀和腐蚀。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性、强度和耐热性。
不锈钢广泛应用于食品加工、化工、海洋工程、医疗设备等行业。
根据不锈钢的组成和性能，不锈钢可以进一步分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢等。
3.合金钢：合金钢是指添加了合金元素的钢，如铬、钼、钴、镍等。
合金钢的性能因其合金元素的组成而异。
合金钢具有高强度、耐热性和耐腐蚀性，广泛用于汽车、航空航天、石油化工和建筑等领域。
根据不同的合金元素，合金钢可以分为低合金钢、中合金钢和高合金钢等。
4.工具钢：工具钢是一种专用钢种，具有优异的切削性能、热处理稳定性和磨损抗性。
根据使用要求，工具钢可以分为冷作工具钢、热作工具钢和高速度钢等类型。
工具钢广泛应用于切削工具、模具、冷冲压件等领域。
5.耐磨钢：耐磨钢是具有高硬度和耐磨性的特殊钢种，主要用于抵抗磨损和冲击。
耐磨钢常用于铸造矿石破碎、煤矿开采和钢铁生产等场合。
根据使用环境和要求的不同，耐磨钢可以分为高碳钢、低合金耐磨钢和多合金耐磨钢等。
6.高温合金钢：高温合金钢是一种能在高温环境下保持稳定性能的钢。
这种钢具有高温强度、高温蠕变和高温氧化抗性。
高温合金钢主要用于电力行业的锅炉、汽轮机、核反应堆和航空航天等领域。
总之，工业用钢具有丰富的品种和广泛的应用领域。
根据不同的要求，可选择不同性能的工业用钢，以满足各个行业的需求。
钢材的基本知识及钢的分类
钢材的基本知识及钢的分类。
所谓钢材，就是治炼合格的钢经过一系列的加工而制成的型材。
作为加工产品的钢材，可以分为型钢、钢板、钢管和金属制品(钢丝、钢丝绳)四大类。
钢材不仅具有良好塑性，而且具有强度高、初性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击等优良的力学和物理性能:因此，在工业生产中被广泛利用。
钢材是工业中应用最广、用量最多的金属材料。
下面由山东天冶特钢有限公司为大家介绍一下钢的分类钢分为以下几大类。
1.按化学成分分可分为：碳素钢和合金钢。
1.1.碳素钢：指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其碳含量的说不同，可分为：①低碳钢一一碳含量。
≤0.25％:②中碳钢一碳含量w＞0.25％～0.609％③高碳钢一一碳含量1＞0.609％1.2合金钢：为了改善钢的性能，在治炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如絡钢、锰钢、铬锰钢、铬锞钢等。
按其合金元素的总含量，可分为:①低合金钢一一合金元素的总含量≤5％6(质量分数)②中合金例一一合金元素的总含量5％～109％(质量分数)③高合金钢一一合金元素的总含量＞109％(质量分数)2.按冶炼设备分可分为：转炉钢、平炉钢和电炉钢2.1转炉钢：用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹炼等转炉钢;根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种2.2平炉钢：用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和破性两种。
一般平炉钢多为碱性.2.3电炉钢：用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。
工业大量生产的，是碱性电弧炉钢。
3.按浇注前脱氧程度分可分为：沸腾钢、镇静钢和半镇静钢3.1沸腾钢：属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。
其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好;缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学性能较差。
一般用于轧制碳素结构钢的型钢和钢板3.2镇静钢：属脱氧完全的钢，浇济时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。
碳素钢的分类
❖ ❖ ❖ ❖
钢 合金钢
❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖
合金结构钢Q195 Q215 优质碳素结构钢 08 10 20 45
碳素工具钢 T08 T10 T13 普通低合金结构 16Mn
钢弹簧钢 65Mn
调质钢
40Cr
渗碳钢
20Gr
轴承钢
GGr9 GGr15
量具刀具钢 9SiGr
❖ 按用途来分：
❖ A、普通碳素结构钢： ❖ 因为价格便宜，这类钢材大量用于金属结构和一般机械零件的
制造。它的塑性和韧性好，焊接性也好，但是机械强度一般。 共有A、B、C、D四个质量等级；普通结构钢有F、b、Z、TZ 四种脱氧方法。 ❖ B、优质碳素结构钢： ❖ 一般用来制造重要的机械零件。使用前一般都要经过热处理来 改善力学性能。优质碳素结构钢牌号用两位数字表示，这两位 数字表示该钢平均含碳量的万分之几。如45号钢表示平均含碳 量0。45%。 ❖ C、碳素工具钢： ❖ 碳素工具钢的牌号有T7等，牌号后的数字表示平均含碳的质量 分数千分量。如T8表示平均含碳质量分数为0。8%的碳素工具 钢。工具钢在淬火热处理后可以获得很高的强度，经常用来制 造木工刀具和一些尺寸不大的模具。
冷作模具钢 Gr12
热作模具钢 5GrMnMo
塑料模具钢 3Gr2Mo
高速工具钢 w18Gr4V
不锈钢
1Gr18Ni9Ti
耐热钢
12GrMoV
耐磨钢
ZGMn13
❖一、碳素结构钢的分类
❖ 碳素钢简称碳钢，它的分类有很多种： ❖ 按含碳量来分的方法 ： ❖ ≤0.02%的铁碳合金纯铁；0.02%—0.25%低碳钢；
金属概况
金属是具有光泽、有良好的导电性与机 械性能，并具有正的温度、电阻系数的物质。
炼钢基础的知识点
炼钢的基础知识3、按金相组织分类按钢的奥氏体分解转变方式不同可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢。
按正火后的组织不同可分贝氏体钢、珠光体钢、马氏体钢及奥氏体钢。
4、按加工和热处理工艺分类按加工成形的方式不同可分为压力加工用钢和切削加工用钢等。
按热处理工艺的不同可分为调质钢、低温回火钢、渗碳钢、氰化钢等。
5、按用途分类（1）结构钢。
目前生产最多，使用最广的是结构钢。
它包括碳素结构钢和合金结构钢，主要用于制造机器和结构零件及建筑工程用的金属结构等。
（2）工具钢。
它包括碳素工具钢和合金工具钢及高速钢。
（3）特殊性能钢。
就是具有特殊物理性能或力学性能的钢，称为特殊性能钢。
如轴承钢、不锈钢、弹簧钢及其他磁性钢或高温合金钢等。
第二节炼钢的任务和方法一、炼钢的任务熔炼的主要原料是废钢和一部分生铁。
外购进来的废钢锈多，夹有泥砂及其他脏物，钢中硫磷的含量也较高。
炼钢的任务就是要把上述条件的原料冶炼成气体和夹杂含量低、成分合格、温度符合要求的优质钢液。
具体说来，炼钢的基本任务是：（1）熔化固体炉料（生铁、废钢等）；（2）使钢水中的硅、锰、碳等元素达到规格成分；（3）去除有害元素硫和磷，将它们的含量降到规定的限量以下；（4）清除钢水中的气体和非金属夹杂，使钢水纯净；（5）加入合金元素（熔炼合金钢），使其符合要求；（6）将钢水过热至一定温度，保证浇注的需要；（7）为了提高产量和降低成本，必须快速炼钢；（8）浇注成良好的铸件。
二、炼钢的方法炼钢的方法有很多，主要有转炉炼钢、平炉炼钢、电弧炉炼钢和感应炉炼钢等。
在铸钢车间上普遍应用的电弧炉。
电弧炉炼钢对原材料要求较松，炼出的钢水质量较高，而且炼钢周期适合于铸钢生产的特点，开炉、停炉都比较方便，容易与造型、合箱等工序的进度相协调，便于组织生产。
另外，电炉炼钢的设备比较简单，投资少，基建速度以及资金回收快。
近年来，感应炉炼钢逐渐发展。
感应炉炼钢工艺比较简单，钢水质量也能得到保证。
不少的工厂用感应炉炼钢来浇注小铸件，特别是熔模精密铸造车间，广泛采用感应电炉来熔炼钢水。
碳钢的基础知识大全
碳钢的基础知识大全碳钢：把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢。
常存元素对钢性能的影响碳钢中除铁和碳两个主要元素外，炼钢原料总是存在一定的杂质，而且在冶炼过程还会带入一些杂质，如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。
它们对钢的性能和质量有一定的影响。
（1）锰（Mn）。
锰主要来自炼钢脱氧剂。
脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中，使钢的强度和硬度提高。
此外，锰还与硫形成MnS，从而减轻硫对钢的有害作用。
所以锰是钢中的有益元素，其含量一般为0.25%～0.80%。
（2）硅（Si）。
硅是炼钢后期，以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。
硅能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用，所以硅是钢中的有益元素。
但由于含量少，故其强化作用不大，一般应控制在0.17%～0.37%之内。
（3）硫（S）。
硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。
它在钢中与铁生成化合物FeS，FeS与铁形成共晶体（Fe+FeS），熔点低（985℃）。
当钢材加热到1000～1200℃进行轧制或锻造时，沿晶界分布的共晶体已经熔化，各晶粒间连接被破坏，导致钢材开裂，这种现象称为热脆性。
因此，硫是钢中的有害元素，其含量不得超过0.05%。
（4）磷（P）。
磷是由生铁带入钢中的有害元素。
磷部分溶解在铁素体中形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P，使钢在低温下（一般为100℃以下）的塑性和韧性急剧下降，这种现象称为冷脆性。
钢中含磷量达到0.10%时，冷脆性就很严重了。
因此，磷是钢中的有害元素，一般钢中含磷量限制在0.04%以下。
（5）非金属夹杂物。
钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。
这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除，或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。
非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。
碳钢的分类（1）按冶炼方法及设备分：a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢（2）按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分a.沸腾钢：在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧，使大量的氧留在钢液中；在浇入锭模后，钢中的氧与碳反应，产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾，故称为沸腾钢。
碳钢基础知识
三、钢的分类
按用途分： 按用途分： 结构钢：工程结构用钢（ ⑴ 结构钢：工程结构用钢（用于制造各 种工程构件，如桥梁、船舶、 种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件 ）、机器零件用钢 包括渗碳钢、 机器零件用钢（ 等）、机器零件用钢（包括渗碳钢、调质 弹簧钢、滚动轴承钢） 钢、弹簧钢、滚动轴承钢） 工具钢：用于制造各种刀具、量具、 ⑵工具钢：用于制造各种刀具、量具、模 具等，一般为高碳钢， 具等，一般为高碳钢，在质量上都是优质 钢或高级优质钢。 钢或高级优质钢。 特殊性能钢： ⑶特殊性能钢：具有某种特殊的物理或化 学性能的钢种， 学性能的钢种，用于有特殊要求的零件或 结构，如不锈钢、耐热钢、高耐磨钢、 结构，如不锈钢、耐热钢、高耐磨钢、磁 钢等
优质碳素结构钢牌号、 表4-2 优质碳素结构钢牌号、性能及用途
牌号 08F、08、10 15、20、25、 15Mn、20Mn 性能特点 塑性、韧性好 强度不高 塑性、韧性好 有一定的强度 应用举例 冷轧薄板、钢带、钢丝、钢板、冲 压制品，如外壳、炮弹壳等 不需要热处理的低负荷零件，如螺 栓、螺钉、螺母、拉杆、法兰、渗 碳后可制作齿轮、轴、凸轮、摩擦 片等 主要制作齿轮、连杆、轴类等零件， 其中40钢、45钢应用广泛
五、铁碳合金的基本组织
铁碳合金是以铁为基本元素，以碳为主加元素组 铁碳合金是以铁为基本元素， 成的合金。 成的合金。在固态下铁碳合金的基本组织有 铁素体（ ）：铁素体含碳量的质量分数很低， ）：铁素体含碳量的质量分数很低 铁素体（F）：铁素体含碳量的质量分数很低， 其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好、强度低、 其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好、强度低、 硬度低。 硬度低。 奥氏体（A）：奥氏体具有一定的强度和硬度， 奥氏体（ ）：奥氏体具有一定的强度和硬度， ）：奥氏体具有一定的强度和硬度 塑性也很好，溶解碳能力比铁素体较大。 塑性也很好，溶解碳能力比铁素体较大。因奥氏 体组织塑性好而又便于成型。在一般情况下， 体组织塑性好而又便于成型。在一般情况下，奥 氏体是一种高温组织， 氏体是一种高温组织，稳定存在的温度范围为 727～1394℃，故奥氏体的硬度低，塑性较高，通 ～ ℃ 故奥氏体的硬度低，塑性较高， 常用于对钢铁材料进行热变形加工，如“打铁”。 常用于对钢铁材料进行热变形加工， 打铁”
1.3碳素钢
碳钢是指C＜1.4%，不含特意添加合金元素的钢 碳钢的分类： 按用途分：结构钢、工具钢、
普通质量钢（0.045%P，0.05%S） 按质量分： 优质钢（ 0.035% P ，0.035% S ）
高级优质钢（ 0.025% P ， 0.025% S ）
低碳钢（<0.25%C） 按含碳量分： 中碳钢（0.25~0.6%C）
2 优质碳素结构钢
① 用于较重要的机械零件
0.45%C
② 一般热处理后使用
③ 牌号：08F、10 、15、20…45 …80 火车轮（含碳量的万分数）
0.08%C
冲压件
轴、齿轮
2024/1/3
工程材料与材料成型基础
4-3
碳素工具钢
3 优质碳素工具钢 T8 、T9… T13 （锉刀）
4 高级优质碳素工具钢 T8A 、T9A …T13A （锯条）
2024/1/3
工程材料与材料成型基础
4-2
碳素结构钢
1 普通碳素结构钢
① 用于工程结构和要求不高的机械零件
（螺栓、螺母、销子、吊钩、 …） Q235～A3
② 一般不热处理，热轧状态使用（只保力学性能，不保化学成分）
③ 牌号：Q235 AF
脱氧方式：沸腾钢
屈 σs 品质：只保证力学性能及Si,S,P成分
高碳钢（>0.6%C）
2024/1/3
工程材料与材料成型基础
4-1
碳钢分类 P3(表1-1)
普通（~） Q235 AF、（A3）
碳素结构钢：
（~）
优质（~）08F、10 、15 …45 … 60 …80
优质（∆）T8 、T9 …T13
碳素工具钢：
（∆）
钢材的型号规格名词解释
钢材的型号规格名词解释钢材是我们日常生活中不可或缺的基础材料之一。
无论在建筑、制造、交通运输等领域，都会用到各种不同型号和规格的钢材。
本文将为大家解释一些常见的钢材型号规格名词，帮助读者更好地了解钢材的特点和用途。
一、低碳钢（Low Carbon Steel）低碳钢是指碳含量在0.05-0.25%范围内的钢材。
碳是钢中最主要的合金元素之一，对钢材的硬度和强度具有重要影响。
低碳钢具有良好的可焊性、塑性和韧性，适用于制造各种结构件和机械配件。
二、高碳钢（High Carbon Steel）高碳钢的碳含量在0.60-1.0%之间，通常具有较高的硬度和强度。
高碳钢在生产刀具、弹簧和机械零件等方面具有广泛应用。
然而，由于其较高的碳含量，高碳钢在可焊性和韧性方面稍显不足。
三、合金钢（Alloy Steel）合金钢是指除了碳以外，合金元素含量在总量的5%以上的钢材。
合金钢可以根据所含合金元素的不同分为很多种类。
常见的合金元素有铬、镍、钼、钛等。
合金钢具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，适用于制造需要承受较大负荷和恶劣环境的零件。
四、不锈钢（Stainless Steel）不锈钢是一种含有至少10.5%铬的合金钢，其主要特点是耐腐蚀性能优异。
不锈钢在建筑、化工、医药等领域广泛应用。
常用的不锈钢有奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等，它们在组织结构和性能上有所不同。
五、热轧钢板（Hot Rolled Steel）热轧钢板是在高温条件下通过轧制工艺加工而成的钢材。
它具有宽阔的应用领域，可以用于制造汽车构件、钢结构、油罐等。
热轧钢板通常具有平整的表面和较高的强度，但机械性能稍逊于冷轧钢板。
六、冷轧钢板（Cold Rolled Steel）冷轧钢板是通过在室温下加工而成的钢材。
由于冷轧工艺的特殊性，冷轧钢板的表面光滑、尺寸精确，并且具有较好的成形性。
冷轧钢板在家电、汽车零部件、饰品等领域有广泛应用。
七、型钢（Section Steel）型钢是指通过特殊工艺加工而成的具有特定截面形状的钢材。
钢铁材料详细知识
钢铁材料详细知识概述钢铁是一种常见的金属材料，广泛应用于建筑、工程、汽车、能源等各个领域。
本文将详细介绍钢铁材料的特性、分类和应用。
特性- 高强度：钢铁具有很高的强度，能够承受较大的力和压力。
- 耐腐蚀：钢铁可以通过镀层等方式进行防腐蚀处理，增强其耐用性。
- 可塑性：钢铁易于加工成各种形状和尺寸，适合各类工艺要求。
- 导电性：钢铁具有良好的导电性能，适用于电子设备和电气系统。
- 可焊接性：钢铁易于焊接，方便在生产过程中进行连接和组装。
分类碳钢碳钢是最常见的钢铁类型，含有较低的合金成分。
根据碳含量的不同，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
合金钢合金钢是在碳钢基础上加入其他合金元素的钢材。
不同的合金成分可以赋予钢铁不同的性能，如耐温性、耐磨性、耐腐蚀性等。
不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢铁。
添加铬等合金元素可以形成一层致密的氧化物膜，保护钢铁不受腐蚀和锈蚀。
铸铁铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金，具有良好的铸造性能和低成本。
根据碳含量和石墨形态的差异，可分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等。
应用钢铁广泛应用于各个领域，如：- 建筑和结构工程：用于梁、柱、桥梁等结构元件的制造；- 汽车工业：用于车身、发动机零部件等的制造；- 能源行业：用于石油管道、天然气管道等的制造；- 机械制造业：用于制造机床、工具、轴承等的零部件。
结论钢铁作为一种重要的金属材料，具有高强度、耐腐蚀等特性。
通过不同的合金成分和处理方式，可产生不同类型的钢铁，满足各种工业需求。
在各个领域中，钢铁都有着广泛的应用。
钢材的定义和分类
钢材的定义和分类
钢材是一种由铁、碳和多种微量元素组成的金属材料，是建筑、机械、汽车、船舶、家电等工业领域中不可或缺的原材料。
其独特的物理和化学性质，使钢材在各个领域中都有广泛的应用。
按照碳含量分类，钢材可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三大类。
低碳钢的碳含量一般在0.25%以下，具有较好的塑性和韧性，广泛用于制造要求塑性好的建筑结构和容器。
中碳钢的碳含量一般在0.25%至0.6%之间，具有良好的加工性能，常用于制造各种工具和机械零件。
高碳钢的碳含量一般在0.6%至1.7%之间，硬度高，耐磨性好，常用于制造切削工具和耐磨件。
此外，根据用途和加工方法的不同，钢材还可以分为热轧板、冷轧板、镀锌板、彩涂板、不锈钢板等不同类型。
其中，热轧板主要用于建筑和工程结构，冷轧板则广泛应用于汽车、家电等领域。
钢材的质量直接影响着产品的质量和性能，因此，选择合适的钢材对于各个行业来说都至关重要。
在选择钢材时，需要根据其用途、使用环境、加工要求等因素综合考虑，选择合适的类型和规格。
总的来说，钢材作为一种重要的金属材料，其应用范围广泛，种类繁多。
了解和掌握钢材的基本知识和分类方法，对于正确选用钢材和发挥其性能具有重要意义。
钢铁材料的分类
钢铁材料的分类钢铁是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶等领域。
根据其化学成分和性能特点的不同，钢铁可以分为多种不同的类型，下面将对钢铁材料的分类进行介绍。
1.按化学成分分类。
按照化学成分的不同，钢铁可以分为碳钢、合金钢和不锈钢三大类。
碳钢是以碳为主要合金元素的钢铁，其含碳量一般在0.12%~2.0%之间。
根据碳含量的不同，碳钢又可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，适用于冷冲压加工；中碳钢具有较高的强度和硬度，适用于制造机械零部件；高碳钢具有较高的强度和硬度，适用于制造弹簧和刀具等。
合金钢是在碳钢中加入其他合金元素（如铬、镍、钼等）来提高钢的性能。
合金钢具有较高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于制造工具、轴承、齿轮等领域。
不锈钢是一种具有耐腐蚀性的合金钢，主要添加铬、镍等元素。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性和美观性，广泛应用于厨具、建筑装饰、化工设备等领域。
2.按性能特点分类。
根据钢铁的性能特点，可以将其分为结构钢、工具钢和特殊钢三类。
结构钢是用于制造构件和零部件的钢铁材料，具有良好的可焊性、可塑性和韧性。
根据用途的不同，结构钢可以分为桥梁钢、船舶钢、压力容器钢等。
工具钢是用于制造切削工具、冲压模具、冷热作模具等的钢铁材料，具有较高的硬度、耐磨性和切削性能。
工具钢根据用途和工作条件的不同，可以分为冷作工具钢、热作工具钢、高速工具钢等。
特殊钢是一类具有特殊性能和用途的钢铁材料，包括耐磨钢、耐热钢、耐腐蚀钢等。
这些钢铁材料具有特定的化学成分和热处理工艺，能够满足特定工作条件下的要求。
3.按生产方式分类。
根据生产方式的不同，钢铁可以分为炼铁钢和精炼钢两大类。
炼铁钢是通过高炉冶炼生产的钢铁材料，具有较高的含碳量和杂质含量，需要经过精炼和热处理才能满足工程要求。
精炼钢是通过转炉、电炉等精炼工艺生产的钢铁材料，具有较低的含碳量和杂质含量，能够直接用于制造工程零部件。
钢及钢产品分类
钢及钢产品分类引言钢是一种重要的材料，在建筑、制造、交通等各个行业中广泛应用。
钢的种类繁多，不同的钢材有着不同的化学成分和力学性能。
为了更好地了解钢及其产品，本文将介绍钢的分类方法，并对主要的钢产品进行详细介绍。
钢的分类根据化学成分和力学性能的不同，钢可以被分为多个类型。
以下是常见的钢分类方法：1. 碳钢碳钢是含有较高碳含量的钢材。
根据碳含量的不同，碳钢又可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可焊性和可塑性，广泛应用于制造行业。
中碳钢具有较高的强度和硬度，适用于制造强度要求较高的零件。
高碳钢具有极高的硬度，常用于制造刀具和弹簧等。
合金钢是含有其他金属元素的钢材。
根据不同的合金元素，合金钢可以进一步细分为不锈钢、耐热钢、耐蚀钢等。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性能，广泛用于食品加工、化工等领域。
耐热钢能够在高温环境下保持稳定的力学性能，适用于制造耐高温设备。
耐蚀钢具有良好的抗腐蚀性能，常用于海洋工程、化工等领域。
工具钢是用于制造工具的一类特殊钢材。
根据不同的用途，工具钢可以分为冷冲模具钢、热冲模具钢、切削工具钢等。
冷冲模具钢具有良好的切削性能和耐磨性，适用于制造冲模、剪切刀具等。
热冲模具钢具有良好的韧性和耐热性能，适用于制造热冲模具、压铸模具等。
切削工具钢具有高硬度和优秀的切削性能，广泛应用于制造刀具。
主要钢产品除了根据化学成分和力学性能进行分类外，钢材还可以根据不同的应用领域进行细分。
以下是一些主要的钢产品：1. 钢板钢板是常见的钢产品，广泛应用于建筑、制造等领域。
钢板可以分为热轧钢板和冷轧钢板。
热轧钢板具有较高的强度和韧性，适用于要求较高的结构零件。
冷轧钢板表面光滑，尺寸精确，广泛用于汽车制造、家电制造等领域。
2. 钢管钢管是制造行业中常见的管材，可以分为无缝钢管和焊接钢管。
无缝钢管具有良好的强度和密封性能，常用于石油、化工等领域。
焊接钢管制造工艺简单，成本较低，广泛应用于建筑、桥梁等领域。
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例如，T12A表示碳质量分数为1.2%的高级 优质碳素工具钢。
碳素工具钢用来制造各种刃具、量具、模具等
常用碳素工具钢： ●T7、T8 硬度较高韧性较高，可制造冲头、锤子等工具。 ●T9、T10、T11
硬度高，韧性适中，可制造钻头、刨刀、 丝锥、手锯条等刃具及冷作模具等。 ●T12、T13
●60、65钢 主要用来制造弹簧
优质碳素结构钢使用前一般都要经过热处理
碳素工具钢的碳质量分数在0.65%～1.35%之间 钢号用平均碳质量分数的千分数的数字表示 数字之前冠以“T”（“碳”的汉语拼音字头）。 例如，T9表示碳质量分数为0.9%（即千分之 九）的碳素工具钢。碳素工具钢均为优质钢 若含硫、磷更低则为高级优质钢，则在钢号
室温冲击韧性大于600 2～800 2。 对大型焊接构件，还要有较高的断裂韧性。
(3) 良好的焊接性能和冷成型性能。 (4) 低的冷脆转变温度。 (5) 良好的耐蚀性。
成分特点 (1) 低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能 的要求高，其碳质量分数不超过0.20%。 (2) 加入以锰为主的合金元素。 (3) 加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、 钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物， 有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢 的强度和韧性。 此外，加入少量铜 （≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提 高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以 脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工 艺性能。
硬度很高，韧性较低，可制作锉刀、 刮刀等刃具及量规、样等量具。
量规
锉刀
碳素工具钢使用前都要进行热处理（淬火+低温回火）。
碳钢的在性能上主要的不足：
(1)淬透性低 (2) 一般情况下碳钢水淬最大淬透直径只有 (3)10 ～20 。
(2) 强度和屈强比较低 普通碳钢Q235钢的σs为235 ， 低合金结构钢Q345 (16)的σs则为 360 以上。 40钢的σs /σb仅为0.43, 合金钢353的σs /σb高达0.74。
铁碳合金中碳质量分数小于2.11%的合金称为钢
常用碳钢的碳质量分数一般都小于1.3%，其强度和韧性均较好，工程性能比较优越
实际使用的碳钢，除铁、碳两个主要 元素之外，还含有少量、、S、P、 H、O、N等非特意加入的杂质元素。 它们对钢材性能和质量影响很大， 必须严格控制在牌号规定的范围之内。
碳钢的分类
合金钢的分类
1.按合金元素含量多少分类： ●低合金钢（合金元素总量低于5 %） ●中合金钢（合金元素总量为5 %～10 %） ●高合金钢（合金元素总
2.按所含的主要合金元素分类： ●铬钢（)
●铬镍钢（) ●锰钢（)
●硅锰钢（)
3.按小试样正火或铸态组织分类： ●珠光体钢 ●马氏体钢 ●铁素体钢 ●奥氏体钢 ●莱氏体钢
塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板、 钢管等，可用于做桥梁、建筑物等构件，也可用做普 通螺钉、螺帽、铆钉等。
●Q235C、Q235D
可用于重要的焊接件。
●Q255、Q275
强度较高，可轧制成型钢、钢板作构件用。
优质碳素结构钢的钢号用平均碳质量分数 的万分数的数字表示
例如，钢号“20”即表示碳质量分数为0.20% （万分之二十）的优质碳素结构钢。
合金结构钢
用于制造重要工程结构和机器零件的合金钢
主要有： 低合金高强度结构钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚珠轴承钢 低合金高强度结构钢（简称低合金高强钢） 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、
输油输气管道、大型钢结构等
性能要求
(1) 高强度：一般屈服强度在300 以上。 (2) 高韧性：要求延伸率为15%～20%，
(3) 回火稳定性差 碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度 需采用较低的回火温度这样钢的韧性就偏低； 为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强 度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。 (4) 不能满足特殊性能的要求 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以 及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使 用性能的需求。碳钢不能完全满足科学技术和工 业的发展要求。为了提高钢的性能，在铁碳合金 中特意加入合金元素。所获得的钢种称为合金钢。
若钢中锰含量较高，则在这类钢号 后附加符号“”。，如15、45等。
优质碳素结构钢主要用来制造各种机器零件
常用优质碳素结构钢： ●08F 塑性好，可制造冷冲压零件； ●10、20钢 冷冲压性与焊接性能良好，可用 作冲压件及焊接件，经过热处理 （如渗碳）也可以制造轴、销等零件；
●35、40、45、50钢 经热处理后，可获得良好的综合机械性能 ，用来制造齿轮、轴类、套筒等零件；
4.按用途分类： ●合金结构钢 ●合金工具钢 ●特殊性能钢
合金钢的编号 牌号首部用数字标明碳质量分数 结构钢以万分之一为单位的数字（两位数）； 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字 （一位数）而工具钢的碳质量分数超过1%时 碳质量分数不标出。在表明碳质量分数数字 之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金 元素质量分数,由其后面的数字标明。平均质量 分数,少于1.5%时不标数,平均质量分数为 1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……, 。时 相应地标以2、3……
●合金结构钢40 平均碳质量分数为0.40% 主要合金元素的质量分数在1.5%以下。 ●合金工具钢5 平均碳质量分数为0.5%, 合金元素、、的质量分数均在1.5%以下 专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明。
15表示碳质量分数约1.0%、 ， ●滚珠轴承钢 在钢号前标以“G”。。 铬质量分数 约1.5%(这是一个特例, 铬质量分数以千分之一 为单位的数字表示)的滚珠轴承钢。 ●Y40 表示碳质量分数为0.4%、锰质量分数 少于1.5%的易切削钢等等。 ●高级优质钢 则在钢的末尾加“A”字表明， 例如2024A等
常见碳素结构钢的牌号用数字表示
其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首, 数字表示屈服强度的数值。
例如，Q275表示屈服强度为275。 若牌号后面标注字母A、B、C、D 表示钢材质量等级不同 ，即硫、磷含量不同 其中A级钢含硫、磷量最高
D级钢含硫、磷量最低
即A、B、C、D表示钢材质量依次提高。
常用碳素结构钢： ●Q195、Q215、Q235A、Q235B