碳钢和合金钢
9-碳钢、合金钢、铸铁解析
门用钢。 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2：高热硬性，用于刀具等。
（表达特殊） wC<1.0% ww=18% wCr=4% wV<1.5%
（三）特殊性能钢
1、不锈钢（主要合金元素为Cr和Ni）
牌号：
数字 + 元素符号 + 数字 表示所含合 金的名称 元素平均 百分含量
表示碳的平均千分含 量，<0.08%时用0表示
2、优质碳素结构钢 牌号：
由两位数字组成
当wMn=0.7∼1.2%时， 在数字后加Mn
表示碳的平均万分含 量（常用：08∼85）
如45（表示wC≤0.45%的优质碳素结构钢）
如65 Mn（表示wc=0.65% ,wMn=0.7∼1.2%的优质碳钢）。
成份： wc=0.08∼0.85%, S、P含量较低，通常经热处理后 使用，以发挥其性能潜力。 特点与应用：
成份： wC=0.3∼1.7%, 加入了Cr、Mn、Si、Mn、W、V 等合金元素，热处理后使用。
特点与应用：
9CrSi、9Cr2：量具刃具钢（丝锥、钻头、铣刀、手 术刀、量规、冷冲模等）；
Cr12MoV、CrWMn：冷模具钢； 5CrNiMo、4Cr5W2VSi：热模具钢;
*高速工具钢（锋钢）是合金工具钢中的一类专
表示普碳 结构钢
共分195、215、235、 255、275五种。
共有A,B,C,D四个 级别，A级最差。
如：Q235A；Q215B；
成份： wc=0.06∼0.38%，S、P含量较高，不需热处理。 特点与应用：
Q195、Q215钢：塑性和韧度好，制造薄板、冲压 件和焊接件；
Q235钢：强度较高，制造钢板、钢筋、农业机 械用钢和不重要的机械零件，拉杆、连杆和转轴。 Q255、Q275钢：强度高，质量好制作建筑、桥 梁工程上质量要求较高的焊接件。
碳钢及合金钢应用与区别
04
碳钢与合金钢的区别
化学成分差异
碳钢
主要由铁和碳组成，通常含有少量的 硅、锰、磷、硫等元素。
合金钢
在碳钢的基础上添加了其他合金元素， 如铬、镍、钨、钒等，以提高钢材的 特定性能。
其他应用领域
石油和化工
碳钢可用于制造石油和化工行业 的管道、储罐和反应器等设备。
电力和能源
碳钢可用于制造发电厂的锅炉、汽 轮机和核反应堆等设备。
铁路和船舶
碳钢在铁路和船舶制造中也有广泛 应用，如铁路轨道、船舶船体和机 械部件等。
03
合金钢的应用
航空航天
航空航天领域对材料性能要求极高，合金钢因其高强度、耐 高温和良好的抗疲劳性能而被广泛应用于飞机和航天器的制 造。例如，机身结构、起落架、发动机部件等都离不开合金 钢。
VS
未来碳钢和合金钢的发展趋势将更加 注重高性能、轻量化、环保化和智能 化，以满足不断变化的市场需求和产 业升级的需要。
感谢观看
THANKS
碳钢及合金钢应用与 区别
• 碳钢与合金钢简介 • 碳钢的应用 • 合金钢的应用 • 碳钢与合金钢的区别 • 总结
目录
01
碳钢与合金钢简介
碳钢的定义与分类
定义
碳钢是一种主要由铁和碳元素组 成的合金，其中碳含量通常在2% 以下。
分类
根据碳含量、质量等级、用途等 ，碳钢可分为多种类型，如普通 碳素结构钢、优质碳素结构钢和 特殊质量非合金钢等。
工具和刀具
碳钢制成的工具和刀具具有高硬度和 耐磨性，适用于各种切削和加工任务。
碳钢与合金钢的比较
150~ 170 150~ 160 170~ 200
170±5
175~ 200
62~66 62~66 >62 ≥62 ≥62
滚动轴承钢
结构钢
¾ 热处理工艺： 球化退火 + 淬火 + 低温回火 冷处理，时效（120～140℃,10～20h）：稳定尺寸，去应力。
¾ 组织 —— 回火M ＋细碳化物＋少量A'
－
Q215 A/B 215 195 175 165 335-410 31 29 27 26 －/20 －/27
Q235
A/B C/D
235
215
195
185 375-460 26
24
22
21
－/20 0/-20
－/27
Q255 A/B 255 235 215 205 410-510 24 22 20 19 －/20 －/27
钢号
主要化学成分，w / %
C
Cr
Si
Mn
热处理规范及性能 淬火℃ 回火℃ 回火后 HRC
GCr4 GCr15 GCr15SiMn GMnMoVRE GSiMoMnV
0.95~ 1.05
0.95~ 1.05
0.95~ 1.05
0.95~ 1.05
0.95~ 1.10
0.35~ 0.0
1.40~ 1.65
屈服点σs ，MPa
伸长率 δs , %
V型冲
牌 等 钢材厚度(直径)，mm 抗拉 钢材厚度(直径), mm
击功
号
级
≤ >40 >100 > 16 ~60 ~150 150
强度
σb / MPa
≤ 16
低碳钢和低碳合金钢
低碳钢和低碳合金钢低碳钢和低碳合金钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
虽然它们都属于低碳材料，但在性质和用途上有一些区别。
本文将介绍低碳钢和低碳合金钢的特点以及它们在不同领域中的应用。
低碳钢是一种含碳量较低的钢材，通常含碳量在0.05%至0.25%之间。
由于碳元素含量较低，低碳钢具有优良的可焊性、可塑性和韧性。
它的强度相对较低，但具有良好的冷加工性能。
低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，适用于一些需要强度相对较低但具有良好可塑性的领域，如制造轻型汽车、制造家电产品等。
此外，低碳钢还具有良好的可加工性，可以通过冷加工来获得所需形状和尺寸，广泛应用于制造业。
低碳合金钢是在低碳钢的基础上添加了其他合金元素的一种材料。
通常，低碳合金钢的碳含量在0.05%至0.25%之间，同时还添加了其他合金元素，如锰、铬、镍、钼等。
这些合金元素的添加使得低碳合金钢具有更高的强度和耐腐蚀性能。
此外，低碳合金钢还具有优异的耐磨性和耐高温性能，适用于一些对材料强度和耐腐蚀性能要求较高的领域，如航空航天、汽车工业等。
低碳钢和低碳合金钢在实际应用中有许多相似之处，但也存在一些差异。
首先，低碳钢的强度相对较低，适用于一些要求可塑性和可焊性较高的领域，而低碳合金钢的强度较高，适用于一些要求强度和耐腐蚀性能较高的领域。
其次，低碳钢的成本相对较低，适用于一些对成本要求较高的领域，而低碳合金钢的成本相对较高，适用于一些对材料性能要求较高的领域。
低碳钢和低碳合金钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中有广泛的应用。
低碳钢适用于一些要求可塑性和可焊性较高的领域，如制造轻型汽车和家电产品等；低碳合金钢适用于一些对材料强度和耐腐蚀性能要求较高的领域，如航空航天和汽车工业等。
了解这两种材料的特点和应用领域有助于我们在实际应用中选择合适的材料，提高生产效率和产品质量。
碳素钢和合金钢分类
合金钢的牌号
1．合金结构钢
（1）工程构件用钢（低合金高强度结构钢）
由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、 质量等级符号（A、B、C、D.E）等三个部分按顺序 排列组成。如Q390A。
• 合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌号后加 “A”字）或特级优质钢（牌号后加“E”字）。
• 高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号“G”，但不 标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素 按合金结构钢的合金含量表示。例如: 平均含铬 量为1.50%的轴承钢，其牌号表示为“GCr15”。
• 其它专用机器零件制造用钢也要在牌号的头部 （或尾部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺 钢“ML30CrMnSi。
碳钢的用途（3-碳素工具钢）
➢T9、T10、T11钢：用于制造冲击较小而要 求高硬度与耐磨的刃具，如小钻头、丝锥、手 锯条等，淬火、低温回火后的硬度为 60~62HRC，T10A钢还可用于制造一些形状 简单、工作负荷不大的冷作模具、量具； T12.T13钢：硬度及耐磨性最高，但韧性最差， 用于制造不承受冲击的刃具，如锉刀、铲刮刀 等，淬火、低温回火后的硬度为62~65 HRC。 T12A也可用于制造量具。 T7~T12.T7A~T12A 还可用于形状简单的塑料模具。
几个基本概念（1）
• 合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所 要求的组织结构、物理、化学和机械性能的 化学元素。
• 杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺 操作而带入的化学元素。
• 碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳 合金。
• 合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素 的钢 。
碳钢和合金钢
碳钢和合金钢碳钢和合金钢是我们日常生活中常见的两种钢材。
它们在材质、特性和用途等方面存在着一些差异。
本文将从多个角度对碳钢和合金钢进行全面比较，以便读者能够更好地了解它们，并在适当的情况下做出正确的选择。
首先，从材质上看，碳钢主要由碳和铁组成，而合金钢则是在碳钢基础上添加了其他元素，如铬、钼、镍等。
由于合金钢中添加了这些元素，使其具有更高的强度、耐磨性和耐腐蚀性能。
因此，在需要承受较大力学压力或在恶劣环境下工作的领域，合金钢往往是更好的选择。
其次，从特性上看，碳钢通常具有较高的硬度和刚性，但其耐磨性和耐腐蚀性相对较差。
而合金钢由于添加了合金元素，具有更好的耐磨性、耐腐蚀性和韧性。
这意味着在需要耐磨、耐腐蚀和抗撞击的应用领域，合金钢更适合使用。
然后，从用途上看，碳钢广泛用于制造构件、工具和机械设备等各个领域。
尤其是在建筑、汽车、船舶和桥梁等行业中，碳钢的应用非常广泛。
而合金钢则更常见于高速工具钢、钢丝绳、轴承钢等特殊领域。
合金钢的高强度和耐腐蚀性使其成为航天、化工、能源等行业中不可或缺的材料。
最后，从价格上看，碳钢相对便宜，因为它的成分相对简单；而合金钢由于其复杂的合金配比和制造工艺，往往价格较高。
因此，在经济预算有限的情况下，碳钢是一个经济实惠的选择，而在更追求高质量和性能的场合，合金钢则是更好的选择。
综上所述，碳钢和合金钢都是重要的钢材，具有各自的特点和应用领域。
选择何种材质取决于实际需求。
碳钢适用于一些一般性的应用场合，而合金钢则更适用于需要较高性能和特殊要求的领域。
在选择时，需要考虑材质、特性、用途和预算等多个因素。
只有全面了解和比较，我们才能做出明智的选择，以获得最好的使用效果和经济效益。
碳素钢牌号和合金钢牌号
碳素钢牌号和合金钢牌号
碳素钢和合金钢的牌号表示方法有所不同。
碳素钢的牌号由三部分组成：
1. 钢的类别符号，用汉字拼音字母的首字母表示。
例如，碳素钢用“Q”，低合金钢用“Q+数字+（合金元素符号）”表示。
2. 屈服强度数值，单位为MPa。
3. 质量等级符号，用阿拉伯数字或英文字母表示。
例如，Q235A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
合金钢的牌号表示方法则更为复杂，一般由四部分组成：
1. 钢的类别符号，用汉字拼音字母的首字母表示。
例如，合金结构钢用“GS”，合金工具钢用“GT”，轴承钢用“GZ”。
2. 合金元素或杂质元素平均含量的上、下限表示方法。
按国家标准《钢铁产品牌号表示方法》的规定，各元素的含量采用阿拉伯数字表示，一般取整数，用逗号隔开，例如Cr0.5表示铬的平均含量为0.5%，Cr1.5表示铬的平均含量为1.5%。
如果含有多于一种合金元素或杂质时，其含量可以用阿拉伯数字同时标出，例如40Cr1MoVA，如果含有两种以上（含两种）合金元素时，则按合金元素的名称顺序排列，例如20MnTiB。
3. 质量等级符号，用阿拉伯数字或英文字母表示。
4. 专门用途符号，如用于焊接结构用耐候钢的符号“Q235-C”，用于桥梁用结构钢的符号“Q345q”，用于锅炉用结构钢的符号“Q245R”等。
例如，20MnTiB表示含碳量为0.20%的合金结构钢，用于桥梁；35CrMo表示含碳量为0.35%的合金结构钢，用于机械制造。
钢的淬火临界尺寸标准
钢的淬火临界尺寸标准钢的淬火临界尺寸标准是指钢材在进行淬火处理时，能够保证材料的组织结构得到充分的变质，从而达到所要求的力学性能和物理性能。
淬火临界尺寸标准是根据不同类型的钢材来设定的，下面将分别介绍碳钢、合金钢和不锈钢的淬火临界尺寸标准。
1. 碳钢的淬火临界尺寸标准碳钢是一种含有一定量碳元素的钢材，根据碳的含量不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
对于碳钢的淬火临界尺寸标准，通常以钢材的截面尺寸来进行确定。
根据相关标准，对低碳钢、中碳钢和高碳钢的淬火临界尺寸标准如下：- 低碳钢：一般指碳含量小于0.25%的钢材，其淬火临界尺寸一般为截面尺寸小于30 mm；- 中碳钢：一般指碳含量在0.25%~0.60%之间的钢材，其淬火临界尺寸一般为截面尺寸小于20 mm；- 高碳钢：一般指碳含量大于0.60%的钢材，其淬火临界尺寸一般为截面尺寸小于15 mm。
2. 合金钢的淬火临界尺寸标准合金钢是一种通过在钢材中添加合金元素来改变钢材性能的钢材。
合金元素可以是铬、镍、钼、锰、硅等元素。
合金钢的淬火临界尺寸标准也是根据钢材的截面尺寸来进行确定，但也会考虑合金元素的含量以及钢材的具体用途。
一般来说，合金钢的淬火临界尺寸要小于碳钢，以保证合金元素的充分固溶和弥散。
具体的淬火临界尺寸标准可按照以下原则进行确认：- 根据合金元素的种类和含量，参考相关的合金钢标准来确定淬火临界尺寸；- 考虑钢材的具体用途和力学性能要求，根据经验确定合适的淬火临界尺寸。
3. 不锈钢的淬火临界尺寸标准不锈钢含有铬等合金元素，以提高钢材的耐腐蚀性能，具有很高的抗氧化性和美观性。
不锈钢的淬火临界尺寸标准一般较高，一方面由于不锈钢的合金元素含量较高，需要较长的时间进行固溶；另一方面，不锈钢的耐腐蚀性能对淬火工艺的设计和控制要求更高。
一般来说，不锈钢的淬火临界尺寸标准较碳钢和合金钢更小，以保证合金元素充分固溶和弥散的同时，尽量减少钢材表面的氧化和腐蚀。
钢的材质分类
钢的材质分类
钢的材质分类可以根据成分、性质和用途等不同角度来进行。
从成分角度，钢的材质分类主要有碳钢、合金钢和不锈钢三大类。
- 碳钢：主要成分是碳和少量的铁、锰、硅等元素，具有良好
的可塑性和可焊性，常用于制造建筑结构、机械零件等。
- 合金钢：在碳钢的基础上加入其他合金元素（如铬、镍、钼等），以改变钢的性质和用途，如高速钢、耐磨钢、耐高温钢等。
- 不锈钢：主要成分是铁、铬、镍等元素，具有抗腐蚀性能，
常用于制造厨具、化工设备、医疗器械等。
从性质角度，钢的材质分类可以分为普通钢、高强度钢、高韧性钢和高温耐热钢等。
- 普通钢：强度和韧性相对较低，常用于一般性工程和建筑结构。
- 高强度钢：具有较高的强度和刚性，常用于承载大荷载和要
求高强度的结构。
- 高韧性钢：强度相对较低，但具有很好的延展性和吸能能力，常用于需要抵抗冲击和扭曲变形的结构。
- 高温耐热钢：能在高温环境下保持稳定性能，常用于石油、
化工、电力等行业的高温设备。
从用途角度，钢的材质分类可根据不同行业和具体应用进行划分。
- 建筑钢：用于建筑结构、桥梁、楼梯、护栏等。
- 机械钢：用于制造机械零件、汽车零部件等。
- 冷轧钢板：用于汽车制造、家电、建筑等。
- 不锈钢：用于厨具、化工设备、医疗器械等。
- 高速钢：用于制造切削工具，如钻头、铣刀等。
当然，钢的材质分类还有其他细分和特殊材质，如耐腐蚀钢、弹簧钢、弹性合金钢等，具体分类方式还可能根据不同国家和标准的要求有所差异。
常用金属材料碳钢及合金钢的分类课件
碳钢在电力行业中用于制造电线杆 、输电线路等，其良好的导电性能 和耐腐蚀性能得到了广泛应用。
合金钢的应用领域
航空航天
合金钢因其高强度、高韧性、耐 高温等特性，广泛应用于航空航 天领域，用于制造飞机、火箭等
关键部件。
石油化工
在石油化工行业中，合金钢因其 良好的耐腐蚀、耐高压性能，被 用于制造管道、储罐、反应器等
碳钢的强度和硬度较高，能够承受较 大的压力和摩擦力，因此在机械制造 、建筑和交通运输等领域得到广泛应 用。
碳钢的耐腐蚀性能较差，容易生锈， 因此在使用过程中需要进行防锈处理 。
合金钢的性能特点
01
02
03
04
合金钢是在碳钢的基础上添加 了适量的合金元素，如铬、镍 、钨等，以提高钢材的各项性
能。
合金钢具有较高的强度、硬度 和耐磨性，适用于制造高精度 、高要求的机械零件和工具。
合金元素总含量大于10%。具有优良 的耐腐蚀、耐高温和耐磨性能，用于 制造要求极高耐久性的结构件，如不 锈钢。
合金元素总含量在5%-10%之间。具 有较好的抗腐蚀性能和机械性能，用 于制造要求较高耐久性的结构件。
按照用途分类
结构钢
用于制造各种建筑结构 和机械零件，要求具有
较高的强度和韧性。
不锈钢
具有优良的耐腐蚀性能 ，用于制造医疗器械、
02
中碳钢具有较好的强度和塑性，可用于制造受力较复杂、要求
耐磨和耐冲击的零件。
高碳钢（C>0.6%）
03
高碳钢硬度高、耐磨性好，但韧性较差，主要用于制造切削工
具、弹簧和耐磨零件。
按照用途分类
普通碳素结构钢
主要用于建筑、桥梁、船舶、 车辆等制造，要求具有一定的
钢材种类和型号
钢材种类和型号
在现代工业领域中，钢材是一种非常重要的材料，广泛应用于建筑、制造和其他领域。
钢材种类和型号繁多，下面将为大家介绍一些常见的钢材种类和型号。
1. 碳钢
碳钢是一种含有碳元素的钢材，通常包括低碳钢、中碳钢和高碳钢。
其硬度和强度因碳含量而异。
低碳钢适用于焊接和形状塑性加工，而高碳钢适用于刀具制造等领域。
2. 不锈钢
不锈钢是一种耐腐蚀的钢材，通常包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢。
不同类型的不锈钢在耐腐蚀性能、硬度和强度上有所区别，应根据具体需求选择合适的型号。
3. 合金钢
合金钢是添加合金元素的钢材，通常包括铬钼合金钢、铬钴合金钢等。
合金钢具有良好的机械性能和耐磨性，适用于高温、高压等苛刻条件下的工作环境。
4. 结构钢
结构钢是一种用于建筑结构和桥梁等工程的钢材，通常包括低合金结构钢、高强度结构钢等。
根据工程需求和承重要求选择合适的结构钢型号是关键。
5. 高速钢
高速钢是一种用于切削加工的钢材，具有耐磨、高硬度等特点。
常见的高速钢型号有M2、M35等，可根据切削材料和速度选择合适的型号以提高生产效率。
综上所述，钢材种类和型号众多，应根据具体需求选择合适的钢材以确保工程质量和生产效率。
对不同种类和型号的钢材有充分的了解，有助于更好地应用于实际生产中。
中低合金钢和碳钢的区别是什么
错误!文档中没有指定样式的文字。
中低合金钢和碳钢的区别是什么
区别在于中低合金钢与碳钢相比含有较多其他元素。
合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素（如铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌、锆和其他元素等），有的还含有某些非金属元素（如硼、氮等）的钢。
根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。
碳钢主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。
碳钢也叫碳素钢，含炭量WC小于2%的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。
碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC≤0.25%）,中碳钢（WC0.25%——0.6%）和高碳钢（WC>0。
6%）按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）一般碳钢中含碳量较高则硬度越高，强度也越高，但塑性较低
1。
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。
钢材的分类
钢材的分类
钢材的分类主要根据成分、用途和加工方式等方面进行划分：
1. 根据成分可以将钢材分为碳素钢、合金钢和其他特殊钢3大类：
（1）碳素钢是钢中含碳量较高，最常见的钢材，它的性能普遍较好，具有良好的延性和耐磨性，但也有易感氧化、易生锈的缺点；
（2）合金钢是指含有其他金属（如铬、铅、锰、镍、钛、钒、铁、锌等）的钢材，具有良好的耐蚀性、耐热性、耐冲击性和塑性，但较易产生应力腐蚀裂纹；
（3）特殊钢是指除上述两类之外具有特殊性能的钢材，例如硬质合金钢、不锈钢、耐热钢、耐老化钢等。
2. 根据用途，将钢材分为构件钢材、机械钢材和工具钢3大类：
（1）构件钢材是指用于构件制造的钢材，一般用于桥梁、楼房等结构，具有良好的延性和抗拉强度；
（2）机械钢材是指用于机械零部件制造的钢材，一般用于传动轴、轴承等零件，具有良好的硬度、耐磨性、耐热性和耐蚀性；
（3）工具钢是指用于工具制造的钢材，一般用于刀具、钻头等工具，具有良好的硬度、耐磨性、耐热性和耐蚀性。
3. 根据加工方式，将钢材分为轧制钢、锻造钢、抛光钢和焊接钢4大类：
（1）轧制钢是指经过轧制加工而得到的钢材，具有良好的延性和耐磨性，用于制造各种型号的型材、管子等；
（2）锻造钢是指经过锻造加工而得到的钢材，具有良好的延性、耐冲击性和硬度，用于制造各种机械零件；
（3）抛光钢是指经过抛光加工而得到的钢材，具有良好的光洁度和外观效果，用于制造装饰零件；
（4）焊接钢是指经过焊接加工而得到的钢材，具有良好的焊接性能，用于制造管道、阀门、水箱等。
碳钢和合金钢
第九章碳钢及合金钢(工业用钢)第一节工业用钢的分类及牌号表示方法钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有重要地位。
碳钢：含碳量在0.0218%～2.11%之间的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。
合金钢：在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。
钢中除铁、碳及合金元素外，还有炼钢时随生铁、脱氧剂和燃料带入的硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等元素。
钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种：一、钢材的品种为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材按外形分为型材、板材、管材、金属制品四大类，共十六大品种：1．型材钢轨、型钢（圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、角钢及螺纹钢等）、线材（直径5-10毫米的圆钢和盘条）等。
2．板材薄钢板：厚度等于和小于4毫米的钢板；厚钢板：厚度大于4毫米的钢板；又可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）；钢带：也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板；电工硅钢薄板：也叫硅钢片或矽钢片。
3．管材无缝钢管：用热轧、热轧—冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管；焊接钢管：将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管。
4．金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。
二、钢的分类钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。
按用途分类结构钢工具钢特殊性能钢工程结构钢机器结构钢建筑工程用钢桥梁工程用钢船舶工程用钢车辆工程用钢渗碳钢属于低碳钢或低碳合金钢调质钢属于中碳钢或中碳合金钢弹簧钢属于中、高碳钢或中、高碳合金钢滚动轴承钢属高碳合金钢一般属于低碳钢或低碳低合金钢刃具钢一般属于高碳钢模具钢或高碳高合金钢量具钢不锈钢耐热钢耐磨钢1．按化学成分分类。
碳钢、合金钢两大类。
碳钢：低碳钢（Wc＜0.25%）、中碳钢（Wc=0.25%～0.60%）和高碳钢（Wc>0.6%）合金钢：按钢中含合金元素总量（Me%）分为低合金钢（Me<5%）、中合金钢（Me=5～10%）和高合金钢（Me>10%）。
碳钢合金钢紧固件知识
1钢质连接用螺栓性能等级分类：钢质连接用螺栓性能等级分为 3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，8.8级以下（不含8.8级）通称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号由两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。
例如，性能等级 4.6级的螺栓，其含义是：1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.6;3、螺栓材质的公称屈服强度达400X0.6=240MPa级性能等级4、10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：01、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa 级；02、螺栓材质的屈强比值为0.9;03、螺栓材质的公称屈服强度达1000X0.9=900MPa级2碳钢和合金钢的化学成份特征：1.碳钢。
我们以碳钢料中碳的含量区分低碳钢，中碳钢和高碳钢以及合金钢。
①低碳钢C%≤0.25%国内通常称为A3钢。
国外基本称为1008，1015，1018，1022等。
主要用于 4.8级螺栓及4级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品。
（注：钻尾钉主要用1022材料。
）②中碳钢0.25%<C%≤0.45% 国内通常称为35号、45号钢，国外基本称为1035，CH38F，1039，40ACR等。
主要用于8级螺母、8.8级螺栓及8.8级内六角产品。
③高碳钢C%>0.45%。
目前市场上基本没使用2.合金钢：在普碳钢中加入合金元素，增加钢材的一些特殊性能：如35、40铬钼、SCM435，10B38。
常选用SCM435铬鉬合金钢，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。
常用钢质连接用螺栓性能选用材料一览表：3材料中各类元素对钢的性质的影响：1、碳（C）：提高钢件强度，尤其是其热处理性能，但随着含碳量的增加，塑性和韧性下降，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
碳钢和合金钢公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-第九章碳钢及合金钢(工业用钢)第一节工业用钢的分类及牌号表示方法钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有重要地位。
碳钢：含碳量在%～%之间的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。
合金钢：在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。
钢中除铁、碳及合金元素外，还有炼钢时随生铁、脱氧剂和燃料带入的硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等元素。
钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种：一、钢材的品种为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材按外形分为型材、板材、管材、金属制品四大类，共十六大品种：1．型材钢轨、型钢（圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、角钢及螺纹钢等）、线材（直径 5-10毫米的圆钢和盘条）等。
2．板材薄钢板：厚度等于和小于 4毫米的钢板；厚钢板：厚度大于 4毫米的钢板；又可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）；钢带：也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板；电工硅钢薄板：也叫硅钢片或矽钢片。
3．管材无缝钢管：用热轧、热轧—冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管；焊接钢管：将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管。
4．金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。
二、钢的分类钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。
1．按化学成分分类。
碳钢、合金钢两大类。
碳钢：低碳钢（Wc＜%）、中碳钢（Wc=%～%）和高碳钢（Wc>%）合金钢：按钢中含合金元素总量（Me%）分为低合金钢（Me<5%）、中合金钢（Me=5～10%）和高合金钢（Me>10%）。
按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。
2．按冶金质量分类。
按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为：普通钢：S%≤%，P%≤%优质钢：S%、P%≤%高级优质钢：S%≤%，P%≤%此外，按冶炼时脱氧程度，可将钢分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。
3．按金相组织分类按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。
按用途分结构钢工具钢特殊性能工程结构机器结构建筑工程用桥梁工程用船舶工程用车辆工程用渗碳钢属于低碳钢或低碳调质钢属于中碳钢或中碳弹簧钢属于中、高碳钢或中、滚动轴承钢属高碳合金一般属于低刃具钢一般属于不锈钢耐热钢耐磨钢按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。
4．按成形方法分类。
锻钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢等。
5．按用途分类。
按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
实际中给钢的产品命名时，常常把成分、质量和用途几种分类方法结合起来，如碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。
三、钢的牌号表示方法钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。
钢编号的原则主要有两条：一是根据编号可以大致看出该钢的成分；二是根据编号可大致看出该钢的用途。
我国钢的牌号表示方法，根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。
即：①钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如 Si、Mn、Cr …… 等,混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。
②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音缩写字母表示。
③钢中主要化学元素含量（ %）采用阿拉伯数字表示。
（一）碳钢的牌号表示方法见第四章（碳钢的分类、用途及牌号表示方法）（二）合金钢的牌号表示方法1（1）当合金元素的平均含量＜%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量；但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为，后者为，其余成分全部相同。
（2）当合金元素的平均含量≥%、≥%、≥%……时，则相应地在元素符号后面标以2、3、4…… ；如果为高级优质钢，则在其钢号后加“A”，以区别于一般优质钢。
例如：18Cr2Ni4WA。
（3）钢中的钒V、钛Ti、铝Al、硼B、稀土Re等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。
例如20MnVB钢中，钒：～%，硼：～%。
（4）专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。
例如，铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。
举例：1．20CrMnTi：表示平均含碳量为%，主要合金元素Cr、Mn含量均低于%，并含有微量元素Ti的合金结构钢；2．60Si2Mn：表示平均含碳量为%，主要合金元素Mn含量低于%，Si含量为～%的合金结构钢。
练习：40Cr、45Mn22．低合金高强度结构钢旧的编号方法，基本上和合金结构钢相同。
新牌号的编制方法与碳素结构钢相同。
如旧牌号的16Mn为新牌号的Q345。
3．滚动轴承钢“G”＋ Cr ＋数字＋其它元素符号。
字母“G”为“滚”字头，表示为滚动轴承钢类，高碳铬轴承钢的含碳量不标出，数字表示平均含铬量的千分之几，如GCr15，平均含铬量为％。
渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。
4．合金工具钢和高速工具钢说明：①合金工具钢中，当WC ≥%时，含碳量不标出，如Cr12、CrWMn；当WC＜%时，以千分之几表示，如9SiCr、3Cr2W8V。
②对于含铬量低的钢，其含铬量以千分之几表示，并在数字前加“0”，以示区别。
如平均Cr =%的低铬工具钢的钢号为“Cr06”。
③高速钢，一般不标出含碳量，只标出合金元素平均含量的百分之几。
如“钨18铬4矾”（W18Cr4V，简称18-4-1），“钨6钼5铬4矾2”（W6Mo5Cr4V2，简称6-5-4-2）。
5．不锈钢和耐热钢同合金工具钢。
例如：“2Cr13”钢的平均碳含量为%。
说明：（1）钢中含碳量≤%者，钢号前分别冠以“00”表示之，如00Cr17Ni14Mo2； W≤%者，冠以“0”表示之，、0Cr18Ni9。
C（2）对钢中主要合金元素以百分之几表示；对钛、铌、锆、氮……等微量元素则按合金结构钢对微合金元素的表示方法，只标出元素符号，如1Cr18Ni9Ti。
第二节合金元素在钢中的作用一、碳钢的优缺点优点：冶炼工艺简单，可热处理强化，压力加工和机械加工性能好，价格低廉。
不足之处：（1）加热时，晶粒易长大；（2）淬透性低。
形状复杂、尺寸大的零件，在淬火时易开裂、淬不透；（3）回火稳定性差。
回火温度高时，强度和硬度显着下降，不能在高温下使用。
回火稳定性是指淬火钢在回火时抵抗硬度下降的能力。
（4）强度不够高。
碳钢的屈强比在左右，合金钢为～。
碳钢强度低，增加截面积提高构件刚度会使重量增加，构件笨重，不能满足重量轻、体积小、效率高的要求。
（5）不具备特殊性能。
化工、仪表等要求耐腐蚀、耐高温、无磁等性能，碳钢不能满足特殊性能的要求。
二、合金元素在钢中的作用1．合金元素在钢中的分布为了使钢获得预期的性能，而有目的地加入钢中的化学元素称为合金元素。
按其与碳的亲和力的大小，可将合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素两大类，在钢中主要以固溶体和化合物的形式存在。
（1）非碳化物形成元素：包括Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等，在钢中不与碳化合，大多溶入铁素体、奥氏体或马氏体中，产生固溶强化；有的形成其它化合物如Al2O3、AlN、SiO2、Ni3Al等。
（2）碳化物形成元素： Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti等。
这类合金元素在钢中，一是可溶入渗碳体中形成合金渗碳体，如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等，是低合金钢中存在的主要碳化物，比渗碳体的硬度高，且稳定。
二是强碳化物形成元素与碳形成特殊碳化物，如TiC、NbC、VC、MoC、WC、Cr3C6等，它们具有高熔点、高硬度、高耐磨性、稳定性好，主要存在于高碳高合金钢中，产生弥散强化，提高钢的强度、硬度和耐磨性。
（3）其它：如稀土元素，钢号中统一用Re表示。
2．合金元素在钢中的作用形成碳化物的倾向由作用机理比较复杂，可归纳以下几个方面：（1）阻碍晶粒奥氏体晶粒长大，细化晶粒；（2）提高淬透性（Co除外）；（3）提高回火稳定性，防止回火脆性；（4）提高钢的使用性能，使之具有耐热、抗腐蚀、高耐磨等特殊的性能；（5）提高钢的强韧性。
金属材料的强化是通过阻碍位错的移动来实现的，主要方法有：固溶强化，提高强度和硬度；细晶强化，提高强韧性；位错强化，位错密度增加，提高强度；弥散强化（第二相强化），细小均匀的第二相硬质点分布在基体上，阻碍位错移动面强化；加工硬化，金属产生塑性变形后位错密度增加，晶料变得细碎，使金属的强度硬度提高。
大多数的合金元素较好利用了上述前四种强化机制。
如合金钢淬火时，形成马氏体，马氏体中含较高的位错密度，马氏体的形成分割了A的晶粒，使之细小，马氏体中碳的过饱和产生固溶强化，回火时析出的碳化物颗粒又产生弥散强化，等等。
第三节结构钢结构钢按用途分为工程结构钢和机器结构钢两大类。
一、工程结构钢用于制作各种工程构件的钢称为工程结构钢，如制作房屋、桥梁、起重机机械、锅炉、压力容器、钻井架、车辆构件等，所以又称工程构件用钢或建筑工程用钢，包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
1．碳素结构钢见第四章碳钢的分类、编号及用途。
2．低合金高强度结构钢用途：在大气和海洋中工作的的大型焊接结构件，如建筑结构、桥梁、车辆、船舶、输油输气管道、压力容器等。
性能特点：强度高，良好的塑性、韧性、冷冲压性能及焊接性能，可抵抗大气腐蚀。
成分特点：低碳（<%），保证良好的塑性；合金元素：以Mn为主，强化铁素体基体，产生固溶强化；加入少量的Ti、V、牌号：Q A、B、C、D、E）共11个牌号，6个等级，以强度等级分类，如表所示。
热处理工艺特点：一般在热轧空冷状态下使用，必要时经正火处理后使用。
正火处理的温度在Ac+（30～50）℃，使用态组织为（P+F）。
3典型牌号及用途：（1）在Q345较低级别的钢中，16Mn最具有代表性，是目前我国用量最多、产量最大的一种低合金高强度钢。
其派生钢种有16MnRe、16MnCu等，Re的主要作用是提高塑性和韧性，提高疲劳强度，降低冷脆转变温度，Cu的主要作用是通过钝化提高耐蚀性。
这类钢多用于船舶、车辆、桥梁等大型钢结构。
（2）对Q420级的15MnVN、14MnVTiRe等，加入了钒、氮起到细化晶粒和第二相强化作用，稀土又起净化晶界作用，提高强韧性，因此强度高于15MnTi。