钢的分类

钢的分类钢的分类钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。

钢是经济建设中极为重要的金属材料。

钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。

碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。

碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。

因此，碳钢获得了广泛的应用。

但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。

合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。

与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。

由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。

按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：一．按用途分类按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。

结构钢：1.用作各种机器零件的钢。

它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。

2．用作工程结构的钢。

它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。

工具钢：用来制造各种工具的钢。

根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。

特殊性能钢：是具有特殊物理化学性能的钢。

可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。

二．按化学成分分类按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

碳素钢：按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳钢（含碳量≥0.6%）。

合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%--10%）；高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。

三．按质量分类按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）；优质钢（磷、硫含量均≤0.040%）；高级优质钢（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。

此外，还有按冶炼炉的种类，将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）与电炉钢。

按冶炼时脱氧程度，将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。

钢厂在给钢的产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。

如将钢称为普通碳素结构钢、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。

强度也是T12高，在这种硬度很悬殊的情况下，硬度高的往往强度高。

45刚属结构刚，常常不淬火而用调质。

t12>45>t8不过也得看具体退火情况。

名称＝优质碳素钢牌号=45材料状态=退火钢σb\Mpa=≥600σs\Mpa=≥355δ5\%=≥16ψ\%=≥40硬度\HB=≤197名称＝碳素工具钢牌号=T8材料状态=退火钢硬度\HB=≤187牌号=T12材料状态=退火钢硬度\HB=≤207T12、T14均属于碳素工具钢，淬火后的表面硬度可以达到Hrc62-64。

退火后，T12的硬度为Hb207左右，T14为Hb227左右。

40Cr材料淬火硬度最高能达到多少?可达HRC60以上，高于45钢参考资料：《机械设计手册》锻造：是以固体加热到软化的情况下完成作业。

铸造：是以固体加热到液体的情况下完成铸造的。

铸造将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。

现代机械制造工业的基础工艺。

铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性；同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。

但铸造生产所需的材料（如金属、木材、燃料、造型材料等）和设备（如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机等）较多，且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。

锻造:利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。

锻压的两大组成部分之一。

通过锻造能消除金属的铸态疏松，焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件金属材料进行热处理是改善和提高零件性能的重要方法，因此在零件的制造过程中，热处理是不可缺少的。

一、常用的金属材料——钢与铸铁金属材料包括纯金属及其合金（即在一种金属中加入其它元素所形成的金属材料）。

工业上又把金属材料分为两大类：一类为黑色金属，它包括铁、锰、铬及其合金，其中以铁基合金（即钢和铸铁）应用最广；另一类为有色金属，是指除黑色金属以外的所有金属及其合金。

在工业上使用的金属材料中，以钢和铸铁使用最多。

钢和铸铁（总称为钢铁材料）是以铁为主，加入碳等其它合金元素所组成的，故称为铁碳合金材料。

一般把含碳量小于2%的铁碳合金称为钢；大于2%的铁碳合金称为铸铁。

1、钢的分类、编号及性能特点：根据成分不同钢可分为碳素钢（简称碳钢）和合金钢两类。

（1）碳素钢碳素钢中以铁和碳为主要元素，但常含有Mn、Si、S、P等杂质元素，其中S、P对钢的性能危害很大。

因此根据硫、磷含量多少，把钢分为：普通质量钢（S≤00.0%,P≤0.005%）优质钢（S≤0.03%,P≤0.035%），高级优质钢（S≤0.02%,P≤0.003%）等。

碳钢的性能主要绝定于含碳量的高低，随着含碳量的增多，碳钢的强度、硬度提高，塑性和韧性降低。

根据含碳量的多少，碳钢分为低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（C=0.3～0.6%）和高碳钢（C>0.6%）。

所以低碳钢的强度、硬度低，塑性韧性好，常用于受力较小的冲压件（如皮带轮罩壳、垫圈、自行车的挡泥板等）、焊接件等；高碳钢的强度高，塑性低，常用于制造受力较大的弹簧等零件；中碳钢既有一定强度，也有一定塑性，常用于制备受力较大、较复杂的轴类零件等。

工业上根据用途不同，将碳素钢分为碳素结构钢和碳素工具钢。

（a）碳素结构风该类钢主要用于各种结构件。

根据钢的质量不同（即S、P含量）分为碳素结构钢和优质碳素结构钢。

碳素结构钢是属于普通质量钢，其牌号表示方法为Q+三位数字。

Q为“屈”字的汉语拼音子首，后面三位数为表示该钢的屈服点（MPa）数值，如常用的Q235，表示屈服点为235MPa 的普通质量钢。

Q235钢的旧牌号称为A3钢，一般受力不大、不重要零件常用Q235钢制造，如一般的螺钉、螺母、冲压件、焊接件。

桥梁建筑的结构件等。

属于这类钢的还有Q195、Q215、Q255、Q275等。

优质碳素结构钢优质碳素结构钢常经热处理后使用，其牌号的一般表示方法为两位数字，这两位数字表示该钢的含碳量的万分数。

如45号钢，表示该钢的含碳量为0.45%左右。

常用的优质碳素结构钢为20、45和65号钢。

20号钢属低碳钢，45号钢属中碳钢，65号钢属高碳钢。

（b）碳素工具钢该类钢主要用于制造各种工具、量具、模具及量具等。

该钢的牌号表示方法是“T”后面加一位或两位数字组成。

T为“碳”字汉语拼音字首，后面的数字表示该钢含碳量的千分数。

如T8A钢，表示含碳量为0.8%的高级碳素工具钢；T12表示含碳量为1.2%的碳素工具钢。

常用的碳素工具钢有：T7、T8、T10、T12等。

该类钢的含碳量较多，强度、硬高度、耐磨性好，经热处理后使用。

常用于高强度、高耐磨性的零件和工具等如锉刀、锯条、简单小型冲模等。

（2）合金钢合金钢是在碳素钢的基础上再加入其它合金元素所形成的钢。

合金元素的加入是为了改善与提高钢的力学性能和获得某些特殊性能（如耐蚀性）。

常用的合金元素有Mn、Cr、Ni、Si、W、Mo、Ti等。

按加入的合金元素含量多少可分为低合金钢（合金元素总含量<5%）、中合金钢（合金元素总含量5～10%）和高合金钢（合金元素总含量>10%）。

工业上按合金钢的用途分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。

（a）合金结构钢用来制造各种重要的机械零件，其编号为：数字+化学元素符号+数字，前面的为两位数字，表示钢的平均含碳量的万分之几，后面的数字表示含合金元素含量的百分比。

如60Si2Mn,60表示含碳量0.6%；Si2表示含硅量为2%；含Mn为≤1.5%。

这类钢中应用较多的是40Cr钢。

（b）合金工具钢这类钢常用于制造各种刀具、模具和量具等。

其牌号表示方法和合金结构钢类似，不同的是第一位数表示含碳量的千分之几，且大于1%时不标出。

例如3Cr2W8V 钢。

高速钢是常用的合金工具钢，含碳量一般不标出，如W18Cr4V，其含碳量为0.7～0.8%。

W18Cr4V常用于制造车刀、铣刀、刨刀和各种冲模。

（c）特殊性能钢是指具有特殊物理和化学性能的合金钢，不锈钢是其中一种，常用的牌号为1Cr18Ni9。

2、铸铁常用铸铁的成分与钢不同，铸铁的含碳量大于2%（常用2.5～4%C），其杂质远大于钢。

铸铁的组织中有石墨存在，石墨的强度近于零，因此石墨存在相当于钢的基体上存在裂缝或空洞，使铸铁的性能比钢低，特别是抗拉强度和塑性低，不能进行锻压加工，但其硬度和抗压强度较好，所以铸铁主要用于承受压力的零件。

工业上根据石墨形状不同分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。

（1）灰铸铁石墨以片状形态存在的铸铁称为灰铸铁。

由于片状石墨存在，其石墨尖端的应力集中现象，使灰铸铁的抗拉强度及塑性低。

灰铸铁的牌号为HT后加三位数字。

三位数字表示最低的抗拉强度（MPa）。

例如HT200、HT250和HT300等共六种。

（2）可锻铸铁石墨以团絮状的形态存在的铸铁称为可锻铸铁。

由于团絮状石墨对应力集中影响较小，故可锻铸铁的力学性能较灰铸铁高。

可锻铸铁的牌号为三个拼音字和二组数字：如KTH300-06、KTZ550-04。

KT表示“可锻”，“H”和“Z”分别表示“黑”和“珠”的拼音字首；前一组三位数表示最低的抗拉强度（MPa）；后一组数字表示最低伸长率（%）。

（3）球墨铸铁石墨以球状形态存在的铸铁称为球墨铸铁。

由于球状石墨的应力集中影响更小，故球黑铸铁的性能最好。

球墨铸铁的牌号表示和可锻铸铁类似，就是把拼音字母改为“QT”。

如QT450-10、QT600-3等。

二、钢的热处理工艺热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。

所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行，这三个阶段可用冷却曲线来表示（如图所示）。

不管是那种热处理，都是分这三个阶段，不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。

热处理工艺的特点是不改变金属零件的外形尺寸，只改变材料内部的组织与零件的性能。

所以钢的热处理目的是消除材料的组织结构上的某些缺陷，更重要的是改善和提高钢的性能，充分发挥钢的性能潜力，这对提高产品质量和延长使用寿命有重要的意义。