工业用钢钢的分类结构钢工具钢文稿演示
工业用钢
T8 錾子
T10 锯条
T12 锉刀
我们在制造锉刀、 锯条、錾子等工具 时若选材不当会出 现哪些情况？
思考题
三、合金钢
为了改善钢的某些性能，特意加入一种或几种合金 元素所炼成的钢。
化学成分： C＜0.2%，∑合金元素＜5%， 常加合金元素：Mn、Si、V、Nb、Ti、Re、Cu、N等。
▪ 镇静钢的符号Z、TZ可不标注。
用途
这类钢材虽然含有有害杂质较多，但冶炼方 法简单、工艺性好，价格低廉，性能上能满 足一般工程结构和普通零件的要求，工业上 应用十分广泛。其中Q235是最常用的碳素 结构钢。
常用来制作桥梁、建筑等框架结构，化工容 器外壳，各种车辆，不重要的轴类、螺栓螺 母和垫圈，锻件、冲压件、焊接件等。
也常用作渗碳用钢。经渗碳、淬火及低温回火后制作表面 要求耐磨并承受一定冲击载荷的机械零件，如凸轮，齿轮 等。
10～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
销子 螺钉
30、35、40、45、50 、 55钢属中碳钢，经调质处 理（淬火+高温回火）后，可获得良好的综合力学性 能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性。
主要用于制造齿轮、轴类等零件。例如40、45钢常 用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床齿轮 和其它受力不大的轴类零件。
其中由于45钢的强度和塑性配合得好，因此成为机械 制造业中应用最广泛的钢种。
30～55#钢的应用
连杆
曲轴
齿轮
联轴器
60、65、70、75、80钢属高碳钢，经热处理（淬火+中 温回火）后具有高的弹性极限。
235 Z
375～460
≤0.035 TZ
用于结构件、钢板、
螺纹钢筋、型钢、螺
工业用钢的分类及用途
工业用钢的分类及用途工业用钢是指广泛应用于各个工业领域的一类钢材。
它具有良好的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和易加工性等特点，因此被广泛用于工程机械、汽车制造、建筑工程、石油化工、航空航天等领域。
下面将钢材按照材料组成和用途进行分类介绍：1.碳素结构钢：碳素结构钢是一种碳含量较高的钢材，通常含有0.30%~1.70%的碳。
这种钢材具有良好的机械性能和可加工性，广泛用于制造机械零件、车辆构件、建筑结构等领域。
2.低合金结构钢：低合金结构钢是一种钢材中含有少量合金元素的钢材，如硅、锰、铬等。
这种钢材具有较高的强度和耐腐蚀性能，广泛用于制造船舶、桥梁、建筑结构等。
3.不锈钢：不锈钢是一种具有高抗腐蚀能力的钢材，通常含有少量铬和镍等合金元素。
这种钢材具有优良的耐腐蚀性能和高温强度，广泛用于制造化工设备、石油管道、厨具等。
4.压力容器钢：压力容器钢是一种用于制造压力容器的特种钢材，通常具有较高的强度和耐热性。
这种钢材广泛用于石油化工、化学工程、核工程等领域中的压力容器制造。
5.特殊合金钢：特殊合金钢是一种钢材中含有大量合金元素的钢材，如钼、钴、钛等。
这种钢材具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性，广泛用于航空航天、汽车制造、切削工具等领域。
6.冷热变形钢：冷热变形钢是一种用于制造冷热变形工艺的钢材，通常具有较高的强度和塑性。
这种钢材广泛用于汽车制造、机械加工、铁路工程等领域的冷热变形工艺。
7.磁性钢：磁性钢是一种具有较高磁导率和磁化强度的钢材，通常用于制造电动机、变压器、电子设备等。
8.切削工具钢：切削工具钢是一种用于制造切削工具的特种钢材，具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性，广泛用于生产加工行业中的各种切削工具。
总结起来，工业用钢按照不同的材料组成和用途可以分为碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、压力容器钢、特殊合金钢、冷热变形钢、磁性钢和切削工具钢等。
这些钢材在不同的工业领域中都有重要的用途，为各行各业的发展做出了重要的贡献。
机械基础 课件2 钢的分类-其它钢
造钳子的模具是哪种钢材？
4. 工具钢的牌号及应用
外卡规
钨钢铣刀
圆板牙
锯片铣刀
焊丝模具
4. 工具钢的牌号及应用
（3 ） 高速工具钢
主要用于制造中、高速切削刃具的高碳高合金钢。
牌号：碳的含量不表示。如W6Mo5Cr4V2Al、W18Cr4V等。
中心钻
铣刀
钻头
5.特殊性能钢
凡具有特殊的物理、化学性能的钢，称为特殊性能钢。 常用的有不锈钢、耐热钢和耐磨钢。
球状 球墨铸铁
蠕虫状 蠕墨铸铁
7. 铸铁
1）灰铸铁 牌号：HT+三位数字表示，如HT100、HT150等。
应用：制造承受压力和震动件，如床身、箱体、壳体等。
重型机床床身(HT-250)
大型船用柴油机汽缸体(HT-300)
7. 铸铁
2）球墨铸铁 牌号：QT+两组数字组成 ，如QT700-2 等。 应用：曲轴、轧辊、井盖、排气管等。
技能目标： • 学会钢材、铸铁的选用。
素养目标：
• 培养较好的机械素养，具备技术交流与合作的能力； • 养成遵守机械规范的实践习惯； • 养成善于动脑，勤于思考，及时发现问题的学习习惯。
提纲
1、低合金结构钢 2、合金结构钢 3、专用结构钢 4、工具钢 5、特殊性能钢 6、铸钢 7、铸铁 8、钳子的下料
1. 低合金高强度结构钢的牌号及应用
➢ 牌号: Q+数字+质量等级 ，如Q345、420、Q460等
应用：适于焊接的低碳低合金工程结构用钢 ， 如：建筑、桥梁、船舶、车辆、压力容器等结构件。
南京长江大桥Q345建造
国家体育馆“鸟巢”Q460E建造
• 与碳素结构钢的区别：强度大，需加入一定合金元素如Mn, Cr等。
钢材基本知识幻灯片
f.防腐耐酸型：含铬量》12.5%的模具钢,如420 类S136，S-Star，LKM2316等。
LKM
•user@domain
5
P20/P21塑模钢
• P20系列常用钢种: W2311,W718,LKM638,LKM2311/2312,LKM738,PX88 ,LKM2711,FINKL P20 HH...
上使用。
LKM
•user@domain
9
热处理概要
• 模具材料的性能是由模具材料的成分和热处理后的组织所决定 的。影响热处理的因素主要有： 加热速度，加热温度，保温时间，冷却速度。
• 一般热处理： 退火 淬火 回火 正火 调质处理：淬火+高温回火
• 每一钢种均有其特定的热处理工艺。对模具钢而言，热处理是 非常重要的环节。
• S45C,S50C或55锻件一般以退火态供货,硬度约HB170~220. 其 内部存在结构应力,故对板件开框或行位时出现应力释放,将导致 板件变形.
• 对轧板而言,当板厚>250mm时内部出现砂孔的可能性很大,视 客户的要求决定是否使用该板件.
LKM
•user@domain
3
模具钢概要
• 模具钢依其用途和使用条件而分为塑料模 具钢，热作模具钢和冷作模具钢。
合金元素以得到不同特性的钢材即为合金钢.
• 钢中常见元素有：C，Si，Mn，P，S
• 为得到不同的最终使用性能,钢中还加入其 它合金元素，如Cr，W，V，Ni，Mo…….
• 钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类, 模具钢是一类合金钢。
LKM
•user@domain
第六章__工业用钢
第六章工业用钢第一节钢的分类及编号一、钢的分类0、按化学成分分2、按质量分钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
1、分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢.2、根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：3、按冶炼方法分4、按金相组织分5、按用途分二、钢的编号4、我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。
5、采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母.常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号（GB/T 221—2000）6、1、碳素结构钢和低合金高强度钢7、Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号8、Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa；9、质量等级符号为A、B、C、D、E。
由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。
10、低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。
如Q345C。
11、根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如16Mn。
12、2、优质碳素结构钢13、牌号用两位数字表示。
14、这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。
15、如45钢—平均含碳量为万分之四十五（即0.45%）的优质碳素结构钢。
16、*说明：17、①含Mn量为0.7~1.0%时，在两位数字后加元素符号“Mn”，如40Mn。
18、3、合金结构钢和合金弹簧钢19、两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素百分含量数字+……20、当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量；21、当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5 ……等数字。
如20CrNi3。
22、高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。
工模具用钢ppt演示课件(76页)
矛盾 性质、数量、形态和分布。
一般含0.6~1.3%C→M+足够数量K。M硬度
高、切断抗力较高、耐磨性好。
成分
Cr、W、Mo、V等：↑淬透性、耐磨性和热
组织
稳定性；
Mn、Si辅助加入： ↑淬透性，回稳性；
第二相K →球状、细小、均匀分布。
4.1 概述
4.1 概述
2、工具钢基本性能及检测方法
4.1 概述
第4章 工模具用钢
4.1 概述
工具钢成分与性能特点，基本性能及检测方法
4.2 碳素钢及低合金刃具钢 4.3 高速钢
合金元素作用，碳化物，高速钢热处理
4.4 冷作模具钢
低合金模具钢，高铬和中铬模具钢，新型模具钢
4.5 热作模具钢
热锤锻模具钢，热挤压模具钢，压铸模具钢
4.6 其他类型工具用钢
4.1 概述
强烈阻一碍部回分火M时6C马型氏碳体化中物碳溶原入子奥析氏出体，提高回火
淬
稳定性，在600℃回火时，仍为过饱和固溶体，具有 高的红硬性。
火
具回有火高时的在红马硬氏性体和中耐弥磨散性析。出W2C，造成二次硬化，
加
热
一部分M6C型碳化物未溶入奥氏体
时
强烈阻止奥氏体晶粒长大。保证淬火加热采用12
20~1310℃的高温，使足够数量的碳化物溶入奥氏体，
（M2）。 （3）Co系高速钢：W18Cr4VCo5，W6Mo5Cr4V2Co8。红
红硬性高、切削性能好。 （4）超硬高速钢：W6Mo5Cr4V2Al。具有65~70HRC高硬
度、高红硬性特点，成本比钴高速钢高。 钨系和钨钼系称为通用型高速钢，而把其他类型称为高性 能或特殊用途高速钢。
4.3 高速钢
机械工程材料 第五、六章 工业用钢和铸铁
相当于是在Q235的基础上多添加了0.6～0.8%的 Mn。 3应用 桥梁钢构、船用钢板、车用钢板等。
5-3
南京长江大桥中的钢结构
上海卢浦大桥
5-3
5-3
“利丰南海”—2005年温州地区造 船企业在本土建造的第一艘万吨级 （11000T）国际航线集装箱船
温州船舶建造企业制造—2.3万吨散货 船瑞盛10号，2007年12月25日上午在乐清市 七里港顺利下水
5-1
合金工具钢
用“数字＋元素符号＋数字”表示
例：
9 Mn 2
表示该钢含有钒元素，平均wV小于 1.5% 表示该钢含有锰元素，平均wMn为2%
V
表示wC的千分之几
滚动轴承钢
用“G＋数字”表示
例： G
Cr 1 5
表示该钢含有铬元素，平均wCr为1.5%
“滚动轴承钢”的汉语拼音字头
5-1
不锈钢
第五章 工业用钢
钢的分类、编号、杂质元素 结构钢、工具钢、特殊性能钢
5-1
钢 ：以铁为主要元素，碳一般在2.11%以下并含有其他元素的材料
工业用钢中的元素： 主要元素：碳； 常存元素：锰、硅、硫、磷； 偶存元素：铜、钛、钒、稀土元素； 隐存元素：氧、氢； 合金元素：铬、镍、钨、钼、钒、钛、锰、硅、铜、磷 等。 （Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Al、Cu、Co、 N、B、RE；）
wMn对区的影响
wCr对区的影响
5-2
3、合金元素对钢的热处理的影响
①对奥氏体化的影响 除Ni、Co外，大多数合金元素都延缓钢的奥氏体化过程。 它们阻碍C、Fe的扩散，因此合金钢的A化温度较高、时间较长。 ②对奥氏体晶粒度的影响 除Mn外，几乎所有合金元素都细化晶粒。 以碳化物的细化晶粒效果最显著，阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。 ③对钢的淬透性的影响 除Co外，大多数合金元素，都提高淬透性。 ④对钢的回火稳定性的影响
钢的分类及用途
①中、高碳（0.45～0.9%）；
②加Si→σe↑及（σs/σb）↑； ③加Mn、Si、或Cr→淬透性↑；
④加Mo、W、V细化晶粒（重要弹簧）。
•热处理：
淬火＋中温回火，回火屈氏体 42～48HRC。
•常用钢种：
表8
65；65Mn；60Si2Mn；50CrV。
5、 其它结构钢 ⑴易切削钢：
加S、Pb、Ca、P等（减摩、易断屑等），提高切削加 工性，强度次要。 ⑵铸钢（铸钢件）： •特 点：直接铸造成零件的结构钢，用于形状复杂、
表6
(2)合金调质钢
•用途及性能特点：
高强度（承受较大负荷）及高韧性（防止断裂事故）的
重要零件（如机床主轴）具有良好的综合力学性能。
•合金化原则：
①中碳（0.30～0.5%），保证热处理后足够强度，又不致
太脆。
②加淬透性元素（Cr、Ni、Mn、Si、B），保证大截面
均一的性能。
③细化晶粒元素（V、W、Mo等）。
1、 碳素结构钢（carbon structural steel） •保证力学性能：一般用途；以型材（棒、板、型钢）供
应。 •组 织 状 态：轧后空冷、F+P；不再热处理。
•典 型 牌 号：Q235。 表3
2、低合金高强度钢（HSLA）
•添加少量合金元素（Nb、V等）起各种强化作用。 •用于重要工程结构（桥梁、压力容器等），能减轻自 重、降低成本等。 •典型牌号：Q295、Q420等。
。 ②加提高淬透性元素，Cr、Mn、Ni、B等，保证心部良
好强韧性。 ③加V、Ti、W等，阻止渗碳时晶粒长大。
•热处理特点：一般渗碳后预冷、直接淬火＋低温回火 (≥55HRC)。
•常 用 钢 种：低淬透性15(20)、20Cr； 中淬透性20CrMnMo、20MnTiB； 高淬透性18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4。
机械工程材料教学课件第7章常用金属材料
7.3 合金钢
（2）形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素：常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等（按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列），它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体， 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低，一般不超过0.2%，合金
元素的含量不超过3%，因含碳量较低，所以其塑性、韧性和焊接 性能较好，此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等，其中以Mn最为常用。
C：在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要 0.01~0.02％，所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中，它能够增加钢的强度和硬度， 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显，[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显，]特别是在低温时，它使钢材显著 变脆，这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏，含磷越高，冷脆性越大，故钢中对含磷量控制较严，所以一般 说磷也是有害元素。
Mn：Mn/C比值越高，越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度，有利于针状铁素体的形核；另外，在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化，可以抵消晶格效应的强度损失。
钢材种类_精品文档
钢材种类随着现代工业的发展，钢材作为一种重要的建筑材料，广泛应用于各个行业。
钢材具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等优点，因此深受市场欢迎。
在建筑、制造业、汽车工业等领域，钢材种类繁多，具有不同的特点和用途。
本文将介绍几种常见的钢材种类。
1. 结构钢结构钢是一种常见的钢材种类，用于建筑、桥梁、机械制造等领域。
结构钢通常分为普通碳素结构钢和合金结构钢两种。
普通碳素结构钢主要由铁和碳组成，通常具有较高的强度和韧性。
合金结构钢则通过添加其他元素来改变钢的化学成分，以提高其性能。
2. 不锈钢不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的钢材种类，其主要成分是铁、铬和镍。
不锈钢在工业生产中被广泛应用于制造各种设备和容器，如厨具、化工设备、医疗器械等。
不锈钢具有耐高温、耐腐蚀、美观耐用等特点，因此深受消费者的喜爱。
3. 耐热钢耐热钢是一种能够在高温下长时间保持其力学性能的钢材种类。
耐热钢通常在高温环境中使用，如炼钢、炼铁炉等。
耐热钢具有较高的耐高温性能、抗氧化性和抗腐蚀性能，能够在严酷的高温环境下长时间工作。
4. 弹簧钢弹簧钢是一种专门用于制造弹簧的钢材种类。
弹簧钢通常具有较高的弹性模量和较好的韧性，能够在受到压力或拉力的情况下保持形状不变。
弹簧钢在汽车工业、机械制造等领域得到广泛应用，如悬挂弹簧、发动机阀簧、车门弹簧等。
5. 高速钢高速钢是一种用于制造切削工具的特殊钢材种类。
高速钢具有较高的硬度、耐磨性和高温下的硬度保持性能。
它被广泛应用于金属切削加工中，可用于加工钢材、铸铁、铝合金等材料。
高速钢的切削工具包括刀具、铣刀、锯片等。
6. 特殊钢特殊钢是一类具有特殊用途的钢材种类，根据具体的用途可以分为多个子类。
例如，冷作模具钢被广泛用于制造模具和模具零件，以及塑料注射模具中；热作模具钢用于生产压铸模具、热压模具等；不锈粉末冶金钢用于高性能零件的制造；高硬度耐磨割灭钢用于制造割草机刀片等。
综上所述，钢材作为一种重要的建筑材料，其种类繁多，具有不同的特点和用途。
工业用钢
第一节 钢材及其生产过程
一、钢铁材料的生产过程 铁矿石 生铁 钢钢锭） 铸铁
1、生铁的冶炼
原料：铁矿石 燃料：焦炭 熔剂：石灰石 设备：高炉
型材
（钢板、型 钢、钢管）
2、钢的冶炼
原料：生铁、废钢 燃料：焦炭
轧制、挤压、拉 拔、锻造等压力 加工方法
熔剂：石灰石；氧化剂，脱氧剂 设备：电弧炉
第5章 工业用钢
合金工具钢的种类及牌号
(1) 低合金刃具钢 （如：9SiCr 、9Mn2V） 最高工作温度不超过300 ℃。 ① 高碳：碳质量分数为0.9%--1.1%，以保证高硬度和高耐磨性。 ② Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬透性，Si还能提高钢的回火稳定性； W、V能提高硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持细小的晶粒。
第5章 工业用钢
2、合金量具钢
用途：量具用钢用于制造各种测量工具，如卡尺、千分尺、块规。 螺 纹 规
游 标 卡 尺
千 分 尺
性能要求：(1) 高硬度（大于56 HRC）和高耐磨性； (2) 高尺寸稳定性，在存放和使用过程中，尺寸不发生变化。
第5章 工业用钢
3、合金模具钢
合金模具钢按其用途分为冷作模具钢和热作模具钢两大类。 冷作模具钢 用途：冷模具用于制造 各种冷冲模、冷镦模、冷挤 压模和拉丝模等，工作温度 不超过200 ℃～300 ℃。
拨 叉
第5章 工业用钢
3、合金调质钢
含碳量为0.25%--0.5%,主加元素为Cr、Mn、Si、Ni等以提 高淬透性和强化铁素体.调质钢具有良好的综合力学性能。
曲轴
连杆
合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机 器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆等。
ch5工业用钢
钢的分类和牌号
（一）钢的分类
含碳量 低碳钢 含碳量≤ 0.3% 中碳钢 含碳量在0.3~0.6% 高碳钢 含碳量> 0.6% 普通碳素钢(WS ≤ 0.045%, Wp ≤ 0.05%) 按钢的质量 优质碳素钢 (WS, Wp ≤ 0.035%) 高级优质碳素钢(WS, Wp ≤ 0.025%) 钢 材 的 分 类 按用途分 碳素结构钢 碳素工具钢
Q195-A、F
屈服点强度不小于195MPa的A级沸腾钢
（四）应用 Q195——轧制薄板：铁桶、开关箱、防护罩等容器； 盘条：捆绑钢丝网，铆钉等 Q215——焊接钢管、地脚螺钉、螺栓、木螺钉等小五金零件 Q235——型钢 ：工字钢、槽钢、角钢等； 钢板、钢筋及车辆、锅炉上性能要 求不太高的机械零件 Q255——铆焊件、栓接结构
d) 高级优质钢号后加注“A”，特级优质合金钢加注“E”. 50CrV A 30CrMoSi E
2. 牌号举例
40 Cr
铬，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量
平均碳含量为0.40%，用万分之四十的数字表示
38 CrMoAl A
表示高级优质钢
铬钼铝，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量 平均碳含量为0.38%，用万分之38数字表示
三、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢
§2 铸
铁
铸铁是碳质量分数大于2.11％的铁碳合金。主要有铁、 碳、硅、锰、硫、磷以及其他微量元素组成，具有优 良的铸造性、切削加工性、减摩性、吸震性和低的缺 口敏感性，加之熔炼铸造工艺简单，价格低廉，所以 是机械制造业中最重要的材料之一。
一、铸铁的分类
1.灰铸铁（HT） 2.白口铁 （BT） 3.球墨铸铁（QT） 4.可锻铸铁（KT） 5.合金铸铁
机械制造基础-第5章 工业用钢
合金元素的平均含量的百分数， 小于1.5％时，不标数字。
钢的平均含碳量的万分数
2021年4月8日12时23分
7
（7）合金工具钢的牌号 数字+元素符号+数字
合金元素的平均含量的百分数， 小于1.5％时，不标数字。
用一位数字表示平均含碳量的千 分数，超过1.0％时不标。
例 9Cr2—平均含碳量为0.9％ CrWMn--平均含碳量大于1.0％
第5章 工业用钢
5.1 钢的综述 5.1.1 钢的分类、编号和成分特点 1.钢的分类 ❖ 按化学成分分：碳素钢、合金钢两大类。 ❖ 按用途分：结构钢、工具钢和特殊性能钢三
类。 ❖ 按质量分：普通钢、优质钢、高级优质钢和
特级优质钢四类。
2021年4月8日12时23分
1
2021年4月8日12时23分
2
YT5、 YT15、 YT30(数字 表示TiC含 量的百分数)
其耐热性，耐磨性均优
于YG类，但韧性较差。 TiC含量愈多，则耐热 性、耐磨性愈高，韧性
适用加工一般 钢件
愈小。
类 冶金制品
【由 WC、 TiC、
TaC （N bC） 202和1年4月8日12时23分 Co
YW1、 YW2
兼有YG、YT类的大部 分优良性能，被称为通 用合金，但价高
1）合金元素与铁作用形成固溶体
合金元素可以溶入α-Fe或γ-Fe中，形成含合金元素的铁 素体或奥氏体。合金元素的溶入，将导致铁素体或奥氏体 的晶格畸变，产生固溶强化。硅、锰、铬、镍等元素对铁 素体的强化效果显著。
2）合金元素与碳作用形成合金碳化物
大多数合金元素能与碳作用形成合金碳化物，熔点高、 硬度高、不易分解，呈颗粒状分布在晶界上，可细化晶 粒，提高钢的强度和硬度。
工业用钢 钢的分类和牌号
去应力退火、淬火+中温回火
60Si2Mn
4滚动轴承钢0.95% ~1.15%
球化退火、淬火+低温回火
GCr9 GCr15 GCr15SiMn
合金工具钢和高速工具钢
1量具刃具钢0.9% ~1.5%
淬火+Βιβλιοθήκη 温回火9SiCr CrWMn T10A3Cr13
2耐冲击工具钢中碳范围
3耐磨钢1.0% ~1.3%
水韧处理
ZGMn13
4超高强度钢屈服点在1176MPa、抗拉强度在1372MPa以上
40CrNiMo 4Cr5MoVSi
【金属工艺学】课程工业用钢钢的分类和牌号
名称
含碳量ω（C）
硫和磷含量
热处理状况
钢牌号表示举例
普通碳素结构钢
0.06% ~ 0.38%
较高
不需热处理
Q235-B.b Q235CQ235D
优质碳素结构钢
0.05% ~ 0.75%
杂质较少
需经热处理
08F45 15Mn 65Mn45A
其它专用碳素
结构钢
1易切削钢
汉字易
Y12 Y20 Y30 Y35 Y40Mn
特殊
性能
钢
1不锈钢
铬不锈钢
淬火+低温回火、淬火+回火
1Cr13 2Cr13 3Cr13Mo 7Cr17
铬镍不锈钢
1Cr18Ni9 Cr13 0Cr18Ni11Nb
2耐热钢
抗氧化钢
3Cr18Mn12Si2N 2Cr20Mn9Ni2Si2N
热强钢
15CrMo 1Cr11MoV 1Cr12WMoV
汽阀钢
钢材的用途分类讲解
钢材的用途分类讲解钢材是一种重要的建筑材料，具有高强度、耐腐蚀、可塑性好等特点，被广泛用于建筑和工业领域。
根据不同的用途，钢材可以分为以下几类。
1.结构钢：结构钢主要用于建筑和桥梁等工程项目中，用于承受荷载和传递力量。
根据不同的强度等级，结构钢可以进一步分为低合金结构钢、中碳结构钢和高强度结构钢等。
结构钢通常需要具备一定的抗拉强度、抗压强度和耐久性。
2.高速工具钢：高速工具钢通常用于制造刀具和切削工具，因为其具有良好的切削和耐磨性能。
高速工具钢通常具有高硬度、高韧性和高温强度，能够满足高速切削等特殊工艺要求。
3.不锈钢：不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，被广泛用于化工、食品加工、医疗器械等领域。
不锈钢通常添加铬、镍等元素，形成一层致密的氧化物膜，防止钢材与空气或水接触时发生氧化反应。
4.钢丝：钢丝是一种细长的金属线材，具有高韧性和承载能力，被广泛应用于建筑、交通、电力和冶金等领域。
钢丝通常可以根据形状和特性分为钢丝绳、钢丝网和弹簧钢丝等。
5.化工用钢：化工用钢通常具有优良的耐腐蚀性能和高温强度，被广泛用于石油、化工和化肥等领域。
化工用钢通常需要抵抗强酸、强碱等腐蚀介质的侵蚀，并能够在高温和高压环境下保持良好的物理性能。
6.冷轧板：冷轧板是一种通过冷轧工艺加工而成的钢板，具有较高的平整度和表面光洁度。
冷轧板广泛用于汽车制造、家电制造和建筑装饰等领域，常用于制造汽车车身板、电器外壳和建筑用装饰板等。
7.汽车用钢：汽车用钢是一种专门用于汽车制造的钢材，具有高延展性、高强度和良好的焊接性能。
汽车用钢通常根据不同的部位和用途分为热轧钢板、冷轧钢板和高强度钢板等。
8.铝镁合金钢：铝镁合金钢是一种轻质高强度的钢材，具有良好的可塑性和高耐腐蚀性能，广泛用于汽车车身制造。
铝镁合金钢通常比普通钢材更轻，能够降低整车重量，提高燃油经济性。
9.船舶用钢：船舶用钢通常需要具备良好的焊接性能、韧性和耐蚀性能，以满足船舶在不同气候和水质条件下的使用要求。
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匀，强度较低，不适于制造重要零件。
常用普通碳素结构钢的牌号、化学成分)
牌号 Q195
Q215
等级
脱氧 方法
—
F、 Z
A
F、 Z
B
化学成分（质量分数）%，不大于
C
Si Mn
较低的价
➢②合金钢
为了提高钢的性能，在碳钢基础上有意加入 一定量合金元素而得到的钢种。
含碳量对钢的组织和力学性 能的影响？
右图：自左向右，随着含碳量增
加，组织中的渗碳体（FeC3）数 随之增加,
4．按用途分
结构钢
钢 工具钢 特殊钢
工程用钢
机器用钢
刃具钢 模具钢 量具钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢
建筑工程用钢 桥梁工程用钢 船舶工程用钢 车辆工程用钢 调质钢 渗碳钢 弹簧钢 轴承钢
表6-3 优质碳素结构钢牌号和化学成分（摘自GB/T699-1999）
统一数 字代号
U20080 U20100 U20150 U20082 U20102 U20152 U20202 U20252 U20302 U20352 U20402 U20452 U20502 U20552 U20652 U20752 U20852 U21152 U21252 U21352 U21452 U21602 U21652 U21702
C
0.05～0.11 0.07～0.13 0.12～0.18 0.05～0.11 0.07～0.13 0.12～0.18 0.17～0.23 0.22～0.29 0.27～0.34 0.32～0.39 0.37～0.44 0.42～0.50 0.47～0.55 0.52～0.60 0.62～0.70 0.72～0.80 0.82～0.90 0.12～0.18 0.22～0.29 0.32～0.39 0.42～0.50 0.57～0.65 0.62～0.70 0.67～0.75
P
S
0.12 0.30 0.50 0.035 0.040
0.050 0.15 0.35 1.20 0.045
0.045
Q235 Q275
A F、 BZ
CZ
D TZ
A
F、 Z
BZ
0.22 0.20
0.17
0.035
0.045
1.40 0.040
0.035
0.24
0.045
0.21 0.045
0.22 0.035 1.50
（1）碳素结构钢
碳素结构钢是目前产量最大、使用最多的钢种，约占钢材70%。
特点：含碳量低，硫磷含量高，其塑性高、可焊性好。
热处理： 一般不用热处理，常轧制成棒、板、型钢或以钢锭供应；在某些场合可进 行正火、调质、渗碳等处理，以提高其使用性能。
（2）优质碳素结构钢 牌号：用两位数字表示，两位数字表示钢中平均含碳量万
分之几。
如45钢—平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
①若钢中含Mn量为较高（0.7-1.0%），在两位数字后加元素 符号“Mn”，如60Mn。
②对于沸腾钢和半镇静钢, 在钢号后分别加字母F和b，如 08F、10b。
③高级优质钢在钢号后加字母A，如20A。
牌号
08F 10F 15F 08 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 65 75 85 15Mn 25Mn 35Mn 45Mn 60Mn 65Mn 70Mn
0.050 0.045 0.040
0.050 0.045
CZ 0.20
D TZ
0.040 0.040 0.035
常用牌号及用途：
Q195、Q215、Q235A、Q235B等钢塑性较好，有一定强度， 通常轧制成钢筋、钢板、钢管等，可用于桥梁、建筑物等构件， 也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉及垫圈等。
Q235C、Q235D可用于重要焊接结构，如锅炉、容器等。 Q255、Q275强度较高，可轧制成型钢、钢板等，用于承受中 等载荷的零件，如转轴、链轮及螺纹钢筋等。
锰钢
钢
铬钢
按合金元素种类分 硼钢
铬镍钢
合金钢 按合金元素含量分
硅锰钢 低合金钢（wMe≤5%） 中合金钢（5%<wMe≤10%）
高合金钢（wMe>10%）
2．按冶金质量
优质钢（wS≤0.035%、wP≤0.035%） 钢 高级优质钢A（wS≤0.030%、wP≤0.030%）
特级优质钢E（wS≤0.020%、wP≤0.025%）
合金晶界的低熔点硫化物
钢中的MnS夹杂
4.P
P→溶于F，导致钢材强、硬度↑，塑、韧性↓； 特别是使钢在低温时脆性急剧增加—冷脆。
比利时阿尔伯
激
特运河钢桥因
光
磷高产生冷脆
制
性，于1938年
导
冬发生断裂坠
炮
入河中。
弹
S、P多，脆性大，有害元素； S、P有利的一面，若含量适当可提高钢的切削性能 （S≤0.05%、 P ≤0.045% ），易切削钢（改善切削加工性）。
3．按显微室温组织
钢的类别 亚共析钢 共析钢 过共析钢
含碳量（%） 0.0218～0.77
0.77 0.77～2.11
组织
铁素体（F）+珠光体（P）
珠光体（P）
渗碳体（Fe3C）+珠光体（P）
➢工业用钢指： ➢①碳钢：含碳量低于2.11%的铁碳合金。
➢特点：强度、塑性、韧性较好，又具有良好的工艺性能和 格，因而得到广泛应用（80%）。
5.气体元素 ① H： 以原子态溶解于钢中，降低韧性，引起氢脆。 当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压， 形成微裂纹，其内壁为白色，俗称白点。
钢的氢脆断口
钢中白点
6.2 钢的分类及编号
6.2.1 钢的分类
1.按化学成分
低碳钢（wC≤0.25%）
碳钢 中碳钢（0.25%<wC≤0.60%）
（非合金钢） 高碳钢（wC>0.60%）
调质处 理？
6.1.2 钢的编号 1.碳钢 （1）碳素结构钢
？ 如Q235A·F
牌号：Q屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号。
— Q表示屈服强度，单位是MPa —质量等级符合：A、B、C、D、E； 由A→E，P、S含量依次下降，质量提高。
—脱氧方法符号: 沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静钢— b；特殊镇静钢—TZ。
工业用钢钢的分类结构钢工具钢文稿演示
主要内容
6.1钢中常存杂质与合金元素 6.2钢的分类及编号 6.3 结构钢 6.4 工具钢 6.5 特殊性能钢
6.1.1 钢中常存杂质对其性能影响
1.Mn Mn溶入F和FeC3起固溶强化作用，提高钢的强度和硬度 Mn+S→MnS，降低硫的有害作用，改善钢的热加工性能。
2.Si Si溶入F起固溶强化作用，提高钢的强度和硬度，塑韧性稍 微降低
一般认为，Mn和Si为钢中的有益元素。
3. S
以FeS的形式存在，使钢的塑性变差； FeS+Fe→低熔点共晶体（985OC）分布在晶界上； 在热加工（ 1000-1200OC ）时共晶体熔化 →导致钢材沿晶界开裂—“热脆”。
Mn与S形成MnS(1620℃）,粒状分布在晶内。