碳素钢与合金钢 (2)
金属材料
铸铁
概述
1) 铸铁的石墨化过程 2) 铸铁的特点及分类
常用铸铁
1) 灰铸铁 2) 可锻铸铁
3) 球墨铸铁
4) 蠕墨铸铁
铸铁
铸铁是含碳量大于2.11%并含
有较多硅、锰、硫、磷等元素
的多元铁基合金。
铸铁具有许多优良的性能及生
产简便、成本低廉等优点，因
而是应用广泛。
铸铁的石墨化过程
铸铁中的碳原子析出
热处理特点:固溶处理;稳定化处理;消除应力退火，不能
进行热处理强化
用途: 化工容器、管道等。
不锈钢
4. 奥氏体和铁素体双相不锈钢
典型钢号0Cr26Ni5Mo2 等。这类钢是在18-8型钢的 基础上，提高铬含量或加入其它铁素体形成元素，其 晶间腐蚀和应力腐蚀破坏倾向较小，强度、韧性和焊 接性能较好，而且节约Ni，因此得到了广泛的应用。
套汽 缸
灰铸铁件
可锻铸铁
石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁经石墨化退火获得的。
组织
基体(F、P)＋团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又 称黑心可锻铸铁。
性能
强度为碳钢的４0~７0%，接近 于铸钢。名为可锻，实不可锻。
可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
球墨铸铁
石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到。
管道等。
不锈钢
3. 奥氏体型不锈钢
牌号: 0Cr18Ni9(18-8型)、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti 化学成分特点: Wc = 0.08～0.14% WCr=17～19% WNi=8～11% Cu、Ti、Mo等
耐蚀性很好。钢中常加入Ti或Nb，以防止晶间腐蚀。这类钢强度、 硬度低，无磁性， 塑性、韧性和耐蚀性均较Cr13型不锈钢更好。
碳素钢和低合金钢的定义
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，指含炭量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；按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢；按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（T Z）；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）和特级优质钢。
一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。
按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。
合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。
原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。
在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。
在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不同之处。
①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。
美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。
碳钢的分类
（5）按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢、电炉钢； 分酸性和碱性。
说明：一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。
三、碳钢的牌号及表示方法
①普通碳素结构钢
现行标准规定表示方法为：Q×××-××。
Q=屈服点的汉语拼音第一个字母，×××为钢的屈服强度值（单位MPa）第三部分×是质量等级，分为A、B两级，其中B级质量优于A级，第四部分是脱氧方法。有F、b、Z沸腾钢，半镇静钢，镇静钢。
②优质碳素钢（含硫量≤0.040％、含磷量≤0.040％）
③高级优质碳素钢（含硫量≤0.030％、含磷量≤0.035％）
（3）按用途可以把碳钢分为
①碳素结构钢 ，主要用于制做各种工程结构件和机器零件，一般为低碳钢。
②碳素工具钢，主要用于制做各种刀具、量具、模具等，一般为高碳钢。
（4）按脱氧方法可分为
其中它们的碳的质量分数分别为低<0.25%,中=0.25%~0.60%,高>0.60%,按主要质量等级可分为:普通,优质,特殊质量非合金钢
三
按非合金钢的用途分类可以分为:1碳素结构钢2碳素工具钢
2.低合金钢
合金元素总量小于3.5%的合金钢叫做低合金钢.低合金钢是相对于碳钢而言的,是在碳钢的基础上,为了改善钢的一种或几种性能,而有意向钢中加入一种或几种合金元素.加入的合金量超过碳钢正常生产方法所具有的一般含量时,称这种钢为合金钢.当合金总量低于3.5%时称为低合金钢.合金含量在3.5-10%之间称为中合金钢;大于10%的称为高合金钢.
钢按化学成份分为非合金钢，低合金钢，合金钢
1.非合金钢
非合金钢
一钢是以铁为主要元素,碳的质量分数一般在2.11%以下,并含有其它元素,
碳素钢和合金钢分类
1% C2% C3% NhomakorabeaC
4% C 5% C
（1）按Fe-Fe3C相图分类 亚共析钢：
0.0218%≤wc≤0.77% 共 析 钢：
wc =0.77% 过共析钢：
0.77%＜wc≤2.11%
（2）按钢中碳含量的多少 分类
低碳钢： wc ≤0.25% 中碳钢：0.25%＜wc≤0.6% 高碳钢： wc＞0.6%
• 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。
2．合金工具钢
• 表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其 平均碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当 其平均碳的质量分数小于1%时，则牌号前的数字 表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示 方法与合金结构钢相同。由于合金工具钢都属于 高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。
• 如9SiCr 表示平均碳的质量分数为0.9%左右，铬、 硅各为1%左右。
• 高速工具钢不论碳的平均质量分数为多少均不予 标出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、 CW6Mo5Cr4V2 等，但当合金成分不相同时，对 高碳者牌号前冠以“C”字。
• 低铬（平均铬含量小于1%）的合金工具钢，在铬 含量前加数字“0”。例如：平均含铬量为0.60% 的合金工具钢，其牌号表示为“Cr06”。
（2）合金工具钢： 刃具钢（低合金刃具钢和高速 钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具 钢）。
（3）特殊性能钢 ：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、 耐磨钢和易削钢等。
3．按金相组织分类 （1）按退火后的组织分：亚共析钢、共析 钢、过共析钢、莱氏体钢。 （2）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、
贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。 4．按冶金质量分类 （1）普通低合金钢 （2）优质低合金钢 （3）高级优质合金钢 （4）特高级优质合金钢
常用金属材料的热膨胀系数表
常用金属材料的热膨胀系数表YD100STFEGUIDE 的长度计算:线膨胀系数8.3X10(-5 )1.区分Ａ：瞬间热膨胀系数长度△L=(d+1)×π×8.3×10^(-5)×(200-20)所以L=(d+1)×π-1.832.区分Ｂ：平均热膨胀系数槽的内径公差=d×8.3×10^(-5)×(200-20)/1 0;为槽内的多余空1000 18.903.个材料的区分如下表示 1)碳素钢、合金钢(区分1) ・碳素钢 ・ 3/4Ni-1/2Mo-Cr-V ・3/4Ni-1Mo-3/4Cr ・碳・钼钢 ・3/4Ni-1/2Mo-1/3Cr-V ・1Ni-1/2Cr-1/2Mo・ 1/2Ni-1/2Mo-V ・3/4Ni-1/2Cr-Mo-V 2)碳素钢、合金钢(区分2)・碳・硅钢 ・ 1/2Cr-1/2Mo ・1Cr-1/5Mo-Si ・1/2Mo ・1Cr-1/5Mo-V ・1Cr-1/2Mo・1Cr-1Mn-1/4Mo ・1Cr-1/5Mo ・1・3/4Cr-1/2Mo-Cu0.15145.15 3)碳素钢、合金钢(区分3) 2.382712.4 ・碳・钼钢 ・ 1・1/4Ni-1/2Mo ・2Cr-1/2Mo ・1/2Cr-1/4Mo-Si ・1・1/4Cr-1/2Mo-Si ・3Cr-1Mo ・1Cr-1/2Mo-V 4)碳素钢、合金钢(区分4) ・Mn-1/2Mo ・Mn-1/2Mo-1/2Ni ・Mn-1/2Mo-1/4Ni ・Mn-1/2Mo-3/4Ni 水泥在1000度以上的热膨胀系数为5.8 5)碳素钢、合金钢(区分5)310S 在800度时热膨胀系数为18.5・1.1/4Ni-1Cr-1/2Mo ・2Ni-3/4Cr-1/4Mo ・3.1/2Ni ・1.3/4Ni-3/4Cr-1/4Mo ・2Ni-3/4Cr-1/2Mo 310S 在1000度时热膨胀系数为19.5・3.1/2Ni-1.3/4Cr-1/2Mo-V ・2Ni-1Cu ・2.1/2Ni ・1Cr-1/2Mo-V6)奥氏体不锈钢SS(区分1) 7)奥氏体不锈钢SS(区分2)8)奥氏体不锈钢SS(区分3)・18Cr-13Ni-3Mo ・18Cr-12Ni-2Mo ・17Cr-4Ni-Cu・18Cr-5Ni-3Mo9)奥氏体不锈钢SS(区分4) 10)奥氏体不锈钢SS(区分5)11)奥氏体不锈钢SS(区分6)・18Cr-8Ni ・18Cr-11Ni ・18Cr-10Ni-Ti・18Cr-10Ni-Cb0.45912)奥氏体不锈钢SS(区分7) 13)奥氏体不锈钢SS(区分8)14)奥氏体不锈钢SS(区分9)0.505・18Cr-9Ni-Mo-W ・22Cr-13Ni-5Mn・25Cr-12Ni・23Cr-12Ni・25Cr-20Ni15)奥氏体不锈钢SS(区分10) 16)奥氏体不锈钢SS(区分11)・(660)26Ni-15Cr-2Ti ・28Ni-19Cr-Cu-Mo17)马氏体不锈钢SS(区分 ・12Cr ・12Cr-1Al ・13Cr ・13Cr-4Ni18)马氏体不锈钢SS(区分2) 19)马氏体不锈钢SS(区分3)・17Cr ・27Cr20)高镍合金(区分1) 21)高镍合金(区分2)22)高镍合金(区分3)・Ni-Cr-Fe(NCF600) ・Ni-Fe-Cr(NCF800,NCF800H)・Ni-Fe-Cr-Mo-Cu(NCF825,GNCF2種及び３23)高镍合金(区分4) 24)高镍合金(区分5)25)高镍合金(区分6)・Ni-Cr-Mo-Cb(NCF625,GNCF1種) ・Ni-Fe-Cr-Mo-Cb(NCF718)・Ni-Cr(NCF750)。
压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板
压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板压力容器是一种用于封闭和承受高压气体或液体的设备。
在设计和制造压力容器时，选择适当的材料对于保证容器的安全性和可靠性至关重要。
碳素钢和低合金钢是两种常用的材料，在厚钢板领域有着广泛的应用。
碳素钢是指含有碳元素的钢材，其碳含量在0.08%-2.0%之间。
由于碳素钢具有良好的可焊接性、可加工性和低成本等优点，因此在一些低压和中压容器的制造中广泛应用。
碳素钢具有较高的强度和硬度，并且能够承受一定的压力和温度。
同时，碳素钢还能够抵抗一些腐蚀性介质的侵蚀，具有较好的耐久性。
因此，在一些常规应用场景中，碳素钢是一种性价比很高的材料选择。
低合金钢是指含有一定数量的合金元素（如铬、镍、钼等）的钢材。
这些合金元素能够提高钢材的硬度、强度和耐腐蚀性能，从而使钢材具备更高的承压能力和耐久性。
低合金钢通常具有较高的强度和韧性，因此在一些高压容器和要求较高承压能力的容器中被广泛应用。
与碳素钢相比，低合金钢的成本较高，但在一些特殊工况和需求较高的领域，低合金钢具有不可替代的优势。
无论是碳素钢还是低合金钢，对于压力容器的生产和使用来说，关键在于正确的材料选择和合理的设计。
在实际应用中，需要根据容器所承受的压力、温度和介质性质等因素来选择合适的材料。
同时，还需要根据设计标准和规范进行合理的计算和选择，以确保容器的安全运行。
总之，碳素钢和低合金钢是压力容器材料的常见选择。
碳素钢具有良好的可焊接性和可加工性，适用于一些低压和中压容器的制造；低合金钢则能够提供更高的承压能力和耐久性，适用于一些高压容器和特殊工况的需求。
在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择，并按照标准和规范进行设计和制造，以确保容器的安全性和可靠性。
压力容器是在工业生产中广泛使用的一种设备，承载着重要的作用，可用于贮存和输送各种液体、气体或者气液两相的物质。
由于其工作环境特殊，容器内部所受的压力远大于常压，因此压力容器的制造材料对于其的安全性和可靠性至关重要。
碳素钢和合金钢
碳素钢和合金钢
碳素钢和合金钢是两种常见的钢材类型，它们的主要区别在于含碳量和其他合金元素的含量。
1. 碳素钢：碳素钢是指含碳量在0.0218%至
2.11%之间的钢材。
碳素钢中的碳含量较高，这使得它在锻造和焊接等加工过程中具有良好的性能。
碳素钢的种类繁多，包括碳素结构钢、碳素工具钢等。
2. 合金钢：合金钢是指在碳素钢的基础上，添加了其他合金元素（如锰、硅、铬、镍、钼、钨等）的钢材。
这些合金元素可以提高钢材的强度、硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能。
合金钢的种类也非常丰富，包括合金结构钢、合金工具钢、高速钢、不锈钢等。
在钢铁行业中，碳素钢和合金钢的用途和性能取决于它们的具体成分和生产工艺。
例如，碳素结构钢通常用于制造机械零件和结构件，而合金工具钢则用于制造刀具、模具等。
钢的分类与编号
第二节钢的分类与编号工业用钢按化学成分分为碳素钢(简称碳钢)和合金钢两大类。
碳钢是含碳量小于2．11％的铁碳合金。
钢中除铁、碳之外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。
由于碳钢价格低廉、便于获得、容易加工、具有较好的力学性能，因此得到了极广泛的应用。
但是，随着现代工业和科学技术的发展，对钢的力学性能和物理、化学性能提出了更高的要求。
碳钢即使经过热处理也不能满足要求，从而就发展了合金钢。
所谓合金钢就是为了改善和提高碳钢的性能或使之获得某些特殊性能，在碳钢中特意加入某些合金元素而得到的多元的以铁为基的合金。
由于合金钢具有比碳钢优良的特性，因而用量比率逐年增大。
钢的分类钢的分类方法很多，常用的有以下几种。
1．按用途分类按用途可把钢分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。
结构钢又可分为工程用钢(如建筑工程用钢、桥梁工程用钢、船舶工程用钢、车辆工程用钢)，机器用钢(如调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢、耐磨钢)。
工具钢根据用途不同，可分为刃具钢、模具钢、量具钢。
特殊性能钢可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
2．按化学成分分类按钢的化学成分分为碳素钢及合金钢。
碳素钢又按含碳量分为低碳钢(wc≤0．25％)、中碳钢(wc＝0．25％一0，60％)、高碳钢(Wc>0．60％)。
合金钢按合金元素总含量分为低合金钢(凹Wme<5％)、中合金钢(Wme＝5％一10％)、高合金钢(Wme>10％)。
另外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬钼钢、铬锰钛钢等。
3．按质量分类主要按钢中的有害杂质磷、硫含量来分类。
可分为普通钢(Wp≤0．045％，Ws≤0.05％)、优质钢(Wp．Ws均《0．035％)、高级优质钢(Wp， ws均《0.025％)。
4．按冶炼方法分类可按炉别分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。
按脱氧程度可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。
5．按金相组织分类钢的金相组织随处理方法不同而异。
按退火组织分为亚共析钢、共析钢、过共析钢。
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。
第三节 铁碳合金和合金钢概述2
热处理：热轧空冷
组织：S＋F 热连轧钢板
钢桥梁
建筑构件
多边型角钢
钢筋、螺纹钢
螺钉、铆钉
（2）优质碳素结构钢 分为普通锰含量钢和较高锰含量钢。 （a）普通锰含量钢： 碳含量用两位数字表示，以0.01％为单位， 如45钢，含C量为 45 / 10000 = 0.45 % 。 （b）较高锰含量钢： 碳含量用两位数字表示，以0.01%为单位，后面 加汉字“锰”或化学符号“Mn”。 如45锰或45Mn钢。
钢牌号： 40钢 平均Wc0.40% 40Mn钢 WMn0.7 ~1.0% 平均Wc0.40%
较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。 热处理：渗碳、淬火、回火等。
齿轮
弹簧 汽车曲轴
（3）碳素工具钢
牌号 : “碳”或T＋碳含量（千分之几表示)+ 符号 T10A钢
高级优质wS ≤ 0.020 % ，wP ≤ 0.030 %
钢中平均V含量Wv < 1.5％，Cr含量 WCr＝ 4％，W含量Ww＝18％ 含碳量未标，但平均Wc 为0.7 ~ 0.8％
另外， 还有W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）等
（3） 特殊性能合金钢 原则：钢中平均含碳量 Wc 以千分之几表示。 合金元素平均含量WMe以百分之几表示。
例1： 1Cr18Ni9Ti——奥氏体不锈钢
结构钢（主要用于工程构件、机器零件）
工具钢（主要用于刀具、量具、模具）
（二）钢的编号 1、碳钢的编号 (1)普通碳素结构钢 （a） 甲类钢：按力学性能供应 表示方法： 甲1（A1）、甲2（A2）……甲7（A7） 强度（s、b） 塑性（、） 升高 下降
注意：由于不保证化学成分，所以热处理时不能 依甲类钢来选材，应依乙类钢选，才能根据相图 制定热处理工艺。
合金钢碳素钢
合金钢碳素钢
合金钢和碳素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。
本文将从合金钢和碳素钢的定义、特点、应用等方面进行介绍。
合金钢是一种含有其他元素的钢，通常是铬、镍、钼、钴、钒等元素。
这些元素的加入可以改变钢的性质，如提高硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。
合金钢的强度和硬度比碳素钢高，因此在制造高强度零件和机械零件时广泛应用。
例如，汽车发动机的曲轴、齿轮、轴承等都是用合金钢制造的。
碳素钢是一种含有碳元素的钢，通常含有0.05%至2.0%的碳。
碳素钢的强度和硬度较低，但具有良好的可塑性和可焊性。
碳素钢广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶等领域。
例如，建筑中的钢筋、汽车的车架、机械的轴承等都是用碳素钢制造的。
合金钢和碳素钢的区别在于合金钢中含有其他元素，而碳素钢只含有碳元素。
这些元素的加入可以改变钢的性质，使其具有更好的性能。
例如，铬元素可以提高钢的耐腐蚀性，钼元素可以提高钢的硬度和强度。
总的来说，合金钢和碳素钢都是重要的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
选择合适的材料可以提高产品的性能和质量，从而更好地满足人们的需求。
02建筑钢材
★E越大说明：应力一定，产生的弹性变形越小。 ★它是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。
第2章 建筑钢材
2、强度 （1）屈服强度
屈服过弹性极限σp后，应力在B上至B下小范围内波动，
而应变迅速增长。应力与应变不再成比例，如果卸去外力已出现塑性变 形。
★ 屈强比越小，钢材在受力超过屈服点工作时的可靠性越大，结构
愈安全。但如果屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费。 常用碳素钢的屈强比为0.58～0.63，合金钢为0．65～0．75。
第2章 建筑钢材
2、强度
（3）疲劳强度
★ 钢材在交变应力（荷载）的反复作用下，往往在应力远小于其抗拉 强度时就发生破坏，这种现象称为疲劳破坏。
（1）普通质量钢；（2）优质钢；（3）高级优质钢；
第2章 建筑钢材
2.1.6
钢材按用途分为三大类：
（1）结构钢：建筑结构工程中最常用的钢种是碳素结构钢 和低合金高强度结构钢； （2）工具钢：用于各种切削工具的钢；
（3）特种钢：具有特殊性能的钢，如耐酸钢、耐热钢、不 锈钢等；
第2章 建筑钢材
2.1.7 建筑钢材按用途分为两大类：
第2章 建筑钢材
（2）镇静钢：
定义：
用必要数量的硅、锰和铝等脱氧剂进行彻底脱氧而得 到的钢；
名称的由来：
由于钢水脱氧充分，在浇注钢水的时候钢水能够平静 凝固，因此叫做镇静钢；
镇静钢的特点： 结构致密，成分均匀，性能稳定，是质量较好的钢种， 但是产品率低，且成本较高；
第2章 建筑钢材
（3）半镇静钢：
第2章 建筑钢材
2.1.1 按冶炼方式分为三大类 （1）转炉钢；（2）平炉钢；（3）电炉钢 （2）平炉钢：
钢碳钢和合金钢
钢碳钢和合金钢 Written by Peter at 2021 in January碳素钢1.概述钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
合金钢的分类方法有多种，常见的有以下两种。
（1）按用途分类分为三类：合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的机械零件和工程构件；合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的刃具、量具和模具；特殊性能钢，具有特殊物理和化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
（2）铵合金元素总含量多少分类分为三类：低合金钢，合金元素总含量小于5%；中合金钢，合金元素总含量为5%～10%；高合金钢，合金元素总含量大于10%。
2．合金钢牌号的表示方法合金钢是按钢材的含碳量以及所含合金元素的种类和数量编号的。
①钢号首部是表示含碳量以及所含合金结构钢与碳素结构钢相同，以万分之一的碳作为单位，如首部数字为45，则表示平均含碳量为0.45%；合金工具钢以千分之一的碳作为单位，如首部数字为5，则表示平均含碳量为0.5%。
②在表示含碳量的数字后面，用元素的化学符号表示出所含的合金元素。
合金元素的含量以百分之几表示，当平均含量小于1.5%时，只标明元素符号，不标含量。
如25Mn2V，表示平均含碳量为0.25%，含锰量约为2%，含钒量小于1.5%的合金结构钢。
又如9SiCr，表示平均含碳量为0.9%，含硅、铬都少于1.5%的合金工具钢。
③对于含碳量超过1.0%的合金工具钢，则在牌号中不表示含碳量。
如CrWMn钢，表示含碳量大于1.0%并含有铬、钨、锰三种合金元素的合金工具钢。
但也有特例，高速钢的含碳量小于1.0%，牌号中也不表示含碳量。
合金钢的类别与牌号
碳素钢、合金钢的类别以及牌号一、碳素钢的分类、合金钢的分类碳素钢：含碳量大于0.0218%,小于2.11%的碳素合金钢。
1、碳素钢的分类：1）按含碳量分：低碳钢（含碳量小于0.25%)、中碳钢（含碳量0.25%----0.60%)、高碳钢（含碳量大于0.60%）2）按用途分：结构钢（含碳量小于0.70%）、工具钢（含碳量大于0.70%）3）按质量（硫、磷含量大小）分：普通钢、优质钢、高级优质钢。
2、合金钢的分类按用途分：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢按合金含量分：低合金钢（小于5％）、中合金钢（5％－－10％）、高合金钢（大于10％）。
二、碳素钢、合金钢的牌号产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。
当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。
1、碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大类。
通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”。
屈服点数值(单位为MPa)和规定的质量等级、脱氧方法等符号，按顺序组成牌号。
例如：碳素结构钢牌号表示为：Q235AF，Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C，Q345D。
碳素结构钢的牌号组成中，镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略，例如：质量等级分别为C 级和D级的Q235钢，其牌号表示应为Q235CZ和Q235DTZ，但可以省略为Q235C和 Q235D专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和表1中规定的代表产品用途的符号等表示，例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；耐候钢其牌号表示为：Q340NH。
根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(以万分之几计平均含碳量)和标准的元素符号组成；专用低合金高强度结构钢的牌号，除一般组成外，尚应加写表1中规定代表产品用途的符号。
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5）不锈钢与耐热钢
钢牌号前面数字表示碳质量分数的千倍，其它元素标注与合金结构钢相同 例如3Crl3钢，表示平均c＝0.3％，平均Cr＝13％。
5.2钢中常存杂质元素的影响
1、硅的影响
硅能溶于铁素体，使铁素体强化，从而提高钢的强度。作 为杂质元素时，其硅的质量分数一般不超过0.5%，一般为 Si＜0.4%。硅在钢中是有益之素，但当含量不多作为杂 质存在，对钢的性能影响不大。
3）滚动轴承钢
在牌号前面加“G”，后面数字表示铬的质量分数的千倍， 其碳的质量分数不标出。
•铬轴承钢中若含有除铬外的其它合金元素时，这些元素的表示方
例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数Cr＝1.5％的滚动轴承钢。
法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢，但牌号后不 加“A”。
4）合金工具钢
• 合金钢 按钢中主要合金元素种类不同，又可分为锰钢、铬钢、硼钢、 铬镍钢、铬锰钢等。
2）按钢的冶金质量和钢中有害杂质元素硫、磷的含量分类 • 普通质量钢 (s=0.035%～0.050％，p=0.035％～0.045％) • 优质钢 (s、p均≤0.035％) • 高级优质钢 (s =0.020％～0.030％，p＝0.025％～0.030％) • 特级优质钢 (s≤0.015％，p≤0.025％)
•当c＜1％时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍 •当碳的质量分数≥1%时，则不予标出
合金元素的标注与合金结构钢相同
•高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金
工具钢及高速工具钢都是高级优质钢，所以它的牌号后面也不必再标 “A”。
例如Cr12MoV钢，其平均碳的质量分数为c=1.45％～1.70%，所以 不标出；Cr的平均质量分数为12％，Mo和V的质量分数都是小于 1.5%。又如9SiCr钢，其平均c=0.9％，平均Cr均＜1.5％。
2、锰的影响
在室温下，锰溶于铁素体，使铁素体强化，也能溶于渗碳 体，提高渗碳体硬度，对钢有一定强化作用。锰在钢中作 为杂质元素时，Mn＜0.8%，它是一种有益元素。
第5章 碳素钢与合金钢
钢按化学成分可分为碳素钢(简称碳钢)和合金钢。碳钢以 铁、碳为其主要成分，含有少量锰、硅、硫、磷等常存杂 质元素。由于碳素钢的品种齐全、生产简单、价格低廉， 通过不同的热处理后，可获得不同的力学性能，能满足某 些工业生产的要求，但碳素钢的强度及淬透性低、红硬性 差，因而使用领域受到限制。为了改善碳钢的使用性能和 工艺性能，在冶炼时，有目的地加入一些合金之素，这类 钢称为合金钢。满足一般工程机械、普通机械零件、工具 的使用要求，因此在工业生产中得到广泛的应用。
平均质量分数的百倍。
•合金元素的平均质量分数Me＜1.5%时，一般只标明元素而不标明数
值；当平均质量分数≥1.5％、≥2.5％、≥3.5%，…时，则在合金元 素后面相应地标出2， 3，4，…。
•如果是高级优质钢，则在牌号的末尾加“A”。
例如：40Cr，其平均碳的质量分数c=0.4％，平均铬的质量分数Cr＜ 1.5％。又如：38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。
•对含较高锰的(Mn＝0.40％～0.60%)的碳素工具钢，则在数字后
加“Mn”，如T8Mn、T8MnA等。
4）铸造碳钢
其牌号用“ZG”代表铸钢二字汉语拼音首位字母，后面第一组数字为 屈服强度(单位N/mm2)，第二组数字为抗拉强度(单位N/mm2)。 例如ZG200-400，表示屈服强度σs(或σ0.2)≥200N/mm2，抗拉强度 σb≥400N/mm2的铸造碳钢件。
情况下符号Z与TZ在牌号表示中可省略。
例如Q235AF，即表示屈服点为235N／mm2、A等级质量的沸腾钢。
2）优质碳素结构钢的编号方法
其牌号用两位数字表示，两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍。 例如45钢，表示平均c =0.45%；08钢表示平均c =0.08%。 优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为两组：
5.1.2钢的编号 （1）碳钢的编号方法 1）碳素结构钢
碳素结构钢牌号表示方法由四个部分按顺序组成：
屈服点屈字的拼音字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号＋脱氧方法符号
•A、B、C、D表示质量等级，它反映了碳素钢结构中有害杂质（S、P）
含量的多少；
•F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢，一般
•普通锰(Mn＝0.25%～0.80%) •较高锰的(Mn=0.70%～1.20%)钢。
较高锰的优质碳素结构钢牌号数字后加“Mn”，如45Mn。
3）碳素工具钢
其牌号以“T”开头，后面的数字表示平均碳的质量分数的千倍
•碳素工具钢分优质和高级优质两类。若为高级优质钢，则在数字后
面加“A”字。 例如T8A钢，表示平均c =0.8%的高级优质碳素工具钢。
（2）合金钢的编号方法 1）低合金高强度结构钢
其牌号由代表屈服点的字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号
•质量等级符号（A、B，C、D、E）
例如Q390A，表示屈服强度σs＝390N/mm2、质量等级A的低合金高强度结 构钢
2）合金结构钢
其牌号由“两位数字十元素符号+数字”三部分组成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•前面两位数字代表钢中平均碳质量分数的万倍； •元素符号表示钢中所含的合金元素，元素符号后面数字表示该元素的
3）按用途分类
• 结构钢
– 工程结构用钢。它包括桥梁工程、船舶工程、车辆工程、建筑工 程用钢。属于这类钢的有碳素结构钢，低合金高强度结构钢。 – 机器零件用钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。
• 工具钢 根据用途不同，可分为刃具钢、模具钢和量具钢。 • 特殊性能钢 指具有某种特殊的物理或化学性能的钢种，用于有特殊要 求的零件或结构，如不锈钢、耐热钢，耐磨钢等。
5.1钢的分类与编号
为了便于生产、使用和管理，对品种繁多的钢必须进行分 类与编号。钢的分类方法很多，根据GB/T13304-9l（钢分 类）国家标准，同时又考虑常用钢产品分类和编号方法加 以阐述。
5.1.1钢的分类 1）按化学成分分类
• 碳素钢(新国标称为非合金钢) 按碳的质量分数又可分为：
– 低碳钢(c＜0.25%﹚ – 中碳钢(c＝0.25％～0.60％) – 高碳钢(c＞0.60％)