钢材定义及钢材分类

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1、钢材的定义及钢材分类 钢材的定义您知道钢与铁的区别吗？其实简单的说，钢材就是含碳量大于 0.025%,小于 2.11%的铁碳合金。铁是大自然赏赐给人内的恩物，将开采的铁矿石放入高炉中冶炼后即得到生铁，生铁按不同冶炼工艺和用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。炼钢生铁是一种含碳量2%的铁碳合金，同时也含有少量的硅，锰，硫，磷等元素，其中硅和锰是有利元素，按一定比例存在于钢铁中可以显著提高材料的强度.硬度和耐腐耐磨性，而硫和磷则有害，会分别造成钢铁的热脆性和冷脆性，降低材料性能。 把炼钢用生铁放入炼钢炉中按一定比例熔炼，将得到的钢液浇铸成型，冷却后即得到钢锭或铸坯，供轧制成各种型材，为了获得不同性能的钢材

2、，还会在熔炼过程中加入铬.镍.钼.钨.钒等微量元素，而这些化学成分决定了钢材的不同特性。其中“铬”可以增加钢材的耐腐蚀性，通常国际上把含铬量大于 13%的钢材称为不锈钢。镍可以增加钢材的强度和韧性，钼可以防止钢材变脆，钨可增加钢材的耐磨损性，别看钨的硬度较低，只有大约40s，但它们的抗磨损能力非常高，钒可增加钢材的抗磨损性和延展性。 低碳钢含碳量小于 0.25% 碳素结构钢含碳量大多在 0.7%以下 中碳钢含碳量在 0.250.6% 碳素工具钢含碳量一般在 0.651.35% 高碳钢含碳量大于 0.60% 不锈弹簧钢含碳量一般在 0.450.7%，含铬量大于 13% 滚动轴承不锈钢含碳量一般在

3、 1%,含铬量大于 13% 高速钢又称锋钢，含碳量一般在 0.71.65%,含钨 5.519%,600 摄氏度下工作时，硬度能保持在 HRC60 以上。在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有 13 铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有 12%以上的铬。通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不

4、锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分

5、类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含 Cr 约 18%、Ni 8%10%、C 约 0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的 18Cr-8Ni钢和在此基础上增加 Cr、Ni 含量并加入 Mo、Cu、Si、Nb、Ti 等元素发展起来的高 Cr-Ni 系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工

6、进行强化。如加入 S，Ca，Se，Te 等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有 Mo、Cu 等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于 0.03%或含 Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。 铁素体不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在 11%30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的 Mo、Ti、Nb 等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，

7、多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD 或 VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。 奥氏体-铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含 C 较低的情况下，Cr 含量在18%28%，Ni 含量在 3%10%。有些钢还含有 Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N 等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的 475脆性以及导热系数高，具有超塑性

8、等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为 Cr13 型，如 2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13 等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。钢材分类钢材分类为了增强国内钢铁工业统计

9、指标的科学性和与国际标准的可比性，提高钢铁工业现代化管理水平，从 2005 年 1 月 1 日起，钢铁行业在全国范围内推行新的统计指标体系，对钢材的分类作了较大调整，主要有如下几种：（1）按化学成分分：与粗钢按化学成分划分一致，将普通钢(包括普通碳素钢和低合金钢)、优质钢(包括合金钢、其它优质钢、高合金钢)二种调整为非合金钢、低合金钢、合金钢(不含不锈钢)、不锈钢四种。(2)按加工工艺分：从热轧钢材、冷加工钢材、锻压钢材、挤压和液压钢材四种调整为热轧钢材、冷轧（拔）钢材、镀涂层钢材、锻挤旋压钢材、其它加工工艺钢材五种，突出了冷轧和镀涂层加工工艺。(3)按品种分：钢材品种从 18 个大品种细化为

10、 22 个大品种，调整了型材分类、细化了板带材分类。主要调整情况是：型材中的普通大型、普通中型、普通小型、优质型钢 4 个品种调整为大型型钢、中小型型钢、棒材、钢筋 4 个品种，板带材中的特厚板、中厚板、薄板、钢带 4 个品种调整为特厚板、厚板、中板、热轧薄板、冷轧薄板、中厚宽钢带、热轧薄宽钢带、冷轧薄宽钢带、镀层板带、涂层板带、热轧窄钢带、冷轧窄钢带 12 个品种，冷弯型钢、盘环件、锻钢件 3 个品种并入其它钢材，取消钢球料 1 个品种。钢钢 的的 分分 类类1.按化学成分分类： 碳素钢(碳钢)：含碳量约 0.05%1.35%合金钢：特意加入了合金元素1.1 碳素钢分类高碳钢：含碳量0.6%

11、中碳钢：含碳量 0.25%06%低碳钢：含碳量10%1.3 新国标 GB/T1330491 按化学成分分类为：非合金钢、低合金钢、合金钢2按冶炼方法分类： 转炉钢、平炉钢、电炉钢3脱氧程度分类： 镇静钢、沸腾钢、半镇静钢4按钢的品质分类普通钢 P0.045% S0.05%优质钢 P0.35% S0.35%高级优质钢 P0.25% S0.25%特级优质钢 P0.025% S0.015%5用途分类结构钢 建筑用钢和机械用钢工具钢 制造各种工具，如刀具、量具、模具等用钢特殊性能钢 具有特殊的物理、化学性能的钢一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念

12、。 1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加 元素的合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。把 铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。 铁合金 是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添 加剂用。 2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸 成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。 3、有色金属

13、又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金 和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以 改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此 外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。 二、钢的分类 钢是含碳量在 0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过 1.7%。钢的主要元素除铁、碳外， 还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种： 1、按品质分类 (1) 普通钢 （P0.045

14、%，S0.050%） (2) 优质钢（P、S 均0.035%） (3) 高级优质钢（P0.035%，S0.030%） 2.、按化学成份分类 (1) 碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（C0.250.60%）；c.高碳钢 （C0.60%）。 (2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）；b.中合金钢（合金元素总含量 510%）；c.高合金钢（合金元素总含量10%）。 3、按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧 钢；(4) 冷拉钢。 对钢材性能产生影响的元素钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要，要有不同的元素含量 （ 1 ）碳；含碳量越高，刚的硬度就越

15、高，但是它的可塑性和韧性就越差 （ 2 ）硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫作 热脆性 （ 3 ）磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆 性在优质钢中，硫和磷要严格控制但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削 易断，对改善钢的可切削性是有利的 （ 4 ）锰；能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很 高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能 （ 5 ）硅；它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅， 能改善软磁性能 （ 6 ）钨；能提高钢的红

16、硬性和热强性，并能提高钢的耐磨性 （ 7 ）铬；能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用 （ 8 ）钒；能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性当它在高温熔入奥氏体时， 可增加钢的淬透性；反之，当它在碳化物形态存在时，就会降低它的淬透性 （ 9 ）钼；可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和娇顽力 （ 10 ）钛；能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧性在不锈钢中，钛能消除或减 轻钢的晶间腐蚀现象 （ 11 ）镍；能提高钢的强度和韧性，提高淬透性含量高时，可显著改变钢和合金的一些 物理性能，提高钢的抗腐蚀能力 （ 12 ）硼；当钢中含有微量的（ 0.001 0.005 ）硼时，钢的淬透性可以成倍的提 高 （ 13 ）铝；能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时效提高钢在低温下的韧性，还能提高 钢的抗氧化性，提高钢的耐磨性和疲劳强度等 （ 14 ）铜；它的突出