钢材基础知识讲座.docx
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钢材基础知识讲座
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一、钢材分类以及大致用途
钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。
为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材分为十六大品种：
类 别
品 种
说 明
型材
重轨
每米重量大于30千克的钢轨〔包括起重机轨〕
轻轨
每米重量小于或等于30千克的钢轨
大型型钢
普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边
和不等边角钢及螺纹钢等。
按尺寸大小分为大、中、小型
中型型钢
小型型钢
线材
直径5-10毫米的圆钢和盘条
冷弯型钢
将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢
优质型材
优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等
其它钢材
包括重轨配件、车轴坯、轮箍等
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。
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给的薄钢板
电工硅钢薄板
也叫硅钢片或矽钢片
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
金属制品
金属制品
包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等
〔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。
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〔P≤0.045%，S≤0.050%〕
（2）优质钢〔P、S均≤0.035%〕
（3）高级优质钢〔P≤0.035%，S≤0.030%〕
2.、按化学成份分类
（1）碳素钢：
a.低碳钢〔C≤0.25%〕；b.中碳钢〔C≤0.25~0.60%〕；c.高碳钢〔C≤0.60%〕。
（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＞5~10%〕；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。
4、按金相组织分类
（1）退火状态的：
a.亚共析钢〔铁素体+珠光体〕；b.共析钢〔珠光体〕；c.过共析钢〔珠光体+渗碳体〕；d.莱氏体钢〔珠光体+渗碳体〕。
（2）正火状态的：
a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。
（3）无相变或部分发生相变的
5、按用途分类
（1）建筑及工程用钢：
a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。
（2）结构钢
a.机械制造用钢：
（a）调质结构钢；（b）外表硬化结构钢：
包括渗碳钢、渗氨钢、外表淬火用钢；（c）易切结构钢；（d）冷塑性成形用钢：
包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
b.弹簧钢
c.轴承钢
（3）工具钢：
a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。
（4）特殊性能钢：
a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：
包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。
（5）专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
6、综合分类
（1）普通钢
a.碳素结构钢：
（a）Q195；（b）Q215（A、B）；（c）Q235（A、B、C）；（d）Q255（A、B）；（e）Q275。
b.低合金结构钢
c.特定用途的普通结构钢
（2）优质钢〔包括高级优质钢〕
a.结构钢：
（a）优质碳素结构钢；（b）合金结构钢；（c）弹簧钢；（d）易切钢；（e）轴承钢；（f）特定用途优质结构钢。
b.工具钢：
（a）碳素工具钢；（b）合金工具钢；（c）高速工具钢。
c.特殊性能钢：
（a）不锈耐酸钢；（b）耐热钢；（c）电热合金钢；（d）电工用钢；（e）高锰耐磨钢。
7、按冶炼方法分类
（1）按炉种分
a.平炉钢：
（a）酸性平炉钢；（b）碱性平炉钢。
b.转炉钢：
（a）酸性转炉钢；（b）碱性转炉钢。
或（a）底吹转炉钢；（b）侧吹转炉钢；（c）顶吹转炉钢。
c.电炉钢：
（a）电弧炉钢；（b）电渣炉钢；（c）感应炉钢；（d）真空自耗炉钢；（e）电子束炉钢。
（2）按脱氧程度和浇注制度分
a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。
材料类别
宝钢企标
国标
日本工业标准
德国工业标准
美国材料试验协会标准
备注
牌号
牌号
牌号
牌号
标准号
冷轧低碳及超低碳钢板及钢带
商用级（CQ）
SPCC
ST12
Q195
10-P
10-S
08-P
08-S
08Al-P
08Al-S
SPCC
ST12
ASTMA366/A366M-96〔已由ASTMA366/A366M-97取代〕
中的Q195为普通碳素结构钢。
2.2.此类钢可制作汽车零部件，家具外壳、桶钢制家具等简单成型、弯曲或焊接加工的产品。
冲压级（DQ）
SPCD
ST13
10-Z
08-Z
08Al-Z
SPCD
USt13
RRSt13
ASTMA619/A619M-96（1997年后作废）
可制作汽车门、窗、挡泥板、马达外壳等冲压成型及较复杂变形加工的零部件。
深冲级（DDQ）
SPCE-F
SPCE-HF
SPCE-ZF
ST14-F
ST14-HF
ST14-ZF
ST14-T
08Al-F
08Al-HF
08Al-ZF
SPCE
ST14
ASTMA620/A620M-96（已由ASTMA620/A620M-97取代）
1. 1. 可制作汽车前车灯、油箱、门、窗等深冲成型及复杂、剧烈变形加工的零部件。
2. 2. Q/BQB403-99新增加ST14-T是专供上海大众汽车厂用的。
特深冲级（SDDQ）
ST15
可制作汽车油箱、前车灯、复杂的车底板等变形很复杂的零部件。
超深冲级（EDDQ）
ST16
BSC2
（BIF2）
BSC3
（BIF3）
1.1.此类为超深冲无间隙原子钢。
2.2.EN10130-91的FeP06取代了SEW095中的1F18。
冷轧碳素结构钢钢板及钢带
St37-2G
Q215
Q235
15-P
15-S
15-Z
SPFC370
SPFC390
St37-2G
USt37-2G
St37-3G
ASTMA611-96
GradA、B
GradC-1,C-2（已由97版取代）
结构钢具有综合力学性能〔强度、伸长率等〕及良好的工艺性能。
St44-3G
Q255
20-P
20-S
20-Z
SPFC440
St44-3G
GradD-1,D-2
St52-3G
Q275
SPFC490
SPFC540
St52-3G
GradE
热镀锌冷轧低碳钢板及钢带
商用咬合成形（CQ）
St01Z
St02Z
PT
JY
SGCC
St01Z
St02Z
CQ
LFQ
（CS-A、B、C
FS-A、B）
1.1.适用于制造形状简单的产品；
2.2.适用制造机械咬合成型的产品。
冲压（DQ）
St03Z
SC
SGCD1
St03Z
DQ
（DDS）
适于制造拉延、冲压成型产品及厚度＞的翻卷咬合产品。
深冲（DDQ）
St04Z
St05Z
CS
SGCD2
SGCD3
St04Z
St05Z
DQ
DQSK
（DDS）
1.1.适于制造高变形性能，深拉延产品及形状较复杂产品；
2.2.镀层厚度一般不能超过275g/m2
热轧原板
St01ZR
St02ZR
SGHC
结构板
StE280-2Z
StE345-2Z
JG
SGC400
SGC440
StE280Z
StE350Z
SQ-275、340（SS-275、340）
适用于使用钢板和钢带供货状态下力学性能和工艺性能的结构件产品。
电镀锌冷轧低碳钢板及钢带
商用级
SECC
DX1
SECC
St12ZE
CQ
（CS）
适用普通用途，可制汽车车体，家具产品外壳等。
冲压级
SECD
DX2
SECD
RRSt13ZE
DQ
（DS）
适用有成型和一定耐蚀性要求的产品。
深冲级
SECE
DX3
SECE
St14ZE
DQSK
（DDS）
适用成型难、变形复杂的产品。
超深冲
适用变形极复杂的零部件，如汽车没箱等。
结构板
DX4
SEFC370
SQ
（SS）
适用于要求综合性能，能进行加工的零件，如建筑物上的檩条。
彩色涂层钢板和钢带
冷轧基板
TSPCC
TSPCD
TSt12
TSt13
DL
电镀锌
TSECC
TSECD
TSECCB
DX
TSECCB是制作面包机专用钢，要求T弯性能好。
热镀锌
TSt01
TSt02
TSt03
TStE28
TStE34
XP
CGCC
CGCD1
CGC400
CGC440
ASTMA755/A755M-95
（已由95版取代）
电镀锡钢板及钢带
T50
T52
T-1CA
T-1BA
T-2CA
T-2BA
T-1
T-2
电镀锡板的原板钢类型有三类：
MR：
残留微量成分少，有优秀耐蚀性。
L：
Cu、Cr、Ni、Mo及其他残留微量成份特别少，用于具有优秀耐蚀性的器材。
D：
为Al镇静钢，用于深拉伸加工及易发生滑移线的加工等用途。
适于制二片罐的DI材。
T-3CA
T-3CADI
T57
T-3CA
T-3BA
T-3
T-4CA
T-4CADI
T61
T-4CA
T-4BA
T-4
T-5CA
T65
T-5CA
T-5BA
T-5
T70
T-6CA
T-6BA
用途区分
宝钢企业标准
国标
德国标准
日本标准
欧州标准
一般用（CQ）
SPHC
StW22
08,08Al,10
StW22
SPHC
DD11
冲压用（DQ）
SPHD
StW23
08Al
RRStW23
SPHD
DD12
深冲用（DDQ）
SPHE
StW24
08Al
StW24
SPHE
DD13
深冲用（DDQ）
DD14
二、钢号表示方法
〔一〕、我国钢号表示方法概述
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。
我国的钢号表示方法，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，一般采用汉语拼音的缩写字母表示，见表。
③钢中主要化学元素含量〔%〕采用阿拉伯数字表示。
名称
汉字
符号
字体
位置
名称
汉字
符号
字体
位置
屈服点
屈
Q
大写
头
多层或高压容器用钢
高层
gc
小写
尾
沸腾钢
沸
F
大写
尾
铸钢
铸钢
ZG
大写
头
半镇静钢
半
b
小写
尾
轧辊用铸钢
铸辊
ZU
大写
头
镇静钢
镇
Z
大写
尾
地质钻探钢管用钢
地质
DZ
大写
头
特殊镇静钢
特镇
TZ
大写
尾
电工用热轧硅钢
电热
DR
大写
头
氧气转炉〔钢〕
氧
Y
大写
中
电工用冷轧无取向硅钢
电无
DW
大写
头
碱性空气转炉〔钢〕
碱
J
大写
中
电工用冷轧取向硅钢
电取
DQ
大写
头
易切削钢
易
Y
大写
头
电工用纯铁
电铁
DT
大写
头
碳素工具钢
碳
T
大写
头
超级
超
C
大写
尾
滚动轴承钢
滚
G
大写
头
船用钢
船
C
大写
尾
焊条用钢
焊
H
大写
头
桥梁钢
桥
q
小写
尾
高级〔优质钢〕
高
A
大写
尾
锅炉钢
锅
g
小写
尾
特级
特
E
大写
尾
钢轨钢
轨
U
小写
头
铆螺钢
铆螺
ML
大写
头
精密合金
精
J
大写
中
锚链钢
锚
M
大写
头
耐蚀合金
耐蚀
NS
大写
头
矿用钢
矿
K
大写
尾
变形高温合金
高合
GH
大写
头
汽车大梁用钢
梁
L
大写
尾
铸造高温合金
K
大写
头
压力容器用钢
容
R
大写
尾
表：
GB标准钢号中所采用的缩写字母及其涵义
〔二〕、我国钢号表示方法的分类说明
1．碳素结构钢
①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。
它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点〔σs〕为235MPa的碳素结构钢。
②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。
质量等级符号分别为A、B、C、D。
脱氧方法符号：
F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：
Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。
例如Q235-AF表示A级沸腾钢。
③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
2．优质碳素结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。
②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。
③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。
3．碳素工具钢
①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。
②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。
例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。
③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。
④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。
4．易切削钢
①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。
②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。
③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。
5．合金结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。
②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。
当平均合金含量＜1.5%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0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。
当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。
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。
钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。
④高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。
⑤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。
6．低合金高强度钢
①钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。
②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。
例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。
7．弹簧钢
弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。
8．滚动轴承钢
①钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。
②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示。
例如GCr15。
渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。
9．合金工具钢和高速工具钢
①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时，不标出碳含量；当平均碳含量＜1.0%时，以千分之几表示。
例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。
②钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。
但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。
例如Cr06。
③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。
例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。
钢号冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。
10．不锈钢和耐热钢
①钢号中碳含量以千分之几表示。
例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%；假设钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。
②对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。
11．焊条钢
它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。
例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。
12．电工用硅钢
①钢号由字母和数字组成。
钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。
②字母之后的数字表示铁损值〔W/kg〕的100倍。
③钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的；未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的。
例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。
13．电工用纯铁
①它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。
②在数字后面所加的字母表示电磁性能：
A——高级、E——特级、C——超级，例如DT8A。
〔三〕、部分新老钢号对照
1、碳结钢新、老标准钢号对照。
GB700-88新标准系参照采用国际标准ISO630《结构钢》，而GB700-79旧标准主要参照前苏联IOCT380，因此两者的钢号表示方法以及对各钢号所规定的技术要求都不相同，现将新旧标准钢号对照如下。
GB700-88标准
GB700-79标准
钢号
技术条件
钢号
技术条件
Q195
不分等级，其化学成分和力学性能〔σs,σb,δ和冷弯〕均须保证。
A1
A1钢保证的力学性能〔σs,σb,δ和冷弯〕，B1钢保证的化学成分与Q195相同
对轧制薄板和盘条等产品，其力学性能的保证条件，可根据产品特点和使用要求，在有关标准中另行规定。
B1
A1钢的冷弯试验是附加保证条件
1号钢没有特类钢
Q215
分A、B等级，规定的化学成分和力学性能均须保证
A2
A2钢保证的力学性能，C2钢保证的化学成分及力学性能，与Q215钢基本相同
Q215A不作冲击试验
C2
Q215B须作室温冲击试验，用V型缺口试样
Q235
分A、B、C、D等级，规定的化学成分和力学性能均须保证
A3
A3钢保证的力学性能，C3钢保证的化学成分及力学性能，与Q235钢基本相同
Q235A不作冲击试验
C3
A3钢附加保证常温冲击试验，用U型缺口试样
Q235B须作室温冲击试验，用V型缺口试样
C3钢附加保证常温或-20OC冲击试验，试样同上
Q235C、Q235D用于重要
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