常用钢材的成分、分类、牌号

常用钢材的成分、分类、牌号

一、非合金钢（碳素钢）的成分、分类、牌号

1.非合金钢的成分

非合金钢又称碳素钢或碳素结构钢，简称碳钢，是指以铁为主要元素，碳的质量分数0.0218%<w(C)<2.11%,且在冶炼时没有特意加入其他合金元素的铁碳合金。碳钢中除含有铁、碳元素外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质。非合金钢价格低廉，产量大，具有必要的力学性能和优良的金属加工性能等，所以应用广泛。

2.非合金钢的分类

(1)按钢中碳的质量分数分类

1)低碳钢：C的质量分数≤0.25%。

2)中碳钢：C的质量分数=0.25%〜0.60%。

3)高碳钢：C的质量分数≥0.60%。

(2)按钢的主要质量等级分（根据GB/T 13304—2008)

1)普通质量非合金钢：是指生产过程中不规定需要特別控制质量要求的钢。

2)优质非合金钢：是指在生产过程中需要特别控制质量（如控制晶粒度，降低硫、磷含量，改善表面质量或增加工艺控制等)，以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求（如良好的抗脆断性能，良好的冷成型型等)。

3)特殊质量非合金钢：是指生产过程中需要特別严格控制质量和性能（如控制淬透性和纯洁度）的非合金钢。

(3)按钢的用途分

1)结构钢：主要用于制造建筑结构件、工程结构件和各种机械零件，碳的质量分数一般均小于0.70%。

2)工具钢：主要用于制造各种刀具、量具和模具等，碳的质量分数一般均大于0.70%。

(4)按冶炼时脱氧程度的不同分类

1)沸腾钢（F）：脱氧程度不完全的钢

2)镇静钢（Z)：脱氧程度完全的钢。

3)特殊镇静钢（TZ)：比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢。

3.非合金钢的牌号

根据《碳素结构钢》（GB/T700—2006)、《钢铁产品牌号表示方法》（GB/T 221——2008)和《优质碳素结构钢》（GB/T 699—2015)的规定，非合金钢牌号的表示方法如下：

(1)通用碳素结构钢

采用代表屈服强度的字母“Q”、屈服强度的数值（单位为MPa)和质量等级符号、脱氧方法符号（“Z”与“TZ”符合可省略）表示，按顺序组成牌号。例如，Q235AF牌号表示如下：

这类钢的牌号、化学成分、力学性能见表2-2-4。

(2)优质碳素结构钢

优质碳素结构钢中含有的有害元素及非金属夹杂物比普通碳素结构钢少，所以一般用来制造重要机械零件，使用前一般都要经过热处理来改善力学性能。其牌号采用用两位阿拉伯数字和规定的符号表示，阿拉伯数字表示碳的质量分数的平均值（以万分之几计)。

例如，“45”表示碳的质量分数的平均值为0.45%的优质碳素结构钢；“20A”表示碳的质量分数的平均值为0.20%的高级优质碳素结构钢。

较高锰含量的优质碳素结构钢，在表示碳的质量分数的平均值的阿拉伯数字后加锰元素符号。

例如，“50Mn”表示碳的质量分数的平均值为0.50%，锰含量在0.70%〜2.00%的优质碳素结构钢。

优质碳素结构钢的牌号、化学成分和力学性能见表2-2-5。

(3)碳素工具钢

碳素工具钢用于制造刀具、模具和量具。牌号以汉字“碳”的汉语拼音字母字头“T”及后面的阿拉伯数字表示，其数字表示钢中碳的质量分数的平均值的千分之几。

例如：“T8”表示碳的质量分数的平均值为0.80%的优质碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标以字母“A”。

(4)铸造碳钢

铸造碳钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求较高的机械零件。牌号由“铸钢”两汉字的汉语拼音字母字头“ZG”后面加两组数字组成：第一组数字代表屈服强度值，第二组数字代表抗拉强度值。

例如，“ZG270-500”表示屈服强度不小于270MPa，抗拉强度不小于500MPa的铸造碳钢。

(5)专用优质碳素结构钢

专用优质碳素结构钢釆用阿拉伯数字（碳的质量分数的平均值）和代表产品用途的符号等表示，焊接用钢牌号表示为“H”，压力容器用钢牌号表示为“R”，桥梁用钢表示为“Q”，锅炉用钢表示为“G”，焊接气瓶用钢表示为“HP”。例如，“20G”表示碳的质量分数的平均值为0.20%的锅炉钢，“20R”表示碳的质量分数的平均值为0.20%的压力容器用钢。

二、合金钢的成分、分类、牌号

1.合金钢的成分

合金钢是在碳钢的基础上，为了获得特定的性能（如提高强度、耐热、耐腐蚀、耐低温等），有目的地加入一种或多种合金元素，加入的合金元素主要有硅、锰、铬、镍、钨、钼、飢、钛、铝及稀土等。

2.合金钢的分类

(1)按用途分类

1)合金结构钢：用于制造机械零件和工程结构的钢。

2)合金工具钢：用于制造刀具、模具和量具的钢。

3)特殊性能钢：具有特殊物理、化学性能的钢。

(2)按合金元素总含量分类

1)低合金钢：合金元素总含量<5%。

2)中合金钢：合金元素总含量为5%〜10%。

3)高合金钢：合金元素总含量>10%。

3.合金钢的牌号

(1)合金结构钢的牌号

总体表示方法：两位数字（碳含量)+元素符号（或汉字）+数字表示。

前面两位数字表示钢中碳的质量分数的平均值的万分之几；元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金元素，其后面的数字表示该元素的含量。合金元素含量小于1.5%时不标，平均含量为1.5%~2.49%,2.5%~3.49%……时，则相应地标以2,3……

例如：

（2）与合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用1位数字表示碳的质量分数的平均值的千分之几，当碳含量≥1.0%时，则不予标出。

(3)特殊性能钢的牌号

牌号和合金工具钢的表示方法相同。当碳的质量分数为0.03%~0.10%时，碳的质量分数用“0”表示，碳的质量分数小于等于0.03%时，用“00”表示。

例如：不锈钢20Crl3表示碳的质量分数为0.20%，平均铬含量为12.5%~13.5%；06Drl19Ni10钢的碳的质量分数的平均值为0.03%~0.10%；008Cr30Mo2钢的碳的质量分数的平均值小于0.03%。

(4)特殊专用钢的牌号

一些特殊专用钢为表示其用途，在钢的牌号前面冠以汉语拼音字母字头，而不标碳的质量分数，合金元素含量的标注也和上述有所不同。

例如：

滚动轴承钢前面标“G”，如“GCr15”。这里应注意牌号中铬元素后面的数字是表示铬含量的千分之几，其他元素仍用百分之几表示，如“GCr15SiMn”表示铬含量为1.5%,硅、锰含量均小于1.5%的滚动轴承钢。易切钢也是在牌号前冠以拼音字母“Y”，如“Y15”表示碳的质量分数为0.15%的易切钢。

(5)高级优质合金钢的牌号

在牌号的最后标上“A”，如38CrMoA1A表示碳的质量分数为0.38%高级优质合金结构钢。

(6)高速工具钢的牌号

碳的质量分数均不标出，如W18Cr4V钢的碳的质量分数的平均值为0.7%~0.8%。