各鋼種主要特點和用途
鋼材基礎知識介紹——各鋼種主要特點和用途
1.碳素
結構鋼 a.牌號表示方法
鋼的牌號由代表屈服點的漢語拼音”Q”、屈服點數值(單位為MPa)
在標準中現含有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個牌號，它們的主要區(qū)別在于化學成分(主要是碳含量)和力學性能不同。
b.主要特點和用途
碳素結構鋼按鋼中硫、磷含量劃分質量等級。
碳素結構鋼是一種普通碳素鋼，不含合金元素，通常也稱為普碳鋼。在各類鋼中碳素結構鋼的
價格最低，具有適當的強度、良好的塑性、韌性、工藝性能和加工性能。這類鋼的產量最高，用途很廣，多軋制成板材、型材(圓、方、扁、工、槽、角等)、線材和異型材，用于制造廠房、橋梁和船舶等建筑工程結構。這類鋼材一般在熱軋狀態(tài)下直接使用。
2.優(yōu)質碳素結構鋼
鋼的牌號采用阿拉伯數字或阿拉伯數字和化學元素符號表示。以二位阿拉伯數字表示平均含碳量(以萬分之幾計)，例如：“08F”、“45”、“65Mn”。
a.執(zhí)行標準和牌號
國家標準GB/T699-1999規(guī)定了優(yōu)質碳素結構鋼的牌號、化學成分、力學性能等技術條件以及鋼材的試驗方法和驗收規(guī)則。
標準中現有“08F”、“45”、“85”、“70Mn”等三十一個牌號。
b.主要特點和用途
優(yōu)質碳素結構鋼牌號的區(qū)別主要在于含碳量不同。通常根據含碳量將優(yōu)質碳素結構鋼分為低碳鋼(C 0.25%)、中碳鋼(C 0.25-0.60%)和高碳鋼(C >0.60%)。低碳鋼主要用于冷加工和焊接結構，在制造受磨損零件時，可進行表面滲碳。中碳鋼主要用于強度要求較高的機械零件，根據要求的強度不同，進行淬火和回火處理。高碳鋼主要用于制造彈簧和耐磨損機械零件。這類鋼一般都在熱處理狀態(tài)下使用。有時也把其中的“65”、“70”、“85”、“65Mn”四個牌號稱為優(yōu)質碳素
彈簧鋼。
優(yōu)質碳素結構鋼產量較高，用途較廣。多軋制或鍛制成圓、方、扁等形狀比較簡單的型材，供使用單位再加工成零、部件來使用。這類鋼一般需經正火或調質等熱處理后使用，多用于制作機械產品一般的結構零、部件。
3.
低合金高強度結構鋼
a. 牌號表示方法
鋼的牌號由代表屈服點的漢語拼音”Q”、屈服點數值、質量等級符號(A、B、C、D、E)三部分按順序排列組成，例如：Q390A、Q420E。
b.執(zhí)行標準和牌號
國家標準GB/T1591-94規(guī)定了低合金高強度結構鋼的牌號、化學成分、力學性能等技術要求以及鋼材的試驗方法和檢驗規(guī)則。標準中現含有“Q295”、“Q345”、“Q390”、“Q420”、“Q460”五個牌號，區(qū)別在于化學成分和力學性能上的差異。
c. 主要特點和用途
低合金高強度結構鋼是在碳素結構鋼的基礎上，加入少量合金元素(一般不超過3%)冶煉的低
合金鋼。過去曾經稱其為普通低合金鋼或低合金結構鋼。這類鋼碳含量低(不超過0.2%)，合金元素主要有釩、鈮、鈦、錳、硼等，這類鋼與碳素結構鋼相比，強度較高、韌性好，有較好的加工性能、焊接性能和耐蝕性。
低合金高強度結構鋼鋼材品種主要有熱軋型鋼、棒材和鋼板。這類鋼材廣泛地應用于制造鍋爐、橋梁、化工、礦山、船舶等設備。
4.合金結構鋼
a. 牌號表示方法
鋼的牌號采用阿拉伯數字和化學元素符號表示。采用二位阿拉伯數字表示平均碳含量(以萬分之幾計)，放在牌號頭部。合金元素含量表示方法為：當平均合金元素含量低于1.5%時，牌號中僅標明元素，一般不標明含量;當平均合金元素含量為1.50-2.49%, 2.50-3.49% % 時，相應地在合金元素符號后面加上 。例如：碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.35%、1.25%、0.95%、1.25%的合金結構鋼，其牌號表示為35CrMnSi;碳、鉻、鎳的平均含量分別為0.12%、0.75%、2.95%的合金結構鋼，牌號表示為12CrNi3。
b. 執(zhí)行標準和牌號
國家標準GB/T3077-1999規(guī)定了合金結構鋼的牌號、化學成分、力學性能、低倍組織、表面質量、脫碳層深度、非金屬夾雜物等方面的技術要求。
標準中現含有二十四個鋼組(或稱鋼種)，共計七十七個牌號。鋼組是按鋼中所含有的合金元素來劃分的，每個鋼組都含有多個牌號。例如：Cr鋼組含有“15 Cr”、“50Cr”等八個牌號。
c. 主要特點和用途
合金結構鋼是在碳素結構鋼的基礎上，加入一種或幾種合金元素，用以提高鋼的強度、韌性和淬透性。根據化學成分(主要是含碳量)、熱處理工藝和用途的不同，又可分為滲碳鋼、調質鋼和氮化鋼。
合金結構鋼的鋼材品種主要有熱軋棒材和厚鋼板、薄鋼板、
冷拉鋼、鍛造
扁鋼等。這類鋼材主要用于制造截面尺寸較大的機械零件，廣泛用于制造汽車、船舶、重型機床等交通工具和設備的各種傳動件和
緊固件。
5.
彈簧鋼 a. 牌號表示方法
按照化學成分，
彈簧鋼可分為優(yōu)質碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼。
優(yōu)質碳素彈簧鋼是含碳量在0.6-0.9%范圍內的優(yōu)質碳素結構鋼。牌號的表示方法與優(yōu)質碳素結構鋼相同。
合金彈簧鋼牌號的表示方法與合金結構鋼相同。
b.執(zhí)行標準和牌號
國家標準GB1222-84規(guī)定了彈簧鋼的牌號、化學成分、力學性能、鋼材的低倍組織、表面質量、脫碳層深度、等方面的技術要求和試驗方法及檢驗規(guī)則。
根據標準，合金彈簧鋼包括55SiMn、60Si2Mn、30W4Cr2VA等十三個牌號。
c. 主要特點和用途
由于彈簧在沖擊、振動或長期交變應力下使用，要求專門用來制造彈簧的彈簧鋼具有高的抗拉強度、彈性極限和疲勞強度的同時，還要求其具有一定的淬透性。
彈簧鋼鋼材品種主要有熱軋圓鋼、
方鋼、冷拉圓鋼、熱軋扁鋼、盤條和鋼絲等。熱軋鋼材以熱處理狀態(tài)或者不經熱處理交貨;冷拉鋼材以熱處理狀態(tài)交貨。彈簧鋼鋼材用于制造螺旋簧、扭簧及其它形狀彈簧，在飛機、鐵道車輛、汽車和拖拉機等運輸工具以及其它工業(yè)產品上得到廣泛應用。制造廠將彈簧鋼鋼材加工制造成各式彈簧，并經熱處理后直接使用，因而對鋼材的表面質量的要求比其它鋼種更為嚴格，對脫碳層深度也有嚴格要求。
6.碳素
工具鋼 a.牌號表示方法
碳素工具鋼的牌號用漢字“碳”的拼音字母“T”、阿拉伯數字和化學符號來表示。阿拉伯數字表示平均含碳量(以千分之幾計)。
b. 執(zhí)行標準和牌號
國家標準GB1298-86規(guī)定了碳素工具鋼的牌號、化學成分、硬度、斷口和低倍組織、脫碳層深度、淬透性、鋼材表面質量等技術條件。標準中含有T7、T8、T8Mn、T9、T10、T11、T12和T13八個牌號。
c. 主要特點和用途
碳素工具鋼是一種高碳鋼。其最低的碳含量為0.65%，最高可達1.35%。為了提高鋼的綜合性能，在“T8”鋼中加入0.40-0.60%的錳得到”T8Mn”鋼。
碳素工具鋼鋼材制造的刀具，當工作溫度大于250o時，刀具的硬度和耐磨性(即鋼的紅硬性)急劇下降，性能變差。
7.合金工具鋼
a. 牌號表示方法
合金工具鋼的牌號表示方法采用合金元素符號和阿拉伯數字表示。合金元素符號的表示方法與合金結構鋼相同，當平均碳含量小于1.00%時，采用一位阿拉伯數字表示含碳量(以千分之幾計)，放在牌號頭部。當平均碳含量大于1.00%時，一般不標出平均含碳量。例如：平均含碳量為0.88%、含鉻量為1.50%的合金工具鋼，其牌號表示為“9Cr2”; 平均含碳量為1.58%、含鉻量為11.75%平均含
鉬量為0.50%、平均含釩量為0.23%的合金工具鋼，其牌號表示為“Cr12MoV”。
b. 執(zhí)行標準和牌號
國家標準GB1299-2000規(guī)定了合金工具鋼的技術要求。在標準中按鋼材用途分為量具刃具用鋼、耐沖擊工具用鋼、熱作
模具鋼、冷作
模具鋼、無磁
模具鋼和塑料模具鋼六個鋼組，共包括三十五個牌號。
c. 主要特點和用途
合金工具鋼不僅具有很高的碳含量，而且鉻、鎢、
鉬、釩等合金元素的含量也很高。因此合金工具鋼比碳素工具鋼具有更高的硬度、耐磨性和韌性，特別是具有碳素工具鋼所達不到的淬透性和紅硬性。
合金工具鋼鋼材按使用加工方法分為壓力加工用鋼(熱壓力加工和冷壓力加工)和切削加工用鋼。鋼材的主要品種有熱軋和鍛制的圓鋼、方鋼、扁鋼以及冷拉及銀亮條鋼。這類鋼材主要用于制造冷熱變形用的各式模具以及各式量具和刃具。
8.高速工具鋼
a.牌號表示方法
高速工具鋼牌號表示方法與合金結構鋼的相同。
國家標準GB/T9943-88包括高速工具鋼十四個牌號， GB/T9942-1988和GB/T9941-1988分別包括兩個和三個牌號，這些牌號也出現在上面提到的十四個牌號中。按合金元素含量和性能特點，高速工具鋼可分為鎢高速鋼、鉬高速鋼和超硬高速鋼。
b.主要特點和用途
高速工具鋼俗稱鋒鋼。鋼中碳含量高，多數牌號不低于0.95%。鋼中合金元素鎢、鉬、鉻、釩、鈷的含量高。
高速工具鋼鋼材主要品種有熱軋、鍛制、剝皮、冷拉及銀亮鋼棒;大截面鍛制圓鋼和熱軋及冷軋鋼板。高速工具鋼用于制作刀具(車刀、銑刀、絞刀、拉刀、麻花鉆等)及模具、軋輥和耐磨的機械零件。
9.
軸承鋼 a.牌號表示方法
軸承鋼按化學成分和使用特性分為高碳鉻
軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼四大類。
高碳鉻軸承鋼牌號表示方法是在牌號頭部加符號“G”，但不標明含碳量。鉻含量以千分之幾計，其它合金元素的表示方法與合金結構鋼的合金含量表示相同。例如：平均含鉻量為1.5%的軸承鋼其牌號是“GCr15”。
b.執(zhí)行標準和牌號
目前我國執(zhí)行的軸承鋼標準有：GB/T18254-2000《高碳鉻軸承鋼技術條件》、GB/T3203-1982 《滲碳軸承鋼技術條件》、GB/T3086-1982 《高碳鉻不銹軸承鋼技術條件》和YB/T688以及GB/T1205《高溫軸承鋼技術條件》。
在上述標準中含有軸承鋼十五個牌號，其中高碳鉻軸承鋼包括“GCr15”等五個牌號;滲碳軸承鋼含有“G20CrMo”等六個牌號;高碳鉻不銹軸承鋼含有“9Cr18”和“9Cr18 Mo”兩個牌號;高溫軸承鋼含有“Cr4Mo4V”和“Cr14Mo4”兩個牌號。
c.主要特點和用途
軸承鋼具有高的硬度、抗拉強度、接觸疲勞強度和耐磨性，相當的韌性，滿足在一定條件下對耐蝕性和耐高溫性能的要求。
軸承鋼鋼材的主要品種有熱軋和鍛制的圓鋼、冷拉圓鋼及鋼絲。
10. 不銹耐酸鋼
a.牌號表示方法
不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡稱。
b.執(zhí)行標準和牌號
目前我國執(zhí)行的不銹鋼的標準有：GB/T1220-1992《不銹鋼棒》、GB/T4237-1992 《不銹鋼熱軋鋼板》、GB/T3280-1992 《不銹鋼冷軋鋼板》、GB/T13296-1991 《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》、GB/T4356-1984 《不銹鋼盤條》等三十三個標準。
一般來講，在大氣、蒸汽和水等弱介質中抗腐蝕的鋼被稱為不銹鋼;稱在酸、堿和鹽等侵蝕性強的介質中抗腐蝕的鋼為耐酸鋼或耐蝕鋼。
不銹鋼的種類繁多，按照我國國家標準GB/T13304-1999《鋼分類》以及國際上通用的分類方法，不銹鋼是按鋼的金相組織來分類的。
c.主要特點和用途
不銹鋼鋼材的主要品種有熱軋鋼板與鋼帶、冷軋鋼板與鋼帶、熱軋和鍛制的棒材與型鋼、熱軋盤條、
無縫管和
焊管等。不銹鋼的用途十分廣泛，主要用于制造石油化工設備和管道、原子能工業(yè)設備、船舶設備、醫(yī)療器械、餐具以及
其他要求不銹耐蝕的器件等。
11. 耐熱鋼
a.牌號表示方法
耐熱鋼牌號表示方法與不銹鋼的表示相同。
b.執(zhí)行標準和牌號
在現行的國家標準中，耐熱鋼執(zhí)行的標準有：GB/T1221-1992《耐熱鋼棒》、GB/T4238-1992 《耐熱鋼板》和GB/T8732-1988 《汽輪機葉片用鋼》三個標準。標準對耐熱鋼的牌號、化學成分、冶煉方法、交貨狀態(tài)、力學性能、低倍組織、耐頂鍛試驗、鋼材表面質量等技術要求以及需方的特殊技術要求都做出了詳細的規(guī)定。
在標準中，按耐熱鋼的金相組織分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、沉淀硬化型四個類型，共計四十六個牌號。
c.主要特點和用途
耐熱鋼在高溫下具有良好的化學穩(wěn)定性，能抗氧化和抵抗
其他介質的浸蝕。同時具有較高的強度。耐熱鋼鋼材的主要品種有熱軋和鍛制的型材(圓、方等)和扁鋼、熱軋和冷軋鋼板與鋼帶、無縫鋼管等。
12. 電工用
硅鋼 a. 執(zhí)行標準和牌號
我國現行執(zhí)行的電工用硅鋼標準有：GB/T5218-88《電工用熱軋硅鋼薄鋼板》、GB/T2521-1996 《冷軋晶粒取向、無取向磁性鋼帶(片)》和YB/T5224-93 《晶粒取向硅鋼薄帶》三個標準，共計七十二個牌號。
b. 主要特點和用途
硅鋼是一種低碳的鐵-硅軟磁合金材料，由于碳在硅鋼中是有害元素，鋼中含碳量一般不大于0.015%。硅是提高鐵的電阻最有效的元素，在電工用鋼中添加硅可以減少渦流損失，降低材料的鐵損。
冷軋無取向硅鋼帶的鐵晶粒排列方向隨機、無序，鋼帶具有各向同性。主要用于制作旋轉機的鐵芯，含硅量較低的硅鋼帶用于制作家用電器的小型電動機，含硅量較高的硅鋼帶用于制作發(fā)電機和大型電動機等。
冷軋取向硅鋼帶中鐵的晶粒沿軋制方向定向排列，與冷軋無取向硅鋼帶相比較，沿軋制方向的磁特性格外優(yōu)異。主要用于制作發(fā)電、輸電和配電用變壓器鐵芯等。
晶粒取向硅鋼薄帶(厚度不大于0.20mm)，主要用于制作工作頻率在400Hz以上的各種電源變壓器、脈沖變壓器、磁放大器、變換器等的鐵芯。
備注：數據僅供參考，不作為投資依據。
