最新钢牌号性能用途与技术标准 第一篇 钢材料基础知识.pdf

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1、最新钢牌号性能用途与技术标准最新钢牌号性能用途与技术标准 第一篇第一篇 钢材料基础知识钢材料基础知识 最新钢牌号性能用途与技术标准 序号文章标题 第一篇钢材料基础知识 第二篇钢材料的品种特性与用途 第三篇钢牌号表示方法 第四篇中外结构用铜牌号及化学成分速用速查 第五篇中外不锈钢、耐热钢和特殊合金牌号及化学成分速用速查 第六篇中外工具负与硬质合金牌号及化学成分速用速查 第七篇中外铸钢牌号及化学成分速用速查 第八篇中外钢铁焊接材料牌号及化学成分速用速查 第九篇钢材料相关技术标准 第一章钢材料的定义及分类第二章钢材料的使用性能 第一节合金结构钢的定义与分类 第二节优质碳素结构的定义与分类 第三节碳素

2、结构钢的定义与分类 第四节低合金高强度钢的定义与分类 第五节不锈钢的定义与分类 第六节工具钢的定义与分类 第七节弹簧钢的定义与分类 第一节物理性能 第二节力学性能 第三节化学性能 第三章合金元素对钢的性能影响第四章钢产品有关术语 第一节主要合金元素对钢的性能影响 第二节主要合金元素对钢性能影响的有关说明 第一节常用钢产品术语 第二节钢材缺陷术语 第三节钢材标准常用术语 第一章第一章 钢材料的定义及分类钢材料的定义及分类 合金结构钢是用于制造承受较高压力的各种机械零件用的合金钢，一般属于亚共析钢。 根据钢强化热处理的工艺特点或其成分、工艺和性能特点，广义上把合金结构钢分为调质钢、渗碳钢、 氧化钢

3、、弹簧钢、轴承钢、冷缴钢、耐热结构钢、非调质钢、易切削钢、硼钢、超高强度钢等。 第一节第一节 合金结构钢的定义与分类合金结构钢的定义与分类 一、一、 调质钢调质钢 经受淬火和在 AC1以下进行回火的热处理钢称为调质钢。传统的调质钢是指淬火和高温火钢 调质钢是机械制造行业中应用十分广泛的重要材料之一。 调质钢在化学成分上的特点是，碳含量为0.30.5%，并含有一种或几种合金元素。具有较低或中等的合 金化程度。钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。 热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500-650回火。热处理后的金相组织 是回火索氏体

4、。这种组织具有强度、塑性的韧性的良好配合。 调质钢的质量要求，除一般的冶金方面的代倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可 靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐 蚀性和一定的抗热性。由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小， 缺口敏感性较低。脆性破坏抗力较大。但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构钢，屈服强度（0.2）在4901200MPao 以焊接性能为突出要求的调 质钢。 ，为低碳合金结构钢，屈服强度（0.2）一般为4901800MPa，有很高的塑性和韧性。少数沉淀硬 化型调质

5、钢，屈服强度（0.2）可到1400MPa 以上，属高强度的超高强度调质钢。 常用的合金调质钢按淬透性的强度妥为四类： 低淬透性调质钢;中淬透性调质钢； 较高淬透性调质钢 ； 高淬透性调质钢。 二、二、 渗碳钢渗碳钢 具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。汽车、工程 机械和机械制造等行业中，大量使用的齿轮，是渗碳钢应用中最具代表性实例。 渗碳钢常用的合金钢系列主要是 Cr-Mn 系、Cr- Mo 系和 Cr-Ni-Mo 系等。 第四节钢材交货状态 第五章钢材的标记第六章钢材理论质量计算公式 第一节钢材标记代码（GB/T15575-1995） 第二节钢材的涂

6、色标记 第一节钢材理论质量计算公式 保证渗碳钢心部的组织和性能的核心是淬透性。一般用途的渗碳件的心部组织为50%左右的马氏体加 其它非马氏体组织。重要用途（如航空渗碳齿轮） ，心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。提高淬 透性的常用合金元素有铬、锰、镍、钼和硼。从合金化的经济角度考虑，Cr-Mn 系（特别是含硼钢）值得 推荐，但就生产和使用的角度而言，Cr- Mo 钢更为优越。重要用途的、高质量要求的渗碳钢一般均含有一 定量的钼，尤其是对于重载的大型渗碳件更需要。 当心部性能确定后，渗层组织和性能对使用寿命具有决定性作用。渗层的组织要求为马氏体和细小、 弥散、球状分布的合金碳化物。保证渗层

7、组织的核心仍然是淬透性。渗层应具有高的硬度、良好的显微组 织、合理的残余应力分布和一定的韧性储备。 三、三、 氮化钢（渗氮钢）氮化钢（渗氮钢） 适合天氮化（或渗氮）工艺的钢种，称氮化钢或渗氮钢。一般狭义而言，是指专门为渗氮零件设计、 冶炼、加工的一种特殊钢种。其典型代表为38CrMoAl。 氮化钢制作的机械零件，经氮化处理后，能获得极高的表面硬度、良好的耐磨性、高的疲劳强度的较 低的缺口敏感性、一定的抗腐蚀能力、高的热稳定性，氮化处理用于处理某些在较高温度工作的耐磨零件 或精密零件，如内燃机曲轴、汽缸套和汽阀、镗床的主轴和主轴套、精密齿轮和精密机闲丝杆等。 氮化钢的合金化应考虑以下几点： （1

8、） 氮化前需进行调质处理。氮化钢首先应是调质钢，即具有足够的淬透性。铬、锰、钼是提高淬 透性的有效元素。 （2） 为了使钢在氮化温度下（500-570）长时间加热后仍能保持强度不变，向钢中加入钼和钒。 为了防止或减轻高温回火脆性，往往向钢中添加0.2%-0.5%Mo。 （3） 氮化时，渗入相基体的氮原子同固溶于相中的铬、钼、钨、钒、铝等元素结合，形成合金氮 化物，呈细小颗粒，与相基体保持共格、弥散分布，起沉淀强化作用，使氮化层硬度提高，并能在氮化温 度下长时间保持弥散状态和高硬度。 四、四、 超高强度钢超高强度钢 超高强度钢的定义是相对于时代要求的技术进步程度而在变化的。 一般讲， 屈服强度在

9、1370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉强度在1 620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金钢称超高强度钢。按其合金化程度和 显微组织分为低合金中碳马氏体强化超高强度钢、中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢、高合金中碳 NiCo 型超高强度钢、超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢、半奥氏体沉淀硬化型不锈钢等。 低合金中碳马氏体强化型超高强度钢是在低合金调质钢的基础上发展起来的，合金元素总量一般不超 过6%。主要牌号包括传统的镍铬钼调质钢4340（40CrNiMo）,碳含量0.45%的镍 铬 钼 钒 钢 D6AC（45 CrNiMoV） ，碳含量0.30%的铬 锰 硅 镍 钢（30C

10、rMnSiNi2A）,在4340钢基础上通过加入硅（1.6%）和 钒（0.1%）而研制成的300M 钢（43CrNiSiMoV）以及不含镍的硅锰钼钒或硅锰铬钼钒等。通过真空熔炼 降低钢中杂质元素含量，改善钢的横向塑性和韧性，由于钢中合金元素含量较低，成本低，生产工艺简单， 广泛用于飞机大梁、起落架、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。 中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢是从5%Cr 型模具钢移而来的。由于它在高温回火状态下有很高的 强度和较满意的塑性和韧性，抗热性好，组织稳定，用于飞机起落架、火箭壳体等。典型钢种为 H11和 H13 等。其主要成分为：C 0.32%-0.

11、45%；Cr 4.75%-5.5%；Mo 1.1%-1.75%；Si 0.8%-1.2%。 高合金中碳 NiCo（9Ni-4Co-）型超高强度钢，是在具有高韧性、低脆性转变温度的9%Ni 型低 温钢的基础上发展起来的。在9%Ni 钢中添加钻是为了提高钢的 Ms（马氏体转变）温度，减少钢中的残余 奥氏体，同时，钻在镍钢中起固溶强化作用，还通过加钻来获得钢的自回火特性，从而使这类钢具有优良 的焊接性能。碳在这类钢中起强化作用。钢中还含有少量铬和钼，以便在回火时产生弥散强化效应。主要 牌号有 HP9-4-25，HP9-4-30，HP9-4-45以及改型的 AF1410（0.16%C-10%Ni-14

12、%Co-1%Mo-2%Cr- 0.05%V）等。这类钢综合力学性能高。抗应力腐蚀性好，具有良好的工艺性能和焊接性能，广泛用于航空 、 航天和潜艇亮体等产品上。 超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢，通常称马氏体时效钢。钢的基体为超低碳的铁镍或铁镍钴马氏 体。其特点是，马氏体形成时不需要快冷，可变温及等温形成；具有体心立方结构；硬度约为 HRC20，塑 性很好；再加热时不出现像在低碳马氏体中发生的回火现象，并有很大的逆转变温度迟滞，因而可以在较 高温度进行马氏体基体内的时效硬化。在这样的高镍马氏体中含有能引起时效强化的合金元素，借助于时 效强化，从过饱和的马氏体中析出弥散分布的金属间化合物，使钢获得

13、高强度和高韧性。按镍含量，马氏 体时效钢分为25%Ni、20%Ni、18%Ni 和12%Ni 等类型.18%Ni 型应用较广，为含有钼、钛等强化原素的 超低碳铁-镍（18%）-钻（8.5%）合金，包括3个牌号：18%Ni（200） 、18%Ni（250） 、和18%Ni（300） （200、250、300为抗拉强度等级，单位为 Ksi） 。这种钢是通过金属间化合物的析出使钢强化。借无碳的 马氏体基体取得高塑性，最后达到很高的强度塑性配合。这类钢具有良好的成形性能、焊接性能和尺寸稳 定性，热处理工艺也较简单，用于航空、航天器构件和冷挤、冷冲压模具等。 半奥氏体沉淀硬化型不锈钢是一类高合金的超高强

14、度钢， 如常见的17-7PH（OCr17Ni7Al）、PH15-7Mo （OCr15Ni7Mo2Al）和 AFC-77（15Cr15Mo5Co14V）等。这类钢经固溶化处理，冷却到室温为奥氏体组 织，再经过冷加工、冷处理或者加热到750进行调整处理后，奥氏体转变为马氏体。最后在400-550时 效，便得到在回火马氏体基体上弥散分布着第二相强化组织的超高强度钢。这类钢在315以上长时间使 用时，会因为金属间化合物沉淀而使材料变脆，所以使用温度要限制在315以下。这类钢主要用于制造 航空器件构件、高压容器和高应力腐蚀化工设备零件等。对于这类钢的详细情况可参阅钢铁材料手册 第 5卷 不锈钢一书。 五

15、、五、 非调质钢非调质钢 非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因 奥氏体中的钒、钛、铌的固溶度随着冷却而减小。微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳化物的氮化物形式 在先析出的铁素体和珠光体中析出。这些析出物与母相保持共格关系，使钢强化。这类钢在热轧状态、锻 造状态或正火状态的力学性能既缩短了生产周期，又节省了能源。非调质钢的力学性能取决于基体显微组 织和析出相的强化。非调质钢分为热锻用非调质钢、直接切削用非凋质钢、冷作强化非调质钢和高韧性调 质钢。热锻用非调质钢用于热锻件（如曲轴、连杆等） ，直接切削用非调质钢用热轧件直接加工成零件，冷 作强化非调

16、质钢用于标准件（如螺母等） ，高韧性非调质钢用于要求韧性较高的零部件。 六、六、 硼钢硼钢 硼钢是指加入硼元素的钢。硼在钢中的作用主要是增加钢的淬透性，一般加入量很少（0.0003%- 0.0050%） 。硼元素资源富有。价格便宜。钢中添加硼能显著节省镍、铬、钼等昂贵的合金元素，有可观的 经济效益。硼钢的主要优点是价格便宜，在保证钢具有所需淬透性和力学性能的同时，钢的热、冷加工性 能较好。主要缺点是，淬透性的波动比不含硼元素的钢大。 七、七、 冷镦钢冷镦钢 用冷镦加工方法制造紧固件、连接件（如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等）用的钢称为冷镦钢，俗称铆螺 钢。 通常使用有调质型合金结构钢、低温回火型合金

17、结构钢、低碳低合金高强度钢、铁素体-马氏体双相钢等。 冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、成 本低。但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高。 冷镦性能是冷镦钢重要性能之一。冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦变形 要具有尽可能小的阴力和可能高的变形能力。为此，一般要求冷镦钢的屈强比为0.50.65，断面收缩率大 于50%。此外，为避免在冷镦时表面开裂，要求钢材表面质量良好，同时钢材的表面脱碳要尽可能小。 标准规定钢材应进行冷顶锻试验。要求试样冷顶锻后与冷顶锻前高度之比为高级：1/4；较高级：1/3； 普通级：1/2。一般标准规

18、定为1/2。 八、八、 耐热结构钢耐热结构钢 在室温和工作温度条件下此类钢的组织为珠光体或珠光体加少量铁素体。其典型代表钢种为低合金铬 钼钢、铬钼钒钢、铬硅钢、铬镍钼钢。在汽轮机、锅炉和压呼容器、石油化工等行业中应用广泛，多用于 热交换器管和高压容器管等。这类钢热膨胀系数小，热导率大，工艺性能好，使用温度为450-620。 合金元素含量一般小于5%。 九、九、 易切削结构钢易切削结构钢 通过加入易切削元素提高钢的切削性能的钢。主要易切削元素有硫、磷、铅、硒、钙、碲、铋等。这 些元素可以单独加入，也可以复合加入钢中，如硫与磷，硫与铅等。 按钢中易切削结构钢的力学性能要求较高，多用于制造负荷较大的

19、重要零件，如齿轮、连杆、轴等汽 车部件、各种渗碳件及重要标准件。 除按以上分类外，合金结构钢按特殊用途还可分为航空航天用合金结构钢，兵器用合金结构钢（包括 轻武器用钢、坦克装甲用钢、火炮用钢、炮弹用钢等） ，舰船用合金结构钢，锅炉和压力容器用合金结构钢 ， 石油化工等抗腐蚀用合金结构钢，燃气轮机等用合金结构钢钢。 第二节第二节 优质碳素结构钢和定义与分类优质碳素结构钢和定义与分类 一、定义一、定义 优质碳素结构钢是碳素钢中硫、 磷和其他有害杂质含量较低、 纯洁度和化学成分均匀 性较高，除含有碳、锰、硅元素外不含其他作为合金元素有意加入的元素；既要保证化学成分， 又要保证力学性能；在生产过程中需

20、要控制质量和性能的钢类。 根据国家标准 GB/T 13304钢分类的规定，优质碳素结构钢属于非合金钢，其熔炼分析 规定的硅、锰含量均在界限值之内，如表1-1-1所示。 根据国家标准 GB/T13304钢分类的规定，不同牌号和使用特性的优质碳素结构钢分别 属于：优质非合金钢，即在生产过程中需要特别控制质量，如控制晶粒度、降低硫和磷含量、 改善表面质量或增加工艺控制等的非合金钢。 特殊质量非合金钢，即在生产过程中需要特别注意控制质量。加控制淬透性、控制纯洁度 等的非合金钢。 优质碳素结构钢是我国传统钢分类中的一个钢类（沿袭前苏联标准的钢分类） 。也是俗称的碳素 钢（包括碳素结构钢、优质碳素结构钢、

21、碳素工具钢、易切削碳素钢等）中的一种。非合金钢 是引用国际标准 ISO 49481钢分类 第1部分： 根据化学成分钢分为非合金钢和合金钢 和 ISO 49482钢分类 第2部分：非合金钢和合金钢按主要质量级别和主要性能及使用特性分类的 通用术语。非合金钢的内涵比碳素钢更广泛，更科学。非合金钢不但包括碳素钢，还包括电工 用钢及其它具有特殊性能的钢。我国标准 GB/T 13304除了将低合金钢单独列为一类外，其他规 定基本上采用的是国际标准。欧洲标准 EN10020钢级别的定义和分类与国际标准 ISO 4948 基本相同。 根据国际标准 ISO 49481，非合金钢与合金钢中元素含量的界限值如表1

22、-1-2所示。 根据国际标准 ISO 49482，非合金钢按主要质量级别分为：普通钢、非合金优质钢、非合金 特殊钢。 非合金优质钢是指在生产过程中与普通钢相比需要特别加以控制（例如控制晶粒度、减少硫磷 含量，改善表面质量或增加生产控制等）以达到特殊的质量要求，如良好的抗脆断性能，良好 的冷成形性等。但这种钢的生产控制不如要求控制淬透性的经典的非合金特殊钢那样严格。 非合金特殊钢是指在生产过程中要求与生产控制淬透性的经典的非合金特殊钢一样地专门加强 质量控制的钢。 表表1 11 11 1 元素 非合金钢合金元素规 定含量（质量分数） 界限值/% 元素 非合金钢合金元素规 定含量（质量分数） 界限

23、值/% Al0.6%） 按磷、硫合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）一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也就 高，但塑性降低 2碳素结构钢 这类钢主要保证力学性能。故其牌号体现其力学性能，用 Q+数字表示其中“Q”为屈服 点“屈”字的汉语拼音字首。数字表示屈服点数值，例如 Q275表示屈服点为275MPa. 若牌号后面标注字母 A、B、C、D。则表示钢材质量等级不同，含 S、P 的量依次降 低，钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢， 不标注“F”或“b”者为镇静钢。例如 Q235A?F

24、 表示屈服点为235MPa 的 A 级沸腾钢， Q235C 表示屈服点为235MPa 的 C 级镇静钢 碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常 Q195、Q215、 Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好。塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、 钢筋、 焊接钢管等。 用于桥梁、 建筑等结构和制造普通铆钉、 螺钉、 螺母等零件。Q255 和 Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高。塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成 型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件 3优质结构钢 这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均

25、碳的 质量分数的万分数（*10000） 。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%；08 钢表示钢中平均碳的质量分数为0.80% 优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据 碳质量分数不同，有不同的用途。08、08F、10、10F 钢，塑性、韧性高，具有优良 的冷成形性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷 冲压件，如汽车身、拖拉机驾驶室等；15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、 表面要求耐磨、 心部强度要求不高的渗碳零件， 如活塞销。 样板等； 30、35、40、45、50 钢经热处理（淬火+高温回火）后具有良好的综合力

26、学性能，即具有较高的强度和较高 的塑性、韧性，用于制作轴类零件，例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、 连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；55、60、65钢热处理（淬 火+中温回火）后具有高的弹性极限，常用于制作负荷不大、尺寸较小（截面尺寸小于 1215mm）的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等 4碳素工具钢 碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢，含碳量在0.65%-1.35%范围内，其生产 成本低，原料来源易取得，切削加工性良好，热处理后可以得到高硬度和高耐磨性， 所以是被广泛采用的钢种，用来制造各种刃具、模具、量具 但这类钢的红硬性差， 即当工作温度

27、大于250时， 钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而 失去工作能力。另外，碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬，而且容易产生变形 和裂纹 5易切削结构钢 易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素，使钢切削时切削易脆断成碎屑，从 而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫，在普通低合金易 切削结构钢中使用了铅、碲、鉍等元素 这种钢的含硫量。s 在0.08%-0.30%范围内，含锰量 WMn 在0.60%-1.55%范围内。 钢中的硫和锰以硫化锰形态存在，硫化锰很脆并有润滑效能，从而使切屑容易碎断， 并有利于提高加工表面的质量 6合金钢 在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫

28、元素以外，还含有一定量的合 金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中 和一种或几种，这种钢叫合金钢各国的合金钢系统。随各自的资源情况、生产和使用 条件不同而不同，国外以往曾发展镍、铬钢系统，我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、 硼、稀土为主的合金钢系统 合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢 分为8大类，它们是：合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈 钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢 7普通低合金钢 普通低合金钢是一种含有少量合金元素（多数情况下其总量 W 总不超过3%）的普通 合金钢。这种钢的强度比较高，综合性能

29、比较好，并具有耐腐蚀性、耐磨、耐低温以 及较好的切削性能、焊接性能等在大量节约稀缺合金元素（如镍、铬）条件下，通常1t 普通低合金钢可顶1.2-1.3t 碳素钢使用，其使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。 普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼，成本也和碳素钢接近 8 工程结构用合金 钢 这是指工程和建筑结构用的合金钢，包括可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、 铁道用合金钢、地质石油钻探用合金钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等。这类钢 用作工程和建筑结构件，在合金钢中，这类钢合金含量总量较低，但生产、使用量较 大 9 机械结构用合金 钢 这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢

30、。它是在优质碳素钢的基础上，适当 地加入一种或数种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过 热处理（如调质处理、表面硬化处理）后使用。主要包括常用的合金结构钢和合金弹 簧钢两大类，其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢（渗碳钢、氮化钢、 表面高频淬火钢等） 、冷塑性成型用合金钢（冷顶锻用钢、冷挤压用钢等） 。按化学成 分基本组成系列可分为 Mn 系钢、SiMn 系钢、Cr 系钢、CrMo 系钢、CrNiMo系钢、 Ni 系钢、B 系钢等 10合金结构钢 合金结构钢的含碳量c 比碳素结构钢低一些，一般在0.15%-0.50%的范围内。除合碳 外，还含有一种或几种合金元素

31、，如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等 合金结构钢易于淬硬和不易变形或开裂， 便于热处理改善钢的性能 合金结构钢广泛用 于是制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种传动件和紧固件。低碳合金 钢一般进行渗碳处理，中碳合金钢一般进行调质处理 11合金工具钢 合金工具钢是含有多种合金元素，如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢。合金工具 钢容易淬硬，不易产生变形和裂纹，适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和 量具用途不同，合金工具钢的含碳量也不同。大多数合金工具钢的含碳量c 为0.5%- 1.5%，热变形模具用钢含碳量较低，c 在0.3%-0.6%范围内；切削刀具用钢一般含碳 c1%左右；冷加工

32、模具用钢则含碳量较高，如石墨模具钢含碳量c 达1.5%，高碳高 铬型冷加工模具用钢含碳量c 高达2%以上 12高速工具钢 高速工具钢是高碳高合金工具钢，钢中含碳量c 为0.7%-1.4%，钢中含有能形成高硬 度碳化物的合金元素，如钨、钼、铬、钒 高速工具钢具有高的红硬性， 在高速切削的条件下， 温度高达500-600硬度也不降低 ， 从而保证良好的切削性能 13弹簧钢 弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极 限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量c 在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢（包括正常和

33、较高含锰 量的） 。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的合碳量稍低，主要靠增加硅含量 si（1.3%-2.8%）提高性能；另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国 资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、 钼、等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量 14轴承钢 轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩 擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限.对轴承钢的化 学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格 轴承钢又称高碳铬钢，含碳c 为1%左右，含铅量cr 为0.

34、5%-1.65%。轴承钢又分为 高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢 六大类 15电工硅钢 电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量 很大的钢材 按化学成分硅钢可以分为低硅钢和高硅钢。低硅钢含硅量si1.0%-2.5%，主要用来制 造电机；高硅钢含硅量si3.0%-4.5%，一般用来制造变压器。它们的含碳量c0.06%- 0.08% 16钢轨钢 钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷，因此。要求有足够的强度和硬度及一定的 韧性。通常采用的钢轨是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢，这种钢含碳c0.6%-0.8%， 属于中碳钢和高碳钢，

35、但钢中含锰量Mn 较高，在0.6%-1.1%范围内 近年来，己广泛采用普通低合金钢钢轨，如高硅轨、中锰钢、含铜轨、含钛轨等。普 通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀，使用寿命有很大提高 17造船用钢0 造船用钢是指用于制造海船和大型内河船体结构的钢。由于船体结构一般采用焊接方 法制造，所在要求造船钢有较好的焊接性能。此外，还要求有一定的强度、韧性和一 定的耐低瘟及腐蚀性能。过去主要采用低碳钢作为造船用钢。近来，己大量采用普通 低合金钢，己有的钢种如12锰船、16锰船、15锰钒船等钢种。这些钢种有强度高、韧 性好、容易加工和焊接、耐海水腐蚀等综合特性，可成功地用来制造万吨远洋巨轮 18桥梁钢 铁路

36、或公路桥梁承受车辆的冲击载荷，桥梁钢要求有一定的强度、韧性和良好的抗疲 劳性能，并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢。近来成功 地采用了普通低合金钢如16锰、15锰钒氮等 19锅炉钢 锅炉钢主要指用来制造过热器、主蒸气管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性 能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱件腐蚀、耐氧化等。常用的 锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢，含碳量c 在0.16%-0.26%范围 内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。近年来也采用普通低合金 钢建造锅炉，如12锰、15锰钒、18锰钼铌等 20焊条用钢 这类钢是专门供制造电

37、弧焊和气焊焊条钢丝用。钢的成分随所焊材质不同而异。根据 需要。大致分碳素钢、合金结构钢和不锈钢三类。这些钢的硫、磷含量s、p 不大于 注：c、s、Mn、 、p 分别表示 C、S、Mn、P 的质量分数 第二节第二节 钢材缺陷术语钢材缺陷术语 表表1-4-21-4-2 钢材缺陷术语钢材缺陷术语 0.03%，比一般钢要求严此。这些钢不要求力学性能，而只作化学成分的检验 21不锈钢 不锈耐酸简称不锈钢，它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的。简言之，能抵抗大气 腐蚀的钢叫不锈钢，而能抵抗化学介质（如酸类）腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来，含 铬量cr 大于12%的钢就具有了不锈钢的特点 在不锈钢按热处理后的显微

38、组织又可分为五大类：即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、 奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢及沉淀硬化不锈钢 22耐热钢 高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又称不起皮钢。热强钢是指在高温下具 有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用 的零件 23高温合金 高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足 够的化学稳定性的一种热强材料，用于1000左右高温条件下工作的热动力部件 按其基本化学成分的不同，又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金 24精密

39、合金 精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和 自动控制系统中不可缺少的材料 精密合金按其不同的物理性能又分为7类，即：软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、 膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电隅合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基 的，只有少数是以有色金属为基的 序号名称说明 1圆度圆形截面有轧材，如圆钢和圆形钢管的横截面上，各个方向上的直径不等 2形状不正确 轧材横截面几何形状歪斜，凹凸不平。如六角钢的六边不等、角钢顶角大、型钢扭转 等 3厚薄不均 钢板（或钢带）各部位的厚度不一样，有的两边厚而中间薄，有的边部薄而中间厚， 也有的头尾差超过规定 4弯曲度轧件

40、在长度或宽度方向不平直，呈曲线状 5镰刀弯钢板（或钢带）的长度方向在水平面上向一边弯曲 6瓢曲度 钢板 （或钢带） 在长度或宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象， 便其成为“瓢形”或“船 形” 7扭转条形轧件沿纵轴扭成螺旋状 8脱方、脱矩方形、矩形截面的材料对边不等或截面的对角线不等 9拉痕 （划道）呈直线沟状，肉眼可见到沟底分布于钢材的局部或全长 10裂纹 一般呈直线状，有时呈 Y 形，多与拔制方向一致，但也有其他方向，一般开口处为锐 角 11重皮 （结疤） 表面呈舌状或鱼磷片的翘起薄片：一种是与钢的本体相连结，并折合到表面上不易脱 落；另一种是与钢的本体没有连结，但粘合到表面易于脱落 12折

41、叠钢材表面局部重叠，有明显的折叠纹 13锈蚀表面生成的铁锈，其顔色由杏黄色到黑红色，除锈后，严重的有猎蚀麻点 14发纹表面发纹是深度甚浅，宽度极小的发状细纹，一般沿轧制方向延伸形成细小纹缕 15分层 钢材截面上有局部的明显的金属结构分离，严重时则分成2-3层，层与层之间有肉眼可 见的夹杂物 16气泡 表面无规律地分布呈圆形的大大小小的凸包，其外圆比较圆滑，大部是鼓起的，也有 的不鼓起而经酸洗平整后表面发亮，其剪切断面有分层 17麻点 （麻面） 表面呈现局部的或连续的成片粗糙面，分布着形状不一、大小不同的四坑，严重时有 类似桔子皮状的，比麻点大而深的麻斑 18氧化顔色 钢板（或钢带）经退火后在表

42、面现呈现出浅黄色、深棕色、浅蓝色、深蓝色或亮灰色 等 19辊印表面有带状或片状的周期性轧辊印，其压印部位较亮，且没有明显的凸凹感觉 20疏松 钢的不致密性的表现。切片经过酸液侵蚀以后，扩大成许多洞穴，根据其分布可分： 一般疏松、中心疏松 21偏析 钢中各部分化学成分和非金属夹杂物不均匀分布的现象。根据其表现形式可分：树枝 状、方框形、点状偏析的反偏析等 22缩孔残余 在横向酸浸试片的中心部位，呈现不规则的空洞或裂缝。空洞或裂缝中往往残留着外 来杂质 23 非金属夹杂 物 在横向酸性试片上见到一些无金属光泽，呈灰白色、米黄色的暗灰色等色彩，系钢中 残留的氧化物、硫化物、硅酸盐等 24金属夹杂物在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基体金属显然不同的金属盐 25过烧 观察经侵蚀后的显微组织时，往往在网络状氧化物周围的基体金属上可看到脱碳组织， 其他金属如铜及其合金则有氧化铜沿晶界呈网络状或点状向试样内部延伸 26白点它是钢的内部破裂的一种。在钢件的纵向断口 上呈圆形或椭圆形的银白色斑点。在经