钢材

钢材(Steel):是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。

钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，其应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类，为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。

1. 冶炼转炉炼钢法、平炉炼钢法、电炉炼钢法
2. 脱氧和铸锭 根据脱氧程度可以产生沸腾钢、镇定钢、半镇定钢
3. 热加工

黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金。

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。

黑色金属以外的金属称为有色金属，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。

建材--螺纹钢、线材、盘螺、圆钢

管材--无缝管、焊管

板材--冷、热轧板/卷、中厚板、彩涂板(镀锌板、彩涂板、镀锡板、镀铝锌钢板)、硅钢、带钢

型材--工角槽、H型钢、方钢、扁钢、球扁钢

:结构钢、工具钢、模具钢、弹簧钢、轴承钢、冷镦钢、硬线

钢是含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不**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，其主要方法有如下五种:

1、按品质分类

• 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(0.25≤C≤0.60%);
• c.高碳钢(C≥0.60%)。
• 低合金钢(合金元素总含量<5%);b.中合金钢(5%≤合金元素总含量≤10%);c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。

2、按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4)冷拉钢。

3、按金相组织分类

• 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)。
• 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

4、按用途分类

• 工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
• 渗碳钢:a.渗氮钢;b.表面淬火用钢;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。
• 碳素工具钢;a.合金工具钢;b.高速工具钢。
• 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。
• 桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

5、综合分类

(包括高级优质钢)

1. 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。
2. 工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
3. 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

• 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。

1. 抗拉强度
2. 弹性模量
3. 塑性
4. 冲击韧性、冷脆性
5. 硬度
6. 冷弯性能
7. 可焊性
8. 热处理
9. 冷加工与时效

钢材包括钢材构件品质检测有很多种项目，包括拉伸测试、弯曲疲劳测试、抗压/折测试、耐腐蚀测试。材料及相关制品在研发及生产过程实时掌握产品质量性能，可避免因质量退货、原材料浪费等。

碳钢也叫碳素钢，是含碳量(wc)小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。

按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25%)，中碳钢(wc 0.25%~0.6%)和高碳钢(wc >0.6%)。按磷、硫含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，强度也越高，但塑性降低。

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Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235-c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。

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碳的质量分数的万分数(wс×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0.08%角钢，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。根据碳的质量分数不同，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12~15mm)的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等 。

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，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。

易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素，使钢切削时切屑易脆断成碎屑，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、铋等元素。

这种钢的含硫量ws在0.08%一0.30%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 。

在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外，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、稀土等其中的一种或几种棒材，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，我国则发展以硅、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 。

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**过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高，综合性能比较好，并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等。

在大量节约**合金元素(如镍、铬)条件下，通常1 t普通低合金钢可**1.2-1.3 t碳素钢使用，其使用寿命和使用范围更是远远**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。

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。

这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳紊钢的基础上，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**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、Nj系钢、B系钢等。

合金结构钢的含碳量wc比碳素结构钢低一些，一般在0.15%一0.50%的范围内。除含碳外，还含有一种或几种合金元素，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 。

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wc为0.5%~1.5%。热变形模具用钢含碳较低，wc在0.3%~0.6%范围内;切削刀具用钢一般含碳wc1%左右;冷加工模具用钢则含碳量较高，如石墨模具钢含碳量wc达1.5%，高碳高铬型冷加工模具用钢含碳量wc高达2%以上。

方管高速工具钢是高碳高合金工具钢，钢中含碳量wc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摄氏度硬度也不降低，从而保证良好的切削性能。