HBXYGCO.

湖北新冶鋼有限公司鋼鐵材料基礎知識HBXYGCO.鋼鐵材料基礎知識鋼鐵材料基礎知識2.鋼鐵產品牌號的表示方法3.鋼材的機械性能4.鋼鐵材料的熱處理5.合金元素對鋼的性能影響7.鋼材有關術語1.鋼鐵材料的分類6.鋼材理論重量的計算方法8.鋼材的保管鋼鐵材料基礎知識2.鋼鐵產品牌號的表示方法3.鋼材的機械1.鋼鐵材料的分類1.1生鐵的分類

鋼鐵材料通常是指鐵碳合金，按含碳量的大小分類，含碳量(質量分數)大于2％的為生鐵，小于2％的為鋼。含碳量(質量分數)小于0．04％的為工業純鐵。按用途可將生鐵分為：煉鋼用生鐵和鑄造用生鐵；按化學成分可將生鐵分為：普通生鐵和特種生鐵（包括天然合金生鐵和鐵合金）。生鐵的牌號

生鐵按含硅量不同劃分牌號，以阿拉伯數字表示平均含硅量的千分數。

每個牌號按含錳量不同劃分為組，每個牌號按含磷量不同劃分為級，每個牌號按含硫

量不同劃分為類，組、級、類序號越大，有關元素含量越多。例如：L04表示Si含量：≤0.45％L08表示Si含量：0.45～0.85％L10表示Si含量：0.85～1.25％1.鋼鐵材料的分類1.1生鐵的分類生鐵的牌號

碳的含量超過2%（一般是2.5～3.5％）的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵一般用鑄造生鐵經沖天爐等設備重熔，用于澆注機械零件。按斷口顏色一般可以把鑄鐵分為：灰鑄鐵、白口鑄鐵和麻口鑄鐵。按化學成分一般可以把鑄鐵分為：普通鑄鐵和合金鑄鐵。按生產工藝和組織性能可以把鑄鐵分為：普通灰鑄鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵。1.2鑄鐵的分類碳的含量超過2%（一般是2.5～3.5％）的鐵碳合金稱為鑄鐵分類方法分類名稱說

明1．按斷口顏色分(1)灰鑄鐵這種鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態的片狀石墨形式存在，其斷口呈暗灰色，有一定的力學性能和良好的被切削性能，普遍應用于工業中。(2)白口鑄鐵白口鑄鐵是組織中完全沒有或幾乎完全沒有石墨的一種鐵碳合金，其斷口呈白亮色，硬而脆，不能進行切削加工，很少在工業上直接用來制作機械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又稱激冷鑄鐵或冷硬鑄鐵。(3)麻口鑄鐵麻口鑄鐵是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵，其斷口呈灰白相間的麻點狀，性能不好，極少應用。2．按化學成分分(1)普通鑄鐵是指不含任何合金元素的鑄鐵，如灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等。(2)合金鑄鐵是在普通鑄鐵內加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一種高級鑄鐵。如各種耐蝕、耐熱、耐磨的特殊性能鑄鐵。3．按生產方法和組織性能分(1)普通灰鑄鐵參見“灰鑄鐵”。(2)孕育鑄鐵這是在灰鑄鐵基礎上，采用“變質處理”而成，又稱變質鑄鐵。其強度、塑性和韌性均比一般灰鑄鐵好得多，組織也較均勻。主要用于制造力學性能要求較高，而截面尺寸變化較大的大型鑄件。(3)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鑄鐵經石墨化退火而成，比灰鑄鐵具有較高的韌性，又稱韌性鑄鐵。它并不可以鍛造，常用來制造承受沖擊載荷的鑄件。(4)球墨鑄鐵簡稱球鐵。它是通過在澆鑄前往鐵液中加入一定量的球化劑和墨化劑，以促進呈球狀石墨結晶而獲得的。它和鋼相比，除塑性、韌性稍低外，其他性能均接近，是兼有鋼和鑄鐵優點的優良材料，在機械工程上應用廣泛。(5)特殊性能鑄鐵這是一種有某些特性的鑄鐵，根據用途的不同，可分為耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。大都屬于合金鑄鐵，在機械制造上應用較廣泛。分類方法分類名稱說

明1．按斷口顏色分(1)灰鑄鐵這種1.3鋼分類1.按化學成分分類：

碳素鋼(碳鋼)：含碳量約0.05%～1.35%合金鋼：特意加入了合金元素1.1碳素鋼分類高碳鋼：含碳量>0.6%中碳鋼：含碳量0.25%～0．6%低碳鋼：含碳量<0.25%1.2合金鋼分類低合金鋼：合金元素總含量<5%中合金鋼：合金元素總含量5%～10%高合金鋼：合金元素總含量>10%1.3新國標GB/T13304－1991按化學成分分類為：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼2．按冶煉方法分類：轉爐鋼、平爐鋼、電爐鋼、電渣鋼3．脫氧程度分類：鎮靜鋼、沸騰鋼、半鎮靜鋼4．按鋼的品質分類普通鋼P≤0.045%S≤0.05%優質鋼P≤0.035%S≤0.035%高級優質鋼P≤0.025%S≤0.025%特級優質鋼P≤0.025%S≤0.015%5．用途分類結構鋼建筑用鋼和機械用鋼工具鋼制造各種工具，如刀具、量具、模具等用鋼特殊性能鋼具有特殊的物理、化學性能的鋼1.3鋼分類1.按化學成分分類：2．按冶煉方法分類：非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金元素規定含量界限值

按化學成份合金元素合金元素規定含量(質量分數)界限值(％)非合金鋼低合金鋼合金鋼A1<O．10—≥O．10B<0．0005—≥0．O005Bi<O．10—≥O．10Cr<O．30O．30～<O．50≥O．50Co<0.10—≥O．10Cu<O．10O．10～<O．50≥0.50Mn<1．001．00～<1.40≥1.4Mo<O．050.05～<0.10≥O．10Ni<O．300.30～<0.50≥O．50Nb<0.020.02～<0.06≥O．06Pb(O．40—≥0.40Se<O．10—≥0.10Si<O．50O．50～<0.90≥O．90Te<O．10—≥O．10Tj<O．05O．05～<O．15≥O．13W<O．10—≥0.10V<0.04O．04～<O．12≥O．12Zr<0.050.05～<0.12≥0.12La系(每一種元素)<0.020.02～<0.05≥0.05其他規定元素(S、P、c、N除外)<0.05—≥0.05非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金元素規定含量界限值按化學成份2.鋼鐵產品的牌號表示方法1．碳素結構鋼

①由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（Rel）為235MPa的碳素結構鋼。

②必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼：Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。

③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。2.鋼鐵產品的牌號表示方法1．碳素結構鋼

①由Q+數2．優質碳素結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。

②錳含量較高的優質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮靜鋼，其鋼號為10b。3．碳素工具鋼

①鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。

②鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。

③錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。

④高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區別，例如“T8MnA”。2.鋼鐵產品的牌號表示方法2．優質碳素結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含4．易切削鋼

①鋼號冠以“Y”，以區別于優質碳素結構鋼。

②字母“Y”后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。

③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。

5．合金結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。

②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁Al、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。

④高級優質鋼應在鋼號最后加“A”，以區別于一般優質鋼。

⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。

2.鋼鐵產品的牌號表示方法4．易切削鋼

①鋼號冠以“Y”，以區別于優質碳素結構6．低合金高強度鋼

①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。

②對專業用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。

7．彈簧鋼

彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。

8．滾動軸承鋼

①鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。

②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示。例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。2.鋼鐵產品的牌號表示方法6．低合金高強度鋼

①鋼號的表示方法，基本上和合金結9．合金工具鋼和高速工具鋼

①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如Cr06。

③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。

10．不銹鋼和耐熱鋼

①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。2.鋼鐵產品的牌號表示方法9．合金工具鋼和高速工具鋼

①合金工具鋼鋼號的平均碳11．焊條鋼

它的鋼號前冠以字母“H”，以區別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”，可以區別于不銹鋼“2Cr13”。

12．電工用硅鋼

①鋼號由字母和數字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。

②字母之后的數字表示鐵損值（W/kg）的100倍。

③鋼號尾部加字母“G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為50周波下檢驗的。

例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。

13．電工用純鐵

①它的牌號由字母“DT”和數字組成，“DT”表示電工用純鐵，數字表示不同牌號的順序號，例如DT3。

②在數字后面所加的字母表示電磁性能：A——高級、E——特級、C——超級，例如DT8A。2.鋼鐵產品的牌號表示方法11．焊條鋼

它的鋼號前冠以字母“H”，以區別于其他3.鋼材的機械性能

1.屈服點（Rel）

鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

設Ps為屈服點s處的外力，Fo為試樣斷面積，則屈服點Rel=Ps/Fo(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）

2.屈服強度（Rp0.2）

有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規定產生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力，稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度Rp0.2。

3.抗拉強度（Rm）

材料在拉伸過程中，從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。

設Pb為材料被拉斷前達到的最大拉力，Fo為試樣截面面積，則抗拉強度Rm=Pb/Fo（MPa）。

4.伸長率（A）

材料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

3.鋼材的機械性能

1.屈服點（Rel）

5.屈強比（Rel/Rm）

鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值，稱為屈強比。屈強比越大，結構零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65，低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）

以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm2(N/mm2)。

⑵洛氏硬度（HR）

當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：

HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質合金等）。

HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。

HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。

⑶維氏硬度（HV）

以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）3.鋼材的機械性能

5.屈強比（Rel/Rm）

鋼材4.鋼鐵材料的熱處理1.鋼的退火

將鋼加熱到一定溫度(Ac1以上或以下)并保溫一段時間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發生相變或部分相變的溫度，經過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學性能，減少殘余應力；同時可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，又為后續工序作好準備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預先熱處理。

2.鋼的正火

正火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac3(或Accm)以上３０～５０℃）以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對于亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。4.鋼鐵材料的熱處理1.鋼的退火

將鋼加熱到一定溫度3.鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac1或Ac3線以上

）以上，保溫一段時間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶液等。

4.鋼的回火

將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產生的內應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學性能。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。回火多與淬火、正火配合使用。

⑴調質處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調質處理。高溫回火是指在500-650℃之間進行回火。調質可以使鋼的性能，材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。

⑵時效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩定精密制件質量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩定鋼材組織和尺寸，尤為重要。

4.鋼鐵材料的熱處理3.鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac1或Ac35.鋼的表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬火在馬氏體組織，而心部沒有發生相變，這就實現了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。

⑵化學熱處理：是指將化學元素的原子，借助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。

滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經過淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生產中多采用氣體滲氮法。

氰化：又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。

滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。

4.鋼鐵材料的熱處理5.鋼的表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快5.合金元素對鋼的性能影響5.合金元素對鋼的性能影響5.合金元素對鋼的性能影響元素名稱對性能主要影響Al主要作用為細化晶粒和脫氧，在滲氮鋼中能促成滲氮層，含量高時，能提高高溫抗氧化性，耐氣體的腐蝕作用，固溶強化作用大，提高耐熱合金的熱強性，有促使石墨化傾向B微量硼能提高鋼的淬透性，但隨鋼中碳含量增加，淬透性的提高逐漸減弱以至完全消失C含量增加，鋼的硬度和強度也提高，但塑性和韌性隨之下降Co有固溶強化作用，使鋼具有紅硬性，提高高溫性能、抗氧化和耐腐蝕性，為高溫合金及超硬高速鋼的重要合金元素，提高鋼的Ms點，降低鋼的淬透性Cr提高鋼的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳鋼的耐磨性，含量超過12％時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質腐蝕作用，提高鋼的熱強性，是不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素，但含量高時易產生脆性Cu含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，如超過O．30％時，在熱變形加工時導致高溫銅脆現象，含量高于O．75％時，經固溶處理和時效后可產生時效強化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2％一3％的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應力腐蝕的穩定性5.合金元素對鋼的性能影響元素名稱對性能主要影響Al主5.合金元素對鋼的性能影響Mn降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善其力學性能，為低合金鋼的重要合金元素，能明顯提高鋼的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向Mo提高鋼的淬透性，含量0.5％時，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高熱強性和蠕變強度，含量2％～3％時，提高抗有機酸及還原性介質腐蝕能力N有不明顯的固溶強化及提高淬透性的作用，提高蠕變強度，與鋼中其他元素化合，有沉淀硬化作用，表面滲氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蝕性，在低碳鋼中，殘余氮會導致時效脆性Nb固溶強化作用很明顯，提高鋼的淬透性(溶于奧氏體時)，增加回火穩定性，有二次硬化作用，提高鋼的強度、沖擊韌性，當含量高時(大于碳含量的8倍)，使鋼具有良好的抗氫性能，并提高熱強鋼的高溫性能(蠕變強度等)Ni提高塑性及韌性，(提高低溫韌性更明顯)，改善耐蝕性能，與鉻、鉬聯合使用，提高熱強性，是熱強鋼及不銹耐酸鋼的主要合金元素之一RE包括鑭系元素及釔和鈧等17個元素，有脫氣、脫硫和消除其他有害雜質作用，改善鋼的鑄態組織，O．2％的含量可提高抗氧化性、高溫強度及蠕變強度，增加耐蝕性5.合金元素對鋼的性能影響Mn降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷5.合金元素對鋼的性能影響S改善切削性。產生熱脆現象，惡化鋼的質量，硫含量高，對焊接性產生不好影響Si常用的脫氧劑，有固熔強化作用，提高電阻率，降低磁滯損耗，改善磁導率，提高淬透性，抗回火性，對改善綜合力學性能有利，提高彈性極限，增加自然條件下的耐蝕性。含量較高時，降低焊接性，且易導致冷脆。中碳鋼和高碳鋼易于在回火時產生石墨化Ti固溶強化作用強，但降低固溶體的韌性，固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性，但化合鈦卻降低鋼的淬透性。改善回火穩定性，并有二次硬化作用，提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性，如蠕變和持久強度，且改善鋼的焊接性V固溶于奧氏體中可提高鋼的淬透性，但化合狀態存在的釩，會降低鋼的淬透性，增加鋼的回火穩定性，并有很強的二次硬化作用，固溶于鐵素體中有極強的固溶強化作用。細化晶粒以提高低溫沖擊韌性，碳化釩是最硬耐磨性最好的金屬碳化物，明顯提高工具鋼的壽命，提高鋼的蠕變和持久強度，釩、碳含量比超過5.7時，可大大提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕的能力，但會稍微降低高溫抗氧化性Zr鋯在鋼中作用與鈮、鈦、釩相似，含量小時，有脫氧、凈化和細化晶粒的作用，提高鋼的低溫韌性，消除時效現象，提高鋼的沖壓性能5.合金元素對鋼的性能影響S改善切削性。產生熱脆現象，惡化鋼6.鋼材的理論重量計算方法名稱單位計算公式計算舉例圓鋼盤條kg／mw=0.006165×d2式中，d為直徑(mm)直徑80mm的圓鋼，求每米質量每米質量=0.006165×802kg=39.46kg螺紋鋼kg／mW=0.00617×d2

式中，d為斷面直徑(mm)斷面直徑為12mm的螺紋鋼，求每米質量每米質量=0.00617x122kg=0.89kg方鋼kg／mW=0.00785×d2

式中，d為邊寬(MM)邊寬30mm的方鋼，求每米質量每米質量=O．00785×302kg=7.07kg扁鋼kg／mW=0.00785×d×b

式中，d為邊寬(mm)b為厚(mm)邊寬40mm、厚5mm的扁鋼，求每米質量每米質量=O．00785×40×5kg=1.57kg鋼管kg／mw=0.02466×S(D—S)式中，D為外徑，s為壁厚外徑60mm，壁厚4mm的無縫鋼管，求每米質量每米質量=0.02466×4×(60-4)kg：5.52kg6.鋼材的理論重量計算方法名稱單位計算公式計算舉例圓1圓度圓形截面有軋材，如圓鋼和圓形鋼管的橫截面上，各個方向上的直徑不等

2形狀不正確軋材橫截面幾何形狀歪斜，凹凸不平。如六角鋼的六邊不等、角鋼頂角大、型鋼扭轉等

3厚薄不均鋼板（或鋼帶）各部位的厚度不一樣，有的兩邊厚而中間薄，有的邊部薄而中間厚，也有的頭尾差超過規定

4彎曲度軋件在長度或寬度方向不平直，呈曲線狀

5鐮刀彎鋼板（或鋼帶）的長度方向在水平面上向一邊彎曲

6瓢曲度鋼板（或鋼帶）在長度或寬度方向同時出現高低起伏的波浪現象，便其成為“瓢形”或“船形”

7扭轉條形軋件沿縱軸扭成螺旋狀

8脫方、脫矩方形、矩形截面的材料對邊不等或截面的對角線不等

9拉痕（劃道）呈直線溝狀，肉眼可見到溝底分布于鋼材的局部或全長

10裂紋一般呈直線狀，有時呈Y形，多與拔制方向一致，但也有其他方向，一般開口處為銳角

11重皮（結疤）表面呈舌狀或魚磷片的翹起薄片：一種是與鋼的本體相連結，并折合到表面上不易脫落；另一種是與鋼的本體沒有連結，但粘合到表面易于脫落

12折疊鋼材表面局部重疊，有明顯的折疊紋

13銹蝕表面生成的鐵銹，其顔色由杏黃色到黑紅色，除銹后，嚴重的有獵蝕麻點

14發紋表面發紋是深度甚淺，寬度極小的發狀細紋，一般沿軋制方向延伸形成細小紋路。

7.鋼材有關術語7.1鋼材的缺陷術語1圓度圓形截面有軋材，如圓鋼和圓形鋼管的橫截面上，各個方15分層鋼材截面上有局部的明顯的金屬結構分離，嚴重時則分成2-3層，層與層之間有肉眼可見的夾雜物

16氣泡表面無規律地分布呈圓形的大大小小的凸包，其外圓比較圓滑，大部是鼓起的，也有的不鼓起而經酸洗平整后表面發亮，其剪切斷面有分層

17麻點（麻面）表面呈現局部的或連續的成片粗糙面，分布著形狀不一、大小不同的四坑，嚴重時有類似桔子皮狀的，比麻點大而深的麻斑

18氧化顔色鋼板（或鋼帶）經退火后在表面現呈現出淺黃色、深棕色、淺藍色、深藍色或亮灰色等

19輥印表面有帶狀或片狀的周期性軋輥印，其壓印部位較亮，且沒有明顯的凸凹感覺

20疏松鋼的不致密性的表現。切片經過酸液侵蝕以后，擴大成許多洞穴，根據其分布可分：一般疏松、中心疏松

21偏析鋼中各部分化學成分和非金屬夾雜物不均勻分布的現象。根據其表現形式可分：樹枝狀、方框形、點狀偏析的反偏析等

22縮孔殘余在橫向酸浸試片的中心部位，呈現不規則的空洞或裂縫。空洞或裂縫中往往殘留著外來雜質

23非金屬夾雜物在橫向酸性試片上見到一些無金屬光澤，呈灰白色、米黃色的暗灰色等色彩，系鋼中殘留的氧化物、硫化物、硅酸鹽等

24金屬夾雜物在橫向低倍試片上見到一些有金屬光澤與基體金屬顯然不同的金屬鹽

25過燒觀察經侵蝕后的顯微組織時，往往在網絡狀氧化物周圍的基體金屬上可看到脫碳組織，其他金屬如銅及其合金則有氧化銅沿晶界呈網絡狀或點狀向試樣內部延伸

26白點它是鋼的內部破裂的一種。在鋼件的縱向斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點。在經過磨光和酸蝕以后的橫向切片上，則表現為細長的發裂，有時呈輻射狀分布，有時則平行于變形方向或無規則地分布

27晶粒粗大酸浸試片斷口上有強烈金屬光澤

28脫碳鋼的表層碳分較內層碳分降低的現象稱為脫碳。全脫碳層是指鋼的表面因脫碳而呈現全部為鐵素體組織部分；部分脫碳是指在全脫碳層之后到鋼的合碳量未減少的組織處。7.鋼材有關術語15分層鋼材截面上有局部的明顯的金屬結構分離，嚴重時則分7.鋼材有關術語7.2鋼材的標準術語序號名稱說明1標準標準是對重復性事物和概念所做的統一規定。它以科學、技術和實踐經驗的綜合成果為基礎，經有關方面協商一致，由主管機構批準，以特定形式發布，作為共同遵守的準則和依據。目前，我國鋼鐵產品執行的標準有國家標準(GB、GB／T)、行業標準(YB)、地方標準和企業標準2技術條件標準中規定產品應該達到的各項性能指標和質量要求稱為技術條件，如化學成分、外形尺寸、表面質量、物理性能、力學性能、工藝性能、內部組織，交貨狀態等3保證條件按照金屬材料技術條件的規定，生產廠應該進行檢驗并保證檢驗結果符合規定要求的性能、化學成分、內部組織等質量指標，稱為保證條件(1)基本保證條件——又叫必保條件，是指標準中規定的，無論需方是否在訂貨合同中提出要求，生產廠必須進行檢驗并保證檢驗結果符合規定的項目(2)附加保證條件——是標準中規定的，只要需方在合同中注明要求，生產廠就必須進行檢驗并保證檢驗結果符合規定的項目(3)協議保證條件——在標準中沒有規定，而經供需雙方協議并在合同中注明加以保證的項目，稱為協議保證條件(4)參考條件——標準中沒有規定，或有規定而不要求保證，由需方提出并經供需雙方協商一致進行檢驗的項目，其結果僅供參考，不作考核，稱為參考條件7.鋼材有關術語7.2鋼材的標準術語序號名稱說明4質量證明書金屬材料的生產和其他工業產品的生產一樣，是按統一的標準規定進行的，執行產品出廠檢驗制度，不合格的金屬材料不準交貨。對于交貨的金屬材料，生產廠提供質量證明書以保證其質量。金屬材料的質量證明書不僅說明材料的名稱、規格、交貨件數、重量等，而且還提供規定的保證項目的全部檢驗結果質量證明書，是供方對該批產品檢驗結果的確認和保證，也是需方進行復檢和使用的依據5質量等級按鋼材表面質量、外形及尺寸允許偏差等要求不同，將鋼材質量劃分為若干等級。例如一級品、二級品。有時針對某一要求制定不同等級，例如針對表面質量分為一級、二級、三級，針對表面脫碳層深度分為一組、二組等，均表示質量上的差別6精度等級某些金屬材料，標準中規定有幾種尺寸允許偏差，并且按尺寸允許偏差大小不同，分為若干等級，叫作精度等級。精度等級按允許偏差分為普通精度、較高精度、高級精度等。精度等級愈高，其允許的尺寸偏差就愈小。在訂貨時，應注意將精度等級要求寫入合同等有關單據中7牌號金屬材料的牌號，是給每一種具體的金屬材料所取的名稱。鋼的牌號又叫鋼號。我國金屬材料的牌號，一般都能反應出化學成分。牌號不僅表明金屬材料的具體品種，而且根據它還可以大致判斷其質量。這樣，牌號就簡便地提供了具體金屬材料質量的共同概念，從而為生產、使用和管理等工作帶來很大方便8品種金屬材料的品種，是指用途、外形、生產工藝、熱處理狀態、粒度等不同的產品7.鋼材有關術語4質量金屬材料的生產和其他工業產品的生產一樣，是按統一的標9型號金屬材料的型號是指用漢語拼音(或拉丁文)字母和一個或幾個數字來表示不同形狀、類別的型材及硬質合金等產品的代號。數字表示主要部位的公稱尺寸lO規格規格是指同一品種或同一型號金屬材料的不同尺寸。一般尺寸不同，其允許偏差也不同。在產品標準中，品種的規格通常按從小到大，有順序地排列ll表面狀態主要分為光亮和不光亮兩種。在鋼絲和鋼帶標準中常見，主要區別在于采取光亮退火還是一般退火。也有把拋光、磨光、酸洗、鍍層等作為表面狀態看待12邊緣狀態邊緣狀態是指帶鋼是否切邊而言。切邊者為切邊帶鋼，不切邊者為不切邊帶鋼13交貨狀態交貨狀態是指產品交貨的最終塑性變形加工或最終熱處理狀態。不經過熱處理交貨的有熱軋(鍛)及冷軋狀態。經正火、退火、高溫回火、調質及固溶等處理的統稱為熱處理狀態交貨，或根據熱處理類別分別稱正火、退火、高溫回火、調質等狀態交貨14材料軟硬程度是指采用不同熱處理或加工硬化程度，所得鋼材的軟硬程度不同。在有的帶鋼標準中，劃分為特軟鋼帶、軟鋼帶、半軟鋼帶、低硬鋼帶和硬鋼帶7.鋼材有關術語9型號金屬材料的型號是指用漢語拼音(或拉丁文)字7.鋼材有關術語15縱向和橫向鋼材標準中所稱的縱向和橫向，均指與軋制(鍛制)及拔制方向的相對關系而言，與加工方向平行者稱縱向；與加工方向垂直者稱橫向。沿加工方向取的試樣叫縱向試樣；與加工方向垂直取的試樣稱橫向試樣。而在縱向試樣上打的斷口，是與軋制方向垂直的，故叫橫向斷口；橫向試樣上打的斷口，則與加工方向平行，故叫縱向斷口16理論質量和實際質量這是兩種不同的計算交貨質量的方法。按理論質量交貨者，是按材料的公稱尺寸和密度計算得出的交貨質量。按實際質量交貨者，是按材料經稱量(過磅)所得交貨質量17公稱尺寸和實際尺寸公稱尺寸是指標準中規定的名義尺寸，是生產過程中希望得到的理想尺寸。但在實際生產中，鋼材實際尺寸往往大于或小于公稱尺寸，實際所得到的尺寸，叫作實際尺寸18偏差和公差由于實際生產中難達到公稱尺寸，所以標準中規定實際尺寸和公稱尺寸之間有一允許差值，叫作偏差。差值為負值叫負偏差，正值叫正偏差。標準中規定的允許正負偏差絕對值之和叫作公差。偏差有方向性，即以“正”或“負”表示，公差沒有方向性7.鋼材有關術語15縱向和橫向鋼材標準中所稱的縱向和橫向19交貨長度鋼材交貨長度，在現行標準中有四種規定：(1)通常長度——又稱不定尺長度，凡鋼材長度在標準規定范圍內而且無固定長度的，都稱為通常長度。但為了包裝運輸和計量方便，各企業剪切鋼材時，根據情況最好切成幾種不同長度的尺寸，力求避免亂尺(2)定尺長度——按訂貨要求切成的固定長度(鋼板的定尺是指寬度和長度)叫定尺長度，例如定尺為5m，則一批交貨鋼材長度均為5m。但實際上不可能都是5m長，因此還規定了允許正偏差值(3)倍尺長度——按訂貨要求的單倍尺長度切成等于訂貨單倍長度的整數倍數，稱為倍尺長度，例如單倍尺長度為950mm，則切成雙倍尺時為1900mm，三倍尺為950×3=2850mm等(4)凡長度小于標準中通常長度下限，但不小于最小允許長度者，稱為短尺長度20冶煉方法指采用何種煉鋼爐冶煉而言，例如用平爐、電弧爐、電渣爐、真空感應爐及混合煉鋼等冶煉。“冶煉方法”一詞在標準中的含義，不包括脫氧方法(如全脫氧的鎮靜鋼、半脫氧的半鎮靜鋼和沸騰鋼)及澆注方法(如上注、下注、連鑄)這些概念2l化學成分(產品成分)是指鋼鐵產品的化學組成，包括主成分和雜質元素，其含量以重量百分數表示7.鋼材有關術語19交貨長度鋼材交貨長度，在現行標準中有四種規定：2022熔煉成分鋼的熔煉成分是指鋼在熔煉(如罐內脫氧)完畢，澆注中期的化學成分23成品成分鋼材的成品成分，又叫驗證分析成分，是指從成品鋼材上按規定方法(詳見GB／T222)鉆取或刨取試屑，并按規定的標準方法分析得來的化學成分。鋼材的成品成分主要是供使用部門或檢驗部門驗收鋼材時使用的。生產廠一般不全做成品分析，但應保證成品成分符合標準規定。有些主要產品或者有時由于某種原因(如工藝改動、質量不穩、熔煉成分接近上下限、熔煉分析未取到等)，生產廠也做成品成分分析24優質鋼和高級優質鋼(帶A字)又叫質量鋼和高級質量鋼，其區別在于高級優質鋼在下列方面的一部分或全部分優于優質鋼：①縮小含碳量范圍；②減少有害雜質(主要是硫、磷)含量；③保證較高的純凈度(指夾雜物含量少)；④保證較高的力學性能和工藝性能7.鋼材有關術語22熔煉成分鋼的熔煉成分是指鋼在熔煉(如罐內脫氧)1)保管鋼材的場地或倉庫，應選擇在清潔干凈、排水通暢的地方，遠離產生有害氣體或粉塵的廠礦。在場地上要清除雜草及一切雜物，保持鋼材干凈2)在倉庫里不得與酸、堿、鹽、水泥等對鋼材有侵蝕性的材料堆放在一起。不同品種的鋼材應分別堆放，防止混淆，防止接觸腐蝕3)大型型鋼、鋼軌、辱鋼板、大口徑鋼管、鍛件等可以露天堆放4)中小型型鋼、盤條、鋼筋、中口徑鋼管、鋼絲及鋼絲繩等，可在通風良好的料棚內存放，但必須上苫下墊5)一些小型鋼材、薄鋼板、鋼帶、硅鋼片、小口徑或薄壁鋼管、各種冷軋、冷拔鋼材以及價格高、易腐蝕的金屬制品，可存放入庫6)庫房應根據地理條件選定，一般采用普通封閉式庫房，即有房頂有圍墻、門窗嚴密，設有通風裝置的庫房7)庫房要求晴天注意通風，雨天注意關閉防潮，經常保持適宜的儲存環境。8.鋼材的保管8.1選擇適宜的場地和庫房

1)保管鋼材的場地或倉庫，應選擇在清潔干凈、排水通暢的地方1)堆碼的原則要求是在碼垛穩固、確保安全的條件下，做到按品種、規格碼垛，不同品種的材料要分別碼垛，防止混淆和相互腐蝕2)禁止在垛位附近存放對鋼材有腐蝕作用的物品3)垛底應墊高、堅固、平整，防止材料受潮或變形4)同種材料按入庫先后分別堆碼，便于執行先進先發的原則5)露天堆放的型鋼，下面必須有木墊或條石，垛面略有傾斜，以利排水，并注意材料安放平直，防止造成彎曲變形6)堆垛高度，人工作業的不超過1.2m，機械作業的不超過1.5m，垛寬不超過2.5m7)垛與垛之間應留有一定的通道，檢查道一般為O．5m，出入通道視材料大小和運輸機械而定，一般為1.5～2．Om8)垛底墊高，若倉庫為朝陽的水泥地面，墊高O．1m即可；若為泥地，須墊高O．2～0.5m。若為露天場地，水泥地面墊高O·3～O·5m，沙泥面墊高0.5～O．7m9)露天堆放角鋼和槽鋼應俯放，即口朝下，工字鋼應立放，鋼材的I槽面不能朝上，以免積水生銹。8.鋼材的保管8.2合理堆碼、先進先放

1)堆碼的原則要求是在碼垛穩固、確保安全的條件下，做到按品8.鋼材的保管8.3．保護材料的包裝和保護層

8.4．保持倉庫清潔、加強材料養護

鋼廠出廠前涂的防腐劑或其他鍍復及包裝，這是防止材料銹蝕的重要措施，在運輸裝卸過程中須注意保護，不能損壞，可延長材料的保管期限。1)材料在入庫前要注意防止雨淋或混入雜質，對已經淋雨或弄污的材料要按其性質采用不同的方法擦凈，如硬度高的可用鋼絲刷，硬度低的用布、棉等物。2)材料入庫后要經常檢查，如有銹蝕，應清除銹蝕層。3)一般鋼材表面清除于凈后，不必涂油，但對優質鋼、合金薄鋼板、薄壁管、合金鋼管等，除銹后其內外表面均需涂防銹油后再存放。4)對銹蝕較嚴重的鋼材，除銹后不宜長期保管，應盡快使用。8.鋼材的保管8.3．保護材料的包裝和保護層8.4．保持建成最具核心競爭力的特鋼企業建成最具核心競爭力的特鋼企業HBXYGCO.

湖北新冶鋼有限公司鋼鐵材料基礎知識HBXYGCO.鋼鐵材料基礎知識鋼鐵材料基礎知識2.鋼鐵產品牌號的表示方法3.鋼材的機械性能4.鋼鐵材料的熱處理5.合金元素對鋼的性能影響7.鋼材有關術語1.鋼鐵材料的分類6.鋼材理論重量的計算方法8.鋼材的保管鋼鐵材料基礎知識2.鋼鐵產品牌號的表示方法3.鋼材的機械1.鋼鐵材料的分類1.1生鐵的分類

鋼鐵材料通常是指鐵碳合金，按含碳量的大小分類，含碳量(質量分數)大于2％的為生鐵，小于2％的為鋼。含碳量(質量分數)小于0．04％的為工業純鐵。按用途可將生鐵分為：煉鋼用生鐵和鑄造用生鐵；按化學成分可將生鐵分為：普通生鐵和特種生鐵（包括天然合金生鐵和鐵合金）。生鐵的牌號

生鐵按含硅量不同劃分牌號，以阿拉伯數字表示平均含硅量的千分數。

每個牌號按含錳量不同劃分為組，每個牌號按含磷量不同劃分為級，每個牌號按含硫

量不同劃分為類，組、級、類序號越大，有關元素含量越多。例如：L04表示Si含量：≤0.45％L08表示Si含量：0.45～0.85％L10表示Si含量：0.85～1.25％1.鋼鐵材料的分類1.1生鐵的分類生鐵的牌號

碳的含量超過2%（一般是2.5～3.5％）的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵一般用鑄造生鐵經沖天爐等設備重熔，用于澆注機械零件。按斷口顏色一般可以把鑄鐵分為：灰鑄鐵、白口鑄鐵和麻口鑄鐵。按化學成分一般可以把鑄鐵分為：普通鑄鐵和合金鑄鐵。按生產工藝和組織性能可以把鑄鐵分為：普通灰鑄鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵。1.2鑄鐵的分類碳的含量超過2%（一般是2.5～3.5％）的鐵碳合金稱為鑄鐵分類方法分類名稱說

明1．按斷口顏色分(1)灰鑄鐵這種鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態的片狀石墨形式存在，其斷口呈暗灰色，有一定的力學性能和良好的被切削性能，普遍應用于工業中。(2)白口鑄鐵白口鑄鐵是組織中完全沒有或幾乎完全沒有石墨的一種鐵碳合金，其斷口呈白亮色，硬而脆，不能進行切削加工，很少在工業上直接用來制作機械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又稱激冷鑄鐵或冷硬鑄鐵。(3)麻口鑄鐵麻口鑄鐵是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵，其斷口呈灰白相間的麻點狀，性能不好，極少應用。2．按化學成分分(1)普通鑄鐵是指不含任何合金元素的鑄鐵，如灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等。(2)合金鑄鐵是在普通鑄鐵內加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一種高級鑄鐵。如各種耐蝕、耐熱、耐磨的特殊性能鑄鐵。3．按生產方法和組織性能分(1)普通灰鑄鐵參見“灰鑄鐵”。(2)孕育鑄鐵這是在灰鑄鐵基礎上，采用“變質處理”而成，又稱變質鑄鐵。其強度、塑性和韌性均比一般灰鑄鐵好得多，組織也較均勻。主要用于制造力學性能要求較高，而截面尺寸變化較大的大型鑄件。(3)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鑄鐵經石墨化退火而成，比灰鑄鐵具有較高的韌性，又稱韌性鑄鐵。它并不可以鍛造，常用來制造承受沖擊載荷的鑄件。(4)球墨鑄鐵簡稱球鐵。它是通過在澆鑄前往鐵液中加入一定量的球化劑和墨化劑，以促進呈球狀石墨結晶而獲得的。它和鋼相比，除塑性、韌性稍低外，其他性能均接近，是兼有鋼和鑄鐵優點的優良材料，在機械工程上應用廣泛。(5)特殊性能鑄鐵這是一種有某些特性的鑄鐵，根據用途的不同，可分為耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。大都屬于合金鑄鐵，在機械制造上應用較廣泛。分類方法分類名稱說

明1．按斷口顏色分(1)灰鑄鐵這種1.3鋼分類1.按化學成分分類：

碳素鋼(碳鋼)：含碳量約0.05%～1.35%合金鋼：特意加入了合金元素1.1碳素鋼分類高碳鋼：含碳量>0.6%中碳鋼：含碳量0.25%～0．6%低碳鋼：含碳量<0.25%1.2合金鋼分類低合金鋼：合金元素總含量<5%中合金鋼：合金元素總含量5%～10%高合金鋼：合金元素總含量>10%1.3新國標GB/T13304－1991按化學成分分類為：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼2．按冶煉方法分類：轉爐鋼、平爐鋼、電爐鋼、電渣鋼3．脫氧程度分類：鎮靜鋼、沸騰鋼、半鎮靜鋼4．按鋼的品質分類普通鋼P≤0.045%S≤0.05%優質鋼P≤0.035%S≤0.035%高級優質鋼P≤0.025%S≤0.025%特級優質鋼P≤0.025%S≤0.015%5．用途分類結構鋼建筑用鋼和機械用鋼工具鋼制造各種工具，如刀具、量具、模具等用鋼特殊性能鋼具有特殊的物理、化學性能的鋼1.3鋼分類1.按化學成分分類：2．按冶煉方法分類：非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金元素規定含量界限值

按化學成份合金元素合金元素規定含量(質量分數)界限值(％)非合金鋼低合金鋼合金鋼A1<O．10—≥O．10B<0．0005—≥0．O005Bi<O．10—≥O．10Cr<O．30O．30～<O．50≥O．50Co<0.10—≥O．10Cu<O．10O．10～<O．50≥0.50Mn<1．001．00～<1.40≥1.4Mo<O．050.05～<0.10≥O．10Ni<O．300.30～<0.50≥O．50Nb<0.020.02～<0.06≥O．06Pb(O．40—≥0.40Se<O．10—≥0.10Si<O．50O．50～<0.90≥O．90Te<O．10—≥O．10Tj<O．05O．05～<O．15≥O．13W<O．10—≥0.10V<0.04O．04～<O．12≥O．12Zr<0.050.05～<0.12≥0.12La系(每一種元素)<0.020.02～<0.05≥0.05其他規定元素(S、P、c、N除外)<0.05—≥0.05非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金元素規定含量界限值按化學成份2.鋼鐵產品的牌號表示方法1．碳素結構鋼

①由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（Rel）為235MPa的碳素結構鋼。

②必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼：Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。

③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。2.鋼鐵產品的牌號表示方法1．碳素結構鋼

①由Q+數2．優質碳素結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。

②錳含量較高的優質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮靜鋼，其鋼號為10b。3．碳素工具鋼

①鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。

②鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。

③錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。

④高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區別，例如“T8MnA”。2.鋼鐵產品的牌號表示方法2．優質碳素結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含4．易切削鋼

①鋼號冠以“Y”，以區別于優質碳素結構鋼。

②字母“Y”后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。

③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。

5．合金結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。

②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁Al、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。

④高級優質鋼應在鋼號最后加“A”，以區別于一般優質鋼。

⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。

2.鋼鐵產品的牌號表示方法4．易切削鋼

①鋼號冠以“Y”，以區別于優質碳素結構6．低合金高強度鋼

①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。

②對專業用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。

7．彈簧鋼

彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。

8．滾動軸承鋼

①鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。

②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示。例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。2.鋼鐵產品的牌號表示方法6．低合金高強度鋼

①鋼號的表示方法，基本上和合金結9．合金工具鋼和高速工具鋼

①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如Cr06。

③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。

10．不銹鋼和耐熱鋼

①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。2.鋼鐵產品的牌號表示方法9．合金工具鋼和高速工具鋼

①合金工具鋼鋼號的平均碳11．焊條鋼

它的鋼號前冠以字母“H”，以區別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”，可以區別于不銹鋼“2Cr13”。

12．電工用硅鋼

①鋼號由字母和數字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。

②字母之后的數字表示鐵損值（W/kg）的100倍。

③鋼號尾部加字母“G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為50周波下檢驗的。

例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。

13．電工用純鐵

①它的牌號由字母“DT”和數字組成，“DT”表示電工用純鐵，數字表示不同牌號的順序號，例如DT3。

②在數字后面所加的字母表示電磁性能：A——高級、E——特級、C——超級，例如DT8A。2.鋼鐵產品的牌號表示方法11．焊條鋼

它的鋼號前冠以字母“H”，以區別于其他3.鋼材的機械性能

1.屈服點（Rel）

鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

設Ps為屈服點s處的外力，Fo為試樣斷面積，則屈服點Rel=Ps/Fo(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）

2.屈服強度（Rp0.2）

有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規定產生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力，稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度Rp0.2。

3.抗拉強度（Rm）

材料在拉伸過程中，從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。

設Pb為材料被拉斷前達到的最大拉力，Fo為試樣截面面積，則抗拉強度Rm=Pb/Fo（MPa）。

4.伸長率（A）

材料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

3.鋼材的機械性能

1.屈服點（Rel）

5.屈強比（Rel/Rm）

鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值，稱為屈強比。屈強比越大，結構零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65，低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）

以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm2(N/mm2)。

⑵洛氏硬度（HR）

當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：

HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質合金等）。

HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。

HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。

⑶維氏硬度（HV）

以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）3.鋼材的機械性能

5.屈強比（Rel/Rm）

鋼材4.鋼鐵材料的熱處理1.鋼的退火

將鋼加熱到一定溫度(Ac1以上或以下)并保溫一段時間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發生相變或部分相變的溫度，經過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學性能，減少殘余應力；同時可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，又為后續工序作好準備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預先熱處理。

2.鋼的正火

正火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac3(或Accm)以上３０～５０℃）以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對于亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。4.鋼鐵材料的熱處理1.鋼的退火

將鋼加熱到一定溫度3.鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac1或Ac3線以上

）以上，保溫一段時間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶液等。

4.鋼的回火

將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產生的內應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學性能。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。回火多與淬火、正火配合使用。

⑴調質處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調質處理。高溫回火是指在500-650℃之間進行回火。調質可以使鋼的性能，材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。

⑵時效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩定精密制件質量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩定鋼材組織和尺寸，尤為重要。

4.鋼鐵材料的熱處理3.鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac1或Ac35.鋼的表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬火在馬氏體組織，而心部沒有發生相變，這就實現了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。

⑵化學熱處理：是指將化學元素的原子，借助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。

滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經過淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生產中多采用氣體滲氮法。

氰化：又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。

滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。

4.鋼鐵材料的熱處理5.鋼的表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快5.合金元素對鋼的性能影響5.合金元素對鋼的性能影響5.合金元素對鋼的性能影響元素名稱對性能主要影響Al主要作用為細化晶粒和脫氧，在滲氮鋼中能促成滲氮層，含量高時，能提高高溫抗氧化性，耐氣體的腐蝕作用，固溶強化作用大，提高耐熱合金的熱強性，有促使石墨化傾向B微量硼能提高鋼的淬透性，但隨鋼中碳含量增加，淬透性的提高逐漸減弱以至完全消失C含量增加，鋼的硬度和強度也提高，但塑性和韌性隨之下降Co有固溶強化作用，使鋼具有紅硬性，提高高溫性能、抗氧化和耐腐蝕性，為高溫合金及超硬高速鋼的重要合金元素，提高鋼的Ms點，降低鋼的淬透性Cr提高鋼的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳鋼的耐磨性，含量超過12％時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質腐蝕作用，提高鋼的熱強性，是不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素，但含量高時易產生脆性Cu含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，如超過O．30％時，在熱變形加工時導致高溫銅脆現象，含量高于O．75％時，經固溶處理和時效后可產生時效強化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2％一3％的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應力腐蝕的穩定性5.合金元素對鋼的性能影響元素名稱對性能主要影響Al主5.合金元素對鋼的性能影響Mn降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善其力學性能，為低合金鋼的重要合金元素，能明顯提高鋼的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向Mo提高鋼的淬透性，含量0.5％時，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高熱強性和蠕變強度，含量2％～3％時，提高抗有機酸及還原性介質腐蝕能力N有不明顯的固溶強化及提高淬透性的作用，提高蠕變強度，與鋼中其他元素化合，有沉淀硬化作用，表面滲氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蝕性，在低碳鋼中，殘余氮會導致時效脆性Nb固溶強化作用很明顯，提高鋼的淬透性(溶于奧氏體時)，增加回火穩定性，有二次硬化作用，提高鋼的強度、沖擊韌性，當含量高時(大于碳含量的8倍)，使鋼具有良好的抗氫性能，并提高熱強鋼的高溫性能(蠕變強度等)Ni提高塑性及韌性，(提高低溫韌性更明顯)，改善耐蝕性能，與鉻、鉬聯合使用，提高熱強性，是熱強鋼及不銹耐酸鋼的主要合金元素之一RE包括鑭系元素及釔和鈧等17個元素，有脫氣、脫硫和消除其他有害雜質作用，改善鋼的鑄態組織，O．2％的含量可提高抗氧化性、高溫強度及蠕變強度，增加耐蝕性5.合金元素對鋼的性能影響Mn降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷5.合金元素對鋼的性能影響S改善切削性。產生熱脆現象，惡化鋼的質量，硫含量高，對焊接性產生不好影響Si常用的脫氧劑，有固熔強化作用，提高電阻率，降低磁滯損耗，改善磁導率，提高淬透性，抗回火性，對改善綜合力學性能有利，提高彈性極限，增加自然條件下的耐蝕性。含量較高時，降低焊接性，且易導致冷脆。中碳鋼和高碳鋼易于在回火時產生石墨化Ti固溶強化作用強，但降低固溶體的韌性，固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性，但化合鈦卻降低鋼的淬透性。改善回火穩定性，并有二次硬化作用，提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性，如蠕變和持久強度，且改善鋼的焊接性V固溶于奧氏體中可提高鋼的淬透性，但化合狀態存在的釩，會降低鋼的淬透性，增加鋼的回火穩定性，并有很強的二次硬化作用，固溶于鐵素體中有極強的固溶強化作用。細化晶粒以提高低溫沖擊韌性，碳化釩是最硬耐磨性最好的金屬碳化物，明顯提高工具鋼的壽命，提高鋼的蠕變和持久強度，釩、碳含量比超過5.7時，可大大提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕的能力，但會稍微降低高溫抗氧化性Zr鋯在鋼中作用與鈮、鈦、釩相似，含量小時，有脫氧、凈化和細化晶粒的作用，提高鋼的低溫韌性，消除時效現象，提高鋼的沖壓性能5.合金元素對鋼的性能影響S改善切削性。產生熱脆現象，惡化鋼6.鋼材的理論重量計算方法名稱單位計算公式計算舉例圓鋼盤條kg／mw=0.006165×d2式中，d為直徑(mm)直徑80mm的圓鋼，求每米質量每米質量=0.006165×802kg=39.46kg螺紋鋼kg／mW=0.00617×d2

式中，d為斷面直徑(mm)斷面直徑為12mm的螺紋鋼，求每米質量每米質量=0.00617x122kg=0.89kg方鋼kg／mW=0.00785×d2

式中，d為邊寬(MM)邊寬30mm的方鋼，求每米質量每米質量=O．00785×302kg=7.07kg扁鋼kg／mW=0.00785×d×b

式中，d為邊寬(mm)b為厚(mm)