金属材料学 第2.doc

第二章 钢中合金元素、钢的分类及编号方法第一节 钢中合金元素首先，我们来看什么是钢，钢可看作是以Fe为基的合金，其点阵结构是由Fe决定的。钢又分为C钢和合金钢。C钢的基本组元是C和Fe(C0.6%）；合金钢按合金元素含量也可分为低合金钢（w5%）、中合金钢（w=5%10%）、高合金钢（w10%）。按钢的质量等级分，有普通钢、优质钢和高级优质钢。按钢的主要用途分为结构钢（包括一般工程结构钢和机器零件结构钢）、工具钢（包括刀具、模具、量具）、特殊性能钢、专业用钢等。我国关于钢分类的最新国家标准GB/T13304-91，是参照了国际标准ISO4948/1,4948/2而制订的。据此，钢的分类有两部分：第一部分按化学成分分类；第二部分按主要质量等级、主要性能及使用特性分类。图2-1为摘要归纳了新国标钢分类的关系。按化学成分 按主要质量等级分按主要性能及使用特性分普通质量非合金钢以规定性能为主要特性的非合金钢非合金钢优质非合金钢以规定碳含量为主要特性的非合金钢特殊质量非合金钢其它非合金钢普通质量低合金钢低合金耐候钢钢低合金钢优质低合金钢可焊接的低合金高强度结构钢特殊质量低合金钢低合金钢专业用钢优质合金钢工程结构用合金钢合金钢特殊质量合金钢机械结构用合金钢合金工具钢特殊性能钢图2-1 钢分类的关系图 本图采用“非合金钢”一词代替传统的“碳素钢”。但在GBT1330491以前有关的技术标准中，均采用“碳素钢”，故“碳素钢”名称仍将沿用一段时间。 普通质量钢指生产过程中控制质量无特殊规定的、一般用途的钢；优质钢指生产过程中需按规定控制质量（如硫、磷含量）的钢；特殊质量钢指生产过程中需严格控制质量和性能的钢。二、 钢的编号方法钢的种类很多，需要进行编号，编号原则：根据GB22179规定，由三大部分相结合组成：化学元素符号 用以表示钢中所含化学元素种类（采用国际化学元素符号）；汉语拼音字母 用以表示产品的名称、用途、冶炼方法等特点，常采用的缩写字母及涵义见表2-1；阿拉伯数字 用以表示钢中主要化学元素含量（质量百分数）或产品的主要性能参数或代号。表2-1 中国钢号所用汉语拼音缩写字母及涵义编写字母钢号中位置代表涵义举例缩写字母钢号中位置代表涵义举例A、B、C、D、E尾质量等级Q235B50CrVAML首铆螺钢ML40BL首标准件用碳钢BL3Q首屈服强度Q235B尾半镇静钢08bq尾桥梁用钢16MnqC首船用钢C20R尾压力容器钢15MVRDG首电工用硅钢DG5T首碳素工具钢T10DR首电工用热轧硅钢DR400-50U首钢轨钢U71MnDR尾低温压力容器钢16MnDRH首焊条用钢H08MnSiDT首电工纯铁DT4AH尾保证焊接性结构钢40CrHD尾低淬透性钢55TidK首铸造高温合金K213F尾沸腾钢08FL尾汽车大梁用钢08TiLF首热锻非调质钢F45VY首易切削钢Y15PbG首滚动轴承钢GCr15Z尾镇静钢45AZGH首变形高温合金GH1130ZG首铸钢ZG200-400g尾锅炉用钢20gZU首轧辊用铸钢ZU70Mn2常用的各类主要钢号的表示方法说明见表2-2，详细内容可参照有关标准。表2-2 中国主要钢号表示方法说明 钢 类 钢 号 举 例表 示 方 法 说 明普通质量碳素结构钢Q235AF Q代表钢的屈服强度，其后数字表示屈服强度值（MPa），必要时数字后标出质量等级（A、B、C、D、E）和脱氧方法（F、b、Z）碳素铸钢ZG200400 ZG代表铸钢，第一组数字代表屈服强度值（200MPa），第二组数字代表抗拉强度值（400MPa）结构钢优质碳素结构钢08F，45，40Mn20g 钢号头两位数代表平均碳含量的万分之几；Mn含量较高的钢在数字后标出“Mn”，脱氧方法或专业用钢也应在数字后标出合金结构钢20Cr，40CrNiMoA60Si2Mn 钢号头两位数代表平均含碳量的万分之几；其后为钢中主要合金元素符号，它的含量以百分之几数字标出，若其含量1.5%不标，当其含量1.5%，2.5%则相应数字为2，3；若为高级优质钢，则在钢号最后标“A”低合金高强度结构钢16Mn，16MnR，Q390E 表示方法同于合金结构钢，专业用钢在其后标出缩写字母（16MnR），新标准(GB/T1591-1914)表示方法同于普通质量碳素结构钢（如Q390E）工具钢碳素工具钢T8，T8Mn，T8A T代表碳素工具钢，其后数字代表平均碳含量的千分之几，含MMn量较高者在数字后标出“Mn”，高级优质钢标出“A”合金工具钢9SiCrCrWMn 当平均碳含量1.0时不标；平均碳含量1.0时，以千分之几数字标出，合金元素及含量表示方法基本上与合金结构钢相同高速工具钢W6Mo5Cr4V2 钢号中一般不标出碳含量，只标合金元素及含量，方法同于合金工具钢 滚动轴承钢GCr15GCr15SiMn G代表滚动轴承钢，碳含量不标出，含Cr量以千分之几数字标出，其它合金元素及含量表示同于合金结构钢 不锈钢1Cr18Ni90Cr18Ni900Cr19Ni13Mo3 钢号中含碳量以千分之几的数字标出，若wc0.03%或0.08%者，钢号前以“00”或“0”标出，合金元素及含量表示同于合金结构钢 普通C素结构钢： GB221-79分三类，分别用汉字甲、乙、特或字母A、B、C表示钢号书写顺序：钢类、炉号的汉字或字母、顺序号、沸腾钢或半镇静钢的汉字或字母、平炉钢或镇静钢在钢号中不标出。例：甲0（A0）、甲1（A1）表示甲类（A类）0号及1号平炉钢。甲碱0（AJ0）表示甲类（A类）0号碱性侧吹转炉钢。乙3（B3）、特3（C3）表示乙类（B类）及特类（C类）3号平炉钢A1F表示，A类1号沸腾钢。特殊用途的C素钢，如桥梁钢，造船钢等，除如上述的表示方法外，还要在钢号后以用途字母，如A3q（甲3桥）为桥梁用甲类3号钢。A类钢：A0、A7保证机械而不保证化学成分 （A0F、A4F）B类钢：B0、B7保证化学成分而不保证机械性能 （B0FB4F）C类钢：C2C5保证化学成及机械性能 （C2FC4F）普通C钢一般不需经过HT即可使用，大多轧制成扳材、型材或异型材供应。GB700-88牌号用Q(屈服点，屈的形状字母大写)屈服点数值牌号等级符号脱氧方法符号质量等级 A、B、C、D四个等级脱氧方法 F、b、Z、TZ（特殊镇静钢）（Z、TZ不标）例如：Q235-A.FQ235-A相当于A3钢。 优质C素结构钢：这类钢S、P及其它残余元素及非金属夹杂含量较少，它保证成分和机械性能，绝大部分为脱氧完全的镇静钢。表示方法：以平均C含量的万分之几表示，沸腾钢及半镇钢应标明。如：10、20分别表示平均C量0.1%、0.2%10F表示0.1%的沸腾钢对Mn量较高的钢，应将Mn标出，如50Mn，0.5%C，0.11.0%Mn。专门用途的钢与在钢号尾加用途符号，如20g为0.2%C锅炉钢，普通Mn量：08、10、15、20、逢585（05F、08F、10F、15F、20F）较高Mn量：15Mn、20Mn逢570Mn这类钢的强度等主要靠C量的高低来调整，以满足需要，大多轧成（锻）形状简单的板材或型材供应。 C素工具钢基本上不含Me的优质高C钢，为避免与优质C素结构钢重复以“碳”或（T）代表C素工具钢含量以平均C量的千分之几表示，较高Mn量的应将Mn标出。T8Mn：0.85%C，0.350.6%Mn优质C素工具钢：T7、T8、T13、T8Mn高级优质C素工具钢：T7A、T8A、T13A、T8MnA 铸钢合金铸钢和C素铸钢：ZG + C量万分数 + 元素 + 元素含量C素铸钢ZG15、ZG20、逢5ZG55，平均C量钢号/万分三级：1级为高级优质、2级为优质、3级为普通 合金结构钢：有优质和高级优质两种，在优质C素结构钢基础上，适当加入一种或和向种Me来提高强度，韧性和淬透性。钢号表示方法：C量万分数元素符号元素百分含量当元素平均含量1.5%时，只标元素，后面数字一般不写。当元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%时，在元素后应分别标2、3、4如 20Cr(0.2%C、0.71.0%Cr)40Mn2V(0.380.45%C、1.61.9%Mn、0.070.12%V)有时两个钢种化学成分，除其中一主要元素外，都基本相同，且这个主要元素含量都1.5%，这时应将含量罗多者在元素后面标加“1”字来加以区别。如：12CrMoV和12Cr1MoV的含Cr量分别为0.40.6%t和0.91.2%。合金结构钢中的Mo、V、Ti、B等元素，如系有忘加入的，即使含量很低，仍应在钢号中标出。20MnVB(0.2%C1.01.3%Mn、0.070.12%V、0.0010.005%B)普通低合金钢，若是用碱性或酸性转炉吹炼的，则应在其钢号前分别冠以碱（J）或酸（S），如J16Mn、S16Mn 合金工具钢：对一般合金工具钢当平均C量1.0%，钢号中不标C量当平均C量1.0%，用一位数表“千分数”合金元素表示方法同合金结构钢如 CrMn：1.31.5%C，0.450.75%Mn、1.31.6%Cr 9Mn2V：0.85%0.95%C对低Cr合金工具钢：C量不写，Cr量用千分之几表示，并在含量前加“0”，以区别一般元素含量表示方法。如：Cr06，含1.3%1.45%C、0.6%Cr 高速钢：不写C量，元素表示方法同合金结构钢如： W18Cr4V，含0.70.8CW6Mo5Cr4V2，1.051.15%C 滚动轴承钢：不写C量，用“G”表示，Cr量用千分之几表示，其它元素表示同合金结构钢如 Cr15SiMn：1.5%Cr、0.40.65%Si、0.91.2%Mn 不锈钢、耐酸钢、耐热钢：含C量以千分数表示，如：1Cr13、2Cr13含C量相应为0.15%，0.160.24