钢材基础知识总汇

1、一、钢材分类以及大致用途    钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材分为十六大品种：       类  别  品  种说      明 型材重轨每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）轻轨每米重量小于或等于30千克的钢轨 大型型钢普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型 中型型钢小型型钢线材  直径5-10毫米的圆钢和盘条 冷弯型钢

2、 将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢优质型材  优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等 其它钢材包括重轨配件、车轴坯、轮箍等板材薄钢板厚度等于和小于4毫米的钢板厚钢板  厚度大于4毫米的钢板。可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm） 钢带  也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板电工硅钢薄板也叫硅钢片或矽钢片管材无缝钢管用热轧、热轧冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管 焊接钢管将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管金属制品    金属制品包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等

3、0;               （二）、钢的分类    钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过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，其主要方法有如下七种：    1、按品质分类    (1) 普通钢（P0.045%，S0.050%）    (2) 优质钢（P、S均0.035%）    (3) 高级优质钢（P0.035%，S0.0

4、30%）    2.、按化学成份分类    (1) 碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（C0.250.60%）；c.高碳钢（C0.60%）。    (2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）；b.中合金钢（合金元素总含量510%）；c.高合金钢（合金元素总含量10%）。    3、按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。   4、综合分类    (1)普通钢    a.碳素结构钢：(a) Q195；(

5、b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。    b.低合金结构钢    c.特定用途的普通结构钢    (2)优质钢（包括高级优质钢）    a.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。    b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。    c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)

6、电工用钢；(e)高锰耐磨二、钢号表示方法（一）、我国钢号表示方法概述       产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。    钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。    （二）、我国钢号表示方法的分类说明    1碳素结构钢    由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（s）为235 MPa的碳素结构钢。    必

7、要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。    专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。    2优质碳素结构钢    钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。  &#

8、160; 锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。    沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。    3碳素工具钢    钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。    钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。    锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。    高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低

9、，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。       4合金结构钢    钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。    钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.

10、5%时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。    钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。    高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。    专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如，铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。    5低合金高强度钢   

11、; 钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。    对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。对于碳钢来说，最主要的就是化学成分和力学性能。国外对于力学性能更看重。一般分为五大化学元素和五大机械性能。 五大化学元素： 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，

12、碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。        2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.150.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.01.2%的硅，强度可提高1520%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅14%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。      3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是

13、良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.300.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰1114%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。        4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。       

14、 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。五大机械性能：1.屈服强度：当材料所受应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到一个值后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强

15、度。2.拉伸强度：拉伸强度是指材料在拉伸应力下产生最大均匀塑性变形的应力值。3.延伸率：金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。4.冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度 （外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。冷弯性能可衡量钢材在常温下冷加工弯曲时产生塑性变形的能力。5.冲击韧性：冲击切度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值（kv或kv）作为标准的。它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验

16、结果，以冲断试样上所消耗的功（Aku或Akv）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量关于产品用途（加工性能）分类；一般国际之通用规格可区分为下列数种：  1.一般商业用(Commercial Quality ,CQ)： 2.扣锁成型用，也叫机械咬合用(Lock Forming Quality,LFQ或者FS)： 3.冲压用(Drawing Quality,DQ)，深冲用(Deep Drawing Quality,DDQ，DDS或称Drawing Quality Special Killed DQSK)： 4. 结构用： (1)以底材之抗拉强度为基准者，如JIS规格： (2)

17、以底材之降伏强度为基准者，如ASTM规格：热处理钢的热处理一、钢的热处理定义： 把钢在固态下加热到一定温度，进行必要的保温，并以适当的速度冷却到室温，以改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。二、钢的热处理目的：1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。叫预先热处理。 2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。叫最终热处理。 三、热处理的方法（按工艺方法不同分）热处理基本原理热处理之所以能够使钢的性能发生很大变化，主要是由于在加热和冷却过程中，钢的内部组织发生了变化造成的1、钢在加热时的转变 大多数热处理工艺需要将钢加热到

18、临界温度以上（A区域）才能进行，所以加热转变主要包括A的形成和晶粒长大两个过程。 2、钢在冷却时的转变    室温时钢的力学性能，不仅与经过加热、保温后获得的A晶粒大小有关，而且决定于A经冷却转变后所获得的组织。而冷却方式、 冷却速度对A组织的转变有直接影响。     A钢冷却至室温有两种方式：连续冷却: 就是使奥氏体化后的钢，在温度连续下降的过程中发生组织转变。水冷、油冷、炉冷、空冷。 等温冷却：将奥氏体化后的钢迅速冷却到A1以下某温度，恒温停留一段时间，在这段保温时间内发生组织转变，然后再冷却下来。一、钢的退火概念：将钢加热、保温后缓慢冷却

19、，以获得接近平衡组织的工艺过程。1、全退火 目的：细化晶粒，均匀组织 ，提高塑韧性，消除内应力，便于机械加工。2、等温退火 目的：同上。但时间短，易控制，脱氧、脱碳小。（适用于过冷A比较稳定的合金钢及大型碳钢件）3、球化退火目的：降低硬度、提高塑韧性，便于切削加工。4、去应力退火目的：消除铸件、锻件、焊接件等的残余内应力，稳定工件尺寸。二、钢的正火正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。工艺：加热到Ac3或Accm以上3

20、050度保温出炉空冷。目的：亚共析钢中自由铁素体减少，过共析钢中网状渗碳体消失 。低碳钢：提高硬度，克服粘刀现象，改善切削加工性。中碳钢：细化晶粒，为淬火做好组织准备，对性能要求不高的零件，可作为最终热处理。高碳钢：消除网状Fe3C。三、钢的淬火工艺：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50度 ，保温快速冷却（vk）以获得马氏体的工艺方法。目的：提高钢的硬度和耐磨性淬硬性和淬透性淬硬性：钢在正常淬火条件下，淬火形成的马氏体所能达到的最高硬度。淬硬性取决于马氏体的含碳量，含碳量越高，碳的过饱和度就越大，硬度越高。淬透性：钢在规定淬火条件下，可以达到的淬硬层深度。四、钢的回火   

21、; 工艺：将淬火后的钢重新加热到A1以下某一温度保温，然后冷却（一般空冷)至室温。    目的：消除淬火产生的内应力，稳定工件尺寸，降低脆性，改善切削加工性能。    力学性能：随着回火温度的升高，硬度、强度下降，塑性韧性升高。“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺 。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件

22、获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。六、.钢的表面热处理    表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬火在马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。    化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而达到使钢的

23、表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同，化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化和渗金属法等四种。   渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。   渗氮：又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。   氰化：又称碳氮共渗，是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗

24、碳与渗氮的特性。   渗金属：是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性，如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。一.  热轧国内热卷材质绝大多数为Q235和Q345，以Q235居多，故只介绍一下Q235。1.  热卷国内常见宽度为1250，其他宽度有1500/1800/2000，（单位为mm,下同）。天津等地还有1000或者1010，1050较少见。国外常见宽度为1219mm.以常见国内宽度为例，具体信息如下：1250宽度：厚度一般在1.2-20之间。1500宽度

25、：厚度在1.3-20之间，常见规格为2.0-11.75。1800宽度：厚度在2.0-20之间，常见规格为3.75-11.75。2000宽度：厚度在2.5-20之间，常见规格为3.75-11.75。Q345常见宽度为1500，其他宽度为1250/1800/2000.常见厚度一般为2.75-9.75mm。2.  中厚板（包括船板，锅炉容器板等）国内常见宽度为1800/2000/2200/2400/2500。厚度一般为6-300mm（一般为整数）,常见厚度为8-25mm。市场上现货一般为散尺的，长度不固定。定尺一般需要到钢厂订货。国外常见尺寸一般为2438*6096等。3. 花纹卷花纹卷宽

26、度一般为1250，其他宽度有1500/1010/1050.1250mm厚度为2.0-11.75mm。1500mm厚度为2.75-7.75mm。1010mm厚度为2.0-7.5mm。1050mm厚度为2.0-7.5mm。国外常见宽度为1219.现在我们订货一般是在太钢，厚度在2.0-7.5，单规格起订量60吨。注：花纹卷厚度为去掉花纹之后板的厚度，花纹国内一般为扁豆状，少数为菱形。热轧产品钢厂订货起订量一般在单规格50吨以上。4.  加价规则：热卷4.0-11.75价格基本一致。4.0以下，壁厚越薄价格越高。具体加价视行情而定。中厚板基本上价格分段：（以偶数或者尾数为0或者5为主）68

27、-910-111214-2020-40定尺：+价150元/吨，Q345+200元/吨。花纹卷3.5-11.75价格基本一致。3.5以下，壁厚越薄价格越高。具体加价视行情而定。5.国内外材质对照表国标        日标        美标        欧标        德标Q235        SS400        A36   

28、     S235        ST37Q345                A572 Gr.50       S355        ST52二冷轧1.冷卷热卷经过冷轧机之后得到的是轧硬卷，轧硬卷退火之后才是常见的冷卷。国内冷卷多为SPCC，DC01和Q195.常见宽度为1250/ 1000mm。厚度一般为0.14-2.0mm，最厚3.0左右。国内轧硬卷材质一般为SPCC

29、-1B，SPCC-2B,SPCC-4B,SPCC-8B等，其中的1，2，4，8代表的意思为1，1/2，1/4，1/8硬度。常见规格尺寸和冷卷基本相同。2.材质对照表如下：用途        中国        日本        欧洲一般用        Q195,Q215,Q235， SPCC    SPCC        DC01,ST12冲压用   

30、            SPCD        DC03，ST13深冲压用        SC1（原来为08A1）        SPCE      DC04,ST14三热镀锌1.热镀锌卷镀锌按照镀锌工艺分为热镀锌（连续热浸镀锌）和冷镀锌（也叫电镀锌），按照基板轧制状态分为热轧基板镀锌和冷轧基板镀锌，冷轧基板镀锌又分为退火镀锌和不退火镀锌。其中，最常见的为热镀锌。热镀锌国内常见宽度为12

31、50/1200/1000mm，厚度为：0.14-4.5mm.其中冷轧基板一般在1.8-2.0以下。2.0以上为热轧基板。出口常见宽度为：762/914/1000/1219/1220mm2.其他注意事项具体如下：标准：JIS,ASTM,EN或其他标准锌花：普通锌花/微细锌花锌层：80-275g（日标Z08-Z27）表面处理：是否钝化，涂油等单卷限重：一般为5-8吨钢卷内径：一般为508或者610mm交货期：根据具体数量而定包装：出口包装一般为铁皮或者塑料包装3.镀锌卷的分类与符号表：分类方法        类 别      &

32、#160; 符 号（非国标）按加工性能      普通用途        CQ（商业用级）        机械咬合        FS(扣锁成型用)        深 冲        DQ或者DDS（冲压用）        结 构        SS（结构用级）按锌层重量  &

33、#160;     Z001(日标)        G50        Z15（日标）        G60        Z18（日标）        G75        Z23（日标）        G90        Z27（日标）按表面结构

34、60;       正常锌花        N（Nomal Spangle）        小 锌 花        M(Minimized Spangle)        光整锌花        Skin Passed按表面处理        铬酸钝化        C(Chemical Passivation)        涂 油        O(Oiled)        酸钝化加涂油        CO(Chemical Passivation and Oiled)备注：001号的锌层重量小于100g/ m2,一般为70-80g左右。4.镀锌卷常见各国标准各国热镀锌标准如下：中国：GB/T  2518：连续热镀锌钢板及钢带日本：JIS  G3302:镀锌钢板及钢