钢材的分类及标号

钢材的分类及标号

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一、黑色金属、钢和有色金属
      在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
     1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。
    铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
     2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
     3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。

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，其主要方法有如下八种：

1、按品质分类
    (1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）
    (2) 优质钢（P、S均≤0.035%）
    (3) 高级优质钢（P＜0.035%，S≤0.030%）

2.、按化学成份分类
    1) 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%）。
    2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量为5~10%）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、按金相组织（是研究钢的内部组织结构的科学）分类
    1) 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+渗体）。
    2) 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

5、按用途分类
    1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。
    2) 结构钢:a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、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。   b.弹簧钢   c.轴承钢
    3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。
    4) 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
    5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

6、综合分类
    1) 普通钢：a.碳素结构钢：(a) Q195；(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)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

7、按冶炼方法分类
     1) 按炉种分
a.平炉钢（用空气作为氧化剂）a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。
       b.转炉钢（用氧气作为氧化剂）a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。
       c.电炉钢（炼优质钢）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。
     2) 按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢（脱氧程度不完全）；b.半镇静钢（脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间）；c.镇静钢（脱氧程度较为完全）；d.特殊镇静钢（脱氧程度最完全，钢的质量高）。

8、按外形分类：分为:a.型材、b.板材、c.管材、d.金属制品四大类。
a. 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、中、小型型钢：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。
线材：直径5-10毫米的圆钢和盘条。
冷弯型钢：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。
b．板材；
薄钢板：厚度等于和小于4毫米的钢板。
中、厚钢板：厚度大于4毫米的钢板。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。
c.管材：
无缝钢管：用热压、冷轧（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。
d.金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。

什么是特殊钢？
     对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。

     我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近，将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％。主要钢种有特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外，在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外，还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。


三、我国钢号表示方法
     钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法，根据国家标准 《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即：

    1）钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。
    2）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。
    3）钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。

我国钢号表示方法的分类说明
1、碳素结构钢
    1）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（σs）为235 MPa的碳素结构钢。

    2）必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。

    3）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
    1）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。

     2）锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。
     3）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
     1）钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。
     2）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%。
     3）锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。
     4）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，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。

4、易切削钢
1）钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。
2）字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如
平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。
3）锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。
5、合金结构钢
1）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。
2）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%、≥3.5%……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。

     3）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%。

     4）高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。

     5）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。

6、低合金高强度钢
   1）钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。
   2）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”。

7、弹簧钢
    弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结钢相同。

8、滚动轴承钢
   1）钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。
   2）高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。

9、合金工具钢和高速工具钢
   1）合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时，不标出碳含量；当平均碳含量＜1.0%时，以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。
   2）钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。
   3）高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。

10、不锈钢和耐热钢
   1）钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%；若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。
   2）对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

11、焊条钢
   它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。

12、电工用硅钢
   1）钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。
   2）字母之后的数字表示铁损值（W/kg）的100倍。
   3）钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的；未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的。 例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。

13、电工用纯铁
   1）它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。
   2）在数字后面所加的字母表示电磁性能：A——高级、E——特级、C——超级，例如DT8A。


四、理论重量计算方法
角钢：每米重量=0.00785*（边宽+边宽-边厚）*边厚
圆钢：每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同)
扁钢：每米重量=0.00785*厚度*边宽
管材：每米重量=0.02466*壁厚*（外径-壁厚）
板材：每平方米重量=7.85*厚度
黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）
紫铜管：每米重量=0.02796*壁厚*（外径-壁厚）
铝花纹板：每平方米重量=2.96*厚度
有色金属比重：紫铜板8.9；黄铜板8.5；锌板7.2；铅板11.37
有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=比重*厚度

五、标志、检验
（一） 标志
标志是区别材料的材质、规格的标志，主要说明供方名称、牌号、检验批号、规格、尺寸、级别、净重等。标志有；
      1、涂色：在金属材料的端面，端部涂上各种颜色的油漆，主要用于钢材、生铁、有色原料等。
      2、打印：在金属材料规定的部位（端面、端部）打钢印或喷漆的方法，说明材料的牌号、规格、标准号等。主要用于中厚板、型材、有色材等。
      3、挂牌：成捆、成箱、成轴等金属材料在外面挂牌说明其牌号、尺寸、重量、标准号、供方等。
       金属材料的标志检验时要认真辨认，在运输、保管等过程中要妥善保护。

（二） 规格尺寸的检验
       规格尺寸指金属材料主要部位（长、宽、厚、直径等）的公称尺寸。
       1、公称尺寸（名义尺寸）：是人们在生产中想得到的理想尺寸，但它与实际尺寸有一定差距。
       2、尺寸偏差：实际尺寸与公称尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公称尺寸叫正偏差，小于公称尺寸叫负偏差。在标准规定范围之内叫允许偏差，超过范围叫尺寸超差，超差属于不合格品。
       3、精度等级：金属材料的尺寸允许偏差规定了几种范围，并按尺寸允许偏差大 小不同划为若干等级叫精度等级，精度等级分普通、较高、高级等。
       4、交货长度（宽度）：是金属材料交货主要尺寸，指金属材料交货时应具有的长（宽）度规格。
       5、通常长度（不定尺长度）：对长度不作一定的规定，但必须在一个规定的长度范围内（按品种不同，长度不一样，根据部、厂定）。
       6、短尺（窄尺）：长度小于规定的通常长度尺寸的下限，但不小于规定的最小允许长度。对一些金属材料，按规定可交一部分 " 短尺 " 。
       7、定尺长度：所交金属材料长度必须具有需方在订货合同中指定的长度（一般正偏差）。
       8、倍尺长度：所交金属材料长度必须为需方在订货合同中指定长度的整数倍（加锯口、正偏差）。
     规格尺寸的检验要注意测量材料部位和选用适当的测量工具。
（三） 数量的检验
       金属材料的数量，一般是指重量（除个别例垫板、鱼尾板以件数计），数量检验方法有：
       1、按实际重量计量：按实际重量计量的金属材料一般应全部过磅检验。对有牢固包装（如箱、合、桶等），在包装上均注明毛重、净重和皮重。如薄钢板、硅钢片、铁合金可进行抽检数量不少于一批的 5% ，如抽检重量与标记重量出入很大，则须全部开箱称重。
       2、按理论换算计量：以材料的公称尺寸（实际尺寸）和比重计算得到的重量，对那些定尺的型板等材都可按理论换算，但在换算时要注意换算公式和材料的实际比重。
（四） 表面质量检验
表面质量检验主要是对材料、外观、形状、表面缺陷的检验，主要有：
       1、椭圆度：圆形截面的金属材料，在同一截面上各方向直径不等的现象。椭圆度用同一截面上最大与最小的直径差表示，对不同用途材料标准不同。
     2、弯曲、弯曲度：弯曲就是轧制材料。在长度或宽度方向不平直、呈曲线形状的总称。如果把它们的不平程度用数字表示出来，就叫弯曲度。
        3、扭转：条形轧制材料沿纵轴扭成螺旋状。
4、镰刀弯（侧面弯）：指金属板，带及接近矩形截面的形材沿长度（窄面一侧）的弯曲，一面呈凹入曲线，另一面对面呈凸出曲线，称为 " 镰刀弯 " 。以凹入高度表示。
        5、瓢曲度：指在板或带的长度及宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的数值叫瓢曲度。
        6、表面裂纹：指金属物体表层的裂纹。
        7、耳子：由于轧辊配合不当等原因，出现的沿轧制方向延伸的突起，叫作耳子。
        8、括伤：指材料表面呈直线或弧形沟痕通常可以看到沟底。
        9、结疤：指不均匀分布在金属材料表面呈舌状，指甲状或鱼鳞状的薄片。
       10、粘结：金属板、箔、带在迭轧退火时产生的层与层间点、线、面的相互粘连，经掀开后表面留有粘结痕迹，叫粘结。
       11、氧化铁皮：氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中，在表面生成的金属氧化物。
       12、折叠：是金属在热轧过程中（或锻造）形成的一种表面缺陷，表面互相折合的双金属层，呈直线或曲线状重合。
       13、麻点：指金属材料表面凹凸不平的粗糙面。
       14、皮下气泡：金属材料的表面呈现无规律分布大小不等、形状不同、周围圆滑的小凸起、破裂的凸泡呈鸡爪形裂口或舌状结疤，叫作气泡。
       表面缺陷产生的原因主要上由于生产、运输、装卸、保管等操作不当。根据对使用的影响不同，有的缺陷是根本不允许超过限度。有些缺陷虽然不存在，但不允许超过限度；各种表面缺陷是否允许存在，或者允许存在程度，在有关标准中均有明确规定。  
（五） 内部质量检验的保证条件
金属材料内部质量的检验依据是根据材质适应不同的要求，保证条件亦不同，在出厂和验收时必须按保证条件进行检验，并符合要求，保证条件分
     1 、基本保证条件：对材料质量最低要求，无论是否提出，都得保证，如化学成份，基本机械性能等。
     2、附加保证条件：指根据需方在订货合同中注明要求，才进行检验，并保证检验结果符合规定的项目。
     3、协议保证条件：供需双方协商并在订货合同中加以保证的项目。
     4、参改条件：双方协商进行检验项目，但仅作参考条件，不作考核。
     金属材料内部质量检验主要有机械性能、物理性能、化学性能、工艺性能、化学成分和内部组织检验，这些检验一般要在专业的检验机构进行。