金属材料基础知识---钢的分类

时间:2022-12-09 13:24:12 | 浏览:233

导读:钢材是最常用的生产制造材料,作为设计师或管理者或采购员,有时与人沟通时,听到别人说这是什么牌号?如45钢、低碳钢、优质钢;或者提供一些如 Q235AF60Si2MnA;或者说含量多少?等等,这些究竟是什么意思?我们的在实际使用有什么

导读:钢材是最常用的生产制造材料,作为设计师或管理者或采购员,有时与人沟通时,听到别人说这是什么牌号?如45钢、低碳钢、优质钢;或者提供一些如 Q235AF60Si2MnA;或者说含量多少?等等,这些究竟是什么意思?我们的在实际使用有什么需要关注的?如何选择我们需要的钢材?我们就在对这些进行一个简单的说明,希望能帮助各位有一个最基础的认知。

各类钢材如何识别

如何从专业、头痛的术语中,快速了解钢材的性能、关键元素含量?从而确定是否符合使用需求?最简单的方式是:钢材牌号!只要掌握了如何快速识别钢材牌号,这些问题就变的简单、快捷、有趣了。
如:
Q235AF 60Si2MnA 这两个牌
Q235AF 牌号:Q表示 碳素钢,235表示 屈服强度235MPA,A表示质量等级 A,F 表示脱氧程度 沸腾钢
60Si2MnA牌号:60 表示 含碳量为万分之60;Si2 表示 Si含量在2.50 %~3.49%之间;Mn 表示:Mn含量低于 1.5%;A 表示质量等级为 A

如何快速的识别钢材牌号?

一 了解钢材的种类。钢材的牌号是依据种类来进行分类的。钢材有很多种类,如碳素钢、合金钢、调质钢、角钢等,具体是如何分类的?
1. 依据钢材中化学成分分类:碳素钢 和 合金钢
碳素钢是指含碳量低于 2.11% 的铁碳合金,依据含碳量可以分为:
低碳钢 ≤ 0.25% C ; 中碳钢 ≤ 0.6% C~ >0.25%C ;高碳钢 >0.6%C 合金钢是指为了提高钢的性能,在碳钢基础上有意加入一定量合金元素, 所获得的铁基合金,依据合金元素的含量可以分为:
低合金钢 <5%合金元素;中合金钢 ≤ 10%~≥5%合金元素;高合金钢>10%合金元素

2.按钢材质量分。钢材的质量通常是以钢材的含磷 P 、硫 S 的含量来决定。含量越高质量越差,反之,质量越高!据此可以分为:普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。具体见下表:

钢材按质量分类


钢材的质量一般用 A B C D E 等字母来表示,A 级最差,E级最高。

3.按钢材的使用用途分,可分为:结构钢 、工具钢、特殊钢。结构钢又可分为:工程用钢(如建筑、桥梁、船舶、车辆等)和 机器用钢(渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、耐磨钢等);工具钢又可分为:刃具钢、模具钢、量具钢等;特殊钢:不锈钢、耐热钢等。

钢材的分类含有其他的分类方式,如依据冶炼的工艺或方法分,如按冶炼用的钢炉分平炉钢、转炉钢、电炉钢等;按脱氧程度分:沸腾钢(F)、镇静钢(Z)、半镇静钢(B)、特殊镇静钢(TZ)等。

二 各种不同钢材的编号。我们国家采用的汉语拼音首字母 + 化学元符号 + 阿拉伯数字相结合的方式来表示:钢材编号!汉语拼音字母 用来表示钢材的名称、用途、工艺、特性等。数字 来表示性能或元素含量。接下来就主要的几种钢材编号进行一下说明

1. 依据GB/T 221 -2000 标准,常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法的表示符号如下:

常用钢材的符号表

2. 碳素结构钢 和 低合金高强度钢的钢材编号是有怎样的规律?一般是:首字母 + 屈服强度值 + 质量等级符合 + 脱氧方法符号 组成。
钢材编号的首字母为:如上表中的“Q”, 其实在日常中 Q也表示屈服强度。
质量等级符合:如上表中的 A B C D E 。A级含 P 和 S最高,质量最差。
脱氧方式符合:如上文中已经提到
举例:
如 Q345EB 表示 低碳合金钢 ,屈服强度 345Mpa, 质量等级为 E级 ,半镇静钢。

按照以上说法,碳素结构钢 和 低合金钢的钢材编号表示方式是一样的,如何区分是碳素结构钢 还是 低合金钢?如上举例的 Q345EB 为什么是低合金钢?
一般情况下是依据屈服强度值来进行判定的:屈服强度低于 300Mpa时,称为碳素结构钢,反之称为 低合金钢。

在现实中,如上举例的 Q345EB 这个牌号基本上是不可能出现的,它是一个虚拟错位的钢材牌号。因为:低合金高强度结构钢都是 镇静钢 或 特殊镇静钢,其牌号中没有标识脱氧方式的符合。如上例,正确的牌号 Q345E

另外,还有一种特殊情况,低合金高强度结构钢的牌号也可以采用:两位阿拉伯数字 + 化学元素的方式表示。
如 16Mn 表示:低合金高强度结构钢碳含量为万分之16,含有0.7% ~1.0% 的Mn元素(
只有Mn含量达到这个区间值时,才会显示化学元素代号)。
如 45钢 表示:优质碳素结构钢 含碳量万分之 45

3. 在上文中有举例如 60Si2MnA 是哪种钢材?在上GB/T 221 -2000 标准中也没有看到!其实这是一种:合金结构钢 或 合金弹簧钢。它们的钢材牌号表达方式是: 两位数字 + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他。其中:两位数字表示的平均含碳量的万分之几;如果合金元素的平均含量小于 1.5% 时,只标注元素符号,不标注含量。合金元素的含量表示方式如下:1.5% ~ 2.49%用 2 表示;2.5% ~3.49% 用 3 表示;3.5% ~ 4.49% 4 表示;4.5% ~ 5.49% 用5表示 ----- 依次例推。
举例:如 20CrNi3 表示:这是一种碳含量为万分之20,Cr含量小于1.5%,Ni含量在2.5% ~ 3.49%的合金结构钢!
特别说明一下:高级优质钢在牌号后加字母 A;特级优质钢在牌号后加 E 适用于所有。

4. 工具钢,一般包括 碳素工具钢(T)和合金工具钢(?)。
碳素工具钢:钢材牌号表示方式:T + 数字(数字表示平均含碳量的
千分之几)。提醒一下:之前我们提到的含碳量都是以 万分之几来计量的!由此可见:碳素工具钢的质量都是优质以上的。举例:如 T8A 表示这是一种含碳量为千分之8 ,且质量等级达到高级优质钢的碳素工具钢!
合金工具钢:钢材牌号表示方式:数字 + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他 (与上文3中合金结构钢的牌号表示方式相似,
区别在于合金结构钢碳元素是按万分之几来计量的,合金工具钢的碳元素是按千分之几来计量的。)。提醒:当含碳量小于 1%时,含碳量用一位数字标明;当含碳量超过 1%时,不标含碳量。举例,如:
8MnSi 表示:这是一种含碳量为千分之 8,Mn 和 Si 的含量都小于 1.5%的合金工具钢;

我们在模具制造加工时,常用的一种模具钢材P20 好像与我们提到的工具钢的表示方式不一样!为什么?

P20它是一种美国称呼(牌号),在我们中国它的牌号是:3Cr2Mo。是否与合金工具钢的牌号表达方式一样呢?

有一种例外情况:高速钢(高速合金工具钢)不管碳含量多少都不标注碳含量。它的牌号表示方式:合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他 。举例如:W6Mo5Cr4V2 表示是一种W 含量达到6%,Mo含量达到5%,Cr含量达到4%,V含量达到2%的高速钢。

5. 我们在日常工作中,常见的轴承所用的钢材是哪类?它的牌号表示方式是怎样的?轴承钢,参考GB/T 221 -2000 标准,是牌号首字母是用 G 表示,它的牌号表示方式:G + Cr + 铬含量(用千分之一为单位来计量)举例如:
GCr15 表示:这是一种含铬量为千分之15的轴承钢
有一种特殊的轴承钢:渗碳轴承钢牌号表示方式不一样,它的牌号表示方式:G + 两位数字(含碳量:万分之一来计量) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他。举例,如:
G20CrNiMo 表示:这是一种含碳量为万分之20,Cr Ni Mo 等元素含量低于 1.5%的渗碳轴承钢。

6. 特殊性能钢材:不锈钢和耐热钢。
不锈钢的牌号表示方式是:
含碳量(表示方式见下表) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他

含碳量

含碳量表示方式

举例

≥1.0%

用两位数字表示

11Cr17

1.0%>含碳量 ≥ 0.1%

用一位数字表示

2Cr13

0.1%>含碳量上限 >0.03%

以 0 表示

0Cr18Ni9

0.03%≥含碳量上限 >0.01%

以 03 表示

03Cr19Ni10

含碳量上限 ≤0.01%

以 01 表示

01Cr19Ni11

耐热钢的牌号表示方式,同结构钢一致。两位数字(表示平均含碳量万分之一为单位计量) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他。

7. 铸钢 牌号表示方式为:ZG +两位数字(平均含碳量以万分之一为单位计量)举例,如 ZG25:这是一种含碳量为万分之 25的铸钢。

我们来汇总以下,这些常见的钢材种类的牌号,以及它所表示的含义是什么?

钢材种类

牌号表示方式

举例

碳素结构钢 和 低合金高强度钢

Q + 屈服强度值 + 质量等级符合 + 脱氧方法符号

Q255AF

合金结构钢 或 合金弹簧钢

两位数字(万分之几) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他

20CrNi3

碳素工具钢

T + 数字(数字表示平均含碳量的千分之几

T8

合金工具钢

数字(含碳量千分之几) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他

8MnSi

高速钢(高速合金工具钢)

合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他

W6Mo5Cr4V2

轴承钢

G + Cr + 铬含量(用千分之一为单位来计量)

GCr15

渗碳轴承钢

G + 两位数字(含碳量:万分之一来计量) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他

G20CrNiMo

不锈钢

含碳量(表示方式见上表) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他

11Cr17

耐热钢

两位数字(表示平均含碳量万分之一为单位计量) + 合金元素符号 + 该元素百分含量数字 + 其他


铸钢

ZG +两位数字(平均含碳量以万分之一为单位计量)

ZG15


对照以上牌号的表示方式,我们在实际工作中,就能更好的了解钢材的具体种类、元素含量、质量等级、采用什么工艺生产的。本文列举的是一些常用的,还有很多需要各位在日常工作中去收集、整理,也可以,与我联系。关于更多的信息和资料,将在后续的资料中逐步分享,请关注或联系:


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