钢种

机械术语

根据钢中含碳量的多少、碳素的结构、是否含有其他合金、含有其他合金的多少等状况，可以将钢分为多种种类，并且每种不同的钢种多具有不同的用途。

种类和用途

钢种一般分为以下几类，并简单介绍其用途：

碳素结构钢

各牌号碳素结构钢的主要用途：

1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。

2.牌号Q215，强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。此外，还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。

3.牌号Q235，含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量用用建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专业用钢使用。

4.牌号Q255，性能与Q235差不多，强度稍有提高，塑性有所降低。应用不如Q235广泛，主要用作铆接与检接结构。

5.牌号Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好。用于制造轴类、农业机具、耐磨零件、钢轨接头夹板、垫板、车轮、轧辊等。

低合金高强度

各牌号低合金高强度结构钢的主要用途：

低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢，又叫普通低合金结构钢。

1.牌号Q295钢，钢中只含有极少量的合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑结构，工业厂房，低压锅炉，低、中压化工容器，油罐，管道，起重机，拖拉机，车辆及对强度要求不高的一般工程结构。

2.牌号Q345、Q390钢，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、 D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备，起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。

3.牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。

4.牌号Q460钢，强度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及要求强度高，载荷大的轻型结构。

优质结构钢

优质碳素结构钢的特性和用途：

优持碳素结构钢简称碳结钢、俗称优钢。是各种机器的零部件制造用钢。

1. 08和08F钢，用于轧制薄板，深冲制品、油桶、高级搪瓷制品，也可用于制作管子，垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件，电焊条等。

2. 10和10F钢，用4mm以下冷压深冲制品，如深冲器皿、炮弹弹体。也可制造锅炉管、油桶顶盖及钢带、钢丝、焊接件、机械零件。

3. 15和15F钢，用于制造机械上的渗碳零件、紧固零件、冲锻模件及不需热处理的低负荷零件，如螺栓、螺钉、法兰盘及化工机械用贮器、蒸汽锅炉等。

4. 20钢，用于不经受很大应力而要求韧性的各种机械零件，如拉杆、轴套、螺钉、起重钩等；也可用于制造在60大气压、450℃以下非腐蚀介质中使用的管子、导管等；还可以用于心部强度不大的渗碳及氰化零件，如轴套、链条的滚子、轴以及不重要的齿轮、链轮等。

5. 25钢，用作热锻和热冲压的机械零件，金属切削机床上氰化零件，以及重型和中型机械制造中负荷不大的轴、辊子、连接器、垫圈、螺栓、螺帽等，还可用作铸钢件。

6. 30钢，用作热锻和热冲压的机械零件、冷拉丝，重型和一般机械用的轴、拉杆、套环、以及机械上用的铸件，如汽缸、汽轮机机架、轧钢机机架和零件、机床机架及飞轮等。

7. 35钢，用于制作热锻和热冲压的机械零件，冷拉和冷顶锻钢材，无缝钢管、机械制造中零件、铸件、重型和中型机械制造中的锻制机轴、压缩机汽缸、减速器轴，也可用来铸造汽轮机机身、飞轮和均衡器等。

8. 40钢，用于制造的机器运动零件，如辊子、轴、连杆、圆盘等。以及火车的车轴，还可用于冷拉丝、钢板、钢带、无缝管等。

9. 45钢，用以制造蒸汽透平机、压缩机、泵的运动零件；还可代替渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等零件(零件需经高频或火焰表面淬火)；并可用作铸件。?

10. 50钢，用于制造耐磨性要求高、动载荷及冲击作用不大的零件，如铸造齿轮、拉杆、轧辊等；制造比较次要的弹簧、农机上的掘土犁铧、重负荷的心轴与轴等，并可制造铸件。

11. 55钢，用于制造连杆、轧辊、齿轮、扁弹簧、轮圈、轮缘等，也可作铸件。

12. 60-65钢，用于制造弹簧、弹簧圈、各种垫圈、离合器以及制造一般机械中的轴、轧辊、偏心轴等。

13. 70-85钢，用来制造弹簧和发条、制造钢丝绳用的钢丝及高硬度的机件、如犁、铧、电车车轮等。

14. 15Mn-25Mn钢，用于制造中心部分的机械性能要求较高且需渗碳的零件。

15. 30Mn-35Mn钢，主要用来制造螺拴、螺帽、螺钉杠杆、掣动踏板等。并可用冷拉制造在高应力下工作的细小零件，如农机上的钩、环、链等。

16. 40Mn-45Mn钢，用于制造承受疲劳负荷下的零件，如曲轴、连杆等；也可用作高应力下工作的螺钉、螺帽等。

17. 50Mn-55Mn钢，用于制造耐磨性要求高、在高负荷下热处理的零件，如齿轮、齿轮轴、摩擦盘、滚子及弹簧。

18. 60Mn-70Mn钢，用于制造弹簧及犁铧等。

合金结构钢

合金结构钢简称合结钢，是在优质碳素结构钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素(总量<5%)而制成的钢种。

易切削结构

易切削结构钢简称易切钢，是含有少量易削元素，具有良好的被切削加工性能的钢种。

1.Y12硫磷复合低碳易切削钢，是现有易切削钢中磷含量最多的一个钢种。常用于制造对力学性能要求不高的各种机器和仪器仪表零件，如螺栓、螺母、销钉、轴、管接头等。

2.Y12Pb含铅易切削钢，被切削加工性好，不存在性能上的方向性，并有较高的力学性能，常用于制造较重要的机械零件、精密仪表零件等。

3.Y15复合高硫低硅易切削钢，是国内自行研制成功的钢种，被切削性高于Y12钢，常用于制造不重要的标准件，如螺栓、螺母、管接头、弹簧座等。

4.Y15Pb同Y12Pb，被切削加工性更好。

5.Y20低硫磷复合易切削钢，被切削加工性优于20钢而低于12钢，可进行渗碳处理，常用于制造要求表面硬、心部韧性高的仪器、仪表、轴类耐磨零件。

6.Y30低硫磷复合易切削钢，力学性能较高，被切削加工性也有适当改善，可制造强度要求较高的标准件。

7.Y35同Y30钢，可调质处理。

8.Y40Mn高硫中碳易切削钢，有较高的强度、硬度和良好的被切削加工性，适于加工要求刚性高的机床零部件，如机床丝杠、光杠、花键轴、齿条等。

9.Y45Ca钙硫复合易切削钢，不仅被切削性好，而且热处理后具有良好的力学性能，适于制造较重要的机器结构件，如机床齿轮轴、花键轴、拖拉机传动轴等。

弹簧钢

弹簧钢是用于制造弹簧或其他弹性元件的钢种，按成分分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢。

滚动轴承钢

滚动轴承钢简称轴承钢或滚珠钢，是用于制造各种滚动轴承的套圈和滚动体的钢种。

碳素工具钢

碳素工具钢简称碳工钢，其冷、热加工性能，耐磨性能好，价格低廉，在工具钢中是被广泛采用的钢种。

1. T7钢，为亚共析钢，淬火回火后具有较高的强度和韧性，且有一定的硬度，但热硬性低，淬透性差、淬火变形大。常用于制造能承受振动和撞击，要求较高韧性，但切削性能要求不太高的工具，如凿子、冲头等小尺寸风动工具，木工用锯和凿，简单胶木模、锻模、剪刀、手锤、镰刀等。

2. T8钢，为共析钢，淬火回火后具有较高的硬度和耐磨性，但热硬性低，淬透性差、加热时容易过热，变形也大，塑性强度也较低。常用于不受大冲击，需要较高硬度和耐磨性的工具，如简单的模子和冲头、切削软金属的刀具、木工用的铣刀和斧、凿、錾、圆锯片以及钳工装配工具、虎钳钳口等。

3. T8Mn钢，性能同T8近似，但因加入了锰，淬透性较好，淬硬层较深。用途同T88，但可制造断面较大的工具。

4. T9钢，性能同T8，但因碳含量较高一些，故硬度和耐磨性较高，韧性较差一些。常用作硬度较高，有一定韧性，但不受剧烈震动冲击的工具，如中心铳、冲模、冲头、木工切削工具以及饲料机刀片、凿岩石凿子等。

5.T10钢，为过共析钢，在淬火加热时不易过热，仍保持细晶粒。韧性尚可，强度及耐磨性均较T7-T9高些，但热硬性低，淬透性仍然不高，淬火变形大。这种钢应用较广，适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、小尺寸冷切边模及冲孔模，低精度而形状简单的量具(如卡板等)，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。

6. T11钢，为过共析钢，其碳含量介于T10、T12之间，具有较好的综合力学性能(如强度、硬度、耐磨性及韧性等)。用途与T10钢基本相同，但不如T10钢广泛。

7. T12钢,含碳高、耐磨性好，但脆性较大。用作不受冲击的各种工具和耐磨零件，如车刀、铣刀、丝锥、扳牙、锉刀、刮刀、以及小的冷切边模、冲孔模等。

8. T13钢,是碳工钢中碳含量最高的钢种，耐磨性最高，也最脆。用途与T12钢基本相同，也可用作不受冲击而要求极高耐磨性的机械零件。

合金工具钢

合金工具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。

高速工具钢

新一代材料

材料介绍

钢铁作为占主导地位的结构材料一直是衡量一个国家综合实力的重要指标之一。我国经过50 年的奋斗，钢产量已超过1 亿吨，居世界首位，成为钢铁大国，但仍不是钢铁强国。当前世界每年人均钢占有量为150 kg，工业发达国家为500 kg，而我国还不足100 kg。要使我国达到世界平均水平，钢产量还需翻一番，若要达到工业发达国家的水平，则需要翻两番。这对于我国的资金投入、资源供给、交通运输、环境保护都是难以承受的。为此，在科技部领导下，我国于1998 年在国家重大基础研究发展规划中启动了“新一代钢铁材料重大基础研究”的“973 项目”。该研究的最终目标是将占我国钢产量60%以上的碳素钢、低合金钢和合金结构钢等“三类”钢的强度和寿命提高1 倍。同时，日本在1997 年启动了STX - 21“超级钢铁材料”科学研究项目，投资1000 亿日元。目标是10 年内开发出强度相当于现有钢铁材料两倍的超级钢，用于道路、桥梁、高层建筑等基础设施建材的更新换代。主要研究开发800 MPa 级易焊接的铁素体- 珠光体钢、耐延迟破坏和疲劳破坏的1 500 MPa级超高强度钢、超临界压力发电设备用铁素体耐热钢和海滨地区用钢等。韩国也于1997 年开始了一个历时10 年的21世纪结构钢项目，主要研究开发800 MPa 级结构钢、600 MPa 级耐候钢和1 500 MPa 级的螺栓钢。

特点

新一代钢铁材料的特点是超细晶粒、超洁净度、高均匀性、性价比更加合理的新一代钢种。其强度和寿命比原同类钢种提高一倍。超细晶粒是指晶粒尺寸达到0.1 ~ 10um；超洁净度是指钢中S + p +O+ N + H 等杂质的总含量降低到150 ppm；高均匀性是指成分、组织和性能的高度均匀，并强调了组织均匀的主导地位。通过上述技术的综合应用，可使钢的强韧性获得大幅度提高。新一代钢铁材料正处在研发阶段，到2000 年，我国400 Mpa 级和800 Mpa 级超细晶粒钢的研究已取得实质性进展。其中400 Mpa 级超细晶粒钢是在Q235 钢的基础上通过细化晶粒和纯净化处理而实现的；而800 Mpa级超细晶粒钢是在X65 管线钢的基础上进行细化晶粒和纯净化处理实现的。可以预料，该类钢铁材料的研究开发成功，将会使国内的钢铁材料发生革命性的变化。

焊接性

由于新一代钢铁材料晶粒极度细化，焊接时面临的严重问题是焊缝的强韧化、热影响区晶粒长大等问题。在我国新一代钢铁材料项目中，主要是针对400 Mpa 级和800 Mpa 级超细晶粒钢解决上述焊接性问题。并应从焊接材料、焊接方法和焊接工艺等多方面进行综合解决。

焊缝金属的强韧化

焊缝金属主要是通过合金化控制焊缝的组织实现强韧化。对400 Mpa 级细晶钢，只要通过调整焊缝组织使其获得针状铁素体即可获得理想的强韧性。而对于800 Mpa 级细晶钢，要实现焊缝金属与母材的等匹配较为困难。因为随着强度级别的提高，碳当量增大，焊缝的冷裂倾向增大。要实现焊缝的强韧化，并避免冷裂纹，需开发与母材性能相匹配的焊接材料，但在这方面尚无成熟的经验。韩国拟开发的与800 Mpa 级匹配的焊接材料是无预热超低碳贝氏体焊接材料。

热影响区的晶粒长大倾向

对于超细晶粒钢，不论400Mpa 级还是800 Mpa 级钢种，由于晶粒极度细小，焊接时均会出现严重的晶粒长大倾向。晶粒长大不仅会造成HAZ 的脆化，而且还会导致HAZ 的软化。为解决这一问题，应采用激光焊、超窄间隙GMA 焊、脉冲MAG 焊等低热输入的焊接方法。

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