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钢是用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的钢中含碳量低于2.1%，并使其杂质（主要指S、P）含量降低到规定标准。 钢的分类 钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用途等的不同，可对钢进行多种的分类。 按冶炼方法分类 转炉钢：是把空气或氧气吹入铁水中，使铁水中的C、Mn、Si、 P、S等迅速氧化、靠氧化时放出的热量来升温，而不靠燃料供热的炼钢方法。转炉钢由于节省燃料是目前主要炼钢设备。 平炉钢：平炉钢靠燃料（煤气或重油）的燃烧来熔化炉料和提高钢水温度，靠炉气中的氧气和加入铁矿石进行氧化反应，由于平炉钢消耗大量燃料已逐渐淘汰，我国99年平炉钢已降到2%左右，2000年将彻底淘汰平炉。 电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。电炉钢主要生产高质量和高合金钢。 按工艺方法（脱氧程度）分类 脱氧：加入脱氧剂，如Mn铁、Si铁、 Al等，把钢水中多作的氧去掉。 沸腾钢：只用Mn铁（价格低、脱氧效果差）脱氧，所以钢中含氧较多，浇注时，钢中氧与碳发生作用析出大量Co。因此钢水在钢模内呈沸腾现象，称沸腾钢。沸腾钢成材率高，成本低。但化学成份不均匀、偏析、杂质多。沸腾钢钢号最后用“F”表示。 镇静钢：除用Mn铁，还用Si铁（有时用Al)脱氧，钢中氧已很少，浇注时没有沸腾现象。镇静钢化学成分均匀，机械性能较好，但有缩孔，成本高。镇静钢钢号后加“Z”。 半镇静钢：脱氧程度在镇静钢与沸腾之间，性能也介于之间，钢号后加“b”。半镇静钢应用较少。
按化学成分分类 非合金钢 普通质量非合金钢是指不规定生产过程中需要特别控制质量要求，但化学成分和机械性能必须保证在规定范围内，杂质（主要P、S等）必须在规定范围内。 普通质量非合金钢合金元素只含碳，不含其它合金元素，也叫普通碳素钢。由于不含其它合金元素，工艺简单成本低、应用也较广，主要用于生产板、带、型等普通构件，大多不经热处理直接使用。 碳素结构钢是钢中应用最多的、数量最大的。常轧制成板材、型材及异型材，一般不需要经热处理直接使用。用于一般结构和工程。 钢的牌号由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、）脱氧方法符号等四部分按顺序组成。 与GB700-88中的A3钢相当的Q235就是一种常用的碳素结构钢。 除碳素结构钢外，其它普通质量非合金钢还有用于建筑、桥梁、车辆等热轧钢板和带钢，用于生产一级建筑钢筋钢的Q235，生产轻轨及配件的50Q和55Q等。 优质碳素结构钢属优质钢，不仅要保证化学成分也要保证机械性能。同时要求杂质（S、P）含量较低，其牌号用两位数字表示，代表钢中碳的名义万分含量，少数沸腾钢数字后加“F”，其中含锰量不超过0.8%的为较低含锰量钢，0.8-1.2%Mn为较高含锰量钢，并在数字后面加“Mn”。 优质碳素结构钢的用途根据化学成分和性能不同而异。低碳碳结钢（C<0.25%），因塑性、韧性及焊接性能优良，主要用于轧制薄板、钢带、型钢及拉丝等。08F多用于制造各种冲压件，如搪瓷制品、汽车外壳零件等。15、20、20Mn是常用的渗碳钢，可用于制造对心部强度要求不高的渗碳零件如机械、汽车、拖拉机齿轮、凸轮、活塞销等中碳碳结钢（C0.25-0.60%）与低碳碳结钢相比，强度较高而塑性、韧性稍低，多轧掉型 钢，用于制造轴类零件，经调质外理后使用，因此也称高质钢。45钢是应用十分广泛的中碳碳结钢，高碳碳结钢（C>0.60%)具有较高的强度、硬度、弹性和耐磨性、多生产型钢，主要用于制造机具的易磨损零碎件和弹簧等，如农机的犁铧、耙片、轧机轧辊及减震弹簧、座垫弹簧等。65Mm、70Mn、70、75、80、85钢也属于特殊质量非合金钢（弹簧钢）。 优质碳素结构钢在订货时应在合同中注明使用加工方法，一般加工方法有两种：压力加工用钢（热压力加工、顶锻及冷拨坯料）和切削加工用钢。 冷镦钢主要用于制造螺钉、铆钉、销钉的优质碳结钢（部分合结钢）。对冷镦钢要求钢中含S、P、Si等杂质少，保证顶锻性能及热处理后的机械化性能，冷镦钢牌号用“ML”后加碳结钢（或合结钢钢号）。 易切削结构钢是利用钢中某些元素的作用改善钢的切削加工性能，以适于在自动机床上进行高速切削的钢种。常用改善切削加工性的元素有S、Pb、Ca、等，其中以S最常用，S在钢中形成MnS夹杂，MnS很脆，并有一定润滑作用因而切屑易于碎断，工件表面光洁度高，减少刀具磨损，提高切削速度。易切削结构钢虽然钢中含S、P较多，单在这类钢中是作为有益元素加入或保存下来，因此，属于优质钢。易切削结构钢用作生产标准件如小型螺丝、螺母、油泵、手表、计算机、打字机零件、机床光杠、丝杠等。易切削结构钢牌用“Y”加钢号表示除Y40Mn属于优质低合金钢外，其余都是优质碳结钢。 优质碳素结构钢、冷镦钢、易切削结构钢外，其它优质非合金钢还很多，这大多生产某种专用产品，有些钢牌号和优质碳素结构钢相同，如专门生产油桶板的08、10、08Al供镀锡、锌、铅的原板。但大部分专门为某种行业使用的钢，牌号与优质碳素结构钢不同，如：锅炉和压力容器用钢，造船用钢、铁道用钢、桥梁用钢、汽车用钢、锚链用钢、自行车用钢、输油及输气管用钢、工程结构用铸造碳素钢，予应力及混凝土钢筋用优质非合金钢、焊条用钢、花纹钢板、非合金调质钢、非合金表而硬化钢、非合金弹簧钢、盘条钢、非合金电工钢板、带等都用汉语拼音字母加在钢号中。这些钢在订货或使用中要认真查找有关标准和资料。 特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能（例如，控制淬透性和纯洁度）的非合金钢。 碳素工具钢的含碳量高（0.65-1.35%)属高碳钢，具有高硬度，高耐磨性、良好的锻造性能和切削加工性，价格便宜，唯一不足的是淬透性低。其牌号由“碳”的汉语拼音字头（T）加数字组成，数字表示碳的名交千分含量，高级优质碳素工具钢在数字后而加字母A。 其它特殊质量非合金钢大多也都是为某种专用产吕需要，钢材要经过特殊处理的非合金钢，如为保证军工需要的航空用钢、兵器用钢、核压力容器用非合金钢；保证某种热处理需要的、保证淬透性钢、非合金调质钢、非合金表面硬化钢、火焰及感应淬火硬化钢；专用原料的焊条用钢、碳素弹簧钢、特殊盘条钢、冷顶锻和冷挤压钢、特殊易切削钢、碳素中空钢、具有规定导电性能的非合金电工钢，具有规定磁性能的非合金软磁材料、原料纯铁等。 低合金钢 低合金钢是指在钢中加入少量合金元素（符合表5-1）由于合金元素的强化作用，低合金结构钢的屈服点比普通碳素钢高25-150%，加之大多低碳，而具有良好的塑性韧性和焊接性能，有的还具有耐腐蚀、耐低温等特性，因此，低合金钢是一类很有发展前途的钢，在钢的生产中比例越来越大。 低合金钢按质量和用途分为普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢。 一般用途低合金结构钢包括：普通质量和优质低合金结构钢、普通质量低合金钢是指生产过程中不规定特别控制质量要求的供一般用途、优质、在生产过程中需要特别控制质量（例降低硫、磷含量、控制晶粒度，改善表面质量等）一般用途低合金钢结构钢牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三个部分按照顺序排列。 在旧标准中低合金结构钢的牌号用两位阿拉伯数字和合金元素符号及数字表示，数字表示平均含碳量（以万分之几计）平均合金含量小于1.5%时，钢号中仅标明元素符号，不标明含量；平均合金含量为1.5-2.49%、2.5-3.49%时，相应写成品2、3…… 一般用途低合金结构钢由于合金元素作用，具有较高强度和韧性，工艺性能较好，生产成本低，应用广泛，大多直接使用，常用于铁路、桥梁、船舶、汽车、压力容器，常用作焊接结构件和机械构件等。 其它低合金钢包括普通质量、优质、特殊质量低合金钢这些钢也都是为某各专用产吕需要生产的专用钢。可焊接低合金高强度结构钢的优质钢有锅炉和压力容器用造船用、汽车用、桥梁用、自行车用低合金钢；还有特殊质量的核能用、压力容器用、舰船用、兵器用、保证厚度方向性能低合金钢。用作一般低合金钢筋钢的20MnSi、20MnTi、20MnSiV、25MnSi、20MnNbb。还有铁道、矿用低合金钢等。 合金钢 合金钢分为优质合金钢和特殊质量合金钢。优质合金钢生产过程中需要特别控制质量和性能；特殊质量合金钢生产过程中要严格控制质量和性能。 一般工程结构用合金钢属优质合金钢俗称合结钢。主要用于制造机械结构件，大多经热处理后使用。由于合金元素作用，增加淬透性（Mn,Mo,Cr）、细化晶粒（V,Ti…）提高淬火稳定性。低碳合金结构钢经过渗碳，氮 淬火及低温回火处理后，构件表面耐磨，心部韧性好，也叫表面硬化钢；中碳合金结构钢经过调质处理，能获得良好的综合性能，叫调节器质钢。 弹簧钢是用生20产各种板簧和螺旋弹簧或类似零件（如轧辊等）。弹簧是一种能产生大量弹性变形的结构零件，通过弹簧的弹性变形，可以吸收冲击能量、缓和冲击和震动的作用，因此对弹簧钢的要求必须有高的强度，特别是高的屈服强度和疲劳强度；要不易脱碳，有良好的表面质量，具有一定的淬透性和良好的工艺性能。有的弹簧还要求耐热、耐腐蚀等。因此弹簧钢含碳较高。 65、70、75、80 等碳素弹簧钢淬透性能较差，多用于直径或厚度小于12毫米的弹簧；65Mn 淬透性能较好，可用于制造截面尺寸为15~20毫米的弹簧，应用广泛。尺寸较大，用热轧成型法制造的弹簧大多采用55Si2Mn、60Si2Mn，如铁道车厢、汽车、拖拉机上的钢板弹簧和螺旋弹簧等；大截面、重载荷的弹簧通常用50CrVa 60Si2CrVa、50CrMn 65Si2MnWa、等制造。 滚动轴承钢也叫轴承钢。主要用来制造滚动轴承内外套圈、滚珠、滚粒、保持架等，但在量具、冷作模具、低合金刀具、柴油机高压油泵件等方面也有广泛应用。 轴承钢种类较多有较多高碳铬、渗碳、不锈、高温、无磁轴承钢。渗碳轴承钢牌号用“G”为汉语拼音字头，后数字表示含碳的百分数。Cr元素后数字表示铬含量名义百分数。后面用元素符号及其名义含量百分数表示。 合金工具钢：为克服碳素工具钢淬透性低的弱点，提高耐磨性，在保持较高含碳量的前提下，钢中加入Si、Mn、Cr、W、Mo、V等，提高合工钢淬透性，广泛用于碳工钢性能有能满足要求的工具。合工钢的牌号由数字的化学元素符号组成，当钢中含碳量小于1.00%时，牌号前数字表示含碳量的名义千分含量，牌号前原数字者表示含碳量不低于1.00%元素符号后数字表示含金元素的名义百分数。合金工具钢按用途分为量具刃具钢、耐冲击工具钢、冷铁模具钢、热作模具钢、磁模钢和塑料模具钢。 量具刃具钢是含碳0.08-1.45%，加入Cr、Mn、Si、W等合金元素。Cr、Si、Mn提高钢的淬透性；同时Cr、Si、还能提高回火稳定性；Mn还减小淬火变形；W提高耐磨，细化组织。这类钢主要用于制造车刀、刨刀、铰刀、拉刀等刃具及量规、样板、千分尺、塞规等量具。耐冲击工具钢有4Cr2Si、5CrW2Si、6CrW2Si，属中碳钨系钢。通过降低含碳量以冲加韧性，钨提高钢耐磨性，用于制造受冲击载荷大的工具，如冷作模具、顶锻模，风凿等。 模具钢用于制造成型模具，包括冷作模具钢，热作模具钢，热作模具钢，无磁模具钢和塑料模具钢。 高速工具钢：为满足切削过程中，刀具线速度达80米/分，刀刃温度高达60oC，刀具硬度HRC>60要求，在高碳钢中加入大量W、Mo、Cr、V等合金元素而获得高速钢，W和Mn可提高钢的热硬性，在回火温度500oC-600oC下，W、Mo析出并生成Mo2C和W2C，发生二次硬化（温度在500oC-600oC时钢的硬度不仅不下降，反而升高的现象叶二次硬化）。高速工具钢也叫高速钢其牌号表示方法同合工钢。 高速工具钢中W18Cr4V是世界上最早生产，也是最常用高工钢，用来制造各种刀具，如车刀、插齿刀、扩孔钻、钻头等。但由于碳化物偏析严重、热塑性低等，限制了进一步使用。CW6MoCr4V2是以Mo代W的Mo系高速钢，其碳化物分布均匀，热塑性好，价格便宜（我国钼储量和产量高），只是热硬性稍低，仍是高速钢的主要钢性。 按质量分类 按质量主要指钢中含杂质（主要指P、S等）和机械性能最低要求进行分类。 按用途分类 指按钢使用用途把钢分成结构钢、工具钢和特殊用途钢。 结构钢又分为工程结构钢和机械结构钢。工程结构钢主要是指用作建筑、铁路、桥梁、容器等工程构件用钢，这种钢制成构料大多不再进行热处理。机械结构钢指机床、武器等另构件，构件大多要进行热处理。 工具钢主要用来制造各种工具，如量具、刃具、模具，对工具钢制成的工具都要进行热处理。 特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作，对钢有特殊要求，如物理、化学、机械等性能。 特殊性能钢也是特殊质量合金钢，这些钢是指有电磁、光、声、热及电化学等效应和功能的钢。常用的有不锈钢、耐热钢、电工硅钢、电子纯铁及各种精密合金（软磁合金、象磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双合金、电阻合金、电偶材料等）。 不锈钢以其良好的耐腐蚀性能而得名，它主要全金成分为铬和镍。铬有很高的化学稳定性，在氧化介质中能生成致密坚韧的纯化膜；另外，当铬含量超过11.7%时，能使合金的电极电位明显提高，从而有效地阻止了合金的进一步氧化。镍也是易化元素，在铬钢中加入镍，可提高合金在非氧化性介质中的耐腐蚀性能。当铭、镍含量一定时，钢中碳含量愈低，其耐腐蚀性能就愈好。 不锈钢的耐腐蚀性能，还与基体组织的均匀程度有关。当形成均匀一致的合金固溶体时，能有效地减少钢在电解溶液中腐蚀速度。 奥氏体不锈钢属铬镍系不锈钢，是单一的奥氏体组织，它具有良好的耐蚀性、低温韧性、压力加工和焊接工艺性、无磁性、广泛用作腐蚀介质中工作的低温钢和无磁钢；铁素体型不锈钢主在含有铬，加热和冷却过程中有发生相变，是硝酸、氮肥工业常用的耐磨材料；马氏体不锈钢由于含碳量较高，帮淬透性好，淬火后获马氏体组织，此类钢，低碳者韧性好，可制造在腐蚀介质中工作的耐冲击零体；高碳用于制造弹簧、轴承、手术刀片等；由奥氏体和铁素体两相混合组织为基体的不锈钢是比相不锈钢，它具有强度高、韧性好，耐晶间腐蚀等优点。其中DoCr18Ni5Mo3Si2钢主要用于制造炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业的热交换器和冷凝器，OCr26Ni5Mo2用于制造海水腐蚀设备；沉淀硬化型不锈钢，因含有大量的铬、镍及能析出沉淀硬化相的钼、铌、铅、铜等元素，使其经过淬火时效处理后具有较高的强度和韧性，主要用于制造弹簧、垫圈、波纹管等。 电工钢亦称硅钢是含碳量低于0.05%的铁硅二元合金。具有铁损小、矫顽力小、磁导率和磁感应强度高等特点，是常用软磁（作短暂或反复磁化的材料）材料之一，影响电工钢性能的主要因素是化学成分和组织结构。硅对电工钢磁性影响最显著，当纯铁中加入3.0%Si时磁导率增加1.6-2倍，磁滞损耗降低40%电阻率增大4倍（可减少涡流损耗）、总铁损降低一倍，但硬度和强度也明显提高。通常硅含量不超过4.5%，否则太硬，不易加工。有害杂质（N、C、S、O等）的存在，将造成钢的晶格畸变，增大应力，阻碍磁化过程，因此杂质含量要严格控制。 硅钢主要用于电机、变压器、电器、电工仪表等电力工业用，大多轧成0.3、0.35、0.5薄板，有热轧和冷轧两种。冷轧硅钢薄板形关均匀、表面平整、无氧化膜、有利于提高组装质量和效率。 电工硅钢的牌号用汉语拼音字母和两组数字表示，“DR”表示热轧、“DQ”表示冷轧无取向（钢的各方向的磁性差别很小）、“DQ”表示冷轧取向；第一组数字表示硅钢板的铁损（单位瓦特/千克）最大值的百分数，第二组表示硅钢板轧制厚度的一百倍。 除电工硅钢外，电工纯铁也是应用广泛的软磁材料。 我国经过几十年的努力，钢铁工业已同过去的仅能生产100多个钢种、400多个品种的钢材发展到现在能生产1000多个钢种、4万多个品种的钢材，特别是国防工业和高精尖技术，包括原子弹、氢弹、导弹、核潜艇、通讯卫星、火箭等需要的关键金属材料。都已由国内自行研制开发成功，最大限度满足了其需要。 |
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