钢的国标解读知识

钢的国标解读 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。（一）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。1、按冶炼方法分类 根据冶炼方法和设备的不同，钢可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢三大类，按所用炉衬材料的不同，每一大类又可分为碱性和酸性两类。但是目前大量生产的主要是碱性炉钢。 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。2、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。3、按化学成分分类 按钢化学成分分三类：非合金钢、低合金钢和合金钢，表5-1为非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值：表5-1 非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值 合金元素规定含量界限值，%非合金钢低合金钢合金钢Al0.100.10B0.00050.0005Bi0.100.10Cr0.300.300.500.50Co0.100.10Cu0.100.100.500.50Mn1.001.00 1.401.40Mo0.050.05 0.100.10Ni0.300.300.500.50Nb0.020.02 0.060.06Pb0.400.40Se0.100.10Si0.500.50 0.900.90Te0.10 0.10 Ti0.050.050.130.13W0.100.10V0.040.040.120.12Zr0.050.050.120.12La系（每一种元素）0.020.020.050.05其他规定元素（S、P、C、N除外）16-4040-6060-100100-1501501616-4040-6060-100100-150150 Q195-(195)(185)-315-4303332-Q215A215205195185175165335-450313029282726-B2027Q235A235225215205195185375-500262524232221-B2027C-D-20Q255A255245235225215205410-550242322212019-B2027Q275-275265255245235225490-630201918171615-表5-5、碳素结构钢机械性能（二）牌号试样方向冷弯试验B=2a 180钢材厚度（直径）,mm6060-100100-200弯心直径dQ195纵0 横0.5aQ215纵0.5a1.5a2a横a2a2.5aQ235纵a2a2.5a横1.5a2.5a3aQ255 2a3a3.5aQ275 3a4a4.5a GB700-88的牌号表示方法以及对各牌号规定的技术要求与GB700-79都不同，新旧标准牌号对照如表5-6（供参考）表5-6、新旧标准牌号对照GB700-88GB700-79Q195不分等级，化学成分和力学性能（抗拉强度、伸长率和冷弯）均须保证，但轧制薄板和盘条之类产品，力学性能的保证项目，根据产品特点和使用要求，可在有关标准中另行规定1号钢 Q195的化学杨分与本标准1号钢的乙类钢B1同，力学性能（抗拉强度，伸长率和冷弯）与甲类钢A1同（A1的冷弯试验是附加保证条件）。1号钢没有特类钢Q215 A级 B级（做常温冲击试验，V型缺口）A2 C2 Q235 A级（不做冲击试验）B级（做常温冲击试验，V型缺口）C级（做为重要焊接结构用）D级（做为重要焊接结构用）A3 C3-（附加保证常温冲击试验，U型缺口） （附加保证常温或-20C冲击试验，U型缺口）Q255 A级 B级（做常温冲击试验，V型缺口）A4 C4 （附加保证冲击试验，U型缺口）Q275 不分等级化学成分和力学性能均须保证C5 9、其它普通质量非合金钢 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（见表5-7），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。表5-7、一般结构用热轧钢板和带钢（根据GB2518-81）牌号化学成分机械性能180C冷弯试验 d弯心直径a试样厚度CMnPS屈服点s，(kg/mm2)N/mm2抗拉强度b(kg/mm2)N/mm2伸长5,%不小于不大于RJ2160.200.700.0450.050216（22）333-412（34-42）31d=aRJ2350.200.700.0450.050235（24）372-451（38-46）27d=1.5aRJ2550.200.700.0450.050255（26）412-510（42-52）25d=2aRJ2940.201.500.0450.050294（30）441-539（45-55）22d=2aRJ3430.201.600.0450.050343（35）490-608（50-62）22d=2aRJ3920.201.700.0400.040392（40）539-657（55-67）20d=3a（三）优质非合金钢 优质非合金钢是指除普通非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢，在生产过程中需要控制（例如控制晶粒度，降低硫、磷含量，改善表面质量或增加工艺控制等），以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求，但这种钢的生产不如特殊质量非合金钢严格。10、优质碳素结构 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”，根据GB699-88，优质碳素结构钢的牌号、化学成分及性能见表5-8、表5-9 表5-8、优质碳素结构钢牌号及化学成分序号牌号化学成分，%CSiMnPSNiCrCu不大于108F0.05-0.100.030.25-0.500.0350.0350.250.100.25210F0.07-0.140.070.25-0.500.0350.0350.250.150.25315F0.12-0.190.070.25-0.500.0350.0350.250.250.2540.80.05-0.120.17-0.370.35-0.650.0350.0350.250.100.255100.07-0.140.17-0.370.35-0.650.0350.0350.250.150.256150.12-0.190.17-0.370.35-0.650.0350.0350.250.250.257200.17-0.240.17-0.370.35-0.650.0350.0350.250.250.258250.22-0.300.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.259300.27-0.350.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2510350.32-0.400.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2511400.37-0.450.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2512450.42-0.500.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2513500.47-0.550.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2514550.52-0.600.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2515600.57-0.650.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2516650.62-0.700.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2517700.67-0.750.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2518750.72-0.800.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2519800.77-0.850.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.2520850.82-0.900.17-0.370.50-0.800.0350.0350.250.250.252115Mn0.12-0.190.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252220Mn0.17-0.240.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252325Mn0.22-0.300.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252430Mn0.27-0.350.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252535Mn0.32-0.400.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252640Mn0.37-0.450.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252745Mn0.42-0.500.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252850Mn0.48-0.560.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.252960Mn0.57-0.650.17-0.370.70-1.000.0350.0350.250.250.253065Mn0.62-0.700.17-0.370.90-1.200.0350.0350.250.250.253170Mn0.67-0.750.17-0.370.90-1.200.0350.0350.250.250.25 表5-9、优质碳素结构钢机械性能序号牌号试样毛坏尺寸mm推荐热处理，C力学性能钢材交货状态硬度HB正火淬火回火bN/mm2 (Kgf/mm2)sN/mm2 (Kgf/mm2)s%Ak(ak)J (Kgf.m/cm2)不大于不小于未热处理退火钢108F25930295(30)175(18)3560131210F25930315(32)185(19)3355137315F25920355(36)205(21)295514340825930325(33)195(20)336013151025930335(34)205(21)3155137 61525920375(38)225(23)2755143 72025910410(42)245(25)2555156 82525900870600450(46)275(28)235071(9)170 93025880860600490(50)295(30)215063(8)179103525870850600530(54)315(32)204555(7)197114025860840600570(58)335(34)194547(6)217187124525850840600600(61)355(36)164039(5)229197135025830830600630(64)375(38)144031(4)241207145525820820600645(66)380(39)1335 255217156025810675(69)400(41)1235 255229166525810695(71)410(42)1030255229177025790715(73)420(43)9302692291875试样8204801080(110)880(90)730 2852411980试样8204801080(110)930(95)6302852412085试样8204801130(115)980(100)6303022552115Mn25920 410(42)245(25)26551632220Mn25910 450(46)275(28)24501972325Mn25900870600490(50)295(30)225071(9)207 2430Mn25880860600540(55)315(32)204563(8)2171872535Mn25870850600560(57)335(34)184555(7)2291972640Mn25860840600590(60)355(36)174547(6)2292072745Mn25850840600620(63)375(38)154039(5)2412172850Mn25830830600645(66)390(40)134031(4)2552172960Mn25810 695(71)410(42)1135 2692293065Mn25810 735(75)430(44)930 2852293170Mn25790 785(80)450(46)830 285229 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（C0.60%)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。 11、冷镦钢 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），其牌号化学成分见表达式5-10和表5-11表5-10、冷镦钢牌号及化学成分（根据GB6478-88）序号牌号化学成分CSiMnCrVBItMoPS不大于1ML080.05-0.120.030.20-0.50 0.0352ML100.07-0.143ML150.12-0.190.074ML200.17-0.245ML250.22-0.300.200.30-0.606ML300.27-0.357ML350.32-0.408ML400.37-0.459ML450.42-0.5010ML25Mn0.22-0.300.250.50-0.8011ML30Mn0.27-0.3512ML35Mn0.32-0.4013ML40Mn0.37-0.4514ML45Mn0.42-0.5015ML15Cr0.12-0.180.300.40-0.700.70-1.0016ML20Cr0.17-0.240.50-0.8017ML40Cr0.37-0.440.80-1.1018ML15MnB0.14-0.201.20-1.600.0005-0.003519ML15MnVB0.12-0.180.07-0.1220ML20MnTiB0.17-0.241.30-1.600.04-0.1021ML30CrMo0.26-0.340.40-0.700.80-1.100.15-0.2522ML35CrMo0.32-0.400.40-0.700.80-1.1023ML42CrMo0.38-0.450.50-0.800.90-1.20 表5-11、冷镦钢机械性能（根据GB6478-88）序号牌号试样热处理制度机械性能硬度bssak热轧退火N/mm2(kgf/mm2)%J/cm2(kgfm)cm2压痕直径mm布氏硬度 HB压痕直径mm布氏硬度 HB不小于不小于不大于不小于不大于1ML08加热到较AC3临界点高3050C的温度，保温时间不少于30min，空冷324(33)196(20)33605.21312ML10333(34)206(21)31555.11373ML15373(38)226(23)275.01434ML20412(42)245(25)254.81565ML25451(46)275(28)23504.61706ML30490(50)294(30)214.51797ML35530(54)314(32)20454.41878ML40569(58)333(34)194.12174.41879ML45598(61)353(36)16404.02294.319710ML25Mn451(46)275(28)23504.617011ML30Mn490(50)294(30)214.517912ML35Mn530(54)314(32)20454.418713ML40Mn569(58)333(34)194.12174.418714ML45Mn598(61)353(36)16404.02294.319715ML15Cr一次淬火880C，二次淬火800C，水、油冷。回火200C，水空冷686(70)490(50)104569(7)4.517916ML20Cr785(80)588(60)104059(6)17ML40Cr淬火850C，油冷。回火520C，水、油冷981(100)785(80)9454.220718ML15MnB淬火880C，水冷。回火200C，水、空冷1128(15)932(95)69(7)19ML15MnVB淬火880C，水冷。回火200C，水、空冷1079(110)883(90)104.220720ML20MnTiB淬火860C，水冷。回火200C，水、空冷1128(115)932(95)4.418721ML30CrMo淬火880C，水冷。回火540C，水、油冷932(95)785(80)125078(8)4.022922ML35CrMo淬火850C，油冷。回火550C，水、油冷981(100)834(85)4523ML42CrMo淬火850C，油冷。回火560C，水、油冷1079(110)932(95)4.1217 12、易切削结构钢 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，其牌号、化学成分及性能见表5-12各表5-13。 表5-12 、争削结构钢牌号、化学成分（根据GB8731-88）牌号化学成分，%CSiMnSPPbCaY120.08-0.160.15-0.350.70-1.000.10-0.200.08-0.15Y12Pb0.08-0.160.150.70-1.100.15-0.250.05-0.100.15-0.35Y150.10-0.180.150.80-1.200.23-0.330.05-0.10Y15Pb0.10-0.180.150.80-1.200.23-0.330.05-0.100.15-0.35Y200.17-0.250.15-0.350.70-1.000.08-0.150.06Y300.27-0.350.15-0.350.70-1.000.08-0.150.06Y350.32-0.400.15-0.350.70-1.000.08-0.150.06Y40Mn0.37-0.450.15-0.351.20-1.550.20-0.300.05Y45Ca0.42-0.500.20-0.400.60-0.900.04-0.080.040.002-0.006 表5-13、易切削结构钢机械性能（根据GB8731-88）牌号力学性能布氏硬度HB抗拉强度bN/mm伸长率%不小于钢材尺寸，mm8-2020-3030Y12530-755510-735490-6857.0152-217Y12Pb530-755510-735490-6857.0152-217Y15530-755510-735490-6857.0152-217Y15Pb530-755510-735490-6857.0152-217Y20570-785530-745510-7057.0167-217Y30600-825560-765540-7356.0174-223Y35625-845590-785570-7656.0176-229Y45Ca695-920655-855635-8356.0196-225 13、其它优质非合金钢 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 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。 14、碳素工具钢 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，根据GB1298-86碳素工具钢在化学成分和性能见表5-14和表5-15。 表5-14、碳素工具钢化学成分序号牌号化学成分CMnSiSP不大于1T70.65-0.740.400.350.0300.0352T80.75-0.843T8Mn0.80-0.900.40-0.604T90.85-0.940.405T100.95-1.046T111.05-1.147T121.15-1.248T131.25-1.35表5-15、碳素工具钢性能牌号退火状态试样淬火硬度值HB不大于压痕直径，mm不小于淬火温度，C和冷却剂硬度值HRC不小于T71874.40800-820水62T8780-800水T8MnT91924.35760-780水T101974.30T112074.20T12T132174.10 碳素工具钢用途广泛。其中T7、（T7A）、T8、（T8A）钢因韧性较好，主要用作承受震动与冲击载荷的工具，如凿子、打铁用模、各种锤子、木工工具等；T9（T9A）由于含碳量较高，故硬度、耐磨性较高、韧性较差，有一定韧性用作不受剧烈震动冲击的工具。如冲模、冲头、木工切削工具、凿岩凿子等到；T10、（T10A）、T11、（T11A）韧性尚可，耐磨、较硬、应用较广、制作要求较高且不受突然和剧烈冲愚味震动而需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、板牙、铣刀、刀锯锯条及简单量具；T12（T12A）、T13（T13A）钢则用于制造不受震动，要求极高硬度的工具，如钻头、丝锥、锉刀、刮刀等。 15、其它特殊质量非合金钢 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。 （四）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。16、一般用途低合金钢 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，根据GB/T1591-94低合金高强度结构钢牌号，化学成分及性能见表5-16和表表5-16、低合金高强度结构钢牌号、化学成分牌号质量等级化 学 成 分 ，%CMnSiPSVNbTiAlCrNiQ295A0.160.80-0.150.550.0450.0450.02-0.150.015-0.0600.02-0.20B0.160.80-0.150.550.0400.0400.02-0.150.015-0.0600.02-0.20Q345A0.201.00-1.600.550.0450.0450.02-0.150.015-0.0600.02-0.20B0.201.00-1.600.550.0400.0400.02-0.150.015-0.0600.02-0.20C0.201.00-1.600.550.0350.0350.02-0.150.015-0.0600.02-0.200.015D0.181.00-1.600.550.0300.0300.02-0.150.015-0.0600.02-0.200.015E0.181.00-1.600.550.0250.0250.02-0.150.015-0.0600.02-0.200.015Q390A0.201.00-1.600.550.0450.0450.02-0.200.015-0.0600.02-0.200.300.70B0.201.00-1.600.550.0400.0400.02-0.200.015-0.0600.02-0.200.300.70C0.201.00-1.600.550.0350.0350.0