第三章 铁碳合金

第3章铁碳合金

金属材料与热处理教学回顾：第1章和第2章分别讲述了金属的晶体结构和纯金属的结晶过程及金属材料的性能。对于一定的金属或合金而言，在平衡凝固或非平衡凝固以后，会获得不同的组织结构，并具有不同的性能。作为工业上应用最广泛的碳钢和铸铁而言，两者均属于铁碳合金。铁碳相图是研究铁碳合金的重要工具。了解与掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用，各种热加工工艺的制定以及工艺废品原因的分析都具有重要的指导意义。

有必要研究铁碳合金相图以及与之相关的凝固结晶过程。第3章铁碳合金教学要求：1、掌握铁碳合金的铁碳合金的基本组织、性能及符号，掌握碳含量对铁碳合金的组织结构及性能的影响；2、了解相图中特性点、特征线的含义及组织的分布情况。3、了解碳素钢的分类、牌号、性能及用途。

重点：铁碳合金的基本组织、性能及符号。

难点：铁碳合金相图。

铁碳合金的组织与状态图铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。含碳量为0.0218%~2.11%的称钢含碳量为2.11%~6.69%的称铸铁。铁和碳可形成一系列稳定化合物：

Fe3C、Fe2C、FeC，都可作为纯组元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。一、铁碳合金的基本组织是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。铁素体⒈组元：Fe、Fe3C⒉相⑴铁素体：碳在-Fe中的固溶体称铁素体,用F

或

表示。

铁素体组织金相图⑵奥氏体:碳在

-Fe中的固溶体称奥氏体。用A或表示。是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148℃时最大为2.11%。727℃时为0.77%组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在区进行.碳钢室温组织中无奥氏体。奥氏体

奥氏体组织金相图⑶渗碳体：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、强度低(b35MPa),脆性大,塑性几乎为零Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),该反应对铸铁有重要意义。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。

铸铁中的石墨钢中的渗碳体渗碳体组织金相图⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混合物，用P表示。珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。珠光体珠光体(P)⑸莱氏体：与Fe3C的机械混合物高温莱氏体：727℃以上，奥氏体与渗碳体，以Ld表示低温莱氏体：727℃以下，珠光体与渗碳体，以L’d表示为蜂窝状,以Fe3C为基，性能硬而脆。莱氏体莱氏体(Ld)相图的建立铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.二、铁碳合金状态图

Fe-Fe3C

相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3C

T°(A+Fe3C)LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡ(F+Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CⅡLd’Ld’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡK(P+Fe3C)1、重要的点：五个重要的点。2、重要的线：一条液相线、一条固相线、一条先共析相析出线、两条溶解度线、三条水平线、“四条垂直线”。3、重要的区：五个单相区。

§3.3铁碳合金相图分析J为包晶点:

1495oC时,B点成分的L与H点成分的δ发生包晶反应,生成J点成分的γ，0.17%C。C点为共晶点

1148oC时,C点成分的L发生共晶反应,生成E点成分的γ和Fe3C（莱氏体），4.3%C。S点为共析点

727oC时,S点成分的γ发生共析反应,生成P点成分的α和Fe3C（P），0.77%C。E为碳在γ相中的最大溶解度点，2.11%C。P为碳在α相中的最大溶解度点，0.0218%C。五个重要点：一条液相线一条固相线一条先共析相析出线液相线：ABCD固相线：AHJECF先共析相析出线：GS两条溶解度线碳在γ相中的固溶度线ES。碳在α中的固溶度线PQ。包晶反应：L+δ＝γ共晶反应：L＝Le(FeC3+γ

)共析反应：γ＝P(FeC3+α)

三条水平线：过共析钢共析钢共晶白口铁亚共晶白口铁过共晶白口铁碳素钢白口铸铁亚共析钢工业纯铁四条垂直线：五个单相区液相区L。高温铁素体相区δ

，碳在δ-Fe中的间隙固溶体。奥氏体相区A/γ，碳在γ-Fe相中的间隙固溶体。强度和硬度低，易于塑性变形。铁素体相区F/α，碳在α-Fe相中的间隙固溶体。强度和硬度低，塑性好。渗碳体Fe3C。复杂结构间隙化合物。硬度高，脆性大，塑性和韧性低。4、相图标注：相组成物标注的相图;组织组成物标注的相图。铁碳合金的分类

铁碳合金分类：钢-含碳量Wc＜2.11%

铸铁-含碳量Wc＞2.11%

根据组织特征，将该合金分为七种类型：

(1)工业纯铁Wc＜0.0218％

(2)共析钢Wc=0.77％

(3)亚共析钢Wc=0.0218％～0.77％

(4)过共析钢Wc=0.77％～2.11％

(5)共晶白口铁Wc=4.3％

(6)亚共晶白口铁Wc=2.11％～4.3％

(7)过共晶白口铁Wc=4.30％～6.69％⒉含碳量对力学性能的影响亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。0.77%C时，组织为100%P,钢的性能即P的性能。＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界连续网状，强度下降,但硬度仍上升。＞2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le’,合金太脆.冷却过程中匀晶反应：L相→δ相→γ相→α相→α相中沿晶界析出片状Fe3CⅢ

(一)工业纯铁结晶过程，室温组织+Fe3CⅢ单相液体的冷却匀晶反应L相中析出γ相（奥氏体A）γ单相固溶体的冷却γ相发生共析反应生成珠光体P(二)共析钢结晶过程P（+Fe3C）注意事项共析转变：由一个固相在恒温下转变为另外两个固相的转变。共析转变的组织为两相交替排列的混合物。共析反应生成的珠光体在冷却过程中，其中的铁素体产生三次析出，生成Fe3CⅢ，但与共析的Fe3C连在一起，难以分辨。共析钢的室温平衡组织：P500×1000×3800×L相冷却L相→δ相L相+δ相→γ相，并且L相有剩余剩余L相→γ相γ单相的冷却γ相→α相，但γ相有剩余剩余γ相→P（α+Fe3C），存在先析α相(三)亚共析钢结晶过程，室温组织(+P)注意事项先析铁素体（α相）在随后的冷却过程中会析出Fe3CⅢ，但量很少可忽略。亚共析钢室温平衡组织：先析铁素体+珠光体P。单相液体的冷却L相→γ相γ单相固溶体（奥氏体）的冷却γ相中析出二次渗碳体（Fe3CⅡ）γ相→（α+Fe3C），存在Fe3CⅡ(四)过共析钢结晶过程，室温组织P+Fe3CⅡ注意事项从奥氏体中析出的Fe3C称为二次渗碳体。Fe3CⅡ沿奥氏体晶界呈网状析出，使材料整体脆性加大。过共析钢室温平衡组织：珠光体P+Fe3CⅡ。单相液体的冷却共晶反应：L→Ld（γ+Fe3C）共晶中γ相不断析出Fe3CII共析反应：Ld(γ+Fe3C+Fe3CII)→Ld’(P+Fe3C+Fe3CII)(五)共晶白口铁结晶过程，室温组织Ld`(P+Fe3CⅡ+Fe3C共晶)

注意事项冷却过程中莱氏体中的奥氏体相析出，Fe3CⅡ，但其依附于莱氏体中的Fe3C长大，不可见。共晶白口铁室温组织：变态莱氏体Ld

’（珠光体呈条状或粒状分布在Fe3C基体上）。共晶白口铁的基体相是Fe3C脆性相，材料整体脆性较大，硬度较高。单相液体的冷却共晶反应：剩余L→Ld(γ+Fe3C)先共晶γ相不断析出Fe3CⅡ，共晶γ相析出Fe3CⅡ共析反应：γ及Ld(γ+Fe3C+Fe3CII)→P+Ld’（P+Fe3C+Fe3CII）匀晶反应：L→γ相室温组织：P+Ld’(P+Fe3C+Fe3CII)+Fe3CII(六)亚共晶白口铁结晶过程，室温组织P+Ld`(P+Fe3CⅡ+Fe3C共晶)+Fe3CⅡ单相液体的冷却共晶反应：剩余L→Ld(γ+Fe3C)共晶γ相析出Fe3CⅡ共析反应：Ld(γ+Fe3C)→Ld’(P+Fe3C+Fe3CII)匀晶反应：L→Fe3CI室温组织：Ld’(P+Fe3C+Fe3CII)

+Fe3CI(七)过共晶白口铁结晶过程，室温组织Fe3CⅠ+Ld`铁碳合金中的基本组织铁碳合金中的渗碳体a+Fe3CⅢa+PPP+Fe3CⅡP+Fe3CⅡ+Ld’Ld’Fe3C+Ld’碳含量对铁碳合金室温组织的影响一、碳对平衡组织的影响铁碳合金的室温平衡组织均由铁素体和渗碳体两相组成，并且随着含碳量的增加，渗碳体逐惭增加，铁素体量逐惭减少。碳对铁碳合金平衡组织与性能的影响

铁碳合金成分与组织之间的关系二、碳对机械性能的影响主要对硬度、强度和塑性的影响。(1)对硬度的影响：硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和质量分数，随碳含量的增，由于硬度高的Fe3C增多，硬度低的F减少，合金的硬度呈直线关系增大，由全部为F的硬度约80HB增大到全部为Fe3C时的约800HB。

(2)对强度的影响Ｃ％↑,亚共析钢中P增多而F减少。P的强度高。组织越细密,则强度值越高。F的强度较低。所以亚共析钢的强度随Ｃ％↑而增大。

超过共析成分之后，由于强度很低的Fe3CII沿晶界出现,合金强度的增高变慢，到约0.9%C时,Fe3CII沿晶界形成完整的网，强度迅速降低，随着碳质量分数的进一步增加，强度不断下降，到2.11%C后，合金中出现Ld时，强度已降到很低的值。再增加碳含量时,由于合金基体都为脆性很高的Fe3C，强度变化不大且值很低，趋于Fe3C的强度(约20MPa～30MPa)。(3)对塑性的影响铁碳合金中Fe3C是极脆的相，没有塑性。合金的塑性变形全部由F提供。所以随碳含量的增大,F量不断减少时,合金的塑性连续下降。到合金成为白口铸铁时,塑性就降到近于零值了。对于亚共析钢，合金的硬度、强度和塑性可根据成分或组织作估算。含碳量对工艺性能的影响①切削性能:中碳钢合适②可锻性能:低碳钢好③焊接性能:低碳钢好④铸造性能:共晶合金好⑤热处理性能:第六章介绍铸造焊缝组织模锻切削加工的基本形式车刨钻铣磨三、碳对工艺性能的影响(一)切削加工性能：指被刀具切削的难易程度和加工的表面质量等。

1、材料的硬度太软，容易粘刀，切削热大，切屑不易折断，影响表面粗糙度；

2、材料的硬度太硬，刀具磨损严重。钢硬度为HB250时，切削加工性最好。

3、粗晶粒钢的韧性较差，切削易断，切削性能较好。4、导热性对切削加工意义重大：奥氏体钢，导热性低，切削热很少为工件所吸收，而基本集聚在切削刀附近，使其变热，降低了刀具寿命。因此，尽管奥氏体钢的硬度不高，但切削加工性能不好。

5、片状珠光体的切削加工性能好于二次渗碳体，当二次渗碳体呈粒状分布时，可改善其切削加工性能。(二)可锻性：指金属压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。低碳钢塑性好，可锻性好。随着含碳量的增加，可锻性变差。白口铸铁不能锻造。(三)铸造性：金属的流动性、收缩性和偏析等性能。碳含量增加，钢的结晶温度区间增大，对流动性不利。但随碳量的增加液相线温度降低，当浇注温度相同时，含碳量高的钢的液相线与钢液温度之差较大，即过热度大，对流动性有利。综合考虑，钢液的流动性随含碳量的增加而提高。浇注温度越高，流动性越好。

铸铁的液相线温度比钢低，流动性比钢好。共晶铸铁的结晶温度最低，同时又是恒温结晶，流动性最好。此外，钢的分散缩孔多，偏析大，铸造性越差。而共晶成分铸铁的收缩为集中缩孔，偏析小，铸造性好。制定热加工工艺方面的应用

铁碳合金相图中的左下角部分是钢进行热处理的重要依据。1、Mn:0.8%时为杂质,是有益元素。作用为：

①强化铁素体；②消除硫的有害作用。一、杂质元素对性能的影响钢中的杂质一般是指Mn、Si、P、S。是由原料带入或脱氧残留的元素。§3.4

碳素钢①强化铁素体；②增加钢液流动性。3、S：是有害元素。常以FeS形式存在。易与Fe在晶界上形成低熔点共晶(985℃)，热加工时(1150~1200℃)，由于其熔化而导致开裂，称热脆性.钢中的硫应控制在0.045%以下.2、Si：0.5%时为杂质，是有益元素。作用为：

合金晶界的低熔点硫化物共晶Mn可消除硫的有害作用,FeS+Mn→Fe+MnS，MnS熔点高(1600℃)。4、P：也是有害元素。能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急剧下降，称冷脆性。P一般控制在0.045%以下.钢中的MnS夹杂比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆性于1938年冬发生断裂坠入河中二、钢中的杂质元素及其影响由于在冶炼过程中不可能除尽杂质，所以实际使用的碳钢中除铁和碳外，还含有少量的锰、硅、硫、磷及微量的氧、氢、氮等元素，会影响钢的质量和性能。钢中的杂质元素(一)锰和硅的影响炼钢过程中必须加入脱氧剂，用以去除溶于钢液中的氧，还可以把钢液中的FeO还原成铁，并形成MnO和SiO2，此外还可生成MnS以消除硫的有害作用。上述反应大部分进入炉渣，小部分残留于钢中，成为非金属夹杂，对钢的性能不利。

锰对碳钢的机械性能有良好的影响，可提高强度和硬度。当含量不超过0.8%时，可稍微提高或不降低钢的塑性和韧性。脱氧剂中的Mn和Si总有一部分溶于钢液中，冷至室温后即溶于铁素体中，起到固溶强化作用。此外，Mn还可以溶入渗碳体中，形成(Fe,Mn)3C。当钢中的Si含量小于0.5%时，是有益元素。Si溶于铁素体中起到固溶强化作用。但含量较高时，将使钢的塑性和韧性下降。(二)硫的影响一般情况下，S在钢中是有害元素，它是由矿石和燃料带入钢中。只能溶于钢液中，在固态铁中几乎不能溶解，而是以FeS夹杂物的形式存在晶界上（严重的偏析）。最大的危害是引起“热脆”。原因是形成（γ-Fe+FeS）共晶，熔点为989℃。当钢材在800-1000oC进行锻造时，晶界处的FeS塑性差而使钢的脆性增大。

而当钢在1000-1200℃进行压力加工时，由于（γ-Fe+FeS）共晶已经熔化，会使钢沿着奥氏体晶界开裂而变脆，即“热脆”。防止热脆的办法是往钢中加入适当的Mn，由于Mn与S的化学亲和力大于Fe，优先形成MnS，MnS的熔点为1600℃，高于热加工温度，避免热脆的发生。硫能提高钢的切削加工性能。在易切削钢中，含S量一般为0.15-0.3%，同时加入0.6-1.2%Mn。(三)磷的影响

P在钢中是有害杂质元素，它是由矿石和生铁等炼钢原料带入的，磷在固态钢中有一定的溶解度，固溶强化作用很强，但同时剧烈地降低钢的韧性，尤其是低温韧性，称为“冷脆”。

易切削钢中加入P，可使铁素体适当脆化。还可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能，特别是同时含有Cu的情况下，作用更加显著。(四)氮、氢、氧等微量气体的影响

1、氮会引起钢的时效脆性（蓝脆性）氮在奥氏体中的溶解度较大，而在铁素体中的溶解度很小，且随温度的降低而减小。当钢材由高温快速冷却时，过剩的氮由于来不及析出而过饱和固溶于铁素体中，则在室温长时间放置或稍行加热时，将有氮化铁由铁素体中析出，使低碳钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。加入铝、钛形成AlN和TiN，可以消除钢中的时效脆性。

2、氢会引起氢脆和白点，使材料的韧性大大降低，是非常严重的缺陷。

3、氧主要以各种氧化物夹杂物存在于钢中，如FeO、A12O3、SiO2、MnO、CaO、MgO等，对钢的塑性、韧性、疲劳强度等危害很大。二碳素钢的分类工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金。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。

一、钢的分类1、按化学成分分

钢的分类及编号中碳钢

0.25~0.6%C高碳钢

0.6%C低碳钢

0.25%C低合金钢合金元素总量5%中合金钢合金元素总量5~10%高合金钢合金元素总量10%碳素钢合金钢钢类碳素钢合金钢PSPS普通质量钢≤0.045≤0.045≤0.045≤0.045优质钢≤0.035≤0.035≤0.035≤0.035高级优质钢≤0.030≤0.030≤0.025≤0.025特级优质钢≤0.025≤0.020≤0.025≤0.0152、按质量分钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢.根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：3、按冶炼方法分转炉炼钢平炉炼钢平炉钢转炉钢电炉钢

按炉别分沸腾钢：脱氧不充分，浇注时C与O反应发镇静钢：脱氧充分，组织致密，成材率低。半镇静钢：介于前两者之间。生沸腾。这种钢成材率高，但不致密。按脱氧程度分特殊镇静钢4、按金相组织分珠光体钢贝氏体钢马氏体钢铁素体钢奥氏体钢莱氏体钢按正火组织分亚共析钢共析钢过共析钢

按退火组织分电弧炉炼钢5、按用途分

工程用钢建筑、桥梁、船舶、车辆渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢耐磨钢机器用钢结构钢刃具钢模具钢量具钢工具钢不锈钢耐热钢特殊性能钢挤压模具

根据钢液脱氧情况和凝固时析出一氧化碳的程度，可分为镇静钢、沸腾钢及介于两者之间的半镇静钢。一、镇静钢钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铝进行充分脱氧，使氧含量不超过0.01％(一般为0.002％～0.003％)以至钢液在凝固时不析出一氧化碳气体，得到成分比较均匀，组织比较致密的钢锭，叫镇静钢。补充钢锭的组织和缺陷

镇静钢钢锭的宏观组织与纯全属铸锭基本相同，也是由表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区组成。此外，在钢锭下部往往还有一个由等轴细晶粒所组成的致密的沉积锥体。由于固溶体的选择结晶，后结晶的铸锭上部含有低熔点的硫磷杂质比较多。镇静钢的缺陷主要有缩孔、缩松、偏析、气泡、杂夹等。1─缩孔2─气泡3─缩松4─表面细晶区5─柱状晶区6─中心等轴晶区7─下部锥体二、沸腾钢沸腾钢是脱氧不完全的钢，在冶炼末期仅用Mn铁进行轻度脱氧，使相当数量的氧(0.03～0.07％)残留在钢液中，钢液注入锭模后，钢中的氧与碳发生反应，析出大量的一氧化碳气体，引起钢液沸腾，故称为沸腾钢。从表面到心部由五个带组成：坚壳带、蜂窝气泡带、中心坚固带、二次气泡带和锭心带。1─头部大气泡2─坚壳带3─锭心带

4─中心坚固带5─蜂窝气泡带6─二次气泡带

坚壳带：由致密细小的等轴晶所组成。由于受到模壁的激冷，模内因沸腾而强烈循环的钢液把附在晶粒之间的气泡带走，从而形成无气泡的坚壳带。蜂窝气泡带：由分布在柱状晶带内的长形气泡所构成。在柱状晶长大过程中，选择结晶的结果使碳氧富集于柱状晶间的钢液中，继续发生反应生成气泡；与此同时，钢液温度不断下降，钢中的气体不断析出并向CO气泡内扩散。随柱状晶的成长，气泡也不断长大，最后形成长形气泡。

中心坚固带：浇注完毕，钢锭头部凝固封顶后，钢锭内形成气泡需要克服的压力增大，碳氧反应受到抑制，气泡停止生成。这时，结晶过程仍然继续进行，从而形成没有气泡的由柱状晶组成的中心坚壳带。二次气泡带：由于结晶过程中碳氧浓度不断积聚，以晶粒的凝固收缩在柱状晶之间形成小空隙，促使碳氧反应在此处重又发生，但生成的气泡已不能排出，呈圆形留在钢锭内。

锭心带：由粗大的等轴晶组成。在继续结晶过程中，碳氧浓度高的地方仍有碳氧反应发生，生成许多分散的小气泡。此时，锭心温度下降，钢液粘度已经很大，气泡便留在锭心带中，有的可能上浮到钢锭上部聚集成较大的气泡。

沸腾钢通常为低碳钢，含碳量不超过0.27％，宜于轧制成薄钢板。优点：成材率高，成本低。轧制后表面质量好，内部气泡可以焊合。缺点：成分偏析大，组织不致密，机械性能不均匀，冲击韧性较低，不宜制造机械性能要求高的零件。齿轮刀具二、钢的编号我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母.常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号（GB/T221—2000）名称符号位置名称符号位置碳素结构钢Q头桥梁用钢q尾低合金高强度钢Q头锅炉用钢g尾易切削钢Y头焊接气瓶用钢HP尾碳素工具钢T头车辆车轴用钢LZ头(滚珠)轴承钢G头机车车轴用钢JZ头焊接用钢H头沸腾钢F尾铆螺钢ML头半镇静钢b尾船用钢国际符号镇静钢Z尾汽车大梁用钢L尾特殊镇静钢TZ尾压力容器用钢R尾质量等级A.B.C.D.E尾1、碳素结构钢和低合金高强度钢Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa；质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。脱氧方法符号:沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静钢—b；特殊镇静钢—TZ。如碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ。钢板低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。如Q345C。根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如16Mn。*说明：通常情况下，屈服强度值小300MPa时为碳素结构钢，大于300MPa时为低合金高强度钢。热连轧钢板齿轮加工方钢2、优质碳素结构钢牌号用两位数字表示。这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。如45钢—平均含碳量为万分之四十五（即0.45%）的优质碳素结构钢。钢带*说明：①

含Mn量为0.7~1.0%时，在两位数字后加元素符号“Mn”，如40Mn。②对于沸腾钢和半镇静钢,在钢号后分别加字母F和b，如08F、10b。③高级优质钢在钢号后加字母A，如20A。钢管3、合金结构钢和合金弹簧钢两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素百分含量数字+……当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量；当合金元素的平均含量为1.50~2.