常用钢材种类和用途？

一、钢材定义

1. 定义：

国家标准GB/T 13304－91《钢分类》描述：“以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。”

2.相关性能参数

屈服点

钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

抗拉强度

材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

二、常用钢材分类和用途

第一种分类方法，按常用用途类别分类

1.碳钢

碳钢也叫碳素钢，是含碳量c小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（c≤0.25%），中碳钢（c=0.25%-0.6%）和高碳钢（c>0.6%）

按磷、硫合量可以把碳素钢分为普通碳素（结构）钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）。一般碳钢中，含碳量越高则硬度越高，强度也就高，但塑性延展性降低。

2、普通碳素结构钢

简称碳素钢，这类钢主要保证力学性能。故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首。数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275Mpa，若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含S、P的量依次降低，钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F”或“b”者为镇静钢。例如Q235—AF表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235—C表示屈服点为 235MPa的C级镇静钢。

碳素钢价格便宜，是工程和建筑上使用最广泛的钢材。如低温低压锅炉省煤器和空气预热器用管材。Q235a钢碳常用于各种水管道，最高使用温度350℃。

GB/700是碳素结构钢的执行标准。此类钢一般由转炉或平炉冶炼，其主要原料为铁水加废钢，钢中硫、磷含量高于优质碳素结构钢，一般硫≤0.050%，磷≤0.045%。由原料带入钢中的其他合金元素含量，如铬、镍、铜一般不超过0.30%。

碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等。用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。

3、优质碳素结构钢

这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数（с*10000）。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%；08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%。20钢表示钢中平均碳的质量分数为0.17%－0.22%。

20钢是管材中用途最广泛的钢材，用于锅炉省煤器和空气预热器，其他各种蒸汽压缩空气和水等各种用途的管道。承压强度较高、寿命长、加工焊接性能好，广泛用于工业、农村、采矿等各行各业。

关于20钢，各种国标规定较多。影响较大的标准有：GB3087，又叫低中压锅炉用无缝管（GB3087-2008）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝管。 也可以用于其他用途。20G是锅炉用管材如水冷壁上升管，过热蒸汽低温段管道；20g是锅炉用板材，如汽包锅筒筒体卷筒用板材。g/G表示锅炉用的。

GBT699—2015优质碳素结构钢。GB∕T 711-2017 优质碳素结构钢热轧钢板和钢带。

优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳质量分数不同，有不同的用途。08、08F、10、10F钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成形性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件，如汽车身、拖拉机驾驶室等；15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞销,样板等；30、35、40、45、50钢经热处理（淬火+高温回火）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，用于制作轴类零件，例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；55、60、65钢热处理（淬火+中温回火）后具有高的弹性极限，常用于制作负荷不大、尺寸较小（截面尺寸小于 12~15mm）的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。

4、碳素工具钢

碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢，含碳量在0.65%-1.35%范围内，其生产成本低，原料来源易取得，切削加工性良好，热处理后可以得到高硬度和高耐磨性，所以是被广泛采用的钢种，用来制造各种刃具、模具、量具。但这类钢的红硬性差，即当工作温度大于250℃时，钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外，碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬，而且容易产生变形和裂纹。

碳素工具钢主要分以下T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13、T8Mn等型号。

5、合金钢

在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外，还含有一定量的合金元素。钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中和一种或几种，这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同，国外以往曾发展镍、铬钢系统，我国则发展以硅、锰、钒、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。

合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是在电炉中冶炼的。按用途可以把合金钢分为8大类，它们是：

合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。

6、普通低合金钢

普通低合金钢是一种含有少量合金元素（多数情况下其总量不超过3%）的普通合金钢。这种钢的强度比较高，综合性能比较好，并具有耐腐蚀性、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等在大量节约稀缺合金元素（如镍、铬）条件下，通常1t普通低合金钢可顶1.2-1.3t碳素钢使用，其使用寿命和使用范围更是超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼，成本也和碳素钢接近。

如15CrMo,含Cr和Mo各约0.6-1.2%，可用于锅炉过热蒸汽管道，使用温度可达510℃。12 Cr1MoV-g，使用温度可达560℃，可用于发电厂用锅炉过热蒸汽管道。

合金结构钢主要分以下20-50Mn2、15-40Cr、12-42CrMo、12Cr1MoV、38CrMoAl等型号。

7、弹簧钢

弹簧钢在冲击、振动或长期交变应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。

碳素弹簧钢即含碳量c在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢（包括正常和较高含锰量的）。

合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量si（1.3%-2.8%）提高性能；另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼、等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧钢质量。

弹簧钢分65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn(A)、30W4Cr2VA等型号。