非合金钢的分类

非合金结构钢，顾名思义，指的是不含有合金元素的结构用钢材。

与合金钢相比，的特点在于价格较为便宜，而且容易加工，因此在建筑、桥梁、船舶等行业得到广泛应用。

一、的基本概念及分类基本概念：主要由碳、锰、硅等元素构成，与合金钢相比，不含有其他合金元素。

按照碳含量不同，可以将分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和超高碳钢四类。

低碳钢：碳含量在0.06%以下，具有可塑性好、焊接性强及成本低廉等特点。

中碳钢：碳含量在0.25%-0.6%，在加工、淬火、调质后可以达到一定的强度，应用广泛，比如车辆轴承。

高碳钢：碳含量在0.6%-1.7%，硬度高、强度大，适用于制造工具和刃具等。

超高碳钢：碳含量在1.7%以上，硬度、强度都很高，但容易产生脆性断裂。

二、的特性及优点1.加工性好具有良好的可塑性、柔韧性和可加工性，容易进行切割、焊接和成型等加工过程，适用于各种形状的构件制造。

2.成本低廉主要以碳、锰、硅等元素构成，价格相对于合金钢较为便宜，适合大规模使用，可以降低成本，提高产品市场竞争力。

3.强度适中的强度适中，可以满足大多数建筑和机械设计的要求，同时具有耐磨性和耐腐蚀性等特点。

4.易于维护的耐磨性和耐腐蚀性较好，减少了维修和保养的次数和费用。

同时，不含其他合金元素也避免了钢材在高温下产生变形、龟裂的缺点。

三、的应用领域1.建筑行业的具有可塑性好、耐磨性强等特点，适用于建筑桥梁、机械设备等大型建筑和设施。

2.船舶制造因为价格较低、加工性能好，应用于船舶的制造，如船体、船桥、货箱等。

3.汽车制造汽车制造需要使用的钢材种类较多，价格低廉、易于加工，因此在车身零部件、悬挂系统、车轮和轮胎等方面都得到广泛应用。

四、对的需求与未来发展作为传统钢材的一种，生产量和应用范围正在逐年扩大。

未来，将会越来越受到市场的欢迎，将在建筑、机械设备、船舶等领域发挥更大的作用。

同时，生产企业也应该逐步提高产品质量，并寻求开发低成本、高性能的新型。

在未来的发展中，将会成为钢材市场中一个不容忽视的力量。

≤0.025 ≤0.025
≤0.025 ≤0.015
4.3 常用非合金钢
4.3.1 我国钢铁产品牌号表示方法
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.
（4）造影病人均应于术前纠正脱水状态，保证充 足的液体入量。
第二节
胆系、泌尿系、子宫输卵管、胃肠道造影剂
硫酸钡【典】【基】【医保（甲）】 常用胃肠X线造影剂。
碘番酸【典】【医保（甲）】
常用胆囊及胆管造影剂。
第三节 脊髓及其他体腔的造影剂
碘苯酯【典】【医保（甲）】
主要脊髓蛛网膜下腔 造影剂。
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法 表示符号（GB/T 221—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
预防
（1）有碘过敏史或碘试验阳性者，禁用常规碘造 影剂。
（2）碘过敏但反应较轻者，必须实行造影检查时， 可采用非离子型造影剂，使用前，先给地塞米松 5～10mg，并做好抢救准备。
（3）高危病人难以耐受离子型造影剂的副反应， 可选用非离子型造影剂，但仍不能放松对非离子 型造影剂发生毒副反应的警惕性。
来 源 炼钢原料和燃料。

非合金钢（碳素钢）第一节钢铁生产钢和铁都是主要由铁和碳两种元素组成的合金，其区别只在于碳质量分数的多少，理论上将WC<2.11%的合金称为钢，WC>2.11%的称为铸铁。

生铁由铁矿石经高炉冶炼而得，它是炼钢和铸造的原材料。

现代的炼钢方法是以生铁为主要原料，装入高温的炼钢炉中，通过氧化作用降低生铁中的含碳量而炼成钢水，铸成钢锭后，再经轧制成钢材供应,少数钢锭经锻造成锻件后供应。

一、炼铁现代钢铁工业生产生铁的主要方法是高炉炼铁。

高炉炼铁的炉料主要是铁矿石、燃料和熔剂（CaCO3）。

高炉熔铁过程示如图5—1所示。

生铁中还含有Si、Mn、P、S等元素。

Si来源于炉料中带入的SiO2；铁矿石中含有少量的MnO2 ，MnO2被还原成金属锰进入生铁；铁矿石和生石灰石中都含有少量磷酸盐，几乎全部被还原进入生铁。

炉料中还含有少量的硫和硫化物，尤其焦炭中含硫最多，是生铁中硫的主要来源。

二、炼钢现代炼钢方法是以生铁为主要原料，首先把生铁熔化成液体，将它倾入高温的炼钢炉中，利用氧化作用将碳及其它元素去除到规定范围之内，就得到了钢。

1、炼钢过程现代工业炼钢方法是在1500—1700℃的高温下，把炉料熔化成液体，然后吹入空气、氧气或加入其他物质（如铁矿石）为氧化剂，氧化炉料中的杂质。

进入铁液中的氧首先与铁生成氧化亚铁（FeO），然后FeO再与其他元素反应，使它们氧化，从而使炉料变为成分合格的钢水。

其主要反应如下：（1）碳、硅、锰的氧化FeO+C= Fe+CO↑2FeO+Si= 2Fe+SiO2（渣）FeO+Mn= Fe+MnO（渣）（2）去磷、去硫2P+5FeO=5Fe+P2O5P2O5+4CaO=4CaO·P2O5 （渣）硫在铁中以FeS的形式存在FeS+CaO=FeO+CaS（渣）（3）钢的脱氧向铁液中供入的氧，使碳、硅、锰等杂质氧化的同时，铁也被氧化。

钢液中溶入了过多的氧，必须经过脱氧，才能获得合格的钢。

3.按非合金钢的用途分类
(1)碳素结构钢 碳素结构钢主要用于制造各种机械零件和工程结 构件，其碳的质量分数一般都小于0.70%。 (2)碳素工具钢 碳素工具钢主要用于制造工具，如制作刃具、模 具、量具等，其碳的质量分数一般都大于0.70%。
5.3 常用碳钢
一、碳素结构钢 碳素结构钢，英文名：Carbon Structural Steel，碳素钢的一 种。含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。可分为 普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。用途很多，用量 很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静 载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和 一般焊接件。
第五章：碳钢（非合金钢）
教学目标 一 二 三
了解碳 钢的分 类
熟悉常存 杂质元素 对碳钢性 能的影响
掌握常用 碳钢的性 能与应用
5.1 杂质元素对钢材性能的影响
一、硅对钢性能的影响 硅是作为脱氧剂带进钢中的。硅的脱氧作用比锰强，可防止钢中 形成FeO，有利于改善钢的质量。此外，硅能溶于铁素体中，并使 铁素体强化，提高钢的强度、硬度和弹性，但降低了钢的塑性和 韧性。因此，总的来说，硅是钢中的有益元素。 二、锰对钢性能的影响 锰是炼钢时用锰铁脱氧后残留在钢中的杂质元素。锰具有一定的 脱氧能力，能把钢中的FeO还原成铁，改善钢的质量。锰还可以与 硫化合成MnS，以减轻硫的有害作用，降低钢的脆性，改善钢的 热加工性能。锰能大部分溶解于铁素体中，形成置换固溶体，并 使铁素体强化，提高钢的强度和硬度。总的来说，锰也是钢中的 有益元素。
三、碳素工具钢 用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。与合金工具钢相比， 其加工性良好，价格低廉，使用范围广泛，所以它在工具 生产中用量较大。碳素工具钢分为碳素刃具钢、碳素模具 钢和碳素量具钢。碳素刃具钢指用于制作切削工具的碳素 工具钢，碳素模具钢指用于制作冷、热加工模具的碳素工 具钢，碳素量具钢指用于制作测量工具的碳素工具钢

认识非合金钢
02
任务浏览 任务2.1 金属材料结构分析
知识目标
➢ 掌握金属材料的晶体结构、结晶过程、固溶 体和金属化合物以及相关概念。
➢ 掌握金属结构和识读铁碳合金相图。 ➢ 了解非合金钢的分类及编号方法。
能力目标
➢ 在设计机械零件和选材时，能够根据零件的 工作环境，根据结构及成分对性能的影响， 具备合理选材的初步能力。
任务2.1 金属材料结构分析
2.1.3金属的实际晶体结构 1把为界2我和（最①②③这..（线。图①切②，单单晶面晶1们面常空间异些）2缺所2刃入螺则晶晶体称体将缺见位隙类原）-1点陷谓型晶型具体体看为1缺实陷的：原原子线所缺是位位体位有与。晶成陷际三点在子子称缺示陷指错错的错螺多界如是晶类缺晶：：异陷。晶是：刀：旋晶。图由体。陷体位任类体在在片晶形体2由原中是晶于何原-8内晶金，体特结多子所偏空格晶纯子沿体属刀右征构晶按示离位中格金。某中晶片边，粒一工理和，间属一某体的的称组定业想间若隙中条处中刃上为成几纯结隙某之都线有，口部螺的何铁构原结中或，一晶线原型晶规的的子点的多附列体即子位体律显区，上原或近或的为相错结作微域如没子少原若一位对。构周组称图有叫会子干部错于称期织为原间存2的列分线下-为性1。子隙在晶0排原相。部多排所每，原其体列子对的晶列示个则子他缺偏发于原体而。晶这。元陷离生另子。成粒结素。了了一向如的内点原根完某部后图，部称 子据整种分错2即尺为，几-9晶有出动晶寸所空何格规现一体和示位形形律一个内位。。状成的个原部向特的错多子的是征线排余间晶有，性现的距格明可缺象半，位显将陷。原若向差晶区最子将是别体，常面错完的缺主见。动全，陷要的这区一而分表位个的致晶为现错多原的粒点形是余子，与缺式刃的用这晶陷是型半线种粒、各位原连晶之线种错子接体间缺位，犹起称的陷错如如来

非合金钢按用途分为哪几种
非合金钢是指由碳以及少量其他元素构成的钢，不含有其他合金元素。

根据用途的不同，非合金钢可以分为以下几种类型：
1. 结构钢：结构钢是最常见的一种非合金钢，用于建筑、桥梁、机械设备等领域。

结构钢具有较高的强度和韧性，适用于承受重大静态或动态荷载的结构部件。

常见的结构钢包括碳素结构钢、低合金结构钢等。

2. 轴承钢：轴承钢是用于制造轴承的一种特殊钢材。

轴承钢需要具有高强度、高硬度、高韧性和高耐磨性，以适应轴承在高速运转时所承受的压力和摩擦环境。

轴承钢常见的类型有碳素轴承钢和球轴承钢等。

3. 渗碳钢：渗碳钢在制造过程中通过渗碳工艺使钢件表面富碳，以增加硬度和耐磨性。

渗碳钢广泛用于制造齿轮、减速器、机床导轨等工件，以提供更好的表面硬度和耐磨性能。

4. 焦炉钢：焦炉钢主要用于冶金工业中的高温环境下，如焦炉内部的高温耐火材料、石墨电极等。

焦炉钢需要具有高温强度、耐腐蚀性和耐磨性，以适应焦炉内部的极端工作环境。

5. 锻造钢：锻造钢是用于锻造工艺的一种特殊钢材，经过锻造后，钢材的晶粒得到改变，结构更加致密，力学性能更好。

锻造钢广泛用于制造汽车零部件、航
空航天零件、工程机械等。

6. 高速切削钢：高速切削钢是用于制作切削工具的一种特殊钢材，主要用于加工硬度较高的材料。

高速切削钢需要具有高硬度、高强度、高耐磨性和耐高温性能，以适应高速切削的要求。

除了以上几种用途较为明确的非合金钢，还有一些细分的类型，如火花机械用钢、工具钢等，都是根据不同的用途而划分的。

总之，非合金钢在不同领域和用途中发挥着重要的作用，满足了各种工程的需求。

非合金钢的分类
非合金钢的种类很多，常按以下方法分类。

1、按钢中碳的质量分数分类
低碳钢（Wc<0.25%）、中碳钢（0.25≤Wc≤0.60%）、高碳钢（Wc>0.60%）。

2、按钢的用途分类
碳素结构钢主要用于制作机械零件，工程结构件，一般属于低、中碳钢。

碳素工具钢主要用于制作刀具、量具和模具。

一般属于高碳钢。

3、按钢的主要质量等级分类
普通质量非合金钢（Ws≥0.045%、Wp≥0.045%）。

普通质量碳钢是指不规定生产过程中需要特别控制质量要求的钢种。

主要包括：一般用途碳素结构钢、碳素钢筋钢、铁道用一般碳钢等。

优质非合金钢（硫、磷含量比普通质量碳钢少），优质碳钢是指除普通质量碳钢和特殊质量碳钢以外的碳钢，在生产过程中需要特别控制质量（例如控制晶粒度、降低硫、磷含量、改善表面质量等），以达到特殊的质量要求（与普通质量碳钢相比，有良好的抗脆断性能和冷成型性等）。

主要包括：机械结构用优质碳钢、工程结构用碳钢、冲压薄板的低碳结构钢、焊条用碳钢、非合金易切削结构钢、优质铸造碳钢等。

特殊质量非合金钢（Ws≤0.02%，Wp<0.020%），特殊质量碳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）的碳钢。

主要包括：保证淬透性碳钢、铁道用特殊碳钢、航空、兵器
等专用碳钢、核能用碳钢、特殊焊条用钢、碳素弹簧钢、碳素工具钢和特殊易切削钢等。

此外，钢按冶炼方法不同；可分为转炉钢和电炉钢；钢按冶炼时脱氧程度的不同，可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢等。

第二节 非合金钢
钢的分类： 钢的分类： 钢按化学成分可分为非合金钢 非合金钢、 钢按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合 金钢三大类 三大类。 金钢三大类。 非合金钢（碳钢）： 非合金钢（碳钢）： 以铁为主要元素 碳的质量分数小于2％ 要元素， 指以铁为主要元素，碳的质量分数小于 ％并 含有其他少量元素的铁碳合金 铁碳合金。 含有其他少量元素的铁碳合金。实际生产中使用的 非合金钢除含有碳元素之外，还含有少量的硅 非合金钢除含有碳元素之外，还含有少量的硅、锰、 等元素，这些元素通称为杂质元素，其中硅 硫、磷等元素，这些元素通称为杂质元素，其中硅、 锰是有益元素， 磷是有害元素。 锰是有益元素，硫、磷是有害元素。 ．
第二节 非合金钢
2.碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢主要用于制造工具，包括刃 碳素工具钢主要用于制造工具，包括刃 模具、量具等 具、模具、量具等。其碳的质量分数一般都 大于0.70％。 大于 ％ 此外，钢材还可以从其他方面进行分类， 此外，钢材还可以从其他方面进行分类， 如按专业、按冶炼方法等进行分类(如锅炉用 按专业、按冶炼方法等进行分类 如锅炉用 桥梁用钢、矿用钢等) 钢，桥梁用钢、矿用钢等
第二节非合金钢
(二)按主要质量等级分类 二 按主要质量等级分类 非合金钢按主要质量等级可分为：普通质量、 非合金钢按主要质量等级可分为：普通质量、 优质和特殊质量非合金钢。 优质和特殊质量非合金钢。 1.普通质量非合金钢 普通质量非合金钢 普通质量非合金钢是指对生产过程中控制质量 普通质量非合金钢是指对生产过程中控制质量 无特殊规定的一般用途的非合金钢。 无特殊规定的一般用途的非合金钢。 的非合金钢 普通质量非合金钢主要包括： 普通质量非合金钢主要包括： 一般用途碳素结构钢， 中的A、 一般用途碳素结构钢，如GB7(X)一1988中的 、 一 中的 B级钢； 级钢； 级钢 碳素钢筋钢； 碳素钢筋钢； 铁道用一般碳素钢，如轻轨和垫板用碳素钢； 铁道用一般碳素钢，如轻轨和垫板用碳素钢； 一般钢板桩型钢 。

四、磷的影响
• 1.来源：矿石 • 2.作用：①冷脆；②在易切削钢中，改善 切削加工性；③提高钢材的耐腐蚀性。④ 在炮弹炸弹中可增加杀伤力。 • 3.结论：有害元素
第二节 非合金钢的分类
一、按碳的质量分数 （1）低碳钢 （2）中碳钢 （3）高碳钢 二、按主要质量等级分类 1.普通质量非合金钢 定义：控制质量无特殊规定的一般用途的非合金 钢。 • 2.条件：不规定热处理；特性值按技术要求；未规 定其他要求 • • • • • • • •
第五章 非合金钢
引言
• 非合金钢：以铁为主要元素，碳的质量分 数小于2％并含有其他少量元素的铁碳合金。 • 特点：价格低，工艺性能好，能满足一般 使用要求。
第一节 杂质元素对钢性能的影响
• • • • • • 一、硅的影响 1.来源：脱氧剂 2.作用：强化铁素体 3.要求：小于0.5％， 4.结论：有益元素
1.碳素结构钢 定义：主要用于制造各种机械零件和工程 构件；C%小于0.70％。 用途：制造齿轮、弹簧、螺母、轴等机械 零件，用于船舶、桥梁、建筑等工程构件。 2.碳素工具钢 定义：制造工具 ，如：模具、刃具、量具。 C%大于0.70％。
第三节 非合金钢的牌号及用途
• 一、普通质量非合金钢 • 1.牌号：屈服点字母＋屈服点数值＋质量 等级符号＋脱氧方法 • 例：Q235-A、F
• 包括：一般用途碳素结构钢 A、B级；碳素 钢筋钢；铁道用一般碳素钢。 • 2.优质非合金钢 • 定义：除普通质量非合金钢和特殊质量非 合金钢以外的非合金钢。 • 要求：需要特别控制质量，（晶粒度、硫 磷含量、表面质量或增加工艺控制）。 • 包括：优质碳素结构钢；工程结构用碳素 钢；
3.特殊质量非合金钢
二、锰的影响

【用途】 主要用于制造受力较小、不太重要且大批生产的标准件、如螺 用途】 主要用于制造受力较小、不太重要且大批生产的标准件、 此外， 钉、螺母、 垫片、垫圈、缝纫机、计算机和仪表零件等 。此外，还用于 螺母、 垫片、垫圈、缝纫机、 制造炮弹的弹头、炸弹壳等，使之在爆炸时碎裂成更多的弹片来杀伤敌人。 制造炮弹的弹头、炸弹壳等，使之在爆炸时碎裂成更多的弹片来杀伤敌人。
3
<0.050％ WS<0.050％
五．非金属夹杂物的影响
在炼钢过程中，由于少量炉渣、耐火材料及冶炼中的反应物进入钢液中， 在炼钢过程中，由于少量炉渣、耐火材料及冶炼中的反应物进入钢液中，从而 在钢材中形成非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。 在钢材中形成非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。这些非金属 夹杂物都会降低钢的力学性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳强度。 夹杂物都会降低钢的力学性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳强度。严重时还会使 钢材在热加工与热处理过程中产生裂纹，或使用时造成钢材突然脆断。非金属夹杂 钢材在热加工与热处理过程中产生裂纹，或使用时造成钢材突然脆断。 物也促使钢材形成热加工纤维组织与带状组织，使钢材具有各向异性。 物也促使钢材形成热加工纤维组织与带状组织，使钢材具有各向异性。 钢材在整个冶炼过程中，与空气接触，钢液中会吸收一些气体，如氮、 钢材在整个冶炼过程中，与空气接触，钢液中会吸收一些气体，如氮、氧、氢 等。这些气体对钢材的质量会产生不良的影响。尤其是氢对钢材的危害很大，它使 这些气体对钢材的质量会产生不良的影响。尤其是氢对钢材的危害很大， 钢材变脆（称氢脆），也可使钢材产生微裂纹（称白点），严重影响钢材的力学性 钢材变脆（称氢脆），也可使钢材产生微裂纹（称白点），严重影响钢材的力学性 ），也可使钢材产生微裂纹 ）， 能，使钢材容易产生脆断。 使钢材容易产生脆断。

特殊镇静钢
4、按用途分类 工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
碳素结构钢
机器用钢
渗碳钢 调质钢 弹簧钢
刃具钢 碳素工具钢 模具钢
量具钢
特殊性能钢 不锈钢 耐热钢
挤压模具
二、非合金钢的牌号
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 齿
方法。
轮
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 刀 语拼音中选取第一个字母. 具
35
60
-
315
185
33
55
-
受力不大但要求高韧性的冲
255
205
29
55
0.035
325
195
33
335
205
31
60 55
-
击件、焊接件、紧固件、如螺
-
栓、螺母、垫圈等
-
渗碳淬火后可制造要求强度
275
225
27
55
410
245
25
55
-
不高的受磨零件，如凸轮，滑
-
块活塞销等
450
275
23
50
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
钢
板
Q235AF、Q235BZ。
2、优质非合金钢 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。
齿 轮
* 说明： ① 含Mn量为0.7~1.0%时，在两位数字后

含杂质和非金属夹 杂物较少,(多为优 质钢和高级优质钢
如：T8 T12A T8Mn
主要用途 表4-3 表4-4
谢
The end
谢 大
家
牌号方法
“T”开头，后面的数字代表 钢中平均含碳的千分数，若 后面的大写字母为A代表等 级为高级优质
热处理
必须经淬火回火处理。
碳素工具钢牌号：
T表示“碳素工具钢”
例：T8T8 —— 表示平均碳含量 为0.8%的碳素工具钢。
*说明： A
例：T1T21A2A —— 表示平均碳含量 为1.20%的高级优质碳素工具钢。
非 合 金 钢
非合金钢也称碳素钢或碳钢
1、碳素钢通常指含C小于2.1%的铁碳 合金。
实际使用的碳素钢含碳量一般不超过 1.4%。
2、碳素钢冶炼方便、加工容易、价格便 宜，性能可以满足一般工程使用要求， 所以成为汽车工业用材的主体，占汽车 用材总量的70%左右。
按钢的含碳量分类
C≤0.25%
热处理
一般只做正火处理,以起到 细化晶粒均匀组织,提高机 械性能的目的。
普通碳素结构钢的牌号(Q×××AF)
Q:屈服强度 XXX:最低屈服强度的数值，MPa
A、质量等级，除此还有B C D 级,D级质量最高 F:脱氧方法符号.F为沸腾钢,除此还有B ,Z ,TZ
如:Q235DTZ,表示屈服强度为235MPa质量等级为D级 的特殊镇静钢
在汽车上的应用：油底壳、驾驶室、气门弹簧等。
【表4-3】
08～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
销子 螺钉
轮
联轴器
60#以上钢的应用
弹簧 弹簧垫圈
板簧
3.碳素工具钢
成分

08F ———表示Wc为0.08%的优
质碳素结构钢。 质碳素结构钢。
65Mn ———表示Wc为0.65%、含 锰量较高（WMn=0.7%~1.0%)的优 锰量较高（
2、应用 、
牌 号
见表5 见表5-3（P44） P44）
15 20 25 30 35 40 60 65 70 45 50 55 75 80
08 10
低碳钢： 低碳钢： 冷冲压 件，如汽 车和仪表 外壳、 外壳、容 器、罩子 等薄件。
应 用
渗碳钢： 渗碳钢： 冷冲压 件、焊接 件和标准 件、渗碳 件等耐磨 零件。
调质钢： 弹簧钢： 调质钢： 弹簧钢： 机床齿轮、 机床齿轮、 弹性件和 机床主轴、 耐磨件， 机床主轴、 耐磨件， 曲轴、 曲轴、连 小尺寸弹 杆等负荷 簧、低速 大的重要 车轮等弹 零件。 性和耐磨 零件。
请你说出下列牌号的含义及应用
Q215 45 75
作
业
写在书上， P47 二 1、2 、3、4、6 三 1、2、4
见表5 见表5-2（P43） P43）
Q195、Q215、Q235、Q255、 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275
一般用于受力不大 的零件，如螺钉、 的零件，如螺钉、 螺母、垫圈等。 螺母、垫圈等。 用于受力中等 的零件，如轴、 的零件，如轴、 链轮、拉杆等。 链轮、拉杆等。
二你能给我解释一下牌号的含义吗？
1 2 3 4
Q235 A Q235 D 45 参考书P42-44 08F
一、普通质量非合金钢 1、牌号 Q××× ×××AF(b) ×××
屈服点 屈服点σ 的值 的值(Mpa) 屈服点σs的值
沸腾钢 F
脱氧 半镇静钢 b 方法 镇静钢 Z(省略不写 省略不写) 省略不写

非合金钢、 低合金钢 1、钢按化学成分可分为： 、 合金钢 三大类 2、非合金钢按碳的质量分数可以分为 低碳钢 、 中碳钢 和 高碳钢 三类。 3、非合金钢按质量等级可以分为普通质量非合金钢 、 优质非合金钢 和 特殊质量非合金钢 三类。 4、非合金钢按用途分为 碳素结构钢 和 碳素工具钢 。
预习：见书P41-42 预习：见书P41-
(三)优质非合金钢
1、定义：除普通质量非合金钢和特殊质量 、定义： 非合金钢以外的非合金钢。 2、常见的钢种： 、常见的钢种： A、机械结构用优质碳素钢 、 B、工程结构用碳素钢 C、造船用碳素钢 、 D、锅炉和压力容器用碳素钢 、 E、铁道用优质碳素钢 、
现在你知道怎么挑选材料了吗？
1 你就职的厂是模具厂，作为采购员，你应买什么材料？ 2 你要开一家量具厂，你应买什么材料？ 3 你想承包某一建筑，你应购买什么材料？ 4 有人向你推销一种特殊焊条，他说是用优质非合金钢 加工的，你会买吗？为什么？ 5 你家的压力锅知道是用什么材料加工的吗？
第二节
非合金钢的分类
一、钢的分类 按 化 第五章讲授 非合金钢（碳素钢） 非合金钢（碳素钢） 学 Wc<2% 成 低合金钢 分 分 第七章讲授 类 合金钢
二、非合金钢的分类
非 合 金 钢 分 类
按碳含 量Wc 按质量 按用途
低碳钢： 低碳钢： <0.25% 中碳钢： 中碳钢： 0.25~0.60% 高碳钢： 高碳钢：>0.60% 普通质量非合金钢： 普通质量非合金钢： 优质非合金钢： 优质非合金钢： 特殊质量非合金钢： 特殊质量非合金钢： 碳素结构钢： 碳素结构钢： <0.70% 碳素工具钢： 碳素工具钢：>0.70%弹 簧齿 轮碳素构钢船舶 南京长江大桥

常用钢材的成分、分类、牌号一、非合金钢（碳素钢）的成分、分类、牌号1.非合金钢的成分非合金钢又称碳素钢或碳素结构钢，简称碳钢，是指以铁为主要元素，碳的质量分数0.0218%<w(C)<2.11%,且在冶炼时没有特意加入其他合金元素的铁碳合金。

碳钢中除含有铁、碳元素外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质。

非合金钢价格低廉，产量大，具有必要的力学性能和优良的金属加工性能等，所以应用广泛。

2.非合金钢的分类(1)按钢中碳的质量分数分类1)低碳钢：C的质量分数≤0.25%。

2)中碳钢：C的质量分数=0.25%〜0.60%。

3)高碳钢：C的质量分数≥0.60%。

(2)按钢的主要质量等级分（根据GB/T 13304—2008)1)普通质量非合金钢：是指生产过程中不规定需要特別控制质量要求的钢。

2)优质非合金钢：是指在生产过程中需要特别控制质量（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（如良好的抗脆断性能，良好的冷成型型等)。

3)特殊质量非合金钢：是指生产过程中需要特別严格控制质量和性能（如控制淬透性和纯洁度）的非合金钢。

(3)按钢的用途分1)结构钢：主要用于制造建筑结构件、工程结构件和各种机械零件，碳的质量分数一般均小于0.70%。

2)工具钢：主要用于制造各种刀具、量具和模具等，碳的质量分数一般均大于0.70%。

(4)按冶炼时脱氧程度的不同分类1)沸腾钢（F）：脱氧程度不完全的钢2)镇静钢（Z)：脱氧程度完全的钢。

3)特殊镇静钢（TZ)：比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢。

3.非合金钢的牌号根据《碳素结构钢》（GB/T700—2006)、《钢铁产品牌号表示方法》（GB/T 221——2008)和《优质碳素结构钢》（GB/T 699—2015)的规定，非合金钢牌号的表示方法如下：(1)通用碳素结构钢采用代表屈服强度的字母“Q”、屈服强度的数值（单位为MPa)和质量等级符号、脱氧方法符号（“Z”与“TZ”符合可省略）表示，按顺序组成牌号。

5.按专门用途分类
锅炉用钢 g
桥梁用钢 q 矿用钢 K -------
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
1.碳素结构钢（GB/T 700-1988、2006） 牌号：Q235AF
沸腾钢 质量等级为A级 屈服点σs≥235MPa “屈”字汉语拼音首字母
用途：广泛用作一般工作条件的化工容器，也可用来
制作受力不大的机械零件
储气罐
吸收塔
减速器中的轴和齿轮
反应釜中的轴
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
3.工程用铸造碳钢（GB/T 11352-2009) 牌号：ZG200-400
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用

4.碳素工具钢(GB/T 1298-2008)
T12A
高级优质 平均碳的碳的质量的千分数
碳的汉语拼音首字母
常用工程材料
--非合金钢
工程材料的分类
黑色金属（钢铁）
钢铸铁非合金钢（碳 Nhomakorabea） 低合金钢 合金钢
工 程 材 料
金属材料 非金属材料
有色金属
复合材料
铁矿石
还原反应 生 铁
去除杂质
焦炭 脱碳 钢 坯 加Si、Mn、 Al脱氧 炼钢
一、杂质元素对钢性能是影响
硅（Si）：提高强度和硬度
锰（Mn）：提高强度和硬度 硫（S）：引起“热脆” 磷（P）：引起“冷脆”
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
2.优质碳素结构钢（GB/T 699-1999、 2008) 牌号：20、45
平均碳的质量分数的万分之几： 如45表示wc=0.45%的优质碳素结构钢 成分范围包含了低碳钢、中碳钢、高碳钢
08、10：用于制作冷冲压件和焊接件 15、20、25：可用于制作容器、管道等焊 接件，也可制作轴、齿轮等机械零件（需 经渗碳、淬火+低温回火后使用） 30、35、40、45、50、55：用作轴、齿 轮、连杆等机械零件（一般经调质或正火 后使用） 60、65、70、75、80、85：用于制作弹 簧、钢丝绳及耐磨件

—教材45页，表5-5
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2 锅炉用钢 【牌号】 两位数字 + g 例，20g， 22 g，16gMn 【特点】 要求化学成分与力学性能均匀，经过冷态变形后在长期存放和使用过 程中，仍能保证足够高的韧性。
3 工程中铸造碳钢 （Wc = 0.20％～ 0.60％）
【牌号】 ZG + 数字－数字 “铸钢”+ 屈服强度－抗拉强度 如： ZG200－400
（4）弹簧钢
• 弹簧钢经热处理后可获得较高的弹性极限； • 主要用于制造尺寸较小的弹簧、弹性零件及耐磨零件，如机车车辆及汽车 上的螺旋弹簧、板弹簧、气门弹簧、弹簧发条等。 • 常用的钢种有60、65、70、75、80、85钢等。
三 其他专用优质非合金钢 ➢ 在优质碳素结构钢的基础上发展的一些专门用途的钢。 ➢ 牌号：在牌号的首部或尾部表明专用钢的用途符号。
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§5-1 杂质元素对钢性能的影响
一. 硅的影响（Si） 有益元素脱氧剂提高钢的强度 WSi < 0.5％ 。
二. 锰的影响（Mn） 有益元素脱氧剂提高钢的强度和硬度，特别是降低钢的的脆性 WMn= 0.25～0.8％
三. 硫的影响（S） 有害元素热脆（红脆性）（FeS＋Fe）为共晶体， 985℃为液体。硫
2 化学成分 Wc ＞ 0.7％
3 力学性能 高硬度，耐磨性好。随着碳的质量分数的增加，硬度和耐磨性提高， 而韧性下降。
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T7钢、T9 钢 —用于要求韧性稍高的工具，如冲头、錾子、简单模具、木工 工具等。
手锤
圆冲 木 工 凿
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T10 钢 —用于要求中等韧性，高硬度的工具，如手工锯条、丝锥、板牙等，也 可用于要求不高的模具。
的含量越高，热脆性越严重 WS<0.050％ 四. 磷的影响（P）