钢和铸铁的分类

非合金钢，碳钢，合金钢，铸铁，焊接工艺解析Fe-Fe3C相图第一章：非合金钢（碳钢）铁碳合金：是以铁和碳为基本组元组成的合金，是钢和铸铁的统称一、非合金钢:含碳量小于2.11%，并含有少量的锰、硅、磷、硫、等杂志元素的铁碳合金。

碳钢的分类：1、按含碳量分类：2、1）、低碳钢（W c<0.25%）2）、中碳钢（W c =0.25~0.60%）3）、高碳钢（W c >0.60%）2、按质量分类1）普通质量碳钢（W s≥0.045%、W p≥0.045%）2）优质碳钢3）特殊质量碳钢（W s≤0.020%、W p≤0.020%）3、按用途分类1）碳素结构钢2）优质碳素结构钢3）碳素工具钢4）碳素碳钢按脱氧方式不同：●沸腾钢（F）脱氧不完全的钢●镇静钢（Z）完全脱氧的钢●半镇静钢（b）●特殊镇静钢（TZ）通常Z和TZ可省略，如：Q235-A·F表示≥235MPa，质量等级为A级。

脱氧方法为沸腾钢的碳素结构钢。

3普通碳素结构钢的牌号、主要成分、力学性能(摘自GB/T700-1988)●如45钢，表示其平均含碳量（万分数）为0.45%。

●优质碳素结构钢分为普通含锰量（W Mn≤0.7%）和较高含锰=0.7%~1.2%）两类。

含锰量较高的优质碳素结构钢量（WMn在两数字后面加Mn字，脱氧方法表示法同碳素结构钢。

碳素工具钢碳素工具钢含碳量比较高（W C =0.65%~1.35%）,硫、磷杂志含量较少，一般经淬火，低温回火后硬度比较高，耐磨性好，但塑性较低。

主要用于要求不很高的刃具，量具和模具。

碳素工具钢的牌号用<碳>的汉语拼音首字母<T>后加数字组成。

数字表示钢中的平均含碳量的千分数，如T9钢，表示钢种平均含碳量为0.9%的优质碳素工具钢，查表可知，随着钢号的增大，含碳量的增大，钢的硬度和耐磨性也增加，但韧性却降低。

碳素铸钢铸钢的含碳量一般在0.15%~0.6%范围。

一、常用的金属材料——钢与铸铁金属材料包括纯金属及其合金（即在一种金属中加入其它元素所形成的金属材料）。

工业上又把金属材料分为两大类：一类为黑色金属，它包括铁、锰、铬及其合金，其中以铁基合金（即钢和铸铁）应用最广；另一类为有色金属，是指除黑色金属以外的所有金属及其合金。

在工业上使用的金属材料中，以钢和铸铁使用最多。

钢和铸铁（总称为钢铁材料）是以铁为主，加入碳等其它合金元素所组成的，故称为铁碳合金材料。

一般把含碳量小于2.06%的铁碳合金称为钢；大于2.06%的铁碳合金称为铸铁。

1.钢的分类、编号及性能特点：根据成分不同钢可分为碳素钢（简称碳钢）和合金钢两类。

（1）碳素钢碳素钢中以铁和碳为主要元素，但常含有Mn、Si、S、P等杂质元素，其中S、P对钢的性能危害很大。

因此根据硫、磷含量多少，把钢分为：普通质量钢（S≤0.055%,P≤0.045%）优质钢（S≤0.03%,P≤0.035%），高级优质钢（S≤0.02%,P≤0.003%）等。

碳钢的性能主要决定于含碳量的高低，随着含碳量的增多，碳钢的强度、硬度提高，塑性和韧性降低。

根据含碳量的多少，碳钢分为低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（C=0.3～0.6%）和高碳钢（C>0.6%）。

所以低碳钢的强度、硬度低，塑性韧性好，常用于受力较小的冲压件（如皮带轮罩壳、垫圈、自行车的挡泥板等）、焊接件等；高碳钢的强度高，塑性低，常用于制造受力较大的弹簧等零件；中碳钢既有一定强度，也有一定塑性，常用于制备受力较大、较复杂的轴工业上根据用途不同，将碳素钢分为碳素结构钢和碳素工具钢。

（a）碳素结构钢该类钢主要用于各种结构件。

根据钢的质量不同（即S、P含量）分为碳素结构钢和优质碳素结构钢。

碳素结构钢是属于普通质量钢，其牌号表示方法为Q+三位数字。

Q为“屈”字的汉语拼音子首，后面三位数为表示该钢的屈服点（MPa）数值，如常用的Q235，表示屈服点为235MPa的普通质量钢。

钢铁分类和用途
钢铁通常根据其化学成分、热处理方法和用途进行分类。

以下是一些常见的钢铁分类和用途：
1. 碳素钢：碳含量在0.02%至
2.1%之间的钢铁，广泛用于建筑、桥梁、汽车、机械和船舶制造等领域。

2. 不锈钢：含有铬等合金元素，能够耐腐蚀和氧化，常见用于厨具、化工设备、医疗器械和建筑装饰等领域。

3. 合金钢：添加其他合金元素（如锰、钴、镍等）的钢铁，可以提供更好的强度、硬度和耐磨性，常用于刀具、汽车零件和航空领域。

4. 硬质合金：由钨钢和钴粉按一定比例混合冶炼而成，具有优异的硬度和耐磨性，广泛应用于切削工具、钻头和研磨工具等。

5. 铸铁：含有2%至6%的碳和其他合金元素的铁合金，具有
较高的强度和耐磨性，常见用于机械零件、管道和汽车零件等。

6. 低合金高强度钢：添加一些其他合金元素如铬、钼等的钢铁，以提供较高的强度和韧性，广泛用于船舶、桥梁和压力容器等领域。

7. 高速钢：具有优异的耐热性和硬度，适用于高速切削和加工，常用于刀具、钻头和切割工具等。

这只是钢铁分类的一部分，不同的分类和用途还有很多，取决于钢铁的具体需求和应用领域。

铸钢和铸铁的区别以及区分方法详细本质的区别在于化学成分不同，在工程上，一般认为含碳量高于2%为铁，低于此值为钢。

由于成分不同，所以组织性能也不一样，一般来说，钢的塑性和韧性较好，表现为延伸率、断面收缩率和冲击韧性好，铁的力学性能表现为硬而脆。

有的铸铁还有一些特殊的性能，具体分析如下：铸铁(cast iron )含碳量在2％以上的铁碳合金。

工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。

碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。

除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。

合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。

碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。

铸铁可分为：①灰口铸铁。

含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。

熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。

②白口铸铁。

碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。

凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。

硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。

③可锻铸铁。

由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。

其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。

④球墨铸铁。

将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。

比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。

⑤蠕墨铸铁。

将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。

力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。

⑥合金铸铁。

普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。

合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。

铸钢(cast steel )用以浇注铸件的钢。

铸造合金的一种。

铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。

①铸造碳钢。

以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。

含碳小于0.2％的为铸造低碳钢，含碳0.2％～0.5％的为铸造中碳钢，含碳大于0.5％的为铸造高碳钢。

型钢的种类1铸铁类铸铁类型钢属于碳素钢，是通过熔融直接铸造而成的铸铁材料，其中含碳量较高，可以达到2.1%以上。

常用的铸铁材料有灰口铸铁和球墨铸铁，它们有着相似的组织结构，主要由碳化碳构成，但在感温显微组织上有着明显的不同，灰口铸铁有着密实充填碳化碳相和较小的磷灰石相，而球墨铸铁中则包含着较大的球墨形碳化碳相和少量的磷灰石相。

2低合金钢低合金钢是指含碳量在不高于0.20％，而其他合金成分综合含量不高于2.50％的一种低碳合金钢。

这类钢的特点是强度较高，硬度较高，断口均匀，耐蚀性强，易焊接和机械加工性能良好，常用于制造重要的机械和汽车零部件，如大中型汽车、农机、起重机，压力容器，风力发电机等。

3高强度低合金钢高强度低合金钢是以铁作为主要原料，添加非金属元素作为改良剂而制成的钢。

这种钢主要由碳、硅、锰、铬、钒、钴、铝、锌等组成，其特点是强度高、延性好、无缺陷，屈服强度达800MPa以上，为航空航天等高科技行业中重要的制造材料。

4构件用钢构件用钢是指用于设备结构构件制作的金属材料，这类材料要求有较高的强度、韧性、韧度、硬度等性能；另外，由于构件用钢用于制作抗冲击力强、抗拉伸力强、密封性能好的金属结构构件，因此材料表面质量要求较高，一般由具有较高韧性和塑性的钢材，如马氏体碳素钢、低碳合金结构钢、低碳超高强度钢等材料组成。

5不锈钢不锈钢是指具有防锈功能的钢，其内部含有较大量的不锈元素，如铬、铁、钛等，这些元素在使其具有耐蚀性和耐热性的同时也会增加材料的硬度，所以不锈钢在船舶、建筑、食品加工及石油化工行业中都得到广泛使用。

常用的不锈钢有磷低铬马氏体钢、磷高铬马氏体钢、磷铬加强马氏体钢和不锈钢等。

以上是常用类型钢的种类，每种类型钢性能及用途各有不同，但都具有其特殊的应用领域。

因此，需要按照钢材特性选择合适的钢材类型，以更好的利用钢材的性能，保证生产效率和质量指标的高达性。

球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别？与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。

球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。

球墨铸铁的屈服强度时40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且最终出现断裂。

球墨铸铁的强度成本远远优于铸铁。

球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。

球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。

在大部分市政应用领域，如：水、淡水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。

由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱震动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。

选择球墨铸铁的一个重要原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。

球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也减少了球墨铸铁的机加工成本。

作为钢的替代品，1949年人类开发了球墨铸铁。

铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁和球墨铸铁含碳量则至少为3%。

铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。

铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。

在球墨铸铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。

这种改进后的球体使得球墨铸铁比铸铁和钢具有更加优异的物理性能。

正是这种碳的球状微观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的延展性和抗冲击性能，而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有延展性。

通过铁素体基本可获得最佳的延展性。

因此，球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后，球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。

在球墨铸铁的微观照片中，可以看见裂缝游行到石墨球后终止。

在球墨铸铁行业内，这些石墨球称为“裂缝终结者”，因为他们具有阻止断裂的能力。

钢铁材料的分类
钢铁是钢和生铁的统称。

钢和铁都是以铁和碳为主要元素组成的合金。

钢铁材料是工业中应用最广、用量最大的金属材料。

钢铁材料分为生铁、铸铁和钢三类。

一、生铁的分类
碳的质量分数大于2%的铁碳合金称为生铁。

按用途可将生铁分为炼钢生铁和铸造生铁；按化学成分可将生铁分为普通生铁和特种生铁（包括天然合金生铁和铁合金）。

二、铸铁的分类
碳的质量分数超过2%（一般为%%）的铁碳合金称为铸铁。

铸铁一般用铸造生铁经冲天炉等设备重熔，用于浇注机器零件。

按断口颜色可将铸铁分为灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁；按化学成份可将铸铁分为普通铸铁和合金铸铁；按生产工艺和组织性能可将铸铁分为普通灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。

三、钢的分类
碳的质量分数不超过2%的铁碳合金称为钢。

按用途可将钢分为结构钢、工具钢、特殊钢和专业钢；按化学成分可将钢分为碳素钢和合金钢，具体分类方
法见表1-1-1。

按GB/T13304—1991《钢分类》的规定，将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢。

非合金钢、低合金钢和合金钢的合金元素规定的质量分数界限值见表1-1-2；非合金钢、低合金钢和合金钢按主要质量品级和特性分类及举例见表1-1-3。

钢铁的分类钢铁是一种常见的金属材料，广泛应用于各个领域。

根据其化学成分和特性的不同，钢铁可以分为多种分类。

下面将对几种常见的钢铁分类进行介绍。

1. 碳钢碳钢是指含有碳元素的钢铁。

根据碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，适用于制造结构件和机械零件；中碳钢硬度较高，适用于制造车轮、轴承等零部件；高碳钢硬度更高，但韧性较差，适用于制造刀具和弹簧等。

2. 合金钢合金钢是在碳钢中添加其他合金元素的钢铁，如铬、镍、钼等。

合金钢可以根据添加的合金元素不同分为不锈钢、耐磨钢、耐热钢等。

不锈钢具有抗腐蚀性能，广泛用于制造厨具、建筑装饰等；耐磨钢硬度高，耐磨性好，适用于制造矿山机械等；耐热钢具有良好的耐高温性能，适用于制造锅炉、炉具等。

3. 高速钢高速钢是一种特殊的合金钢，具有高硬度、高耐磨性和高耐热性能。

高速钢适用于制造刀具、冲头等高速切削工具，能够在高速切削时保持较好的切削性能。

4. 铸铁铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金，具有较高的熔点和流动性。

铸铁通常分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。

灰口铸铁具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造机床床身、汽车零部件等；球墨铸铁具有较高的韧性和抗冲击性，适用于制造汽车曲轴、机床导轨等；白口铸铁硬度更高，适用于制造摩擦片、齿轮等。

5. 钢管钢管是一种中空的钢制品，广泛应用于建筑、石油、化工等领域。

根据生产工艺和用途不同，钢管可以分为焊接钢管、冷拔钢管、无缝钢管等。

焊接钢管生产工艺简单，适用于一般流体输送；冷拔钢管表面光滑，尺寸精密，适用于精密机械零件；无缝钢管具有无焊缝的优点，适用于高压管道、石油管线等。

总的来说，钢铁作为一种重要的金属材料，具有多种分类，每种分类都有其特定的用途和特性。

不同种类的钢铁在不同领域发挥着重要作用，推动着各行各业的发展。

在未来，随着科技的不断进步，钢铁的分类也将不断完善和更新，为人类社会的发展贡献更大的力量。

常用钢和铸铁的特点及表示方法一、普通碳素结构钢特点：对碳含量、性能范围及磷、硫等残余元素含量限制较宽，多以热轧状态供应，直接使用。

表示方法：按屈服点字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧方法符号(F—沸腾钢、B—半镇静钢、Z—镇静钢、TZ—特殊镇静钢，Z、TZ一般省略不写)组成。

例如Q235—A·F是屈服点为235MPa的A级沸腾钢。

二、优质碳素结构钢（分为普通锰含量和较高锰含量两种情况）2.1普通锰含量钢特点：同时保证力学性能和化学成分，且硫、磷等杂质含量较普通碳素钢少。

表示方法：用钢中平均碳含量的万分数表示，例如“45”号钢其平均含碳量为0.45%。

2.2较高锰含量钢特点：除锰含量较高（0.7%～1.2%）外，其他成分与同上。

表示方法：对含锰量较高的优质碳素钢，在碳含量数字后加注符号“Mn”，例如：“50Mn”其平均含碳量为0.5%，含锰量为0.70%～1.00%。

三、碳素工具钢特点：平均碳含量较高，约0.7%～1.3%，耐磨性好、价格便宜，用途广泛。

但淬透性差，红硬度低，一般限在200℃以下使用。

表示方法：用碳或T后附以碳含量的千分数表示，由T7～T13。

高级优质碳素工具钢须在牌号后加注“A”，例如“T10A”为平均碳含量1.0%的高级优质碳素工具钢。

四、普通低合金钢特点：普通碳素钢中加入少量合金元素（总量＜3%）。

其力学性能较碳素钢高，焊接性、耐腐蚀性、耐磨性较碳素钢好，但经济指标与碳钢相近。

表示方法：开始两位数字表示钢中平均碳含量的万分数，随后以化学符号表示钢中所含各主要合金元素，再后为表示合金元素含量的数字。

合金元素平均含量小于1.5%仅标注元素，一般不标明含量；合金元素平均含量大于1.5%，2.5%，3.5%……23.5%……时，相应地标成2、3、4……24……。

对高质量的钢，钢号后加注“A”。

例如：40SiMn2，其主要化学成分：C为0.37%～0.44%；Si为0.60%～1.00%；Mn为1.40%～1.80%。

铸铁和铸钢的区别铸铁和铸钢本质的区别在于化学成分不同，在工程上，一般认为含碳量高于2%为铁，低于此值为钢。

由于成分不同，所以组织性能也不一样，一般来说，铸钢的塑性和韧性较好，表现为延伸率、断面收缩率和冲击韧性好，铸铁的力学性能表现为硬而脆。

铸铁可分为：灰铸铁该铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能。

白口铸铁白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。

由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁。

麻口铸铁麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少应用。

普通铸铁是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。

合金铸铁是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。

如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁。

普通灰铸铁这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中。

孕育铸铁这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。

其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多，组织也较均匀。

主要用于制造力学性能要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件。

可锻铸铁可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高的韧性，又称韧性铸铁。

它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸件。

球墨铸铁简称球铁。

它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获得的。

它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在机械工程上应用广泛。

特殊性能铸铁这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。

大都属于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛。