高速钢的分类、牌号、化学成分、性能及用途

钢材的一般知识一、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁和铁的合金。

如钢、生铁合金、铸铁等。

钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。

把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。

铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。

钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。

通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。

钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。

另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。

以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。

二、钢的分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。

为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。

钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下八种：1、按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P＜0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（0.25＜C≤0.60%）；c.高碳钢（C＞0.60%）。

2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量为5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩 写字母表示。
③钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。
二、我国钢号表示方法的分类说明

1．碳素结构钢 ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以 “Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是 MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235 MPa的碳素结构钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等 级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表 示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号， 即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 ③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结 构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。




2．优质碳素结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳 含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢， 钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。 ②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出， 例如40Mn2（1.4-1.8%）。 ③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢 应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半 镇静钢，其钢号为10b。
③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”， 例如“Y40Mn”。
5．合金结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如 40Cr。
②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合 金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情 况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV” 和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部 相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面 应

附表1 常用渗碳钢的牌号、成分、热处理、性能及用途（摘自GB/T3077-1999）主要化学成分 w /% 热处理/℃机械性能（不小于）类别钢号C MnSi Cr Ni V其它渗碳 预备 处理 淬火 回火 σb /MPa σs/MPaδ /% ψ/% A kU2 /J 毛坯 尺寸/mm应用举例 150.12～0.18 0.35～0.65 0.17～0.37930 880 ～ 900空 770～800水200 ≥500 ≥30015 ≥55 ＜30 活塞销等20Mn2 0.17～0.24 1.40～1.80 0.17～0.37930 850～870 880 油 200 785 590 1040 4715 小齿轮，小轴，活塞销等20Cr0.17～0.24 0.50～0.80 0.20～0.40 0.70～1.00930 880水，油 780～820水，油200 835 5401040 4715 齿轮、小轴、活塞销等低淬透性20MnV0.17～0.24 1.30～1.60 0.17～0.370.07～0.12930880 水，油 200 785 590 10 40 5515 同上，也用作锅炉、高压容器管道等20CrMn 0.17～0.23 0.90～1.20 0.17～0.37 0.90～1.20 930 850油200 930735 10 45 4715 齿轮、轴、蜗杆、活塞销、摩擦轮 中淬透性 20CrMnTi 0.17～0.230.80～1.10 0.17～0.37 1.00～1.30Ti0.04～0.10930 880油 870油200 1080 850 10 45 5515 汽车、拖拉机上的变速箱齿轮20MnTiB 0.17～0.24 1.30～1.600.17～0.37Ti0.04～0.10B0.0005～0.0035930 860油200 1130 930 10 45 55 15 代20CrMnTi18Cr2Ni4- WA 0.13～0.190.30～0.600.17～0.371.35～1.654.00～4.50W0.80～1.20930 950空850空200 1180 835 10 45 78 15 大型渗碳齿轮和轴类件高淬透性20Cr2Ni4 0.17～0.230.30～0.600.17～0.371.25～1.653.25～3.65930 880油780油200 1180 1080 10 45 63 15 同上附表2常用调质钢的牌号、成分、热处理、性能及用途（摘自GB/T3077－1999）主要化学成分w/%热处理/℃机械性能（不小于）类别钢号C Mn Si Cr Ni Mo V其它淬火/℃回火/℃毛坯尺寸/mmσb/MPaσs/MPaδ5/%ψ%AkU2/J退火状态HB应用举例450.42～0.500.50～0.800.17～0.37830～840水580～640空＜100≥600≥355≥16≥40≥39197主轴、曲轴、齿轮、柱塞等40MnB0.37～0.441.10～1.400.17～0.37B0.0005～0.0035850油500水，油25980785104547207同上40MnVB0.37～0.441.10～1.400.17～0.370.05～0.10B0.0005～0.0035850油520水，油25980785104547207可代替40Cr及部分代替40CrNi作重要零件，也可代替38CrSi作重要销钉低淬透性钢40Cr0.37～0.440.50～0.800.17～0.370.80～1.100.07～0.12850油520水，2598078594547207作重要调质件如轴类件、连杆螺栓、进气阀和重要齿轮等油38CrSi0.35～0.430.30～0.601.00～1.301.30～1.60900油600水，油25980835125055255作载荷大的轴类件及车辆上的重要调质件30CrMn-Si0.27～0.340.80～1.100.90～1.200.80～1.10880油520水，油251080885104539229高强度钢、作高速载荷砂轮轴、车辆上内外摩擦片等中淬透性钢35CrMo0.32～0.400.40～0.700.17～0.370.80～1.100.15～0.25850油550水，油25980835124563229重要调质件，如曲轴、连杆及代40CrNi作大截面轴类件38CrMoAl0.35～0.420.30～0.600.20～0.451.35～1.650.15～0.25A10.70～1.10940水，油640水，油30980835145071229作氮化零件，如高压阀门，缸套等37CrNi30.34～0.410.30～0.600.17～0.371.20～1.603.00～3.50820油500水，油251130980105047269作大截面并要求高强度、高韧性的零件40CrMnMo0.37～0.450.90～1.200.17～0.370.90～1.200.20～0.30850油600水，油25980785104563217相当于40CrNiMo的高级调质钢25Cr2Ni4-WA 0.21～0.280.30～0.600.17～0.371.35～1.654.00～4.50W0.80～1.20850油550水251080930114571369作机械性能要求很高的大断面零件高淬透性钢40CrNiMo-A 0.37～0.440.50～0.800.17～0.370.60～0.901.25～1.650.15～0.25850油600水，油25980835125578269作高强度零件，如航空发动机轴，在＜500℃工作的喷气发动机承载零件附表3常用弹簧钢的牌号、成分、热处理、性能及用途（摘自GB/T1222-1985）主要成分 w % 热处理机械性能钢号C Mn Si Cr 其它淬火/℃回火/℃σs/MPaσb/MPaδ10/%ψ/%应用范围65 0.62～0.70 0.50～0.800.17～0.37≤0.25－840(油) 500 800 1000 9 3570 0.62～0.75 0.50～0.800.17～0.37≤0.25－830(油) 480 850 1050 8 3085 0.82～0.90 0.50～0.800.17～0.37≤0.25－820(油) 480 1000 1150 6 30截面＜15mm的小弹簧65Mn 0.62～0.70 0.90～1.200.17～0.37≤0.25830(油) 540 800 1000 8 3055Si2Mn 0.52～0.65 0.60～0.901.50～2.00≤0.35870(油或水)480 1200 1300 6 3060Si2Mn 0.56～0.64 0.60～0.901.50～2.00≤0.35870(油) 480 1200 1300 5 2555Si2MnB 0.52～0.60 0.60～0.901.50～2.00≤0.35B0.0005～0.004870(油) 480 1200 1300 6 30截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧60Si2CrA 0.56～0.64 0.40～0.701.40～1.800.70～1.00870(油) 420 1600 1800 δ56 2060Si2CrVA 0.56～0.64 0.40～0.701.40～1.800.90～1.20V0.1～0.2 850(油) 410 1700 1900 δ56 2050CrVA 0.46～0.54 0.50～0.800.17～0.370.80～1.10850(油) 500 1150 1300 δ59 4055CrMnA 0.52～0.60 0.65～0.950.17～0.370.65～0.95V0.1～0.2 850(油) 500 σ0.21100 1250 δ56 35截面≤30mm的重要弹簧，例如小型汽车、载重车板簧，扭杆簧，低于350℃的耐热弹簧附表4滚珠轴承钢的钢号、成分、热处理和用途（摘自GB/T18254-2002）主要化学成分w/%热处理规范及性能钢号C Cr Si Mn V Mo RE 淬火/℃回火/℃回火后/HRC主要用途GCr4 0.95～1.05 0.35～0.50 0.15～0.30 0.15～0.30 800～820 150～170 62～66 <100mm的滚珠、滚柱和滚针GCr15 0.95～1.05 1.40～1.65 0.15～0.35 0.25～0.45 820～840 150～160 62～66 与GCr9SiMn同GCr15SiMn 0.95～1.05 1.40～1.65 0.45～0.75 0.95～1.25 820～840 170～200 >60 壁厚≥14mm，外径250mm的套圈。

钢的分类钢的分类钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。

钢是经济建设中极为重要的金属材料。

钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。

碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。

碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。

因此，碳钢获得了广泛的应用。

但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。

合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。

与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。

由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。

按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：一．按用途分类按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。

结构钢：1.用作各种机器零件的钢。

它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。

2．用作工程结构的钢。

它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。

工具钢：用来制造各种工具的钢。

根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。

特殊性能钢：是具有特殊物理化学性能的钢。

可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。

二．按化学成分分类按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

碳素钢：按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳钢（含碳量≥0.6%）。

合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%--10%）；高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。

三．按质量分类按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）；优质钢（磷、硫含量均≤0.040%）；高级优质钢（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。