常用鋼材的分類和用途

PAGEPAGE31、鋼材的概念：鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工制成我們所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。

鋼材是國(guó)家建設(shè)和實(shí)現(xiàn)四化必不可少的重要物資，應(yīng)用廣泛、品種繁多，根據(jù)斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類、為了便于組織鋼材的生產(chǎn)、訂貨供應(yīng)和搞好經(jīng)營(yíng)管理工作，又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、鋼材冷彎型鋼，優(yōu)質(zhì)型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無(wú)縫鋼管鋼材、焊接鋼管、金屬制品等品種。

2、鋼材的生產(chǎn)方法

大部分鋼材加工都是鋼材通過壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產(chǎn)生塑性變形。根據(jù)鋼材加工溫度不鋼材同以分冷加工和熱加工兩種。鋼材的主要加工方法有：

軋制：將鋼材金屬坯料通過一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長(zhǎng)度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來(lái)生產(chǎn)鋼材型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。

鍛造鋼材：利用鍛錘的往復(fù)沖擊力或壓力機(jī)的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。一般分為自由鍛和模鍛，常用作生產(chǎn)大型材、開坯等截面尺鋼材寸較大的材料。

拉撥鋼材：是將已經(jīng)軋制的金屬坯料（型、管、制品等）通過?？桌瓝艹山孛鏈p小長(zhǎng)度增加的加工方法大多用作冷加工。

擠壓：是鋼材將金屬放在密閉的擠壓簡(jiǎn)內(nèi)，一端施加壓力，使金屬?gòu)囊?guī)定的?？字袛D出而得到有同形狀和尺寸的成品的加工方法，多用于生產(chǎn)有色金屬材鋼材

一、黑色金屬、鋼和有色金屬在介紹鋼的分類之前先簡(jiǎn)單介紹一下黑色金屬、鋼材鋼與有色金屬的基本概念。

1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵鋼材為基礎(chǔ)，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。

生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn)品，主要用來(lái)煉鋼和鋼材制造鑄件。把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件鋼材，這種鑄鐵叫鑄鐵件。

鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是煉鋼的原料之一，在鋼材煉鋼時(shí)做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。

2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直鋼材接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼材鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。

3、鋼材有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業(yè)上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷鋼材、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能，其中鎢、鋼材鈦、鉬等多用以生產(chǎn)刀具用的硬質(zhì)合金。以上這些有色金屬都稱為工業(yè)用金屬，鋼材此外還有貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的鈾、鐳等鋼材。

二、鋼材的分類

鋼是鋼材含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種鋼材多樣，其主要方法有如下七種：

1、鋼材按品質(zhì)分類

(1)普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）

(2)優(yōu)鋼材質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）

(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）

2.、按化學(xué)成份分類

(1)碳素鋼：鋼材a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。

(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）；c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。

3、鋼材按成形方法分類：(1)鍛鋼；(2)鑄鋼；(3)熱軋鋼；(4)冷拉鋼。

4、鋼材按金相組織分類

(1)退火狀態(tài)的：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）；c.過共鋼材析鋼（珠光體+滲碳體）；d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。

(2)正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。

(3)鋼材無(wú)相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類

(1)建筑及工程用鋼：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。

(2)鋼材結(jié)構(gòu)鋼

a.機(jī)械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。

b.彈簧鋼

c.軸承鋼

(3)工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。

(4)特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。

(5)專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。

6、綜合分類

(1)普通鋼

a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a)Q195；(b)Q215(A、B)；(c)Q235(A、B、C)；(d)Q255(A、B)；(e)Q275。

b.低合金結(jié)構(gòu)鋼

c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼

(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）

a.鋼材結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。

b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。

c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。

7、按冶煉方法分類

(1)按爐種分

a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。

b.轉(zhuǎn)爐鋼：(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼；(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；?a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。

c.電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應(yīng)爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。

(2)鋼材按脫氧程度和澆注制度分

a.沸騰鋼；b.半鎮(zhèn)靜鋼；c.鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。

常用鋼材用途

一、各牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼的主要用途:

1.牌號(hào)Q195，含碳量低，強(qiáng)度不高，塑性、韌性、加工性能和焊接性能好。用于軋制薄板心部強(qiáng)度不大的滲碳及氰化零件，如軸套、鏈條的滾子、軸以及不重要的齒輪、鏈輪等。

5.25鋼，用作熱鍛和熱沖壓的機(jī)械零件，金屬切削機(jī)床上氰化零件，以及重型和中型機(jī)械制造中負(fù)荷不大的軸、輥?zhàn)?、連接器、墊圈、螺栓、螺帽等，還可用作鑄鋼件。

6.30鋼，用作熱鍛和熱沖壓的機(jī)械零件、冷拉絲，重型和一般機(jī)械用的軸、拉桿、套環(huán)、以及機(jī)械上用的鑄件，如汽缸、汽輪機(jī)機(jī)架、軋鋼機(jī)機(jī)架和零件、機(jī)床機(jī)架及飛輪等。

7.35鋼，用于制作熱鍛和熱沖壓的機(jī)械零件，冷拉和冷頂鍛鋼材，無(wú)縫鋼管、機(jī)械制造中零件、鑄件、重型和中型機(jī)械制造中的鍛制機(jī)軸、壓縮機(jī)汽缸、減速器軸，也可用來(lái)鑄造汽輪機(jī)機(jī)身、飛輪和均衡器等。

8.40鋼，用于制造的機(jī)器運(yùn)動(dòng)零件，如輥?zhàn)?、軸、連桿、圓盤等。以及火車的車軸，還可用于冷拉絲、鋼板、鋼帶、無(wú)縫管等。

9.45鋼，用以制造蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動(dòng)零件；還可代替滲碳鋼制造齒輪、軸、活塞銷等零件(零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火)；并可用作鑄件。

10.50鋼，用于制造耐磨性要求高、動(dòng)載荷及沖擊作用不大的零件，如鑄造齒輪、拉桿、軋輥等；制造比較次要的彈簧、農(nóng)機(jī)上的掘土犁鏵、重負(fù)荷的心軸與軸等，并可制造鑄件。

11.55鋼，用于制造連桿、軋輥、齒輪、扁彈簧、輪圈、輪緣等，也可作鑄件。

12.60-65鋼，用于制造彈簧、彈簧圈、各種墊圈、離合器以及制造一般機(jī)械中的軸、軋輥、偏心軸等。

13.70-85鋼，用來(lái)制造彈簧和發(fā)條、制造鋼絲繩用的鋼絲及高硬度的機(jī)件、如犁、鏵、電車車輪等。

14.15Mn-25Mn鋼，用于制造中心部分的機(jī)械性能要求較高且需滲碳的零件。

15.30Mn-35Mn鋼，主要用來(lái)制造螺拴、螺帽、螺釘杠桿、掣動(dòng)踏板等。并可用冷拉制造在高應(yīng)力下工作的細(xì)小零件，如農(nóng)機(jī)上的鉤、環(huán)、鏈等。

16.40Mn-45Mn鋼，用于制造承受疲勞負(fù)荷下的零件，如曲軸、連桿等；也可用作高應(yīng)力下工作的螺釘、螺帽等。

17.50Mn-55Mn鋼，用于制造耐磨性要求高、在高負(fù)荷下熱處理的零件，如齒輪、齒輪軸、摩擦盤、滾子及彈簧。

18.60Mn-70Mn鋼，用于制造彈簧及犁鏵等。

(四)合金結(jié)構(gòu)鋼

合金結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱合結(jié)鋼，是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素(總量＜5%)而制成的鋼種。

(五)易切削結(jié)構(gòu)鋼用途

易切削結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱易切鋼，是含有少量易削元素，具有良好的被切削加工性能的鋼種。

1.Y12硫磷復(fù)合低碳易切削鋼，是現(xiàn)有易切削鋼中磷含量最多的一個(gè)鋼種。常用于制造對(duì)力學(xué)性能要求不高的各種機(jī)器和儀器儀表零件，如螺栓、螺母、銷釘、軸、管接頭等。

2.Y12Pb含鉛易切削鋼，被切削加工性好，不存在性能上的方向性，并有較高的力學(xué)性能，常用于制造較重要的機(jī)械零件、精密儀表零件等。

3.Y15復(fù)合高硫低硅易切削鋼，是我國(guó)自行研制成功的鋼種，被切削性高于Y12鋼，常用于制造不重要的標(biāo)準(zhǔn)件，如螺栓、螺母、管接頭、彈簧座等。

4.Y15Pb同Y12Pb，被切削加工性更好。

5.Y20低硫磷復(fù)合易切削鋼，被切削加工性優(yōu)于20鋼而低于12鋼，可進(jìn)行滲碳處理，常用于制造要求表面硬、心部韌性高的儀器、儀表、軸類耐磨零件。

6.Y30低硫磷復(fù)合易切削鋼，力學(xué)性能較高，被切削加工性也有適當(dāng)改善，可制造強(qiáng)度要求較高的標(biāo)準(zhǔn)件。

7.Y35同Y30鋼，可調(diào)質(zhì)處理。

8.Y40Mn高硫中碳易切削鋼，有較高的強(qiáng)度、硬度和良好的被切削加工性，適于加工要求剛性高的機(jī)床零部件，如機(jī)床絲杠、光杠、花鍵軸、齒條等。

9.Y45Ca鈣硫復(fù)合易切削鋼，不僅被切削性好，而且熱處理后具有良好的力學(xué)性能，適于制造較重要的機(jī)器結(jié)構(gòu)件，如機(jī)床齒輪軸、花鍵軸、拖拉機(jī)傳動(dòng)軸等。

(六)彈簧鋼特性及用途

彈簧鋼是用于制造彈簧或其他彈性元件的鋼種，按成分分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼。

(七)滾動(dòng)軸承鋼特性和用途

滾動(dòng)軸承鋼簡(jiǎn)稱軸承鋼或滾珠鋼，是用于制造各種滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體的鋼種。

(八)碳素工具鋼特性和用途

碳素工具鋼簡(jiǎn)稱碳工鋼，其冷、熱加工性能，耐磨性能好，價(jià)格低廉，在工具鋼中是被廣泛采用的鋼種。

1.T7鋼，為亞共析鋼，淬火回火后具有較高的強(qiáng)度和韌性，且有一定的硬度，但熱硬性低，淬透性差、淬火變形大。常用于制造能承受振動(dòng)和撞擊，要求較高韌性，但切削性能要求不太高的工具，如鑿子、沖頭等小尺寸風(fēng)動(dòng)工具，木工用鋸和鑿，簡(jiǎn)單膠木模、鍛模、剪刀、手錘、鐮刀等。

2.T8鋼，為共析鋼，淬火回火后具有較高的硬度和耐磨性，但熱硬性低，淬透性差、加熱時(shí)容易過熱，變形也大，塑性強(qiáng)度也較低。常用于不受大沖擊，需要較高硬度和耐磨性的工具，如簡(jiǎn)單的模子和沖頭、切削軟金屬的刀具、木工用的銑刀和斧、鑿、鏨、圓鋸片以及鉗工裝配工具、虎鉗鉗口等。

3.T8Mn鋼，性能同T8近似，但因加入了錳，淬透性較好，淬硬層較深。用途同T88，但可制造斷面較大的工具。

4.T9鋼，性能同T8，但因碳含量較高一些，故硬度和耐磨性較高，韌性較差一些。常用作硬度較高，有一定韌性，但不受劇烈震動(dòng)沖擊的工具，如中心銃、沖模、沖頭、木工切削工具以及飼料機(jī)刀片、鑿巖石鑿子等。

5.T10鋼，為過共析鋼，在淬火加熱時(shí)不易過熱，仍保持細(xì)晶粒。韌性尚可，強(qiáng)度及耐磨性均較T7-T9高些，但熱硬性低，淬透性仍然不高，淬火變形大。這種鋼應(yīng)用較廣，適于制造切削條件較差、耐磨性要求較高且不受突然和劇烈沖擊振動(dòng)而需要一定的韌性及具有鋒利刃口的各種工具，如車刀、刨刀、鉆頭、絲錐、擴(kuò)孔刀具、螺絲板牙、銑刀手鋸鋸條、小尺寸冷切邊模及沖孔模，低精度而形狀簡(jiǎn)單的量具(如卡板等)，也可用作不受較大沖擊的耐磨零件。

6.T11鋼,為過共析鋼，其碳含量介于T10、T12之間，具有較好的綜合力學(xué)性能(如強(qiáng)度、硬度、耐磨性及韌性等)。用途與T10鋼基本相同，但不如T10鋼廣泛。

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