沈阳航空工程材料 钢的分类
型钢的分类
型钢的分类型钢是一种常见的金属材料，广泛应用于建筑、制造业、桥梁、航空航天等领域。
根据其不同的特性和用途，型钢可以分为多个分类。
本文将就型钢的分类进行详细介绍。
1. 按照截面形状分类（1）工字型钢：工字型钢的截面形状呈工字形，上下翼缘较薄，中间翼缘较厚，适用于受弯和受压力的构件。
常用于建筑结构和桥梁中。
（2）槽钢：槽钢的截面形状呈槽形，适用于承受拉力和剪力的构件，常用于建筑和机械制造中。
（3）等边角钢：等边角钢的截面形状呈等边角形，适用于承受拉力和剪力的构件，常用于建筑和制造业中。
（4）不等边角钢：不等边角钢的截面形状呈不等边角形，适用于承受拉力和剪力的构件，常用于建筑和制造业中。
（5）H型钢：H型钢的截面形状呈H形，适用于承受弯曲力和扭转力的构件，常用于建筑结构和桥梁中。
2. 按照用途分类（1）建筑用型钢：建筑用型钢主要包括工字型钢、槽钢和H型钢等。
这些型钢在建筑结构中承担重要的作用，用于支撑和承载建筑物的重量。
（2）桥梁用型钢：桥梁用型钢主要包括工字型钢和H型钢等。
这些型钢具有较高的强度和刚度，能够承受桥梁的荷载并保证桥梁的安全运行。
（3）航空航天用型钢：航空航天用型钢要求具有较高的强度、韧性和耐腐蚀性能。
这些型钢用于制造飞机、火箭、导弹等航空航天器件。
（4）汽车制造用型钢：汽车制造用型钢要求具有较高的强度和冲击韧性，能够承受车辆行驶时的冲击和振动。
这些型钢用于制造汽车车身和车架等部件。
3. 按照材质分类（1）普通碳素结构钢：普通碳素结构钢是最常见的型钢材料，含有一定量的碳元素，具有良好的可焊性和可加工性，广泛应用于各个领域。
（2）合金结构钢：合金结构钢是在普通碳素结构钢的基础上加入一定量的合金元素，如铬、钼、镍等，以提高钢的强度和耐蚀性能。
（3）不锈钢：不锈钢具有良好的抗腐蚀性能，适用于在潮湿、腐蚀环境下使用。
在建筑、制造业和家居装饰中广泛应用。
（4）高速工具钢：高速工具钢具有良好的硬度和耐磨性能，适用于制造切削工具和模具等高速切削工作的材料。
钢材分类及用途基本知识
钢材分类及用途基本知识钢材是一种常用的金属材料，广泛应用于建筑、桥梁、汽车、船舶、机械制造等行业。
钢材的分类和用途多种多样，主要有碳素钢、合金钢、不锈钢等。
下面是钢材分类及用途的基本知识。
一、碳素钢碳素钢是以铁和碳为主要合金元素的钢材。
根据碳含量的不同，碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
1.低碳钢：碳含量少于0.25%的钢材。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，常用于制造冷轧板、冷拔丝等产品。
低碳钢在汽车制造、建筑结构、液压设备等领域广泛应用。
2.中碳钢：碳含量介于0.25%和0.60%之间的钢材。
中碳钢具有较高的强度和韧性，适用于制造齿轮、轴承、机械零件等。
中碳钢也常用于制造汽车底盘、桥梁结构等。
3.高碳钢：碳含量大于0.60%的钢材。
高碳钢硬度较高，耐磨性好，适用于制造刀具、弹簧、轴承球等产品。
高碳钢也常用于制造剪刀、针等工具。
二、合金钢合金钢是在碳素钢中加入其他合金元素的钢材，如铬、镍、钼等。
合金钢可以进一步分为低合金钢和高合金钢。
1.低合金钢：合金元素含量少于5%的钢材。
低合金钢具有较高的强度和韧性，耐磨性和耐腐蚀性也比碳素钢好。
低合金钢广泛应用于汽车制造、机械制造等领域。
2.高合金钢：合金元素含量大于等于5%的钢材。
高合金钢具有优异的物理性能和化学性能，如高耐热性、高耐腐蚀性等。
高合金钢主要用于航空航天、核工程、化工等领域。
三、不锈钢不锈钢是一种具有抗腐蚀性的钢材，由铁、铬、镍等元素合金化而成。
根据不锈钢中含有的铬元素百分比，不锈钢可以分为不锈铁、不锈钢和超级不锈钢。
1.不锈铁：铬含量低于12%的不锈钢。
不锈铁具有一定的抗腐蚀性，但在潮湿、氯化物等腐蚀介质中容易发生锈蚀。
2.不锈钢：铬含量在12%~30%之间的不锈钢。
不锈钢具有良好的抗腐蚀性能，广泛应用于厨具、化工容器、建筑装饰等领域。
3.超级不锈钢：铬含量在30%以上的不锈钢。
超级不锈钢具有极强的抗腐蚀性能，耐高温和高压，常用于化工、海洋工程等领域，如制造化工容器、海洋石油开发设备等。
钢的分类和编号
2、合金元素含量 除铬轴承钢和低铬工具钢外，合金元素一律按以下原则表示 其含量： （1）平均含量小于1.5%时，钢号中仅表明元素，一般不表 示含量。 （2）平均含量在1.5~2.49%、2.50~3.49%……等时，应相 应地写为2、3等。 （3）为了避免铬轴承钢与其他合金钢表示方法的重复，其 含碳量不予标出，铬含量以千分之几表示，并冠以用途名 称，如平均铬含量为1.5%的铬轴承钢，牌号写为“滚铬 15”或“”GCr15”，低铬合金工具钢的铬含量以千分之几 表示，但在含量前加“0”，如平均铬含量为0.6%的合金工 具钢，牌号写为“铬06”“Cr06”；易削钢在钢号前冠以 “易”或“Y”；各种高级优质钢在钢号后加“高”或“A”。
二、钢的编号方法 我国钢的编号，化学元素采用中文名称或国际 化学符号。化学成分表示方法如下： 1、含碳量 一般以平均含碳量的万分之几表 示。例如平均含碳量0.05%、0.10%……写 为5、10等。不锈钢、耐热钢、高速钢等高 合金钢，含碳量一般不标出，但如果几个钢 的合金元素含量相同，仅含碳量不同，此时 含碳量用千分之几表示。合金工具钢平均含 碳量大于或等于1.00%时，碳含量不予标出. 碳含量小于1.00%时，以千分之几表示。
1、强烈形成稳定碳化物的元素显著阻止奥氏 体晶粒粗化，提高奥氏体稳定性。 2、形成间隙固溶体元素C N B，促进奥氏体 晶粒长大粗化。 3、Al Si以非金属夹杂存在时，可阻止奥氏体 晶粒粗大；以合金元素溶入固溶体时，促 进奥氏体晶粒粗化。 4、钢中含碳量在中等以上时，Cr对奥氏体晶 粒有细化作用，Mn促进晶粒长大。 淬透性：Mn Mo Cr作用最强，Si Ni次之
钢的分类与编号
一、钢的分类 （一）按用途分类 1、工程构件用钢：用在建筑、车辆、造船、桥梁、 石化、国防等。普通碳素钢、低合金高强度钢、 微合金化低合金高强度钢 2、机器零件用钢：用作各种机器零件，如轴、弹 簧、齿轮、轴承等 3、工模具用钢：分为量具刃具钢、冷变形模具钢、 热变形模具钢等 4、特ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性能钢：抗氧化钢、热强钢、不锈耐酸钢、 耐磨钢、低温用钢（耐寒钢）、无磁钢、易削钢 等
工程用金属材料钢的分类
P、S 均 ≤ 0.035%
高级优质钢
P < 0.035%, S ≤ 0.030%
按用途
结构钢
主要用于制造各种机械零件和工程构件
工具钢
主要用于制造各种刀具、量具和模具等
特殊性能钢
具有特殊的物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等
按成形方法
锻钢
通过锻造工艺制成的钢
铸钢
通过铸造工艺制成的钢
热轧钢
特殊镇静钢
脱氧程度最完全，钢的质量高
按外形
型材
重轨、轻轨、大中小型型钢、线材、冷弯型钢等
板材
薄钢板、中厚钢板、钢带、电工硅钢薄板等
管材
无缝钢管、焊接钢管等
金属制品
钢丝、钢丝绳、钢绞线等
工程用金属材料钢化学成分
碳素钢
低碳钢
含碳量 < 0.25%
中碳钢
含碳量 0.25% ~ 0.6%
高碳钢
含碳量 > 0.6%
合金钢
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%
按品质
普通钢
P ≤ 0.045%, S ≤ 0.050%
通过热轧工艺制成的钢
冷拉钢
通过冷拉工艺制成的钢
按金相组织
退火状态
亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢
正火状态
珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢
按冶炼方法
平炉钢
用空气作为氧化剂
转炉钢
用氧气作为氧化剂
电炉钢
炼优质钢
按脱氧程度和浇注制度
沸腾钢
脱氧程度不完全
沈阳航空工程材料钢的分类
Wc旳
T7、 T8
… …
Mn含量高时：
例：T8MnA
分之几
T12、T13（A）
T＋ 数字＋ Mn
钢旳编号
数字 ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
Wc＜1%
分之几
Wc≥1% 不标
例：9SiCr
所加合金元素
5CrMnMo
CrWMo
合金元素含量
Cr12MoV
特殊情况：高速钢中，Wc＜1%有时也不标出
40CrNiMoA
专用合金钢在牌号头（尾）加代表该钢用途符号
例： ML30CrMnSi、 GCr15 （表9—1）
V、Ti、Nb、Al、Re、B为微量
例：22SiMn2TiB
钢旳编号
① 同合金构造钢
×× ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
例：16Mn、09MnV
专用钢在钢号后表白：16Mnq、16MnL、16MnR
如： W18Cr4V
钢旳编号
数字 ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
Wc
分之几
Wc ≤ 0.08%，以“0”表达
Wc ≤ 0.03%，以“00”表达
例：1Cr17
0Cr18Ni9Ti
2Cr13
1Cr18Ni9Ti
00Cr18Ni9Ti
钢旳编号
※ 补充作业
指出下列钢号旳种类及成份(或性能)：
钢旳分类与编号（第九章）
钢中常存元素对钢旳性能旳影响
钢旳分类
钢旳编号
一、钢中常存元素对钢旳性能旳影响
钢中五大元素：C、Si、Mn、P、S
Fe+S →FeS，
（Fe+FeS）
常用钢材的分类及用途汇总
常用钢材的分类及用途汇总钢材是一种广泛应用的材料，其具有优良的力学性能和耐腐蚀性，适用于多个领域的工程和制造业。
下面是常用钢材的具体分类及其应用。
一、碳素钢碳素钢是指含有小量碳元素的钢材。
根据碳含量的不同，碳素钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
碳素钢主要用于建筑结构、机械制造、汽车制造、船舶制造、铁路轨道、石油管线等领域。
二、合金钢合金钢是通过在碳素钢中添加合金元素来改变其性能的钢材。
合金钢根据添加的合金元素不同可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。
合金钢广泛应用于航空航天、航空发动机、汽车零部件、工具制造、船舶制造、机械制造等领域。
三、不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢材，能够在酸、碱、盐等恶劣环境中保持良好的物理性能。
不锈钢根据其结构形式可以分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等。
不锈钢广泛应用于制餐设备、化工设备、制药设备、家具、装饰材料等领域。
四、耐磨钢耐磨钢是通过在钢材中添加高硬度合金元素，提高钢材的耐磨损性能的钢材。
耐磨钢常用于矿山设备、建筑机械、港口装卸设备、水泥生产等领域。
五、弹簧钢弹簧钢是一种具有优良弹性和强度的钢材，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。
根据其使用环境和要求的不同，弹簧钢可以分为高碳弹簧钢、低碳弹簧钢、合金弹簧钢等。
六、结构钢结构钢是用于制造工程结构的一类钢材，包括焊接结构用钢、普通建筑用钢和桥梁用钢等。
结构钢要求具有良好的可焊性、强度和韧性，常用于建筑、公路桥梁、轨道交通等领域。
七、电工钢电工钢是一种具有优良磁性能和导电性能的钢材，广泛应用于电机、变压器、发电机等电气设备中。
电工钢可以分为冷轧硅钢和非冷轧硅钢两种。
八、模具钢模具钢是用于制造模具的一类钢材，具有高硬度、高耐磨性和优秀的热稳定性。
常用的模具钢包括冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。
模具钢广泛应用于汽车制造、电子产品制造、轻工业制造等领域。
九、特种钢特种钢是具有特殊性能和用途的钢材，主要包括耐高温钢、耐热钢、耐蚀钢、耐磨钢等。
钢材类型及应用
钢材类型及应用钢材是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、汽车、机械制造、电子、航空航天等领域。
根据不同的成分和性能需求，钢材可以分为多种类型。
下面将介绍一些常见的钢材类型及其应用。
1. 碳素钢：碳素是钢材中的基础元素，通过控制碳含量可以得到不同性能的碳素钢。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，常用于汽车零部件、机械结构件、轨道交通等；中碳钢具有较高的强度和耐磨性，适用于制造轴承、弹簧、刀具等；高碳钢具有极高的强度和硬度，常用于制造刀具、弹簧、弹簧丝、弹簧板等。
2. 合金钢：合金钢是在碳素钢中加入其他元素形成的钢材。
常用的合金元素包括铬、镍、钼、钴、钒等。
不同合金元素的加入可以提高钢材的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
合金钢广泛应用于汽车零部件、机械制造、航空航天等领域，如制造发动机零部件、航空发动机叶片、高速切削工具等。
3. 不锈钢：不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金钢，主要添加铬、镍等元素，使钢材具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。
不锈钢广泛应用于食品加工、化工、医疗器械、建筑等领域。
其中，食品级不锈钢具有良好的食品卫生性能，常用于制造食品加工设备、食品容器等；建筑不锈钢具有良好的耐候性和装饰性能，适用于室外装饰、建筑结构等。
4. 高温合金钢：高温合金钢又称耐热钢，主要用于高温环境下工作的设备制造，如石化、冶金、电力等行业。
高温合金钢具有较高的耐高温和抗氧化性能，能够在高温下保持较好的力学性能和稳定性。
5. 工具钢：工具钢是一类用来制作切削工具、模具和特种工具的钢材。
工具钢具有优良的硬度、耐磨性和切削性能。
根据使用要求不同，工具钢可分为冷工具钢、热工具钢和塑料模具钢等。
冷工具钢适用于制作冷作模具和冷切削工具；热工具钢适用于制作热作模具和热切削工具；塑料模具钢适用于制作塑料模具。
6. 高强度钢：高强度钢具有较高的屈服强度和抗拉强度，常用于制造高强度结构件、汽车车身零部件等。
高强度钢可以减轻结构重量，提高强度和硬度，同时保持良好的可塑性。
航空工程材料
航空工程材料航空工程材料是指用于飞机、航天器等航空器件的材料，其性能直接关系到航空器的安全和性能。
航空工程材料的选择和应用对于航空器的设计、制造和使用具有重要的意义。
航空工程材料应具备高强度、高刚度、低密度、高温耐受性、耐腐蚀性和疲劳寿命长等特点，以满足航空器在复杂、恶劣环境下的使用要求。
首先，航空工程材料需要具备高强度和高刚度。
航空器在飞行过程中需要承受复杂的载荷，因此其材料必须具备足够的强度和刚度来抵抗外部力的作用，确保飞行安全。
常见的航空工程材料包括钛合金、铝合金、高强度钢等，它们具有优异的力学性能，能够满足航空器的结构要求。
其次，航空工程材料需要具备低密度。
航空器的重量直接关系到其燃料消耗和飞行性能，因此航空工程材料需要具备尽可能低的密度，以减轻飞行器的自重。
轻质复合材料、镁合金等材料因其低密度而被广泛应用于航空器的结构件和零部件中。
另外，航空工程材料需要具备高温耐受性和耐腐蚀性。
航空器在飞行过程中会面临高温、高速气流和腐蚀介质等恶劣环境，因此其材料需要具备良好的高温耐受性和耐腐蚀性，以确保航空器在复杂环境下的安全运行。
高温合金、复合材料、耐腐蚀涂层等材料被广泛应用于航空器的发动机、外壳和结构件中，以保证其在高温和腐蚀环境下的可靠性。
最后，航空工程材料需要具备疲劳寿命长。
航空器在飞行过程中会经历频繁的载荷变化，因此其材料需要具备良好的疲劳寿命，以保证航空器的使用寿命和安全性。
高强度钢、铝合金、复合材料等材料因其良好的疲劳寿命而被广泛应用于航空器的结构件和连接件中。
总之，航空工程材料的选择和应用对于航空器的安全和性能具有重要的意义。
航空工程材料需要具备高强度、高刚度、低密度、高温耐受性、耐腐蚀性和疲劳寿命长等特点，以满足航空器在复杂、恶劣环境下的使用要求。
航空工程材料的不断发展和创新将进一步推动航空器的性能和安全水平的提升。
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Q195 —
Q215 A、B
Q235 A、B、C、D 0.20 ～
Q255 A、B 0.25 ～
Q275 — 0.30 ～
wC (%) 0.10 ～ 0.15 ～
钢的编号
××（ F ）
Wc的
分之几
08、10、15、20 …… 75、80、85 （F） Mn含量高时：
××( Mn)
Wc(%)=0.15 ～ 0.60 WMn(%)=0.7 ～ 1.0
Wc(%)≥0.60 WMn(%)=0.9 ～ 1.2
例：15Mn、20Mn、65Mn
钢的编号
×× ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）＋ A(E)
Wc的
分之几 所加合金元素 合金元素含量 高级优质或特级优质
例：40Cr、
60Si2Mn、
40CrNiMoA
专用合金钢在牌号头（尾）加代表该钢用途符号 例： ML30CrMnSi、 GCr15 （表9—1）
Q295 A、B
Q345 A～E
Q390 A～E
Q420 A～E
Q460 C、D、E
钢的编号
G ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
例：GCr15
① 碳含量不标出
GCr9SiMn
② 用其含量的 分之几表示
钢的编号
T＋ 数字（A）
Wc的
分之几
T7、 T8
… …
T12、T13（A）
T＋ 数字＋ Mn
Mn含量高时： 例：T8MnA
钢的编号
数字 ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
Wc＜1% 分之几 Wc≥1% 不标
所加合金元素
合金元素含量
例：9SiCr
5CrMnMo
CrWMo
Cr12MoV
特殊情况：高速钢中，Wc＜1%有时也不标出 如： W18Cr4V
钢的编号
数字 ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
钢的分类
碳素结构钢 低合金高强度结构钢 渗碳钢 调质钢 滚动轴承钢 弹簧钢 …… 刃具钢
结构钢
工具钢
模具钢 量具钢 不锈钢
特殊用途钢
耐热钢
耐磨钢 ……
钢的分类
平炉钢 转炉钢
电炉钢
钢的分类
沸腾钢 ——只用 Si、Mn 脱氧
半沸腾钢（半镇静钢） 镇静钢 ——加 Al 脱氧
(A)沸腾钢
(B)镇静钢
三、钢的编号
韧脆转变温度升高 其他作用：
降低焊接性能
降低冷弯性能 提高钢的强度 提高耐腐蚀性
比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生 冷脆性于1938年冬发生断裂坠入河中
钢中常存元素对钢的性能的影响
（一般＜0.8%）
①溶于F，形成置换固溶体
②形成合金渗碳体
影响相变时的转变速度
③提高珠光体的相对量，并使其细化 ④形成MnS（熔点：1620℃） ⑤ 稳定并扩大奥氏体区 ⑥条状MnS夹杂 降低或消除热脆倾向
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钢的分类与编号（第九章）
钢中常存元素对钢的性能的影响 钢的分类 钢的编号
一、钢中常存元素对钢的性能的影响
钢中五大元素：C、Si、Mn、P、S
Fe+S →FeS， （Fe+FeS）
1193℃ 989℃ 其他作用：降低焊接性能
形成硫化物夹杂
引起高温龟裂 恶化耐蚀性
偏析最严重元素；
易切削钢：[S]=0.08%-0.20%。
奥氏体不锈钢、耐热钢 横向性能下降
钢中常存元素对钢的性能的影响
（一般＜0.5%）
①溶于F，形成置换固溶体
②增加钢的电阻和导磁性
③形成硅酸盐夹杂 横向性能下降
钙硅酸盐
钢中白点
钢中常存元素对钢的性能的影响
二、钢的分类
钢
钢的分类
低碳钢 wc＜0.25% 碳素钢 （非合金钢）
中碳钢 wc＝0.25%～0.60%
编号原则：汉语拼音字母＋化学元素符号＋数字 特殊字母：表9—1（P111）
合金元素含量的表示方法：
化学元素符号＋数字
WMe的 Wme(%): 0 ～ 1.5 ～ 2.5 ～ 3.5 ～ 4.5 ……
数字： 1(略) 2 3 4 ……
分之几
钢的编号
Q ××× - A（B、C、D）· F（b）
屈服强度代号 屈服强度值 质量等级 脱氧方式
硫化物夹杂
钢中常存元素对钢的性能的影响
Titanic 号采用 了含硫高的钢板， 韧性很差，特别是 在低温呈脆性。
Titanic 号钢板（左图）和近代船用 钢板（右图）的冲击试验结果
建造中的Titanic 号 可以看到船身上长长的焊缝
钢中常存元素对钢的性能的影响
以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在于晶界
Wc
分之几
Wc ≤ 0.08%，以“0”表示 Wc ≤ 0.03%，以“00”表示
例：1Cr17 0Cr18Ni9Ti 2Cr13 1Cr18Ni9Ti
00Cr18Ni9Ti
钢的编号
※ 补充作业
指出下列钢号的种类及成份(或性能)：
Q235A · F
20Mn 45
Q390E
65Mn 40Cr
16Mn
V、Ti、Nb、Al、Re、B为微量
例：22SiMn2TiB
钢的编号
① 同合金结构钢
×× ＋ Me ＋ 数字（＋ Me ＋ 数字 ＋ …… ）
例：16Mn、09MnV
专用钢在钢号后表明：16Mnq、16MnL、16MnR
② 同碳素结构钢（E）· F（b）
09MnNb
T12
T8MnA
5CrMnMo
1Cr18Ni9Ti
Cr12MoV
12CrMoV
GCr15
GCr9SiMn
W18Cr4V
高碳钢 wc＞0.60%
低合金钢 wMe＜5% 合金钢
中合金钢 wMe ＝5～10%
高合金钢 wMe ＞10%
钢的分类
碳素结构钢
低合金结构钢 D级碳素结构钢
普通钢
优质钢
优质碳素结构钢 合金结构钢 碳素工具钢
高级优质碳素工具钢 高级优质合金工具钢 高级优质合金结构钢
高级优质钢 （A）
特级优质钢（E） wS ≤0.015% wP≤0.025%