钢材的化学成分及分类
钢材基础知识大全
钢材基础知识大全 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.钢材基础知识（一）第一部分基础知识一、钢及其分类1、按冶炼方法分类：平炉钢：包括碳素钢和低合金钢。
按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种。
转炉钢：包括碳素钢和低合金钢。
按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种。
电炉钢：主要是合金钢。
按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种。
沸腾钢、镇静钢和半镇静钢：按脱氧程度和浇注制度不同区分。
2、按化学成分分类：碳素钢：是铁和碳的合金。
据中除铁和碳之外，含有硅、锰、磷和硫等元素。
按含碳量不同可分为低碳(C<%)、中碳(C：%%)和高碳(C>%)钢三类。
碳含量小于%的钢称工业纯铁。
普通低合金钢：在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素（如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等，其总量不超过3%）。
而获得较好综合性能的钢种。
合金钢：是含有一种或多种适量合金元素的钢种，具有良好和特殊性能。
按合金元素总含量不同可分为低合金（总量<5%）、中合金（合金总量在5%-10%）和高合金（总量>10%）钢三类。
3、按用途分类：结构钢：按用途不同分建造用钢和机械用钢两类。
建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物。
机械用钢用于制造机器或机械零件。
工具钢：用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢，包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。
特殊钢：具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类，包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等。
二、钢材及其分类炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。
钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。
1、型钢类型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。
按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。
前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。
钢材质分类
钢材质分类
钢材的分类可以根据其组织结构、化学成分、生产工艺和用途等多种因素进行。
1. 根据组织结构：
- 全钢：也称为纯铁，由纯铁和少量的碳组成。
- 碳钢：主要由碳元素和铁组成，碳含量一般在0.03%至2.0%之间。
- 合金钢：除铁和碳外，还添加其他合金元素（如钴、镍、
铬等）。
- 不锈钢：主要由铁、铬和镍组成，具有抗腐蚀性能。
- 工具钢：用于制造切削工具、模具等，具有高硬度和耐磨性。
2. 根据化学成分：
- 碳素结构钢：主要由碳和铁组成。
- 合金结构钢：除了碳和铁外，还包含其他合金元素。
- 不锈钢：含有至少10.5%的铬，具有较高的耐腐蚀性。
- 工具钢：含有较高的碳和其他合金元素，具有较高的硬度
和耐磨性。
3. 根据生产工艺：
- 热轧钢：通过加热后的连续钢坯经轧制而成。
- 冷轧钢：通过冷加工处理的连续钢坯经轧制而成。
- 镀锌钢：通过在钢材表面镀上一层锌，以提高耐蚀性。
4. 根据用途：
- 结构用钢：用于建筑、桥梁和机械等结构工程。
- 不锈钢：用于厨具、化工、医疗器械等。
- 高速工具钢：用于制造切削工具、模具等。
- 特殊钢：用于特殊领域，如航空航天、能源等。
需要注意的是，以上分类只是对钢材的一种常见分类方式，并不能穷尽所有的钢材分类。
实际上，钢材的分类还有很多其它细分类别，具体分类方式还取决于不同的相关标准和规范。
钢筋的分类
一、钢筋的分类钢筋混凝土结构小常用的钢材有钢筋和钢丝(包括钢绞线)两类。
直径在6mm以上者称为钢筋，直径在5mm以内者称为钢丝。
1．按化学成分划分按化学成分，钢筋可分为：普通碳素钢及合金钢。
随着含碳量的增加，其强度、硬度增加，但塑性、韧性减少。
建筑中常用普通低碳钢。
在普通碳素钢中加入某些合金元素，如锰、钛、硅、钒，而冶炼成的钢称为合金钢。
这些钢中有些含碳量也较高，但由于加入了合金元素，不但强度提高，而且其他性能有所改善。
建筑上常用低合金钢。
第51页2．按屈服强度划分按屈服强度可分为HPB235级、HRB335级、HRB400级及HRB500级钢筋、RRB400级钢筋，其中HPB235级～HRB500级为热轧钢筋，RRB400级钢筋为余热处理钢筋，它们的屈服强度分别为：HPB235级，屈服点为235MPa，抗拉强度为370MPa。
HRB335级，屈服点为335MPa，抗拉强度为490MPa。
HRB400级，屈服点为400MPa，抗拉强度为570MPa。
HRB500级，屈服点为500MPa，抗拉强度为630MPa。
RRB400级，屈服点为440MPa，抗拉强度为600MPa。
3．按外形划分按钢筋外形可分为：光面钢筋：断面为圆形，表面无刻纹，使用时需加弯钩。
螺纹钢筋：表面轧制成螺旋纹、人字纹，以增大与混凝土的粘结力。
精轧螺纹钢筋：新近开发的用作预应力钢筋的新品种，钢号为40Si2MnV。
此外，还有刻痕钢丝、压波钢线等。
4．按生产工艺划分按钢筋生产工艺，混凝土结构用的普通钢筋，可分为两类：热轧钢筋和冷加工钢筋(冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、冷拔螺旋钢筋)。
冷拉钢筋勺冷拔低碳钢丝已逐渐淘汰。
余热处理钢筋属于热轧钢筋一类。
5．按供货方式划分按钢筋供货方式可分为盘圆钢筋(直径≤10mm)和直条钢筋(长度6～12m，根据需方要求，也可按其他定尺供应)。
6．按在结构中的作用和形状划分(1)受拉钢筋。
这类钢筋配置在钢筋混凝土构件中的受拉区，主要承受拉力。
钢材的分类
1、性能要求
矩形花键环
量具在使用过程中与被测零 规、塞规 件接触，承受摩擦和冲击。
⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 高的尺寸稳定性。 ⑶ 足够的韧性。
渐开线花键环 规、塞规
光面量规
一、不锈钢
在腐蚀介质中具有耐 蚀性能的钢。
的 化 裂解管内
腐工 蚀管
道
壁的高温 腐蚀减薄
㈠ 金属的腐蚀 金属的腐蚀分化学腐
低合金钢 合金元素总量 5% 合金钢 中合金钢 合金元素总量 5~10%
高合金钢 合金元素总量 10%
2、按质量分 钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。 分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢. 根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：
钢类
普通质量钢 优质钢
碳素钢
P
S
≤0.045 ≤0.045
渗 碳 炉
渗碳件—传动齿轮
四、调质钢
调质后使用的钢种。 1、性能要求 ⑴ 良好的综合力学性能. ⑵ 良好的淬透性。
调质件（螺杆）
七、耐磨钢
是指在冲击载荷作用下 发生冲击硬化的高锰钢.
1、成分特点 ⑴ 高碳：1.0~1.3%C
以保持高耐磨性。 ⑵ 高锰：11~14%Mn
以保证形成奥氏体组织.
高锰钢广泛用于既要求耐磨又 要求耐冲击的零件。如拖拉机
铁路辙岔
的履带板、球磨机衬板、破碎
机牙板、挖
破
掘机铲齿和
碎 机
牙
铁路辙岔等.
板
挖
球磨机衬板
掘
机
铲
齿
履带
第四节 工具钢
按用途分为: 刃具 刃具钢 模具钢 量具钢
模
具
量具
一、刃具钢
切削加工
钢材种类及分类
钢材知识钢的分类按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）P代表磷元素，S代表硫元素P和S都是钢中的有害元素，一个导致热脆性，一个导致冷脆性(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；又称软钢，强度低、硬度低而软，常用於制造链条，铆钉，螺栓，轴等。
它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。
热加工及切削性能良好，焊接性能较差。
塑性和韧性低于低碳钢。
可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。
淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。
能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538)，σb为600～1100MPa。
所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。
c.高碳钢（C≥0.60%）。
常称工具钢，可以淬硬和回火。
锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
(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>5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。
按成形方法分类：(1)锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。
按金相组织分类(1) 退火状态的a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。
(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。
按用途分类(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。
钢材的化学成分及分类
长值与原始标距L0的百分率称为伸长 四个阶段； 率。即δ=(L1-L0)/L0×100% 伸长率表征了钢材的塑性变形能力。 弹性阶段（O→A） 屈服阶段（A→B） 强化阶段（B→C） 颈缩阶段（C→D）
有益合金元素
铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入
少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，铝 还具有抗氧化性和抗腐蚀性能。铝的缺点是 影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工 性能。
有色金属——除黑色金属外的金属和合金， 如铜、铝、锡、铅、锌以及黄铜、青铜、白 铜、铝合金和轴承合金等。另外，在工业上 还采用镍、钼、钴、钒、钨、钛等金属作合 金化元素，以改善金属性能，其中钨、钴多 用于硬质合金的制造。
钢是以铁为主要元素、含碳量一般在2%以
下，并含有其他元素的材料。
目前在钢材中常用的合金元素有：
有益合金元素
锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱
氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。 较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较 高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的 热加工性能
有益合金元素
镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好
的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能 力，在高温下有防锈和耐热能力。
有益合金元素
硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和
脱氧剂，硅能显著提高钢的弹性极限，屈服 什么是屈服点呢？ 点和抗拉强度，但硅量增加，会降低钢的焊 接性能。
◆特点：经过塑性变形后，钢材内部组织中的晶格发生了畸变，阻止了晶格进一 意义：弹性模量反映钢材抵抗弹性变形的能力，是钢材在受力条件 ◆意义：钢材受力大于屈服点后，会出现较大的塑性变形，已不能 ◆特点：抵抗变形的能力明显降低， 步滑移，钢材得到强化，所以钢材抵抗塑性变形的能力又重新提高。 将低碳钢（软钢）制成标准试件，放在万能 下计算结构变形的重要指标。 满足使用要求，因此屈服强度是设计中钢材强度取值的依据，是工 变形迅速发展，应力逐渐下降，试件 бb ：抗拉强度，对应于最高点 C的应力值。 拉伸性能 实验机上进行拉伸试验，可以绘出下图所示 E= σ / ε ,E —— 弹性模量，单位（ MPa ）б——弹性极限，即A 程结构计算中重要的参数。 被拉长，在有杂质或缺陷处断面急剧 ◆意义: 冲击性能 应变 力学 的应力——应变关系曲线。4个4---4个阶段、 点对应的应力ε ◆ A→B：应力、应变不在成正比关系，开始出现塑性变形。应力 缩小，直至断裂。 1、屈强比 = бs / бb—— ：屈强比越小，其结构安全可靠程度越高，但屈服比过小， 疲劳性能 4个指标、4个性能、4个意义 性能 OA段是一条直线，应力和应变成正比，当撤去外力应变消失， 增长滞后于应变的增长。钢材似乎不能承受外力而屈服。 又说明钢材强度的利用率偏低造成钢材的浪费。 特点： 伸长率：图中当曲线到达Ｄ点后，试 硬度 《规范》规定： бb实测 бS实测≥1.25 , бS实测/fyk≤1.3 ◆ σs屈服强度，与 B/ 下点（此点较稳定，易测定）对应的应力。 说明此变形是弹性变形。 件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增 2 、即将拉断时所能承受的最大拉力 ◆设计时一般以 σs作为强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢材 加，产生“颈缩现象”而断裂。量出 低碳钢受拉至 3、即将断裂时所能承受的最大应力 ，规定以 0.2％残余变形时的应力 σ0.2作为屈服强度。 拉断后标距部分的长度 Ll，标距的伸 ◆应用：工地现场调直、冷加工（如冷拉，冷拔或冷轧） 拉断，经历了
钢材的化学成分标准
钢材的化学成分标准钢材是一种常见的金属材料，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等领域。
钢材的化学成分对其性能和用途有着重要影响，因此在生产和使用过程中需要严格遵守相关的化学成分标准。
首先，钢材的主要成分是铁和碳，其中铁是钢材的主要基本元素，而碳则是调整钢材硬度和强度的关键元素。
除此之外，钢材中还包含少量的硅、锰、磷、硫等元素，它们的含量对钢材的性能也有着重要影响。
其次，钢材的化学成分标准在国际上有着统一的规定，不同国家和地区都有相应的标准和规范。
例如，中国国家标准GB/T 700-2006《碳素结构钢》对钢材的化学成分进行了详细的规定，包括碳含量、硅含量、锰含量、磷含量、硫含量等指标，以及相应的允许偏差范围。
另外，钢材的化学成分标准对于不同用途的钢材也有着具体的要求。
例如，建筑结构用钢、机械制造用钢、汽车制造用钢等，它们的化学成分标准会有所不同，以满足不同领域对钢材性能的要求。
此外，钢材的化学成分标准还需要在生产和使用过程中进行严格的检测和控制。
生产厂家需要对原材料进行严格的筛选和检测，确保其化学成分符合标准要求；而使用单位在采购和使用钢材时，也需要对钢材的化学成分进行检测，以确保其符合使用要求。
总的来说，钢材的化学成分标准对钢材的生产和使用具有重要意义，它不仅关乎钢材的质量和性能，也关乎工程结构的安全和可靠。
因此，我们在生产和使用钢材时，都需要严格遵守相关的化学成分标准，以确保钢材的质量和安全可靠性。
在实际生产和使用中，我们需要加强对钢材化学成分标准的理解和应用，不断提高钢材质量和使用安全水平，为各个领域的发展提供坚实的支撑和保障。
希望本文对钢材的化学成分标准有所帮助，谢谢阅读。
钢质量等级分类依据
钢质量等级分类依据钢材是一种常见而重要的材料，被广泛应用于建筑、制造业和交通工具等领域。
钢材质量等级的分类是评估钢材质量的重要标准之一，对于确保钢材的安全性和可靠性具有重要意义。
下面将根据钢材质量等级分类的不同要求，分别进行介绍。
一、一般钢材一般钢材是最常见的钢材品种，其质量等级主要根据化学成分和力学性能来划分。
一般钢材的化学成分包括碳、硅、锰、硫、磷等元素的含量，这些元素的含量直接影响钢材的强度、韧性和可焊性等性能。
力学性能主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标，这些指标反映了钢材在受力时的性能表现。
二、高强度钢材高强度钢材是一类具有较高强度和良好塑性的钢材，其质量等级主要根据抗拉强度来划分。
高强度钢材的抗拉强度通常大于500MPa，具有高强度和优良的延展性，被广泛应用于建筑结构、桥梁工程和汽车制造等领域。
高强度钢材的应用可以减少材料的使用量，降低工程成本，同时提高结构的安全性和可靠性。
三、耐候钢材耐候钢材是一类具有良好耐候性能的钢材，其质量等级主要根据抗腐蚀性能来划分。
耐候钢材通过添加合适的合金元素，形成一层致密的氧化膜，可以有效抵御大气中的氧化、腐蚀和风化等侵蚀。
耐候钢材具有较高的耐候性能和良好的机械性能，被广泛应用于户外建筑、桥梁工程和风力发电等领域。
四、耐热钢材耐热钢材是一类具有良好耐高温性能的钢材，其质量等级主要根据耐高温性能来划分。
耐热钢材可以在高温环境下保持较好的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于石油化工、电力工业和航空航天等领域。
耐热钢材的耐高温性能取决于合金元素的选择和含量，同时也受到钢材的组织结构和热处理工艺等因素的影响。
五、特殊钢材特殊钢材是一类具有特殊性能和用途的钢材，其质量等级主要根据特殊性能和用途来划分。
特殊钢材的种类繁多，包括不锈钢、弹簧钢、工具钢、轴承钢等。
特殊钢材具有特殊的化学成分和力学性能，可以满足特定领域的需求，被广泛应用于制造业、航空航天和医疗器械等高端领域。