钢铁材料基本知识

分类方法

分类名称

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1．按用途分

(1)炼钢生铁

炼钢生铁是指用于平炉、转炉炼钢的生铁，一般含硅量较低(不大于1.75％)，含硫量较高(不大于0.07％)，质硬而脆，断口呈白色，也称白口铁

(2)铸造生铁

铸造生铁是指用于铸造各种生铁铸件的生铁，一般含硅量较高(达3.75％)，含硫量稍低(不大于0.06％)，断口呈灰色，也称灰口铁

2．按化学成分分

(1)普通生铁

普通生铁是指不含其他合金元素的生铁，如炼钢生铁、铸造生铁均属此类

(2)特种生铁

1)天然合金生铁——用含有共生金属的铁矿石或精矿、用还原剂还原而制成的一种特殊生铁，可用来炼钢及铸造

2)铁合金——在炼铁时特意加入其他成分的元素，炼成含有多种合金元素的特种生铁，其品种较多，如锰铁、硅铁、铬铁等，是炼钢的原料之一，也可用于铸造

分类方法

分类名称

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1．按断口颜色

(1)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

(2)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

(3)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

2．按化学成分

(1)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

(2)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

3．按生产方法和组织性能

(1)普通灰铸铁

参见“灰铸铁”

(2)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

(3)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

(4)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

(5)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

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1．按化学

成分

(1)碳素钢

碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同可分为：

1)低碳钢——含碳量wc≤0.25％

2)中碳钢——含碳量wc>0.25％～0.60％

3)高碳钢——含碳量wc>0.60％

(2)合金钢

为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为：

1)低合金钢——合金元素的总含量≤5％

2)中合金钢——合金元素的总含量5％～10％

3)高合金钢——合金元素的总含量>10％

2．按冶炼

设备

(1)转炉钢

用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种

(2)平炉钢

用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性

(3)电炉钢

用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢

3．按浇注

前脱氧程

度

(1)沸腾钢

属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板

(2)镇静钢

属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢

(3)半镇静钢

脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制．目前产量较少

4．按钢的

品质

(1)普通钢

钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O．05％，含磷量wP≤0.045％，如碳素结构钢、低合金结构钢等

(2)优质钢

钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04％，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等

(3)高级优质钢

钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O．03％，含磷量wP≤0.035％，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以便识别

5．按钢的

用途

(1)结构钢

1)建筑及工程用结构钢——简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等

2)机械制造用结构钢——是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等

(2)工具钢

一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢

(3)特殊钢

具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等

(4)专业用钢

这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等

6．按制造

加工形式

(1)铸钢

铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件

(2)锻钢

锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件

(3)热轧钢

热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材

(4)冷轧钢

冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管

(5)冷拔钢

冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管

按化学成份

合金元素

合金元素规定含量(质量分数)界限值(％)

非合金钢

低合金钢

合金钢

A1

<0.10

—

≥0.10

B

<0.0005

—

≥0.0005

Bi

<0.10

—

≥0.10

Cr

<0.30

0.30～<0.50

≥0.50

C0

<0.10

—

≥0.10

Cu

<0.10

0.10～<0.50

≥0.50

Mn

<1.00

1.00～<1.40

≥1.4

Mo

<0.05

0.05～<0.10

≥0.10

Ni

<0.30

0.30～<0.50

≥0.50

Nb

<0.02

0.02～<0.06

≥0.06

Pb

(0.40)

—

≥0.40

Se

<0.10

—

≥0.10

Si

<0.50

0.50～<0.90

≥0.90

Te

<0.10

—

≥0.10

Tj

<0.05

0.05～<0.15

≥0.13