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第二章 钢中合金元素、钢的分类及编号方法
第一节 钢中合金元素
首先，我们来看什么是钢，钢可看作是以Fe为基的合金，其点阵结构是由Fe决定的。钢又分为C钢和合金钢。C钢的基本组元是C和Fe(C<2%)。C钢冶炼、加工方便、价格低廉，HT后性能有很大改善，因此应用非常广泛。
C钢的缺点：
① 淬透性差，水淬易裂，油淬不硬。 ② 回火抗力差。（不宜用在高温场合） ③ 不能满足特殊要求（象耐酸） ④ 综合性能满足不了高性能要求。
由于C钢有如上缺点，不能满足科学技术发的需要，因此出现了合金钢。所谓合金钢即含有Me的钢，它的基本组元是Fe-C-Me。
所谓合金元素：为了改善，得到某些有意加入钢中的，含量在一定范围内的某些元素（金属或非金属元素）。
谈到Me，我们要把它和杂质元素区分开来，有人或许会认为C素钢就是含Fe、C两种元素。其实不然，即使是比较纯净的钢，例如纯Fe，也可发现其中含有十多种以上的元素。
我们把由于冶炼时所用原料以及冶炼方法和工艺操作等的影响。钢中除C外还含有的少量其它元素如Si、S、P、Cu、Cr、Ni等称为杂质元素或残余元素，而不是合金元素。
合金元素决定钢的性能。杂质元素影响钢的质量。
目前钢中常用Me有：Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr、Al、Cu、N、B、Re等。不同国家常用Me与各国资源条件有关，我国有丰富的Si、Mn、V、Ti、B、Re可大量使用，而Cr、Ni则少用。W、Mo虽富有，但较贵重，要节约使用。对S元素，因在钢中形成夹杂物，降低钢的韧性。一般认为是有害元素而严加限制。但有时为了提高钢的切削性而有意提高钢中的S含量。此时，S也可被看作为Me。
第二节 钢的分类及编号方法
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一、 钢的分类
钢的种类很多，为了生产、使用和研究的需要，便于管理，选用和比较，从不同角度出发，按钢的共同点分成各种类别： ㈠ 按冶炼方法分：按冶炼方法和设备的不同
平炉钢： 一般为碱性的
碱性钢 工业用钢： 转炉钢：底吹、侧吹、顶吹： 碱性侧吹钢 酸性钢 按炉衬材料的不同 项吹氧气
钢
电炉钢：电渣炉钢
电弧炉钢： 碱性电弧钢最多 感应电炉钢 真空感应电炉钢
按钢液脱氧程度和铸锭制度的不同 C素钢：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 合金钢一般为镇静钢
㈡ 按化学成分：（对合金钢）
1．按Me种类可分为：Cr钢、Mn钢、SiMn钢…等
2．按Me的数目可分为：三元、四元、…多元钢，即.除Fe、C两个基本组元外，另加一种Me，称为三元钢，两种Me则为四元钢，类推。 3．按Me的总量分为三类：
低合金钢： Me总量＜5% 中合金钢： Me总量5~10% 高合金钢： Me总量＞10%
㈢ 按品质分类：按钢中的含杂技的多少，工业用钢分为：
1． 普通钢： S≤% P≤%，酸性转炉钢可放宽 2． 优质钢： S≤% P≤% (结构钢)
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S≤% P≤%(工具钢)
对其它残余元素Cr、Ni、Cu等的含量也有一定量的限制。 3． 高级优质钢： S≤% P≤%，其它杂技含量严格限制。
㈣ 按金相组织分：
1． 按平衡态或退火态组织分：亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢 2． 按正火组织分：P钢、F钢、M钢、A钢 3． 按加热和冷却时有无相变和时的金相组织分：
① F钢：加热冷却时，始终保持F组织 ② A钢：加热冷却时，始终保持A组织
③ 复相钢：如半F钢、半A钢，加热冷却时，部分发生α→γ相变，蓁始终保
持α（γ）基体组织
㈤ 按用途分：
C素钢： C素结构钢 建筑及工程用钢或构件用钢
机器制造用钢
C素工具钢
合金钢： 合金结构钢 建筑用钢或工程构件用钢(普低钢) 机器制造用钢： 调质钢
渗C钢 轴承钢 弹簧钢 易切削钢 超高强度钢
合金工具钢 量具钢
刃具钢 一般刃具钢
高速钢
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模具钢： 冷作模具钢
热作模具钢
耐冲击工具用钢
特殊性能用钢： 不锈耐酸钢
耐热钢：抗氧化钢
热强钢
耐磨钢 磁钢
低温用钢 等
依据分类标准不同，钢的分类方法有多种。如按化学成分不同，分为碳钢和合金钢，其中碳钢按碳含量又可分为低碳钢（wc≤%）、中碳钢（wc=%～%）、高碳钢（wc>%）；合金钢按合金元素含量也可分为低合金钢（w≤5%）、中合金钢（w=5%～10%）、高合金钢（w>10%）。按钢的质量等级分，有普通钢、优质钢和高级优质钢。按钢的主要用途分为结构钢（包括一般工程结构钢和机器零件结构钢）、工具钢（包括刀具、模具、量具）、特殊性能钢、专业用钢等。
我国关于钢分类的最新国家标准GB/T13304-91，是参照了国际标准ISO4948/1,4948/2而制订的。据此，钢的分类有两部分：第一部分按化学成分分类；第二部分按主要质量等级、主要性能及使用特性分类。图2-1为摘要归纳了新国标钢分类的关系。
钢 4
按化学成分 按主要质量等级分 普通质量非合金钢
非合金钢 优质非合金钢 特殊质量非合金钢
普通质量低合金钢
低合金钢 优质低合金钢
特殊质量低合金钢
按主要性能及使用特性分 以规定性能为主要特性的非合金钢 以规定碳含量为主要特性的非合金钢
其它非合金钢 低合金耐候钢
可焊接的低合金高强度结构钢 低合金钢专业用钢
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合金钢
优质合金钢 特殊质量合金钢
工程结构用合金钢 机械结构用合金钢 合金工具钢 特殊性能钢
图2-1 钢分类的关系图
①本图采用“非合金钢”一词代替传统的“碳素钢”。但在GB／T13304－91以前有关的技术标准中，均采用“碳素钢”， 故“碳素钢”名称仍将沿用一段时间。
②普通质量钢指生产过程中控制质量无特殊规定的、一般用途的钢；优质钢指生产过程中需按规定控制质量（如硫、磷
含量）的钢；特殊质量钢指生产过程中需严格控制质量和性能的钢。
二、 钢的编号方法
钢的种类很多，需要进行编号，编号原则：
根据GB221－79规定，由三大部分相结合组成：①化学元素符号 用以表示钢中所含化学元素种类（采用国际化学元素符号）；②汉语拼音字母 用以表示产品的名称、用途、冶炼方法等特点，常采用的缩写字母及涵义见表2-1；③阿拉伯数字 用以表示钢中主要化学元素含量（质量百分数）或产品的主要性能参数或代号。
表2-1 中国钢号所用汉语拼音缩写字母及涵义
编写字母 5
钢号 中 代表涵义 举例 缩写字母 钢号 中 代表涵义 举例
金属材料学第2
