第一章　鋼鐵及合金基礎知識

第一節　鋼鐵及合金的分類和編號

一、分類

1.鋼的分類

（1）按用途分　可分為結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼。

①結構鋼　按成分可分為碳素結構鋼和合金結構鋼兩類；按工藝可分為冷變形鋼、易切削鋼、調質鋼、非調質鋼、高強度馬氏體鋼、貝氏體鋼、雙相鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。

②工具鋼　按用途可分為刀具用鋼、模具用鋼和量具用鋼；按化學成分可分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。模具鋼按工作狀態又可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼。

③特殊性能鋼　可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。不銹鋼按組織可分為馬氏體不銹鋼［1Cr13、3Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2、9Cr18MoV等（Cr低C高）］、鐵素體不銹鋼［0Cr13、1Cr17、1Cr28、1Cr17Ti、1Cr25Ti等（Cr高C低）］、奧氏體不銹鋼（0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等）、雙相不銹鋼（0Cr21Ni5Mo2Ti、00Cr25Ni5Mn等）和沉淀硬化不銹鋼（17-7PH、17-4PH、PH15-7Mo等）耐熱鋼按性能可分為抗氧化鋼和熱強鋼；按組織可分為鐵素體耐熱鋼（0Cr13Al、1Cr17、2Cr25N等）、珠光體鐵素體耐熱鋼（15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2MoWVB、17CrMo1V等）、馬氏體耐熱鋼（1Cr13、1Cr11MoV、1Cr12WMoV、2Cr12NiMoWV、4Cr9、4Cr10Si2Mo等）、奧氏體耐熱鋼（0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo、5Cr21Mn9Ni4N、2Cr25Ni20等）。

（2）按化學成分分　可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼又可分為低碳鋼（wC≤0.25％）、中碳鋼（0.25％<wC≤0.6％）、高碳鋼（wC>0.6％）。合金鋼又可分為低合金鋼（合金元素含量w≤5％）、中合金鋼（合金元素含量5％<w≤10％）、高合金鋼（合金元素含量w>10％）。GB/T 13304—91中分為非合金鋼、低合金鋼、合金鋼三類。

（3）按顯微組織分

①根據平衡態或退火組織分為亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼和萊氏體鋼。

②根據正火組織分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。

③根據室溫組織分為鐵素體鋼、奧氏體鋼、馬氏體鋼和雙相鋼。

（4）按品級（主要是依據鋼中P、S等有害元素的含量）分　可分為普通鋼、優質鋼、高級優質鋼和特級優質鋼。

2.鑄鐵的分類

按照碳的存在形式可分為白口鑄鐵（滲碳體形式）、灰口鑄鐵（石墨形式）、麻口鑄鐵（兩種形式都有）。在實際運用中最常用的是灰口鑄鐵，根據石墨的形態又可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。

3.合金的分類

根據組成元素的數目可分為二元合金、三元合金和多元合金；根據結構可分為混合物合金（共熔混合物）、固溶體合金、金屬互化物合金。高溫合金按成分可分為鐵基、鎳基、鈷基，還有鉻基、鉬基等；按基本成形方式分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、焊接用高溫合金、粉末冶金高溫合金和彌散強化高溫合金。

二、編號

1.鋼的編號

我國的鋼材編號采用國際化學符號、漢語拼音字母和阿拉伯數字并用的原則。稀土元素含量不多但種類卻不少，因此用RE表示其總含量。產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，采用漢語拼音字母表示。采用漢語拼音字母，原則上只取一個，一般不超過兩個。

（1）普通碳素結構鋼

①由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以Q，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是MPa。例如，Q235表示屈服點為235MPa的碳素結構鋼。

②必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼；Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如，Q235-AF表示A級沸騰鋼。

③專門用途的碳素鋼，如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。

（2）優質碳素結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示。例如，平均碳含量為0.45％的鋼，鋼號為45，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。

②錳含量較高的優質碳素結構鋼，應將錳元素標出，如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，如平均碳含量為0.1％的半鎮靜鋼，其鋼號為10b。

（3）碳素工具鋼

①鋼號冠以T，以免與其他鋼類相混。

②鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如，T8表示平均碳含量為0.8％。

③錳含量較高者，在鋼號最后標出Mn，如T8Mn。

④高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母A，以示區別，如T8MnA。

（4）合金結構鋼

①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。

②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量<1.5％時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易導致混淆者，在元素符號后也可標以數字1，如鋼號12CrMoV和12Cr1MoV，前者鉻含量為0.4％～0.6％，后者為0.9％～1.2％，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5％、≥2.5％、≥3.5％等時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4等，如18Cr2Ni4WA。

③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁Al、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如，20MnVB中釩含量為0.07％～0.12％，硼含量為0.001％～0.005％。

④高級優質鋼應在鋼號最后加A，以區別于優質鋼。

⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用鋼30CrMnSi，鋼號表示為ML30CrMnSi。

（5）合金工具鋼和高速工具鋼

①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0％時，不標出碳含量，當平均碳含量<1.0％時，以千分之幾表示，如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數字前加0，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來，如Cr06。

③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如，鎢系高速鋼的鋼號表示為W18Cr4V。鋼號冠以字母C者，表示其碳含量高于未冠C的通用鋼號。

（6）滾動軸承鋼

①鋼號冠以字母G，表示滾動軸承鋼。

②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示，如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。

（7）不銹鋼和耐熱鋼

①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如，2Cr13的平均碳含量為0.2％。鋼中碳含量≤0.03％或≤0.08％者，鋼號前分別加00及0，如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。

（8）易切削鋼

①鋼號冠以Y，以區別于優質碳素結構鋼。

②字母Y后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示。例如，平均碳含量為0.3％的易切削鋼，其鋼號為Y30。

③錳含量較高者，也在鋼號后標出Mn，如Y40Mn。

（9）彈簧鋼　按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。

2.鑄鐵的編號

鑄鐵的牌號表示方法參見GB/T 5612—2008《鑄鐵牌號表示方法》。鑄鐵基本代號由表示該鑄鐵特征的漢語拼音的第一個大寫字母組成，當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時，可在該大寫字母后加小寫字母來區別。當要表示鑄鐵組織特征或特殊性能時，代表鑄鐵組織特征或特殊性能的漢語拼音的第一個大寫字母排列在基本代號的后面，如HT代表灰鑄鐵，HTS代表耐蝕灰鑄鐵。

以化學成分表示鑄鐵牌號時，合金元素符號及名義含量排在鑄鐵代號之后，按元素含量遞減次序排列。常規元素（碳、硅、錳、硫、磷）只在有特殊作用時才標注，合金元素名義含量數值修約按GB/T 8170執行，如HTSSi15Cr4RE。

以力學性能表示鑄鐵牌號時，力學性能值排在鑄鐵代號及合金元素符號之后，與合金元素符號和含量之間用“-”隔開。力學性能第一組數字表示抗拉強度（MPa），第二組數字表示伸長率（％），兩組數字間用“-”隔開，如QT400-18。也有只用抗拉強度一組數字表示的。

3.高溫合金的編號

采用字母前綴和阿拉伯數字的表示方法。變形高溫合金用GH表示，等軸晶鑄造高溫合金用K表示，定向凝固柱晶高溫合金用DZ表示，單晶高溫合金用DD表示，焊接用高溫合金絲用HGH表示，粉末冶金高溫合金用FGH表示，彌散強化高溫合金用MGH表示，金屬間化合物高溫材料用JG表示。

阿拉伯數字的表示方法分為兩類。變形高溫合金和焊接用高溫合金絲牌號中有四位阿拉伯數字，第一位表示合金的分類號，第二位至第四位表示合金的編號，不足三位的合金編號用數字0補齊，0放在第一位表示分類號的數字與合金編號之間。鑄造高溫合金一般用三位阿拉伯數字表示，其余類型高溫合金和金屬間化合物高溫材料用四位阿拉伯數字表示。詳細編號參照GB/T 14992—2005《高溫合金及金屬間化合物高溫材料的分類和牌號》。

三、鋼鐵及合金牌號統一數字代號體系

2014年9月1日中國國家標準化管理委員會發布了GB/T 17616—2013《鋼鐵及合金牌號統一數字代號體系》，與現行GB/T 221—2000《鋼鐵產品牌號表示方法》并用。其中統一數字代號由固定的六位符號組成，左邊首位用大寫的拉丁字母作前綴，后接五位阿拉伯數字，字母和數字之間應無間隙排列。統一數字代號的結構形式如下：

鋼鐵及合金的分類和編組主要按其基本成分、特性和用途，同時兼顧我國現有的習慣。詳細編號規則見標準。例如，GCr15和HT100按照該標準統一數字代號分別為B00150和C00100。