钢种举例 Q345C 20CrMnTi
数字表示含碳量的万分数，化学元 素符号表示主加元素，后面的数字 表示所加元素的百分数
40Cr 60Si2Mn
G表示滚动轴承钢，数字表示含铬量 的千分数
GCr15 W18Cr4V
数字表示含碳量的千分数，化学元素 符号表示主加元素，后面的数字表示 所加元素的百分数
Cr12 9SiCr 1Cr17
根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下： 钢类 P 碳 素 钢 S P 合 金 钢 S
普通质量钢 优 质 钢 高级优质钢
特级优质钢
≤0.045 ≤0.035 ≤0.030
≤0.025
≤0.045 ≤0.035 ≤0.030
≤0.020
≤0.045 ≤0.035 ≤0.025
≤0.025
≤0.045 ≤0.035 ≤0.025
● 与碳作用形成合金碳化物如
(Fe，Mn)3C
●
单独形成特殊碳化物，如TiC、NbC、VC，具有
高熔点、高硬度、高耐磨的性能，且稳定性极高。
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
（一）合金元素在钢中的主要作用 3、细晶强化作用 除了Mn、P促使奥氏体晶粒长大外，其余合金 元素均有细化晶粒的作用。 尤其是特殊碳化物，如TiC、NbC、VC，在钢中弥散 分布，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大，显著细化晶粒。
Q235
用于制造受力不 大的零件，如螺 钉、螺母、垫圈 等，焊接件、冲 压件及桥梁建设 等金属结构件。
0.30.80
0.400.70 0.50.8
Q275
0.4
0.045
275
用于制造承受中 等载荷的零件， 如小轴、销子、 20 连杆、农机零件 等。
24
§6-1 工业用钢
一、 碳素钢 3、碳钢的牌号和用途
性能：①较高的强度、屈强比、塑、韧性（Me）；
②良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳）；
③含有耐大气和海水腐蚀的元素（Cu、P）。
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
1、常存杂质元素对钢的性能的影响
（1）锰（Mn）：钢中有益元素,来源于炼钢原料。
作用：脱氧、去硫、固溶强化 含量：一般Mn0.25-0.80%。 （2）硅（ Si ）:钢中有益元素,来源于炼钢原料。 作用：固溶强化、脱氧。 含量：一般Si＜0.4%。
§6-1 工业用钢
一、 碳素钢（含碳量低于2.11%的铁碳合金） 1、常存杂质元素对钢的性能的影响
（一）合金元素在钢中的主要作用 5、提高钢的红硬性 红硬性：工具钢在高温下保持高硬度的能力。
●
提高钢的回火稳定性（回火抗力）：淬火钢回火 时抵抗软化的能力。 有：Cr Mo W V Nb Si
●
产生二次硬化：Mo W
V
Ti等合金元素使钢在
500—600℃回火时硬度升高。
二、 合金钢
5、 提 高 钢 的 红 硬 性
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
普通低合金钢 合金渗碳钢 合金调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢
（二）合金钢的分类与牌号
1、分类 按 用 途 分 类
合金结构钢
刃具钢 合金钢 合金工具钢 模具钢 量具钢 不锈钢 特殊性能钢 耐热钢 耐磨钢
二、 合金钢
1、分类 按 合 金 元 素 含 量 分 类
§6-1 工业用钢
§6-1 工业用钢
化学成分（质量分数）% 质量 脱氧 Si S P 方法 牌号 等级 C Mn 不大于 0.14～ 0.30～ A 0.22 0.65 F、b、 0.045 0.045 Z 0.14～ 0.30～ B 0.035 Q235 0.20 0.70 0.045 0.040 C ≤0.18 Z 0.35～ D Q255 ≤0.17 0.80 0.035 0.30 TZ 0.045
2）优质碳素结构钢
牌号：为两位数字, 表示钢平均含碳量的万分
之几。
如：45钢
(平均含碳量0.45%C)
若Mn含量较高（0.7%-1.2%）时,牌号后加Mn。 如：20Mn、65Mn等。
§6-1 工业用钢
一、 碳素钢 3、碳钢的牌号和用途 2）优质碳素结构钢
常用优质碳素结构的性能与用途 牌号 性能 用途
用于建筑结构，适合焊接、 铆接、栓接等。
普通碳素结构钢的性能与用途
化学成分/%
牌号 等 级 C 0.060.12 A Q215 B 0.090.15 Mn 0.250.50 Si ≤ S P
力学性能
б s/ Mpa б b/M δ 应用举例 pa /% 315390
Q195
0.3
0.3
0.05
0.05 0.045
牌号 T8 T10 T12
C
0.75～ ≤0.4 0.84 0 0.95～ ≤0.4 1.04 0 1.15～ ≤0.4 1.24 0
780～ 0.035 800 760～ 0.035 780 760～ 0.035 780
§6-1 工业用钢
一、 碳素钢
3、碳钢的牌号和用途
4）铸造碳钢
铸钢是将冶炼的钢水直接铸造成形为零件而不 需锻轧成形的钢种。
(3) 硫（S）:有害元素。生铁和燃料带来。不能除净。 会产生热脆（使钢在高温时沿着晶界开裂）。 避免热脆方法:1)控制[S] 。2)增加[Mn],Mn+S--MnS
熔点高(1620℃),颗粒状分布在晶粒内,高温下有一定塑
性,避免发生热脆。 (4) 磷（P）:有害元素。生铁和燃料带来。不能除净。 会产生冷脆（常温下塑性降低，并使得钢的焊接性能下 降）。应严格控制[P]。
0.045
0.045
195
33
31
A
B C D Q255 A B
0.140.22
0.120.20 ≤0.18 ≤0.17 0.180.28 0.280.38
0.30.65
0.30.70 0.03 5
0.05
0.045 0.045 0.04 0.035 0.3 0.05 0.045 0.035 0.045 255 410510 490610 0.04 235 375460 26
用铸铁难满足性能要求的,可用铸造碳钢。
一、 碳素钢
§6-1 工业用钢
3、碳钢的牌号和用途
4） 铸 造 碳 钢
一、 碳素钢
§6-1 工业用钢
铸钢的分类与编号
3、碳钢的牌号和用途
化学成分（质量分数）% 铸钢牌 号 ZG230450 C Si Mn P、S 力学性能（≥） α K/ σ b/ σ s/ δ 5/ J/c MPa MPa % m2 450 0.50 230 22 45 应用举例
钢或高级优质钢。
§6-1 工业用钢
一、 碳素钢
(4)按冶炼方法分 转炉钢
按 炉 别 分
转炉炼钢
电炉钢
沸腾钢：脱氧不充分，浇注时C与O反应发生
(F) 沸腾。这种钢成材率高，但不致密。
按脱氧程度分
镇静钢:脱氧充分，组织致密，成材率低。
(b)
半镇静钢：介于前两者之间。
(Z)
一、 碳素钢 3、碳钢的牌号和用途
A B
0.18～ 0.28
0.40～ 0.70
0.050 0.045
F、b、 Z
一、 碳素钢
§6-1 工业用钢
3、碳钢的牌号和用途 我国钢的编号方法:汉语拼音字母、化学元素符 号和阿拉伯数字相结合的方法。
1）普通碳素结构钢
牌号：Q+屈服强度值+质量等级+脱氧方法（F、b、
Z、TZ）四部分顺序组成。
合金钢 ：在碳钢的基础上，加入某些合金
元素而得到的钢。
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
（一）合金元素在钢中的主要作用 1、固溶强化作用
合金元素溶入铁素体后，形成合金铁素体,产生固溶强化， 使铁素体的强度、硬度提高，但塑性、韧性都有下降趋势。
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
（一）合金元素在钢中的主要作用 2、碳化物弥散强化作用
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
（一）合金元素在钢中的主要作用 4、提高钢的淬透性
除Co外，合金元素的加 入使C曲线右移。即增大过 冷A的稳定性，提高钢的淬
透性。
增强淬透性常用的元素有: Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。
合金元素还可能使C曲线形状发生改变，甚至出现两组C曲线。
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
0.3
轧钢机架、车 辆摇枕
ZG270500
ZG310570
0.4
0.90
0.04
500
270
18
35
飞轮、汽缸、 齿轮、轴承箱
联轴器、重载 机架
0.5 0.60
570
310
15
30
§6-1 工业用钢
二、 合金钢
碳钢：价格低，但力学性能低，淬透性低， 回火抗力差，不能满足特殊性能要求（如耐热、
耐低温、耐蚀等）。
数字表示含碳量的千分数，化学元素 符号表示主加元素，后面的数字表示 所加元素的百分数
1Cr11MoV ZGMn13
二、 合金钢
§6-1 工业用钢
（三）合金结构钢
1、低合金高强度结构钢 成分：C<0.2%，Me%<3%，主加元素Mn
用途：桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油
输气管道、大型钢结构等。
08F、10 塑性好、强度低
15、20、 钢渗碳后，表面可获得高硬度、 25 高耐磨性，心部良好塑韧性 55、60 以上钢 适当热处理后有高耐磨性、弹性 极限和强度
薄钢板、冷冲压 件、容器
齿轮、连杆、轴 类零件 弹簧、钢轨、车 轮、钢丝绳等
§6-1 工业用钢
一、 碳素钢