高压厚
压容器 (400~5 60 C)
油罐
构、起重
架
大型船 车辆
壁容器
机械
舶
(<500C)
调质钢
钢
碳素钢 合金钢
合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢
工程结构钢 机器结构钢
调质钢 渗碳钢 弹簧钢 轴承钢
成分特点
• 中含碳量（wc=0.30~0.50%） • 添加Cr、Ni、Mn、Si增加淬透性，
固溶强化 • 添加少量Mo、W、V等细化晶粒，
优质碳素结构钢
钢
碳素钢 合金钢
碳素工具钢 铸造碳钢
牌号：Ｑ２３５-Ｂ·b
屈 屈服点 s
脱氧方法：Ｆ—沸腾钢；b—半镇静钢 质量等级：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
wc＝0.06-0.38%
常用热处理：一般不热处理，直接使用
Q235-AF
A级沸腾钢
主要牌号及应用
牌号
主要 应用 举例
Q195
Q215
受载荷较小的钢 铆钉、短轴、拉
用途
建筑、船舶、桥梁、 运输工具、高压容 器、军工
我国几种低合金高强度钢的用途
级 300MPa 别
350MPa
400MPa
450MPa
500MPa
650MP a
牌 12Mn 09MnN
号
b
16Mn
12MnPRe 16MnNb 10MnNbRe 14MnVTiRe 15MnVN 14MnMo 18MnMoNb 14CrMnM
wc＝0.05-0.75%
常用热处理：正火、调质、淬火、回火、渗碳
随含C量提高，强度增 大，塑性降低 性能调节方法：渗碳、 回火
主要牌号、性能及应用
牌号 性能 特点
应用 举例
08F、10 强度低、塑 性好
冷冲压件、 焊接件
15、20 、25 （碳素渗碳钢）
强度较低、塑性韧性 较好 渗碳后获得表面硬度 高、心部韧性好的零 件
低合金结构钢 造船用钢 锅炉用钢 耐候钢
调质钢 渗碳钢 弹簧钢 轴承钢
工程结构钢
成分特点
• 低含碳量（wc<0.2%） • 根据不同要求添加合金
元素，总量<3%
钢 碳素钢 合金钢
合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢
工程结构钢 机器结构钢
性能要求
• 一定的综合力学性能和屈强比 • 良好的压力加工和焊接性能 • 耐侯性和耐冷脆性
碳素工具钢
碳素结构钢
优质碳素结构钢
钢
碳素钢 合金钢
碳素工具钢 铸造碳钢
牌号：T10A
碳
平均含碳量的千分数。数字后加A表示高级优质碳素工具钢
P、S含量低于一般优质碳素工具钢
wc＝0.65-1.35%
常用热处理：球化退火、淬火、低温回火
T8MnA，含C%=0.8%、含Mn、 高级
主要牌号：T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13
成分特点
• 低含碳量(wc=0.10~0.25%) • 添加Cr、Ni、Mn、B增加淬透性，
负载不大的轴、销、 齿轮、垫片及渗碳件
30、35 、40 、45 、50 （碳素调质钢）
强度、塑性、韧性配合 较好 经调质后可获得优良的 综合力学性能
轴类、齿轮、紧固件、 要求不高的表面淬火件
55、60 、65 、65Mn （碳素弹簧钢）
强度高、塑性低
淬火中温回火处理后 有较好的弹性
简单的耐磨件、简单 的弹簧、钢丝绳等
合金钢
主要合金元素 Al、Co、Si、Cu、Mo、Ni、Cr、Mn
合金元素的主要作用 • 细化晶粒 • 固溶强化（形成合金渗碳体或特殊碳化物） • 提高淬透性 • 提高回火稳定性 • 获得室温奥氏体（奥氏体不锈钢）
合金钢
合金结构钢
碳素钢 钢
合金钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
合金工具钢
特殊性能钢
工程结构钢
机器结构钢 刃具钢 模具钢 量具钢 高强度钢 耐蚀钢 耐热钢 耐磨钢 易切削钢
VBRe
oVB
船舶、 桥梁、 船舶、桥 建筑结 桥梁、 港口工 桥梁、 大型焊 中温高 锅炉、 中温高
用 低压 车辆 梁、车辆、 构、船
途 锅炉、
大型容器、 舶、化
容器、
大型钢结 工容器
起重 机
程结构、 高压容 接结构、压容器 化工、
造船、 器、电 大桥、 (<500 石油的
石油井 站设备、 造船、 C)
丝、开口销、钉子、 杆、垫圈、渗碳
拉杆、焊接件
件、焊接件
Q235
连杆、螺栓、螺母、轴 类支架、角钢、槽钢、 工字钢、圆钢、焊接件
Q255
轴类、吊 钩、型钢
Q275
轴、 齿轮
优质碳素结构钢
钢
碳素钢 合金钢
碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢 铸造碳钢
牌号：45
平均含碳量的万分数。数字后加F表示沸腾钢 加Mn表示含Mn量较高。
性能特点：热处理后，硬度、耐磨性高；塑性、韧性低；淬透性差 主要应用：小截面刃具、模具
铸造碳钢
碳素结构钢
优质碳素结构钢
钢
碳素钢 合金钢
碳素工具钢 铸造碳钢
牌号：ZG200-400
铸钢 s b
wc＝0.15-0.60%
主要牌号：ZG200-400, ZG230-450, ZG270-500, ZG310-570, ZG340-640 主要应用：形状复杂、力学性能要求高、铸铁难以满足的零件
按成分分类
低碳钢 wc0.25%
中碳钢
wc＝0.25 -0.60%
高碳钢 wc>0.60%
普通质量钢
wS0.050% wP0.045%
优质钢
wS0.035% wP0.035%
高级优质钢
wS0.020% wP0.030%
按用途分类
碳素钢
碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢 铸造碳钢
碳素结构钢
碳素结构钢
提高回火稳定性
性能要求
• 优良的综合力学性能 • 良好的淬透性
用途
轴、杆类零件、 齿轮、链条等
主要热处理：淬火+高温回火
牌
40Cr
号
用 轴类、连杆螺 途 栓、进气阀、
重要齿轮
常用合金调质钢的牌号及其用途(轴)
40MnB
35CrMo
40CrNi
40CrNiMoA 40CrMnMo 45CrNiMoVA
中小截 大截面齿轮、 强度高、韧性好 大截面受冲击 大截面重 高强度高弹
面调质 重型传动轴、 的零件，如轴、 零件，如偏心 负荷齿轮、 性零件，如
件
大电机主轴 齿轮、链条
轴、曲轴
轴
车辆扭力轴
渗碳钢
钢
碳素钢 合金钢
合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢
工程结构钢 机器结构钢
调质钢 渗碳钢 弹簧钢 轴承钢
第五章 常用结构材料简介
金属材料
金属材料简介
碳素结构钢
优质碳素结构钢
黑 色
钢
碳素钢 合金钢
碳素工具钢 铸造碳钢
金
属
灰口铸铁
金
材 料
铁 白口铸铁
属 材
球墨铸铁……
料
有
色
金 属
Cu、 Al、Ti、Mg合金
材
料
碳素钢
成分(GB/T 13304-91)
合金元素
Cr
Mn Mo Ni
Si
Ti
W
V
最大含量／wt.％ 0.30 1.00 0.05 0.30 0.50 0.05 0.10 0.04