钢材知识大全：黑色金属、钢与有色金属的分类及用途

全面的钢材知识

第一章 钢的分类

1. 黑色金属、钢铁和有色金属

在介绍钢材的分类之前，我们先简单介绍一下黑色金属、钢铁和有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁是以铁和碳为主要添加元素的合金，统称铁碳合金。

生铁是指铁矿石在高炉中冶炼后制成的产品，主要用于炼钢和制造铸件。

将铸造生铁放入熔铁炉内熔化，就得到铸铁（液体）。再将液态的铸铁倒入铸件中，这种铸铁就称为铸铁件。

铁合金是由铁和硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢过程中作为脱氧剂和合金元素添加剂使用。

2、将炼钢用的生铁投入炼钢炉，按照一定的工艺熔化，就得到了钢。钢铁制品包括钢锭、连铸坯和直接浇铸的各种钢铸件。通常所说的钢是指轧制成各种钢铁制品的钢。钢属于黑色金属，但钢并不完全等于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属，是指黑色金属以外的金属及合金，如铜、锡、铅、锌、铝、黄铜、青铜、铝合金、轴承合金等。此外，铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等也有工业用途。这些金属主要用作合金添加剂，改善金属的性能。其中，钨、钛、钼等多用于生产切削刀具用硬质合金。

以上所有有色金属都称为工业金属。此外，还有贵金属：铂、金、银等，以及稀有金属，包括放射性铀、镭等。

2. 钢材的分类

钢是含碳量在0.04%～2.3%之间的铁碳合金。为保证其韧性和塑性，含碳量一般不大于1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法很多，主要有以下几种：

1.按品质分类

（1）普通钢（P≤0.045%、S≤0.050%）

（2）优质钢（P、S均≤0.035%）

（3）优质钢（P≤0.035%、S≤0.030%）

2、按化学成分分类

（1）碳钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25～0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。

（2）合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量>5～10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。

3、按成型方法分类：（1）锻钢；（2）铸钢；（3）热轧钢；（4）冷拉钢。

4、按金相组织分类

（1）退火状态：a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

（2）正火状态下：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

（3）无相变或部分相变

5.按用途分类

（1）建筑工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋。

（2）结构钢

a.机械制造用钢：（a）调质结构钢；（b）表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨浸渍钢、表面硬化钢；（c）易切削结构钢；（d）冷塑性成型钢：包括冷冲压钢、冷镦钢。

b.弹簧钢

c.轴承钢

（3）工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

（4）特殊性能钢：a.不锈耐酸钢b.耐热钢（包括抗氧化钢、耐热钢、阀门钢）c.电加热合金钢；d.耐磨钢；e.低温钢；f.电工钢

（5）专用钢——如桥梁、船舶、锅炉、压力容器、农业机械用钢等。

6.综合分类

（1）普通钢

.碳素结构钢：（a）Q195；（b）Q215（A、B）；（c）Q235（A、B、C）；（d）Q255（A、B）；（e）Q275。

b.低合金结构钢

c.特定用途的普通结构钢

（2）优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：（a）优质碳素结构钢；（b）合金结构钢；（c）弹簧钢；（d）易切削钢；（e）轴承钢；（f）特殊用途的优质结构钢。

b.工具钢：（a）碳素工具钢；（b）合金工具钢；（c）高速工具钢。

c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电加热合金钢；(d)电工钢；(e)高锰耐磨钢。

7.按冶炼方法分类

（1）按炉型分

a.平炉钢：（a）酸性平炉钢；（b）碱性平炉钢。

b. 转炉钢水：(a)酸性转炉钢水；(b)碱性转炉钢水。或(a)底吹转炉钢水；(b)侧吹转炉钢水；(c)顶吹转炉钢水。

c.电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

（2）按脱氧程度和铸造制度分

a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。

第二章：我国钢材牌号表示方法

1、我国钢号表示方法概述

钢号简称钢号，是赋予每一种具体的钢铁产品的名称，是人们认识钢铁的通用语言。我国的钢号表示方法，是依据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）制定的，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的表示方法。即：

①钢号中的化学元素采用国际化学符号表示，例如Si、Mn、Cr等。混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。

②产品名称、用途、冶炼和铸造方法等一般用汉语拼音缩写表示，见表。

③钢中主要化学元素的含量（%）用阿拉伯数字表示。

2、我国钢号表示方法的分类

1.碳素结构钢

①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。钢号前加“Q”，表示该钢的屈服点，后面的数字表示屈服点值，单位为MPa。例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。

②必要时，钢号后可加表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号为A、B、C、D。脱氧方法符号：F代表沸腾钢；b代表半镇静钢；Z代表镇静钢；TZ代表特殊镇静钢。镇静钢可以不标，即不标Z和TZ。例如Q235-AF代表A级沸腾钢。

③特殊用途的碳素钢，如桥梁钢、船体钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号末尾附加表示用途的字母。

2.优质碳素结构钢

①钢号前两位数字表示该钢的含碳量，以平均含碳量的万分之一表示。例如平均含碳量为0.45%的钢，钢号为“45”。它不是序列号，所以不能读成45号钢。

②对于锰含量较高的优质碳素结构钢，应标明锰元素，例如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢和特殊用途的优质碳素结构钢，应在钢号末尾专门标明。例如平均含碳量为0.1%的半镇静钢，钢号为10b。

3.碳素工具钢

① 为避免与其他钢材类型混淆，在钢号前冠以“T”。

②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

③对于锰含量较高的钢，在钢号末尾标明“Mn”，例如“T8Mn”。

④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量比一般优质碳素工具钢低，在钢号末尾加字母“A”以示区别，例如“T8MnA”。

4.易切削钢

①钢号前冠以“Y”，以与优质碳素结构钢相区别。

②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之一表示。例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，钢号为“Y30”。

③对于锰含量较高的钢，在钢号后也标示“Mn”，例如“Y40Mn”。

5.合金结构钢

①钢号前两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之一表示，例如40Cr。

②钢中主要合金元素，除某些微合金元素外，一般都用百分比表示。当平均合金元素含量小于1.5%时，钢号一般只标明元素符号，不标明含量。但在可能引起混淆的特殊情况下，也可在元素符号后标明数字“1”。例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4～0.6%，后者铬含量为0.9～1.2%，其余成分相同。当平均合金元素含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%等时，应在元素符号后标明数字“1”。

标明含量，可用2、3、4等表示。例如：18Cr2Ni4WA。

③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素均属微合金元素，虽然含量很低，但仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。

钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。

④高级优质钢应在钢号末尾加“A”，以与一般优质钢相区别。

⑤特殊用途的合金结构钢，在钢号前冠以(或后缀)代表该钢用途的符号。例如用于铆钉、螺钉的30CrMnSi钢，用钢号ML30CrMnSi表示。

6.低合金高强度钢

①钢号的表示方法与合金结构钢基本相同。

②对于专业用低合金高强度钢，应在钢号末尾注明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，用于汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，用于压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7.弹簧钢

弹簧钢按其化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两大类，前者的钢号表示方法与优质碳素结构钢基本相同，后者的钢号表示方法与合金结构钢基本相同。

8.滚动轴承钢

①钢号中字母“G”表示滚动轴承钢。

②高碳铬轴承钢不标出碳含量，铬含量以千分之一表示，例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法与合金结构钢基本相同。

9.合金工具钢、高速工具钢

①合金工具钢平均碳含量≥1.0%时，不标明碳含量；平均碳含量<1.0%时，以千分之一表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、

3Cr2W8V。

②钢中合金元素含量的表示方法与合金结构钢基本相同。但对于铬含量较低的合金工具钢钢种，铬含量以千分之一表示，且

在表示含量的数字前加“0”，以区别于一般用百分比来表示元素含量的方法，例如Cr06。

③高速工具钢的钢号一般不标明碳含量，只标明各种合金元素的平均百分比，例如钨高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。

钢号前缀有“C”字样的，表示该钢号的碳含量比不带“C”的一般钢号高。

10.不锈钢、耐热钢

①钢号中碳含量以千分之一表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%；若钢中碳含量≤0.03%或≤0.08%，则在钢号前加“

“00”和“0”，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。

②钢中主要合金元素均以百分比表示，而钛、铌、锆、氮等则按上述合金结构钢中微合金元素的表示方法标记。

11.焊条钢

在钢号前加字母“H”，以区别于其他钢材，如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，以区别于不锈钢“2Cr13”。

12、电工用硅钢

①钢号由字母和数字组成，钢号首字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。

②字母后的数字代表100乘以铁损值（W/kg）。

③钢号末尾加字母“G”时，表示以高频率进行试验；若不加“G”，则表示以50次循环频率进行试验。

例如钢号DW470表示频率50Hz电工用冷轧无取向硅钢产品单位重量铁损最大为4.7W/kg。

13. 电工用纯铁

①其品牌名称由字母“DT”和数字组成，“DT”代表电工纯铁，数字代表不同品牌的序列号，如DT3。

②数字后加字母表示电磁性能：A-高级、E-特殊、C-超级，例如DT8A。

第三章 钢的分类

钢材按外观可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。为了方便采购、订货和管理，我国目前将钢材分为16类：

类别 品种 描述

重型型钢轨 每米重量超过30公斤的钢轨（包括起重机轨道）

每米重量小于或等于30公斤的轻轨

大型钢材普通钢材圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边

还有不等边角钢、螺纹钢等。按尺寸可分为大、中、小

中钢

小钢

线径5-10mm的圆钢及盘条

冷弯型钢是用冷弯钢材或钢带制成的型钢。

优质型材优质钢材圆钢、方钢、扁钢、六角钢等。

其他钢铁产品包括重轨部件、车轴毛坯、轮箍等。

板材 薄钢板 厚度小于或等于4mm的钢板

厚钢板是厚度大于4毫米的钢板。

可分为中板（厚度大于4mm而小于20mm）、厚板（厚度大于20mm而小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）。

钢带，也称为带钢，实际上是一种长而窄、以卷材形式供应的薄钢板。

电工硅钢片又称硅钢片或硅钢片

无缝钢管是通过热轧、热轧-冷拔或挤压生产的壁无缝钢管。

焊接钢管是将钢板或钢带卷曲后再焊接制成的钢管

金属制品 金属制品包括钢丝、钢绳、钢绞线等。

第四章 钢材的尺寸和重量

1.钢材长度尺寸

钢材的长度尺寸是各类钢铁产品的最基本尺寸，指钢材的长度、宽度、高度、直径、半径、内径、外径、壁厚等。钢材长度的法定计量单位有米（m）、厘米（cm）、毫米（mm），现行惯例中也有用英寸（〃）表示的，但不是法定计量单位。

1.钢材范围及尺寸

规定钢材尺寸范围是节省材料的有效措施。范围尺寸是指长度或长宽比不小于一定的尺寸，或者长度或长宽比在一定的尺寸范围内。生产单位可按此尺寸要求生产供应。

2. 不固定大小（通常长度）

凡是在标准范围内，但不要求固定尺寸的产品尺寸（长度或宽度）都称为可变长度。可变长度也叫正常长度（全长）。以可变长度交货的金属材料，只要在规定的长度范围内，都可以交货。例如不大于25mm的普通圆钢，其正常长度为4-10m，因此在这个长度范围内的圆钢都可以交货。

3. 固定长度

按订单要求截成固定尺寸交货叫定长交货。按定长交货时，交货的金属材料必须具有订货合同中需方规定的长度。例如，合同规定按5m定长交货，则交货的材料必须全部为5m长，短于5m或长于5m的材料都是不合格的。但现实中不可能全部交货的材料都是5m长，所以规定允许有正偏差，但不允许有负偏差。

4. 双倍大小

按订货要求切成整数倍的固定尺寸称为倍数长度。按倍数长度交货时，交货的金属材料长度必须是需方在订货合同中规定的长度（称为单根长度）（加上锯口）的整数倍。例如，需方在订货合同中要求单根长度为2m，则切成双倍长度时的长度为4m，切成三倍长度时的长度为6m，分别加上一个或两个锯口。锯口在标准中有规定。按倍数长度交货时，只允许有正偏差，不允许有负偏差。

5. 短尺

长度小于标准规定的不规则长度下限，但不小于最小允许长度。例如，水、气输送钢管标准规定，每批允许有10%（按管根计算）的长度为2-4m的短长度钢管。4m为不规则长度的下限，最小允许长度为2m。

6. 窄尺

小于标准规定的不定宽度下限但不小于允许的最窄宽度的宽度称为窄轨。

按窄长交货时，必须注意相关标准规定的窄长率和最窄长度。

2. 钢材长度尺寸示例

1. 钢材长度

（1）火车轨道的标准长度为12.5m、25m。

（二）圆钢、盘条、钢丝的尺寸均以直径d毫米（mm）为单位。

（3）方钢尺寸以边长a的毫米（mm）为单位标定。

⑷ 六角钢、八角钢的尺寸均以对边距离s的毫米（mm）为单位进行标定。

⑸ 扁钢的尺寸以宽度b、厚度d的毫米（mm）为单位标定。

⑹工字钢、槽钢尺寸以腰高h、腿宽b、腰厚d的毫米（mm）为单位标定。

⑺等边角钢尺寸以等边边宽b、边厚d的毫米数（mm）标注，不等边角钢尺寸以边宽B、b、边厚d的毫米数（mm）标注。

⑻H型钢的尺寸以腹板高度h、翼缘宽度b、腹板厚度t1、翼缘厚度t2的毫米（mm）为单位标定。

2.钢板、钢带的长度和尺寸

（1）一般以钢板厚度d（单位为毫米（mm））来标定，钢带以钢带宽度b、厚度d（单位为毫米（mm））来标定。

（2）单张钢板有规定的不同尺寸，如热轧钢板有：宽度600×长度2000 mm的1mm厚钢板；650×2000 mm；700×1420 mm；750×1500 mm；900×1800 mm；1000×2000 mm等。

3.钢管长度

（1）一般以钢管外径D、内径、壁厚S的毫米（mm）为单位标定。

（2）每种钢管的规定尺寸都不一样。例如无缝钢管外径为50mm，壁厚有2.5-10mm共15种；或同壁厚的钢管外径为5mm，外径有32-195mm共29种。例如公称直径为25mm的焊接钢管，壁厚为普通钢管3.25mm，加厚钢管4mm。

3. 钢重量

1.钢材理论重量

钢材的理论重量是根据钢材的公称尺寸和密度（以前称为比重）计算出来的重量。这与钢材的长度、截面积和尺寸公差有直接关系。由于钢材在制造过程中存在公差，通过公式计算出来的理论重量与实际重量有些出入，因此仅作为估算的参考。

2.钢材实际重量

钢材的实际重量是指通过实际称量（过磅）得到的钢材的重量，叫实际重量，实际重量比理论重量准确。

3、钢材重量计算方法

（1）毛重是“净重”的对称，是钢材本身重量加上包装材料的重量之和。运输公司都是按照毛重来计算运费的，而钢材的购销都是按照净重来计算的。

（2）净重是“毛重”的对称，钢材的毛重扣除包装材料的重量即实际重量，称为净重。在钢材购销中，一般都以净重来计算。

（3）皮重：钢制包装材料的重量叫皮重。

⑷ 重量吨是按照钢材毛重计算运费时使用的重量单位，法定计量单位为吨（1000kg）、长吨（英国重量单位1016.16kg）、短吨（美国重量单位907.18kg）。

⑸计费重量也称“计费吨”或“货运吨”。交通运输部门收取货运费的钢材重量。不同的运输方式有不同的计算标准和方法。例如，铁路车辆运输，一般以所用货车的标载重量作为计费重量。公路运输，则结合车辆载重量吨位收取运费。铁路、公路零担，以毛重一定公斤为最低计费重量，不足毛重则四舍五入。

4、钢材理论重量计算

钢材理论重量的计算单位是公斤（kg），基本公式为：

W（重量，kg）=F（截面积，mm2）×L（长度，m）×ρ（密度，g/cm3）×1/1000

钢的密度为：7.85g/cm3