钢材及其分类
炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯,钢锭或钢坯经压力加工成钢材(钢铁产品)。钢材种类很多,一般可分为型、板、管和丝四大类。
1、型钢类
型钢品种很多,是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢;后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。
2、钢板类
是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板(厚度<4mm)、中板(厚度4-25mm)和厚板(厚度>25mm)三种。钢带包括在钢板类内。
3、钢管类
是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。
4、钢丝类
钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外,还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。
分类方法
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分类名称
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说 明
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1.按化学
成分分
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(1)碳素钢
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碳素钢是指钢中除铁、碳外,还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金,按其含碳量的不同可分为:
1)低碳钢——含碳量wc≤0.25%
2)中碳钢——含碳量wc>0.25%~0.60%
3)高碳钢——含碳量wc>0.60%
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(2)合金钢
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为了改善钢的性能,在冶炼碳素钢的基础上,加入一些合金元素而炼成的钢,如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量,可分为:
1)低合金钢——合金元素的总含量≤5%
2)中合金钢——合金元素的总含量5%~10%
3)高合金钢——合金元素的总含量>10%
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2.按冶炼
设备分
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(1)转炉钢
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用转炉吹炼的钢,可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢;根据炉衬的不同,又分酸性和碱性两种
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(2)平炉钢
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用平炉炼制的钢,按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种,一般平炉钢多为碱性
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(3)电炉钢
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用电炉炼制的钢,有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的,是碱性电弧炉钢
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3.按浇注
前脱氧程
度分
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(1)沸腾钢
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属脱氧不完全的钢,浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好;缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差,一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板
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(2)镇静钢
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属脱氧完全的钢,浇注时在钢锭模里钢液镇静,没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀;缺点是金属的收得率低,成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢
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(3)半镇静钢
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脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,因生产较难控制.目前产量较少
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4.按钢的
品质分
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(1)普通钢
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钢中含杂质元素较多,含硫量ws一般≤O.05%,含磷量wP≤0.045%,如碳素结构钢、低合金结构钢等
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(2)优质钢
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钢中含杂质元素较少,含硫及磷量ws、wp,一般均≤0.04%,如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等
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(3)高级优质钢
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钢中含杂质元素极少,含硫量ws一般≤O.03%,含磷量wP≤0.035%,如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面,通常加符号“A”或汉字“高”,以便识别
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5.按钢的
用途分
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(1)结构钢
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1)建筑及工程用结构钢——简称建造用钢,它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等
2)机械制造用结构钢——是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢,主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等
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(2)工具钢
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一般用于制造各种工具,如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢
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(3)特殊钢
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具有特殊性能的钢,如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等
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(4)专业用钢
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这是指各个工业部门专业用途的钢,如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等
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6.按制造
加工形式
分
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(1)铸钢
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铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件
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(2)锻钢
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锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高,能承受大的冲击力作用,塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高,所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件
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(3)热轧钢
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热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的,热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材,也用于轧制线材
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(4)冷轧钢
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冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比,冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管
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(5)冷拔钢
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冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是:精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝,也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢,以及直径在76mm以下的钢管
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表1.4非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值
(GB/T 13304—1991)
按化学成份
合金元素
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合金元素规定含量(质量分数)界限值(%)
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非合金钢
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低合金钢
|
合金钢
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A1
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—
|
≥O.10
|
B
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<0.0005
|
—
|
≥0.O005
|
Bi
|
|
—
|
≥O.10
|
Cr
|
|
O.30~
|
≥O.50
|
C0
|
<0.10
|
—
|
≥O.10
|
Cu
|
|
O.10~
|
≥0.50
|
Mn
|
<1.00
|
1.00~<1.40
|
≥1.4
|
Mo
|
|
0.05~<0.10
|
≥O.10
|
Ni
|
|
0.30~<0.50
|
≥O.50
|
Nb
|
<0.02
|
0.02~<0.06
|
≥O.06
|
Pb
|
(O.40
|
—
|
≥0.40
|
Se
|
|
—
|
≥0.10
|
Si
|
|
O.50~<0.90
|
≥O.90
|
Te
|
|
—
|
≥O.10
|
Tj
|
|
O.05~
|
≥O.13
|
W
|
|
—
|
≥0.10
|
V
|
<0.04
|
O.04~
|
≥O.12
|
Zr
|
<0.05
|
0.05~<0.12
|
≥0.12
|
La系 (每一种元素)
|
<0.02
|
0.02~<0.05
|
≥0.05
|
其他规定元素
(S、P、c、N除外)
|
<0.05
|
—
|
≥0.05
|
注:La系元素含量,也可为混合稀土含量总量。
表1-5非合金钢的主要分类及举例(GB/T 13304--1991)
按主要质量等级分类
按主要特性分类
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普通质量非合金钢
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优质非合金钢
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特殊质量非合金钢
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以规定最高强度为主要特性的非合金钢
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普通质量低碳结构钢板和钢带
GB912中的低碳钢牌号
GB2517中的RJ216、RJ235、RJ255、RJ294、RJ343 、RJ392
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a.冲压薄板低碳钢
GB5213中的08A1
GB3276中的08、10
b.供镀锡、镀锌、镀铅板带和原板用碳素钢
GB2518
GB2520
GB4174 全部碳素钢牌号
GB5065
GB5066
c.不经热处理的冷顶锻和冷挤压用钢
|
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以规定最低强度为主要特性的非合金钢
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a.碳素结构钢
GB700中的Q195、Q215的A、B级、Q235的A、B级、Q255的A、B级、Q275
b.碳素钢筋钢
GBl3013中的Q235
c.铁道用钢
GBll264中的50Q、55Q
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a.碳素结构钢
GB700中除普通质量A、B级钢以外的所有牌号及A、B级规定冷成型性及模锻性特殊要求者
b.优质碱素结构钢
GB699中除65Mn、70Mn、70、75、80、85以外的所有牌号
YB2009中的55Ti、60Ti、70Ti
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a.优质碳素结构钢
GB699中的65Mn、70Mn、70、75、80、85钢
b.保证淬透性钢
GB5216中的45H
c.保证厚度方向性能钢 GB5313中的所有非合金钢
d.铁道用钢
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以规定最低强度为主要特性的非合金钢
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GBll265中的Q235-A、Q255-A
GBll266轻轨垫板用的碳素钢
GB2826钢轨垫板用的碳素钢
d.钢板桩钢
e.一般工程用不进行热处理的普通质量碳素钢YBl70中的所有普通质量碳素钢
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c.锅炉和压力容器用钢
GB713中的20g、22g
GB3087中的10、20
GB5310和GB5311中的20G
GB6479中的10、20G
GB6653中的20HP、15MnHP
GB6654中的20R
d.造船用钢
GB712中的A、B、D、E、AH32、DH32、EH32
GB5312中的C10、C20
GB9945中的A、B
e.铁道用钢
GB2585中的U71、U74
GB8601中的CL60B级
GB8602中的LG60B级与LG65B级
YB354钢轨鱼尾板用碳素钢
f.桥梁用钢
YBl68中的16q
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GB5068中的LZ、JZ
GB8601中的CL60A级
GB8602中的LG60与LG65的A级
e.航空用钢
包括所有航空专用非合金结构钢牌号
f.兵器用钢
包括各种兵器用非合金结构钢牌号
g.核压力容器用非合金钢
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以规定最低强度为主要特性的非合金钢
|
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g.汽车用钢
GBll262中的12LW、15LW
GB3088中的45
GB9947中的08Z、20Z、25Z
h.锚链用钢
YB897中的M15、M20、M30
i.自行车用钢
GB3644中的Z06A1、ZQl95、ZQ215、ZQ235
GB3645中的ZQl95、ZQl95-F、ZQ215、ZQ215-Al、ZQ215-F、ZQ235、ZQ235-A1、ZQ235-F、Z06A1、Z09Mn、Z13Mn、Z17Mn、Z09A1
GB3646中的19Mn
GB3647中的19Mn
j.输油及输气管用钢
k.工程结构用铸造碳素钢
GBl1352中的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640
|
|
以规定最低强度为主要特性的非合金钢
|
|
GB7659中的ZG200-400H、G230-450H、ZG275-485H
1.预应力及混凝土钢筋用优质非合金钢
|
|
以碳含量为主要特性的非合金钢
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a.普通碳素钢盘条
GB701中的所有碳素钢牌号
b.一般用途低碳钢丝
GB343中的所有低碳钢牌号
c.花纹钢板
GB3277中的普通质量碳素结构钢
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a.焊条用钢
GBl300中的H08、H08A、H08Mn、
H08MnA、H15A、H15Mn
GB3429中的H08A
ZBH4405中的H08A
b.冷镦用钢
GB715中的BL2、BL3
GB5953中的MLl0~ML45
GB5955中的MLl5、ML20
GB6478中的ML08~MlA5、ML25Mn~ML45Mn
c.花纹钢板
CB3277优质非合金钢
d.盘条钢
GB4354-中的25~65、40Mn~60 Mn
ZBH44003
|
a.焊条用钢
GBl300中的H08E
ZBH4405中的H08E、H08C
b.碳素弹簧钢
GBl222中的65~85、65Mn
GB4357中的所有非合金钢
c.特殊盘条钢
GB4355中的60、60Mn、65、65Mn、70、
70Mn、75、80、T8MnA、T9A
ZBH44004中的60~85、60Mn、65Mn、
70Mn、75Mn、80Mn、85Mn
d.非合金调质钢(符合本标准第二部
分中的3.1.3.1规定)
e.非合金表面硬化钢(符合本标准第二部分中的3.1.3.1规定)
f.火焰及感应淬火硬化钢(符合本标准
|
以碳含量为主要特性的非合金钢
|
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e.非合金调质钢(特殊质量钢除外)
f.非合金表面硬化钢(特殊质量钢除外)
g.非合金弹簧钢(特殊质量钢除外)
|
第二部分中的3.1.3.1规定)
g.冷顶锻和冷挤压钢(符合本标准第二部分中的3.1.3.1规定)
|
非合金易切削钢
|
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易切削结构钢
GB8731中的Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30 Y35、Y45Ca
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特殊易切削钢
要求测定热处理后冲击韧度等YB685
中的Y75
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非合金工具钢
|
|
|
a.碳素工具钢
GBl298中的全部牌号
YB483中的T12A
b.碳素中空钢
GBl301中的ZKT8
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规定磁性能和电性能的非合金钢
|
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a.非合金电工钢板、带GB2521无硅电工钢板、带
b.具有规定导电性能(<9s/m)的非合金电工钢
|
a.具有规定导电性能(≥9s/m)的非合金电工钢
b.具有规定磁性能的非合金软磁材料
GB6983、GB6984、GB6985中的DT3、
DT3A、DT4、DT4A、DT4E、DT4C
ZBH72001中的F7402-UF7402-V、
F7402-W
|
其他非合金钢
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栅栏用钢丝
|
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原料纯铁
GB9971中的YTlF、YT2F、YT3、YT4
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表1-6 低合金钢的主要分类及举例(GB/T13304-1991)
按主要质量等级分类
按主要特性分类
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普通质量低合金钢
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优质低合金钢
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特殊质量低合金钢
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可焊接低合金高强度结构钢
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e.桥梁用低合金钢
YBl68中的12Mnq、12MnVq、16Mnq、15MnVNq、15MnVNq
YB(T)lO中的16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq
f.自行车用低合金钢
GB3646中的12Mn、16Mn
GB3647中的12Mn、16Mn
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低合金耐候钢
|
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a.低合金高耐候性钢
GB4171中的09CuPCrNi-A、09CuPCrNi—B、09CUP
b.可焊接低合金耐候钢
GB4172中的16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCr-QT
|
|
低合金钢筋钢
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一般低合金钢筋钢
GBl499中的20MnSi、
20MnTi、20MnSiV?25MnSi、
20MnNbb
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铁道用低合金钢
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低合金轻轨钢
GBll264中的45SiMnP、50SiMnP
|
a.低合金重轨钢
GB2585中的U71Cu、U71Mn、U70MnSi、U71MnSiCu
b.起重机用低合金钢轨钢
GB3426中的U71Mn
c.铁路用异型钢
GB8603中的09CuPRE
GB8604中的09V
|
铁路用低合金车轮钢
GB8601中的CL45MnSiV
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矿用低合金钢
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矿用低合金结构钢
GB3414中的20MnK、25MnK、24Mn2K(热轧)、30Mn2K
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矿用低合金结构钢
GB3414中的20Mn2K(调质)、
20MnVK、34SiMnK
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其他低合金钢
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易切削结构钢
GB8731中的Y40Mn
|
刮脸刀片用低合金钢
GB3527中的Cr03
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表1-7合金钢的分类GB/T 13304--1991)
分
类
|
主要质
量等级
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
优质合金钢
|
特殊质量合金钢
|
主要使
用特性
|
工程结构
用钢
|
其他
|
工程结
构用钢
|
机械结构用钢(第4、6除外)
|
不锈、耐蚀和耐热钢
|
工具钢
|
轴承钢
|
特殊物理性能钢
|
其他
|
按
其
他
特
性
对
钢
进
一
步
分
类
|
11
一般工程结构用合金钢
|
16
电工用硅(铝)钢(无
磁导率要求)
|
21
压力容器用合金钢(4类除外)
|
3l
Mn(x)系钢
|
4l
马氏体型或
42
铁素体型
|
411/421 cr(x)系钢
|
51合
金工具
钢
|
511
Cr(x)系钢
|
6l
高碳铬轴承钢
|
71
软磁钢
(除16外)
|
|
412/422
CrNi(x)系钢
|
12
合金钢筋钢
|
32 SiMn(x)系钢
|
512 Ni(x)、CrNi(x)系钢
|
|
413/423
CrNo(X)
CrCo(x)系钢
|
17铁道用合金钢
|
22热处理合金钢筋钢
|
|
513 M0(x)、CrMo(x)系钢
|
62
渗碳轴承钢
|
72
永磁钢
|
414/424
CrAI(x)
CrSi(x)系钢
|
13
地质石油钻探用合金钢(23除外)
|
23
经热处理的地质、石油钻探用合金钢
|
33
cr(x)系钢
|
514 v(x)、CrV(x)系钢
|
63
不锈轴承钢
|
73
无磁钢
|
|
415/425其他
|
515 w(x)、CrW(x)
系钢
|
|
34
CrMo(x)系钢
|
431/441/451
CrNi(x)系钢
|
74
高电阻钢和
合金
|
432/442/452 CrNiMo(x)系钢
|
516
其他
|
64
高温轴承钢
|
43
奥氏体型或
44
奥氏体一铁素体型或
45
沉淀硬化型
|
52
高
速
工
具
钢
|
521
WMo系钢
|
35 CrNiMo(x)系钢
|
433/443/453 CrNi+面或Nb钢
|
|
24
高锰钢
|
522
w系钢
|
65
无磁轴承钢
|
434/444/454 CrNiMo+Ti或Nb钢
|
36
Ni(x)系钢
|
523
Co系钢
|
|
|
435/445/455
CrNi+V、w、co钢
|
37
B(x)系钢
|
436/446 CrNiSi(x)系钢
|
|
|
|
437 CrMnNi(x)系钢
|
38
其他
|
438
其他
|
注:(x)表示该合金系列中还包括有其他合金元素,如cr(x)系,除Cr钢外,还包括CrMn钢等。
|