1、钢材的力学性能
1.屈服点（σs）
当钢材或样品被拉伸时，当应力超过弹性极限时，即使应力不增加，钢材或样品仍然继续发生明显的塑性变形。这种现象称为屈服，发生屈服时的最小应力值就是屈服点。设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样的横截面积，则屈服点σs=Ps/Fo(MPa)。
2、屈服强度（σ0.2）
有些金属材料的屈服点很不显眼，很难测量。因此，为了衡量材料的屈服特性，规定了永久残余塑性变形等于某一值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件。屈服强度或简称屈服强度σ0.2。
3、拉伸强度（σb）
材料在拉伸过程中从开始到断裂时所达到的最大应力值。它代表钢材抵抗断裂的能力。与抗拉强度对应的有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料断裂前达到的最大拉力，Fo为试样的横截面积，则抗拉强度σb=Pb/Fo(MPa ）。
4. 伸长率（δs）
材料断裂后，其塑性伸长率与原试样长度的百分比称为伸长率或伸长率。
5、屈服比（σs/σb）
钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值称为屈强比。屈强比越大，结构件的可靠性越高。一般碳素钢的屈服比为0.6-0.65，低合金结构钢的屈服比为0.65-0.75，合金结构钢的屈服比为0.84-0.86。
6、硬度
硬度表示材料抵抗硬物压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般来说，硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1）布氏硬度（HB）
将一定尺寸（一般为直径10mm）的淬火钢球以一定的载荷（一般为3000kg）压入材料表面，并保持一段时间。去除载荷后，载荷与压痕面积之比即为布氏硬度值（HB）。
2）洛氏硬度（HR）
当HB>450或试样太小时，不能采用布氏硬度试验，而应采用洛氏硬度测量。它是用顶角为120°的金刚石锥体或直径为1.59mm、3.18mm的钢球在一定载荷下压入被测材料表面，由下式求得材料的硬度压痕的深度。根据测试材料的硬度，可以用三种不同的标度来表示：
HRA：是用60kg载荷和金刚石圆锥压头获得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB：是用100kg的载荷和直径1.58mm的淬硬钢球得到的硬度。用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是用150kg载荷和金刚石圆锥压头获得的硬度，用于硬度较高的材料（如淬火钢等）。
3）维氏硬度（HV）
用载荷小于120kg、顶角为136°的金刚石方锥压头压入材料表面，用压痕坑的表面积除以载荷值，得到维氏硬度值（HV ）。
2. 黑色金属和有色金属
1.黑色金属
指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基体，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
生铁是指铁矿石在高炉中冶炼而成的产品，主要用于炼钢和铸造。
在熔铁炉中熔炼铸铁，得到铸铁（含碳量大于2.11%的液态铁碳合金），并将液态铸铁浇铸成铸件，这种铸铁称为铸铁。
铁合金是由铁、硅、锰、铬、钛等元素组成的合金。铁合金是炼钢的原料之一。炼钢时用作钢的脱氧剂和合金元素添加剂。
含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，钢是将炼钢用的生铁放入炼钢炉中按一定工艺熔炼而获得的。钢产品包括钢锭、连铸板坯和直接铸造成的各种钢铸件。一般来说，钢材一般是指轧制成各种钢材的钢材。
2、有色金属
又称有色金属，是指除黑色金属以外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金、轴承合金等。此外，铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等也用于工业。这些金属主要用作合金添加剂，以改善金属的性能。其中钨、钛、钼等多用于生产刀具。硬质合金。上述有色金属称为工业金属，此外还有贵金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性铀、镭等。
3、钢材的分类
钢的主要元素除铁和碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢材的分类方法有多种，主要方法如下：
1、按质量分类
(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：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：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、按成型方式分类
(1)锻钢；(2)铸钢；(3)热轧钢材；(4)冷拉钢材。
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.张力钢（珠光体+渗碳体）。
(2)归一化状态：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：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、氨化钢、表面硬化钢；(c) 易切削结构钢；(d)冷塑性成型用钢：包括冷冲压用钢和冷镦用钢。
b.弹簧钢
C。轴承钢
(3) 工具钢：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）专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农业机械用钢等。
6、综合分类
(1)普通钢材
A。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。特定用途普通结构钢
（二）优质钢（包括高牌号优质钢）
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) 特定用途的优质结构钢。
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。
七、按冶炼方法分类
(1)按炉型分
A。转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b) 碱性转炉钢。或 (a) 底吹转炉钢；(b) 侧吹转炉钢；(c) 顶吹转炉钢。
b.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)根据脱氧程度和浇注系统
A。沸腾的钢；b.半镇静钢；C。镇静钢；d.特殊镇静钢。
四、我国钢号表示方法概述
产品等级的表示一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字的组合表示。现在：
①钢号中的化学元素用国际化学符号表示，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、浇注方法等一般用汉语拼音缩写字母表示。
③钢中主要化学元素含量（%）用阿拉伯数字表示。
当用汉语拼音表示产品名称、用途、特性和加工方法时，一般选自代表产品名称的汉语拼音的第一个字母。当与其他产品选择的字母重复时，可以用第二个字母或第三个字母代替，也可以同时选择两个汉字的第一个拼音字母。
如果暂时没有汉字和拼音，则使用英文字母。
五、我国钢号表示方法的细分
1、碳素结构钢和低合金高强度结构钢的命名方法
上述所用钢材通常分为普通钢和特殊钢两大类。表示牌号的方法是由钢材的屈服点或屈服强度的汉语拼音字母、屈服点或屈服强度的数值、钢材的质量等级、钢材的脱氧程度组成，它实际上由4部分组成。
①普通结构钢采用拼音字母“Q”代表屈服点。表1规定的屈服点值（单位为MPa）和质量等级（A、B、C、D、E）和脱氧方法（F、b、Z、TZ）等符号依次组成等级。例如：碳素结构钢牌号表示为：Q235AF、Q235BZ；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345C、Q345D。
Q235BZ是指屈服点值≥235MPa、质量等级为B级的镇静碳素结构钢。
Q235和Q345两个牌号是工程钢最典型的牌号，是产量和使用量最大的牌号，也是应用最广泛的牌号。这两个等级几乎在世界上所有国家都有提供。
碳素结构钢的牌号组成中，镇静钢的符号“Z”和特殊镇静钢的符号“TZ”可以省略，例如：质量等级分别为C、D的Q235钢，其牌号应为Q235CZ和Q235DTZ，但可以省略为Q235C和Q235D。
低合金高强度结构钢包括镇静钢和特种镇静钢，但牌号末尾不加表示脱氧方法的符号。
②特种结构钢一般用代表钢材屈服点的符号“Q”、屈服点的数值以及表1规定的代表产品用途的符号表示，例如：压力容器用钢级表示为“Q345R”；耐候钢牌号表示为Q340NH；焊接气瓶用Q295HP钢种；Q390g锅炉用钢种；Q420q桥梁用钢种。
③根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可采用两个阿拉伯数字（表示平均碳含量，以万分之一表示）和化学元素符号，按顺序表示；特殊低合金高强度结构钢的牌号也可以用两个阿拉伯数字（表示平均碳含量万分之一）、化学元素符号和一些表示用途的规定符号依次表示。产品。
2、优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢的表示方法
优质碳素结构钢采用两个阿拉伯数字（表示平均碳含量的万分之一）或阿拉伯数字与元素符号的组合。
① 对于沸腾钢和半镇静钢，在牌号末尾分别加符号“F”和“b”。例如，平均含碳量为0.08%的沸腾钢的牌号表示为“08F”；平均含碳量为0.10%的半镇静钢牌号用“10b”表示。
②镇静钢（S、P分别≤0.035%）一般不标注符号。例如：平均含碳量为0.45%的镇静钢，其牌号表示为“45”。
③对于锰含量较高的优质碳素结构钢，在表示平均碳含量的阿拉伯数字后添加锰元素符号。例如：平均含碳量为0.50%、含锰量为0.70%～1.00%的钢，其牌号表示为“50Mn”。
④ 对于高级优质碳素结构钢（S、P分别≤0.030%），在牌号后加符号“A”。例如：平均含碳量为0.45%的高级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45A”。
⑤特级优质碳素结构钢（S≤0.020%，P≤0.025%），牌号后加符号“E”。例如：平均含碳量为0.45%的超优质碳素结构钢，其牌号表示为“45E”。
优质碳素弹簧钢牌号的表示方法与优质碳素结构钢牌号相同（65、70、85、65Mn钢分别存在于GB/T1222和GB/T699标准中）。
3、合金结构钢和合金弹簧钢的命名方法
① 合金结构钢牌号用阿拉伯数字和标准化学元素符号表示。
用两个阿拉伯数字表示平均碳含量（万分之几），并将其置于牌号的开头。
合金元素含量的表示方法如下：平均含量小于1.50%时，牌号中仅标明该元素，一般不标明含量；平均合金含量为1.50%～2.49%、2.50%～3.49%、3.50%～4.49%、4.50%～5.49%、……，合金元素后相应写为2、3、4、5……。
例如：合金结构钢的碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30%、0.95%、0.85%、1.05%。当S、P含量≤0.035%时，牌号表示为“30CrMnSi”。
高牌号优质合金结构钢（S、P含量分别≤0.025%），在牌号末尾加符号“A”表示。例如：“30CrMnSiA”。
对于特级优质合金结构钢（S≤0.015%，P≤0.025%），在牌号末尾添加符号“E”，例如：“30CrM nSiE”。
对于特殊合金结构钢牌号，应在牌号头部（或尾部）添加表1规定的代表产品用途的符号。例如，专门用于压铆螺钉的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。
②合金弹簧钢牌号的表示方法与合金结构钢相同。
例如：弹簧钢的碳、硅、锰平均含量分别为0.60%、1.75%、0.75%，其牌号表示为“60Si2Mn”。对于高级优质弹簧钢，在牌号末尾加符号“A”，其牌号表示为“60Si2MnA”。
4、易切削钢的牌号
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发布时间：2023年6月21日
