第一章　钢铁及合金基础知识

第一节　钢铁及合金的分类和编号

一、分类

1.钢的分类

（1）按用途分　可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。

①结构钢　按成分可分为碳素结构钢和合金结构钢两类；按工艺可分为冷变形钢、易切削钢、调质钢、非调质钢、高强度马氏体钢、贝氏体钢、双相钢、弹簧钢、轴承钢等。

②工具钢　按用途可分为刀具用钢、模具用钢和量具用钢；按化学成分可分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。模具钢按工作状态又可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢。

③特殊性能钢　可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。不锈钢按组织可分为马氏体不锈钢［1Cr13、3Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2、9Cr18MoV等（Cr低C高）］、铁素体不锈钢［0Cr13、1Cr17、1Cr28、1Cr17Ti、1Cr25Ti等（Cr高C低）］、奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等）、双相不锈钢（0Cr21Ni5Mo2Ti、00Cr25Ni5Mn等）和沉淀硬化不锈钢（17-7PH、17-4PH、PH15-7Mo等）耐热钢按性能可分为抗氧化钢和热强钢；按组织可分为铁素体耐热钢（0Cr13Al、1Cr17、2Cr25N等）、珠光体铁素体耐热钢（15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2MoWVB、17CrMo1V等）、马氏体耐热钢（1Cr13、1Cr11MoV、1Cr12WMoV、2Cr12NiMoWV、4Cr9、4Cr10Si2Mo等）、奥氏体耐热钢（0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo、5Cr21Mn9Ni4N、2Cr25Ni20等）。

（2）按化学成分分　可分为碳素钢和合金钢。碳素钢又可分为低碳钢（wC≤0.25％）、中碳钢（0.25％<wC≤0.6％）、高碳钢（wC>0.6％）。合金钢又可分为低合金钢（合金元素含量w≤5％）、中合金钢（合金元素含量5％<w≤10％）、高合金钢（合金元素含量w>10％）。GB/T 13304—91中分为非合金钢、低合金钢、合金钢三类。

（3）按显微组织分

①根据平衡态或退火组织分为亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢。

②根据正火组织分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。

③根据室温组织分为铁素体钢、奥氏体钢、马氏体钢和双相钢。

（4）按品级（主要是依据钢中P、S等有害元素的含量）分　可分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。

2.铸铁的分类

按照碳的存在形式可分为白口铸铁（渗碳体形式）、灰口铸铁（石墨形式）、麻口铸铁（两种形式都有）。在实际运用中最常用的是灰口铸铁，根据石墨的形态又可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。

3.合金的分类

根据组成元素的数目可分为二元合金、三元合金和多元合金；根据结构可分为混合物合金（共熔混合物）、固溶体合金、金属互化物合金。高温合金按成分可分为铁基、镍基、钴基，还有铬基、钼基等；按基本成形方式分为变形高温合金、铸造高温合金、焊接用高温合金、粉末冶金高温合金和弥散强化高温合金。

二、编号

1.钢的编号

我国的钢材编号采用国际化学符号、汉语拼音字母和阿拉伯数字并用的原则。稀土元素含量不多但种类却不少，因此用RE表示其总含量。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，采用汉语拼音字母表示。采用汉语拼音字母，原则上只取一个，一般不超过两个。

（1）普通碳素结构钢

①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以Q，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。例如，Q235表示屈服点为235MPa的碳素结构钢。

②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如，Q235-AF表示A级沸腾钢。

③专门用途的碳素钢，如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。

（2）优质碳素结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示。例如，平均碳含量为0.45％的钢，钢号为45，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。

②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，如平均碳含量为0.1％的半镇静钢，其钢号为10b。

（3）碳素工具钢

①钢号冠以T，以免与其他钢类相混。

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锰含量较高者，在钢号最后标出Mn，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，在钢号最后加注字母A，以示区别，如T8MnA。

（4）合金结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。

②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5％时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易导致混淆者，在元素符号后也可标以数字1，如钢号12CrMoV和12Cr1MoV，前者铬含量为0.4％～0.6％，后者为0.9％～1.2％，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5％、≥2.5％、≥3.5％等时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等，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，仍应在钢号中标出。例如，20MnVB中钒含量为0.07％～0.12％，硼含量为0.001％～0.005％。

④高级优质钢应在钢号最后加A，以区别于优质钢。

⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用钢30CrMnSi，钢号表示为ML30CrMnSi。

（5）合金工具钢和高速工具钢

①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0％时，不标出碳含量，当平均碳含量<1.0％时，以千分之几表示，如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加0，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来，如Cr06。

③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如，钨系高速钢的钢号表示为W18Cr4V。钢号冠以字母C者，表示其碳含量高于未冠C的通用钢号。

（6）滚动轴承钢

①钢号冠以字母G，表示滚动轴承钢。

②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示，如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。

（7）不锈钢和耐热钢

①钢号中碳含量以千分之几表示。例如，2Cr13的平均碳含量为0.2％。钢中碳含量≤0.03％或≤0.08％者，钢号前分别加00及0，如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

（8）易切削钢

①钢号冠以Y，以区别于优质碳素结构钢。

②字母Y后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示。例如，平均碳含量为0.3％的易切削钢，其钢号为Y30。

③锰含量较高者，也在钢号后标出Mn，如Y40Mn。

（9）弹簧钢　按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。

2.铸铁的编号

铸铁的牌号表示方法参见GB/T 5612—2008《铸铁牌号表示方法》。铸铁基本代号由表示该铸铁特征的汉语拼音的第一个大写字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写字母后加小写字母来区别。当要表示铸铁组织特征或特殊性能时，代表铸铁组织特征或特殊性能的汉语拼音的第一个大写字母排列在基本代号的后面，如HT代表灰铸铁，HTS代表耐蚀灰铸铁。

以化学成分表示铸铁牌号时，合金元素符号及名义含量排在铸铁代号之后，按元素含量递减次序排列。常规元素（碳、硅、锰、硫、磷）只在有特殊作用时才标注，合金元素名义含量数值修约按GB/T 8170执行，如HTSSi15Cr4RE。

以力学性能表示铸铁牌号时，力学性能值排在铸铁代号及合金元素符号之后，与合金元素符号和含量之间用“-”隔开。力学性能第一组数字表示抗拉强度（MPa），第二组数字表示伸长率（％），两组数字间用“-”隔开，如QT400-18。也有只用抗拉强度一组数字表示的。

3.高温合金的编号

采用字母前缀和阿拉伯数字的表示方法。变形高温合金用GH表示，等轴晶铸造高温合金用K表示，定向凝固柱晶高温合金用DZ表示，单晶高温合金用DD表示，焊接用高温合金丝用HGH表示，粉末冶金高温合金用FGH表示，弥散强化高温合金用MGH表示，金属间化合物高温材料用JG表示。

阿拉伯数字的表示方法分为两类。变形高温合金和焊接用高温合金丝牌号中有四位阿拉伯数字，第一位表示合金的分类号，第二位至第四位表示合金的编号，不足三位的合金编号用数字0补齐，0放在第一位表示分类号的数字与合金编号之间。铸造高温合金一般用三位阿拉伯数字表示，其余类型高温合金和金属间化合物高温材料用四位阿拉伯数字表示。详细编号参照GB/T 14992—2005《高温合金及金属间化合物高温材料的分类和牌号》。

三、钢铁及合金牌号统一数字代号体系

2014年9月1日中国国家标准化管理委员会发布了GB/T 17616—2013《钢铁及合金牌号统一数字代号体系》，与现行GB/T 221—2000《钢铁产品牌号表示方法》并用。其中统一数字代号由固定的六位符号组成，左边首位用大写的拉丁字母作前缀，后接五位阿拉伯数字，字母和数字之间应无间隙排列。统一数字代号的结构形式如下：

钢铁及合金的分类和编组主要按其基本成分、特性和用途，同时兼顾我国现有的习惯。详细编号规则见标准。例如，GCr15和HT100按照该标准统一数字代号分别为B00150和C00100。