鋼 材 知 識 大 全
線　　材：普線 高線 螺紋鋼
型　　材：工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 六角鋼耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 矩型管 彈簧鋼
板　　材：中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片彩涂板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼
管　　材：焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無縫管 螺旋管 熱軋無縫
一、黑色金屬、鋼和有色金屬
在介紹鋼的分類之前先簡單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。
1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎，以碳為主要添加元素的合金，統稱為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品，主要用來煉鋼和制造鑄件。把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄鐵叫鑄鐵件。
鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是煉鋼的原料之一，在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。
2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。
3、有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能，其中鎢、鈦、鉬等多用以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱為工業用金屬，此外還有貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的鈾、鐳等。
二、鋼的分類
鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：　
1、按品質分類
　　(1) 普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）
　　(2) 優質鋼（P、S均≤0.035%）
　　(3) 高級優質鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）
　　
2.、按化學成份分類
　　(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。
　　(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。
　　
3、按成形方法分類：(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。
　　
4、按金相組織分類
　　(1) 退火狀態的a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）b.共析鋼（珠光體）c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）d.萊氏體鋼（珠光體+滲體）。
　　(2) 正火狀態的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。
　　(3) 無相變或部分發生相變的
　　
5、按用途分類
　　(1) 建筑及工程用鋼：a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。
　　(2) 結構鋼a.機械制造用鋼：(a)調質結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。　b.彈簧鋼　c.軸承鋼
　　(3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。
　　(4) 特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼
　　(5) 專業用鋼――如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。
　　
6、綜合分類
　　(1)普通鋼a.碳素結構鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金結構鋼c.特定用途的普通結構鋼
　　(2)優質鋼（包括高級優質鋼）
　　 a.結構鋼：(a)優質碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；
　　　　　　　 (f)特定用途優質結構鋼。
　　 b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；
　　　　　　　 (c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。
　　
7、按冶煉方法分類
　　(1) 按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。
　　　　　　　　b.轉爐鋼:(a)酸性轉爐鋼;(b)堿性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼;(b)側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。
　　　　　　　　c.電爐鋼:(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。
　　(2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼；b.半鎮靜鋼；鎮靜鋼；d.特殊鎮靜鋼。

什么是特殊鋼？
對特殊鋼尚無統一的定義和概念，一般認為特殊鋼是指具有特殊的化學成分（合金化）、采用特殊的工藝生產、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。與普通鋼相比，特殊鋼具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能。
我國與日本、歐盟對特殊鋼的定義比較接近，將特殊鋼分成優質碳素鋼、合金鋼、高合金鋼（合金元素大于10％）三大類，其中合金鋼和高合金鋼占特殊鋼產量的70％。主要鋼種優特殊碳素結構鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、合金結構鋼、滾珠軸承鋼、合金工具鋼、高合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼，以及高溫合金、精密合金、電熱合金等。目前世界上有近2000個特殊鋼牌號、約50000個品種規格。特殊鋼除了種類繁多之外，在規格上也表現出與普通鋼不同的特點。除了板、管、絲、帶、棒和異型材之外，還有復合材、表面合金化材、表面處理材、精鍛材、精密鑄件、粉末冶金制品等。
一、我國鋼號表示方法概述
鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據國家標準《鋼鐵產品牌號表示方法》（GB221-79）中規定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數字相結合的方法表示。即：①鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。
②產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示。
③鋼中主要化學元素含量（%）采用阿拉伯數字表示。
二、我國鋼號表示方法的分類說明
1．碳素結構鋼
①由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（σs）為235 MPa的碳素結構鋼。
②必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮靜鋼：Z表示鎮靜鋼；TZ表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。
③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。
2．優質碳素結構鋼
①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。
②錳含量較高的優質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。
③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮靜鋼，其鋼號為10b。
3．碳素工具鋼
①鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。
②鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。
③錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。
④高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區別，例如“T8MnA”。
4．易切削鋼
①鋼號冠以“Y”，以區別于優質碳素結構鋼。
②字母“Y”后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。
5．合金結構鋼
①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。
②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。
④高級優質鋼應在鋼號最后加“A”，以區別于一般優質鋼。
⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。
6．低合金高強度鋼
①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。
②對專業用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。
7．彈簧鋼
彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結鋼相同。
8．滾動軸承鋼

1 ． 散裝：即無包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、生鐵等。
2 ． 成捆：指尺寸較小、腐蝕對使用影響不大，如中小型鋼、管鋼、線材、薄板等。
3 ． 成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產品，如馬口鐵、硅鋼片、鎂錠等。
4 ． 成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。
對捆箱、軸包裝產品應首先檢查包裝是否完整。
（二） 標志檢驗
標志是區別材料的材質、規格的標志，主要說明供方名稱、牌號、檢驗批號、規格、尺寸、級別、凈重等。標志有；
5 ． 涂色：在金屬材料的端面，端部涂上各種顏色的油漆，主要用于鋼材、生鐵、有色原料等。
6 ． 打印：在金屬材料規定的部位（端面、端部）打鋼印或噴漆的方法，說明材料的牌號、規格、標準號等。主要用于中厚板、型材、有色材等。
7 ． 掛牌：成捆、成箱、成軸等金屬材料在外面掛牌說明其牌號、尺寸、重量、標準號、供方等。
金屬材料的標志檢驗時要認真辨認，在運輸、保管等過程中要妥善保護。
（三） 規格尺寸的檢驗
規格尺寸指金屬材料主要部位（長、寬、厚、直徑等）的公稱尺寸。
8 ． 公稱尺寸（名義尺寸）：是人們在生產中想得到的理想尺寸，但它與實際尺寸有一定差距。
9 ． 尺寸偏差：實際尺寸與公稱尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公稱尺寸叫正偏差，小于公稱尺寸叫負偏差。在標準規定范圍之內叫允許偏差，超過范圍叫尺寸超差，超差屬于不合格品。
10 ． 精度等級：金屬材料的尺寸允許偏差規定了幾種范圍，并按尺寸允許偏差大 小不同劃為若干等級叫精度等級，精度等級分普通、較高、高級等。
11 ． 交貨長度（寬度）：是金屬材料交貨主要尺寸，指金屬材料交貨時應具有的長（寬）度規格。
12 ． 通常長度（不定尺長度）：對長度不作一定的規定，但必須在一個規定的長度范圍內（按品種不同，長度不一樣，根據部、廠定）。
13 ． 短尺（窄尺）：長度小于規定的通常長度尺寸的下限，但不小于規定的最小允許長度。對一些金屬材料，按規定可交一部分 " 短尺 " 。
14 ． 定尺長度：所交金屬材料長度必須具有需方在訂貨合同中指定的長度（一般正偏差）。
15 ． 倍尺長度：所交金屬材料長度必須為需方在訂貨合同中指定長度的整數倍（加鋸口、正偏差）。
規格尺寸的檢驗要注意測量材料部位和選用適當的測量工具。
（四） 數量的檢驗
金屬材料的數量，一般是指重量（除個別例墊板、魚尾板以件數計），數量檢驗方法有：
17 ．按實際重量計量：按實際重量計量的金屬材料一般應全部過磅檢驗。對有牢固包裝（如箱、合、桶等），在包裝上均注明毛重、凈重和皮重。如薄鋼板、硅鋼片、鐵合金可進行抽檢數量不少于一批的 5% ，如抽檢重量與標記重量出入很大，則須全部開箱稱重。
18 ．按理論換算計量：以材料的公稱尺寸（實際尺寸）和比重計算得到的重量，對那些定尺的型板等材都可按理論換算，但在換算時要注意換算公式和材料的實際比重。
（五） 表面質量檢驗
表面質量檢驗主要是對材料、外觀、形狀、表面缺陷的檢驗，主要有：
19 ．橢圓度：圓形截面的金屬材料，在同一截面上各方向直徑不等的現象。橢圓度用同一截面上最大與最小的直徑差表示，對不同用途材料標準不同。
20 ．彎曲、彎曲度：彎曲就是軋制材料。在長度或寬度方向不平直、呈曲線形狀的總稱。如果把它們的不平程度用數字表示出來，就叫彎曲度。
21 ．扭轉：條形軋制材料沿縱軸扭成螺旋狀。
22 ．鐮刀彎（側面彎）：指金屬板，帶及接近矩形截面的形材沿長度（窄面一側）的彎曲，一面呈凹入曲線，另一面對面呈凸出曲線，稱為 " 鐮刀彎 " 。以凹入高度表示。
23 ．瓢曲度：指在板或帶的長度及寬度方向同時出現高低起伏的波浪現象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的數值叫瓢曲度。
24 ．表面裂紋：指金屬物體表層的裂紋。
25 ．耳子：由于軋輥配合不當等原因，出現的沿軋制方向延伸的突起，叫作耳子。
26 ．括傷：指材料表面呈直線或弧形溝痕通常可以看到溝底。
27 ．結疤：指不均勻分布在金屬材料表面呈舌狀，指甲狀或魚鱗狀的薄片。
28 ．粘結：金屬板、箔、帶在迭軋退火時產生的層與層間點、線、面的相互粘連。經掀開后表面留有粘結痕跡，叫粘結。
29 ．氧化鐵皮：氧化鐵皮是指材料在加熱、軋制和冷卻過程中，在表面生成的金屬氧化物。
30 ．折疊：是金屬在熱軋過程中（或鍛造）形成的一種表面缺陷，表面互相折合的雙金屬層，呈直線或曲線狀重合。
31 ．麻點：指金屬材料表面凹凸不平的粗糙面。
32 ．皮下氣泡：金屬材料的表面呈現無規律分布大小不等、形狀不同、周圍圓滑的小凸起、破裂的凸泡呈雞爪形裂口或舌狀結疤，叫作氣泡。
表面缺陷產生的原因主要上由于生產、運輸、裝卸、保管等操作不當。根據對使用的影響不同，有的缺陷是根本不允許超過限度。有些缺陷雖然不存在，但不允許超過限度；各種表面缺陷是否允許存在，或者允許存在程度，在的關標準中均的明確規定。
（六） 內部質量檢驗的保證條件
金屬材料內部質量的檢驗依據是根據材質適應不同的要求，保證條件亦不同，在出廠和驗收時必須按保證條件進行檢驗，并符合要求，保證條件分；
33 ．基本保證條件：對材料質量最低要求，無論是否提出，都得保證，如化學成份，基本機械性能等。
34 ．附加保證條件：指根據需方在訂貨合同中注明要求，才進行檢驗，并保證檢驗結果符合規定的項目。
35 ．協議保證條件：供需雙方協商并在訂貨合同中加以保證的項目。
36 ．參改條件：雙方協商進行檢驗項目，但僅作參考條件，不作考核。
金屬材料內部質量檢驗主要有機械性能、物理性能、化學性能、工藝性能、化學成分和內部組織檢驗。機械性能、工藝性能第一部分已介紹，這里只對化學成分和內部組織的檢驗方法的原理及簡單過程做概括介紹。
（七） 化學成分檢驗
化學成分是決定金屬材料性能和質量的主要因素。因此，標準中對絕大多數金屬材料規定了必須保證的化學成分，有的甚至作為主要的質量、品種指標。化學成分可以通過化學的、物理的多種方法來分析鑒定，目前應用最廣的是化學分析法和光譜分析法，此外，設備簡單、鑒定速度快的火花鑒定法，也是對鋼鐵成分鑒定的一種實用的簡易方法。
37 ．化學分析法：根據化學反應來確定金屬的組成成分，這種方法統稱為化學分析法。化學分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析，可以鑒定出材料含有哪些元素，但不能確定它們的含量；定量分析，是用來準確測定各種元素的含量。實際生產中主要采用定量分析。定量分析的方法為重量分析法和容量分析法。
重量分析法：采用適當的分離手段，使金屬中被測定元素與其它成分分離，然后用稱重法來測元素含量。
容量分析法：用標準溶液（已知濃度的溶液）與金屬中被測元素完全反應，然后根據所消耗標準溶液的體積計算出被測定元素的含量。
38 ．光譜分析法：各種元素在高溫、高能量的激發下都能產生自己特有的光譜，根據元素被激發后所產生的特征光譜來確定金屬的化學成分及大致含量的方法，稱光譜分析法。通常借助于電弧，電火花，激光等外界能源激發試樣，使被測元素發出特征光譜。經分光后與化學元素光譜表對照，做出分析。
39 ．火花鑒別法：主要用于鋼鐵，在砂輪磨削下由于摩擦，高溫作用，各種元素、微粒氧化時產生的火花數量、形狀、分*、顏色等不同，來鑒別材料化學成分（組成元素）及大致含量的一種方法。
（八）內部質量檢驗
常見的內部組織缺陷有：
40 ．疏松：鑄鐵或鑄件在凝固過程中，由于諸晶枝之間的區域內的熔體最后凝固而收縮以及放出氣體，導致產生許多細小孔隙和氣體而造成的不致密性。
41 ．夾渣：被固態金屬基體所包圍著的雜質相或異物顆粒。
42 ．偏析：合金金屬內各個區域化學成分的不均勻分布。
43 ．脫碳：鋼及鐵基合金的材料或制件的表層內的碳全部或部分失掉的現象。
另外，汽泡、裂紋、分層、白點等也是常見的內部組織缺陷，對內部組織（晶粒、組織）及內部組織缺陷的檢驗辦法常用有：
44 ．宏觀檢驗：利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大鏡觀察金屬材料內部組織及缺陷的檢驗。常用的方法有斷口檢驗、低倍檢驗、塔形車削發紋檢驗及硫印試驗等。
主要檢驗氣泡、夾渣、分層、裂紋晶粒粗大、白點、偏析、疏松等。
45 ．顯微檢驗：顯微檢驗又叫作高倍檢驗，是將制備好的試樣，按規定的放大倍在相顯微鏡下進行觀察測定，以檢驗金屬材料的組織及缺陷的檢驗方法。一般檢驗夾雜物、晶粒度、脫碳層深度、晶間腐蝕等。
46 ．無損檢驗：無損檢驗有磁力探傷、螢光探傷和著色探傷。磁力探傷用于檢驗鋼鐵等鐵磁性材料接近表面裂紋、夾雜、白點、折疊、縮孔、結疤等。螢光探傷和著色探傷用于無磁性材料如有色金屬、不銹鋼、耐熱合金的表面細小裂紋及松孔的檢驗。
47 ．超聲波檢驗：又叫超聲波探傷。利用超聲波在同一均勻介質中作直線性傳播。但在不同兩種物質的界面上，便會出現部分或全部的反射。因此，當超聲波迂到材料內部有氣孔、裂紋、縮孔、夾雜時，則在金屬的交界面上發生反射，異質界面愈大反射能力愈強，反之愈弱。這樣，內部缺陷的部位及大小就可以通過探傷儀螢光屏的波形反映出來。常用的超聲波探傷有 X 光和射線探傷。