特殊钢 百科内容来自于: 百度百科

对特殊钢尚无统一的定义和概念,一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分(合金化)、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。

特点

与普通钢相比,特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能

分类

我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近,将特殊钢分成优质碳素钢合金钢、高合金钢合金元素大于10%)三大类,其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70%,主要钢种有特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢,以及高温合金精密合金、电热合金等。

产品分类

碳钢

碳钢也叫碳素钢,是含碳量wc小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25%),中碳钢(wc 0.25%一0.6%)和高碳钢(wc >O.6%)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低)。
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高,强度也越高,但塑性降低。
  • 碳素结构钢
这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如Q275表示屈服点为275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D,则表示钢材质量等级不同,含s、P的量依次降低,钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“F,’或“b”者为镇静钢。例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢,Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低,焊接性能好,塑性、韧性好,有一定强度,常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高,强度较高,塑性、韧性较好,可进行焊接,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。
  • 碳素工具钢
碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%~1.35%范围内,其生产成本低,原料来源易取得,切削加工性良好,处理后可以得到高硬度和高耐磨性,所以是被广泛采用的钢种,用来制造各种刃具、模具、量具。
但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250℃时,钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外,碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹。

优质结构钢

这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(wс×10000)。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%;08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%。
优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳的质量分数不同,有不同的用途。08、08F、10、10F钢,塑性、韧性高,具有优良的冷成形性能和焊接性能,常冷轧成薄板,用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车身、拖拉机驾驶室等;15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件,如活塞销、样板等;30、35、40、45、50钢经热处理(淬火+高温回火)后具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和较高的塑性、韧性,用于制作轴类零件,例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件;55、60、65钢热处理(淬火+中温回火)后具有高的弹性极限,常用于制作负荷不大、尺寸较小(截面尺寸小于12~15mm)的弹簧,如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。

易切削结构钢

易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素,使钢切削时切屑易脆断成碎屑,从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元素。
这种钢的含硫量ws在0.08%一0.30%范围内,含锰量wMn在0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在,硫化锰很脆并有润滑效能,从而使切屑容易碎断,并有利于提高加工表面的质量。
  • 高速工具钢
高速工具钢是高碳高合金工具钢,钢中含碳量wc为0.7%-1.4%,钢中含有能形成高硬度碳化物的合金元素,如钨、钼、铬、钒。
高速工具钢具有高的红硬性,在高速切削的条件下,温度高达500-600ºc硬度也不降低,从而保证良好的切削性能。
  • 弹簧钢
弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。
碳素弹簧钢即含碳量wc在0.6%~0.9%范围内的优质碳素结构钢(包括正常和较高含锰量的)。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量WSi(1.3%~2.8%)提高性能;另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量。
  • 轴承钢
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格。
轴承钢又称高碳铬钢,含碳wc为l%左右,含铬量wc为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。
  • 电工硅钢
电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量很大的钢材。
按化学成分硅钢可以分为低硅钢和高硅钢。低硅钢含硅量wsi1.O%~2.5%,主要用来制造电机;高硅钢含硅量wsi3.O%~4.5%,一般用来制造变压器。它们的含碳量wc≤O.06%~0.08%。

交通道路用钢

  • 钢轨钢
钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷,因此,要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。通常采用的钢轨钢是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢,这种钢含碳wc0.6%。0.8%,属于中碳钢和高碳钢,但钢中含锰量WMn较高,在O.6%一1.1%的范围内。
已广泛采用普通低合金钢钢轨,如高硅轨、中锰轨、含铜轨、含钛轨等。普通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀,使用寿命有很大提高。
  • 造船用钢
造船用钢是指用于制造海船和大型内河船体结构的钢。由于船体结构一般采用焊接方法制造,所以要求造船钢有较好的焊接性能。此外,还要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及腐蚀性能。过去主要采用低碳钢作为造船用钢。已大量采用普通低合金钢,已有的钢种如12锰船、16锰船、15锰钒船等钢种。这些钢种有强度高、韧性好、容易加工和焊接、耐海水腐蚀等综合特性,可成功地用来制造万吨远洋巨轮。
  • 桥梁钢
铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷,桥梁钢要求有一定的强度、韧性和良好的抗疲劳性能,并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢,成功地采用了普通低合金钢如16锰、15锰钒氮等。

日常生活用钢

  • 锅炉钢
锅炉钢主要指用来制造过热器、主蒸气管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢,含碳量wc在O.16%~0.26%范围内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。也采用普通低合金钢建造锅炉,如12锰、15锰钒、18锰钼铌等。
  • 焊条用钢
这类钢是专门供制造电弧焊和气焊焊条钢丝用。钢的成分随所焊材质不同而异。根据需要,大致分碳素钢、合金结构钢和不锈钢三类。这些钢的硫、磷含量ws、wP不大于0.03%,比一般钢要求严些。这些钢不要求力学性能,而只作化学成分的检验。
  • 不锈钢
不锈耐酸钢简称不锈钢,它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的。简言之,能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢,而能抵抗化学介质(如酸类)腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来,含铬量wcr大于12%的钢就具有了不锈钢的特点。
不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类:即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体不锈钢及沉淀硬化不锈钢。
  • 耐热钢
在高温条件下,具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件。

合金钢

在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢。
各国的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、铬钢系统,我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。
合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的。
按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢。
  • 普通低合金钢
普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量w总不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等。
在大量节约稀缺合金元素(如镍、铬)条件下,通常lt普通低合金钢可顶1.2—1.3t碳素钢使用,其使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼,成本也和碳素钢接近。
  • 工程结构用合金钢
这是指工程和建筑结构用的合金钢,包括可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、铁道用合金钢、地质石油钻探用合金钢压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等。这类钢用作工程和建筑结构件,在合金钢中,这类钢合金含量总量较低,但生产、使用量较大
  • 机械结构用合金钢
这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳紊钢的基础上,适当地加入一种或数种合金元素,用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过热处理(如调质处理、表面硬化处理)后使用。主要包括常用的合金结构钢和合金弹簧钢两大类,其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢(渗碳钢、氮化钢、表面高频淬火钢等)、冷塑性成型用合金钢(冷顶锻用钢、冷挤压用钢等)。按化学成分基本组成系列可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Nj系钢、B系钢等。
  • 高温合金
高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足够的化学稳定性的一种热强材料,用于1000ºC左右高温条件下工作的热动力部件。
按其基本化学成分的不同,又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金。
  • 精密合金
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料
精密合金按其不同的物理性能又分为七类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电偶合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的。
注:Wc、Ws、Wmn、Wp分别表示C、S、Mn、P的质量分数

牌号

世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外,在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外,还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。

表示概述

我国钢号表示方法概述
钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法,根据国家标准 《钢铁产品牌号表示方法》(GB221-79)中规定,采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即: ①钢号中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、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音的缩写字母表示。 ③钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。

分类说明

  • 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(σs)为235 MPa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,例如桥梁钢、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。
  • 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,例如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,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。
  • 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”,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,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。

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,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。

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,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“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%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。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,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最后加“A”,以区别于一般优质钢。
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。例如铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。

低合金高强度钢

①钢号的表示方法,基本上和合金结构钢相同。
②对专业用低合金高强度钢,应在钢号最后标明。例如16Mn钢,用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”,汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。
弹簧钢
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钢相同。
滚动轴承钢
①钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。
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例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。
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。例如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。例如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。
不锈钢和耐热钢
①钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%;若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9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。
焊条钢
它的钢号前冠以字母“H”,以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”,可以区别于不锈钢“2Cr13”。
电工用硅钢
①钢号由字母和数字组成。钢号头部字母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字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。
③钢号尾部加字母“G”者,表示在高频率下检验的;未加“G”者,表示在频率为50周波下检验的。 例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。
电工用纯铁
①它的牌号由字母“DT”和数字组成,“DT”表示电工用纯铁,数字表示不同牌号的顺序号,例如DT3。
②在数字后面所加的字母表示电磁性能:A——高级、E——特级、C——超级,例如DT8A。

期刊

简介

《特殊钢》杂志是由中国金属学会主管,中国金属学会特殊钢分会 大冶特殊钢股份有限公司主办的全国特殊钢行业唯一的综合性科技期刊。它主要宣传国家特钢生产、科技政策、报导特钢研究成果、交流推广先进工艺技术、传递国内外特殊钢经济信息。它是我国冶金类中文核心期刊,是国内外著名数据统计和收录用刊。

基本信息

刊名:特殊钢
《特殊钢》封面

《特殊钢》封面


   英文名:Special Steel
   主办:大冶特殊钢股份有限公司、中国金属学会特殊钢学会
   周期:双月
编辑:从文网
   出版地:湖北省黄石市
   语种:中文
   开本:大16开
   ISSN:1003-8620
   CN:42-1243/TF
   邮发代号:38-183
   历史沿革:
  现用刊名:特殊钢
  创刊时间:1980
   核心期刊:
  中文核心期刊(2008)
  中文核心期刊(2004)
  中文核心期刊(2000)
  中文核心期刊(1996)
  中文核心期刊(1992)

主要栏目

本刊设有综述、试验研究、专题讨论、冶金设备、新材料新技术、工艺技术、特殊钢信息等栏目。

刊社地址

地址:湖北省黄石市黄石大道316号大冶特殊钢股份有限公司
  邮政编码:435001
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