钢材的性能和分类

进入青铜时代以来，人类与金属材料及其制品的关系日益密切，可以说没有金属材料就没有人类的物质文明。在人类使用的所有金属材料中，钢铁是使用量最大、使用范围最广泛的基础材料。其主要原因是：

　　1、 铁的储藏量仅次于铝，且大多以巨大的铁矿床存在于自然界中；

　　2、铁矿石的冶炼和加工与其他金属的生产相比，具有生产规模大、效率高、质量好、成本低等显著的优势；

　　3、钢铁具有良好的物理、机械和工艺性能；

　　4、将镍、铬、钒、锰等金属作为合金元素加入铁中，可获得具有各种性能的金属材料；

　　5、钢铁通过热处理能调整其机械性能，可以满足国民经济各方面的需要；

　　6、钢铁具有良好的可回收性。

　　尽管钢铁也存在较容易锈蚀、密度较大等缺点，但纵观材料的物理、机械和工艺性能，及其技术性、经济性和可回收性等因素，在人类未来发展的相当长时期内，钢铁的基础原材料地位仍无可替代。

　　一、钢材机械性能介绍

　　钢铁是以铁为基础，以碳为主要添加元素的铁碳合金。含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，其他主要元素还有硅、锰、硫、磷等。钢具有良好的物理、机械和工艺性能，主要表现在以下六个方面：

　　1、屈服点(σs)

　　钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

　　2、 屈服强度(σ0.2)

　　有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(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、抗拉强度(σb)

　　材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

　　4、伸长率(δs)

　　钢材在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

　　5、屈强比(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，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

　　6、硬度

　　硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。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。

　　二、钢材的分类

　　钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：

　　1、按品质分类

　　1) 普通钢(P≤0.045%，S≤0.050%)

　　2) 优质钢(P、S均≤0.035%)

　　3) 高级优质钢(P≤0.035%，S≤0.030%)

　　2、按化学成份分类

　　1) 碳素钢： a。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： a。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、按成形方法分类

　　1) 锻钢；

　　2) 铸钢；

　　3) 热轧钢；

　　4) 冷拉钢。

　　4、按用途分类

　　1) 建筑及工程用钢：

　　a。普通碳素结构钢；b。低合金结构钢；c。钢筋钢。

　　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、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；

　　(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。

　　b。弹簧钢

　　c。轴承钢

　　3) 工具钢：

　　a。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、热强钢、气阀钢；c。电热合金钢；d。耐磨钢；e。低温用钢；f。电工用钢。

　　5) 专业用钢

　　如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

　　5、综合分类

　　1) 普通钢

　　a。碳素结构钢、b。低合金结构钢、c。特定用途的普通结构钢

　　2) 优质钢(包括高级优质钢)

　　a。结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。

　　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)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

　　6、按冶炼方法分类

　　7、按金相组织分类