碳素結(jié)構(gòu)鋼的定義與分類

1、碳素結(jié)構(gòu)鋼的定義與分類碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼中除含有主要為了脫氧而加入的硅、鎰元素外，不含其他有意加入的合金元素。鋼中硫、磷雜質(zhì)含量較高，一般來說普通質(zhì)量碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.050%、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.045%;優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼硫和磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.040%。這類鋼通常以熱軋狀態(tài)交貨和使用，主要用于工程結(jié)構(gòu)。一、我國標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13304-1991鋼分類，碳素結(jié)構(gòu)鋼屬于非合金鋼，是非合金鋼中的一種。非合金鋼還包括優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、易切削碳素鋼，以及其他一些具有特殊性能和用途的鋼。（一）按化學(xué)成分非合金鋼各元素規(guī)定含量的界限值如表1-1-1所示。

2、對(duì)鋼規(guī)定的任一元素的規(guī)定含量符合表中所列相應(yīng)元素的界限范圍時(shí)，這些鋼不非合金鋼。表111兒系A(chǔ)lBBi非合金鋼合金元素規(guī)定含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）界限值/%<0.10<0.0005<0.10兒系SeSiTe非合金鋼合金元素規(guī)定含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）界限值/%<0.10<0.50<0.10Cr<0.30Ti<0.05Co<0.10W<0.10Cu<1.10V<0.04Mn<1.00Zr<0.05Mo0.05Ni<0.30La系（每一種元素）<0.02其他（S、P、C、N除Nb0.02外）<0.05當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)

3、條件或訂貨單中對(duì)鋼的熔煉分析化學(xué)成分規(guī)定最低值或范圍時(shí)，應(yīng)以最低值作為規(guī)定時(shí)進(jìn)行分類；若規(guī)定最高值時(shí)，應(yīng)以最高值的0.7倍作為規(guī)定含量進(jìn)行分類。根據(jù)GB/T700-1988碳素結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分的規(guī)定，其所包括的各種牌號(hào)鋼均屬于非合金鋼。（二）按質(zhì)量等級(jí)非合金鋼分為普通質(zhì)量非合金鋼、優(yōu)質(zhì)非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼。根據(jù)GB/T700-1988的有關(guān)規(guī)定，其所包括的A、B等級(jí)的鋼屬于普通質(zhì)量非合金鋼；C、D等級(jí)的鋼屬于優(yōu)質(zhì)非合金鋼。普通質(zhì)量非合金鋼是指不規(guī)定生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量要求的，并應(yīng)同時(shí)符合下列4種條件的鋼。（1）鋼為非合金化的（符合對(duì)非合金鋼的合金元素規(guī)定含量界限值的規(guī)定）；（2）不規(guī)

4、定熱處理（退火、正火、消除應(yīng)力及軟化處理不作為熱處理）；（3）如產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件中有規(guī)定，其特性值應(yīng)符合下列條件：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.10%;硫或磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.045%;氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.007%;抗拉強(qiáng)度最低值<690MPa；屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度最低值<360MP?伸長(zhǎng)率最低值（Lo=5.65Fo）<33%;彎心直徑最低值>0.5*試件厚度；沖擊功最低值（20C,V型，縱向標(biāo)準(zhǔn)試樣）<27J;洛氏硬度最高值（HRB>60。注：力學(xué)性能的規(guī)定值是指用厚度為316mrffl料縱向或橫向試樣測(cè)定的性能。（4）未規(guī)定其他質(zhì)量要求

5、。優(yōu)質(zhì)非合金鋼是指除普通質(zhì)量非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼以外的非合金鋼。在生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量（例如控制晶粒度，降低硫、磷含量，改善表面質(zhì)量或增加工藝控制等），以達(dá)到比普通質(zhì)量非合金鋼特殊的質(zhì)量要求（例如良好的抗脆斷性能，良好的冷成形性能等），但這種鋼的生產(chǎn)控制不如特殊質(zhì)量非合金鋼嚴(yán)格（如不控制淬透性）。特殊質(zhì)量非合金鋼是指生產(chǎn)過程中需要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量的性能（例如控制淬透性和純潔度）的非合金鋼，應(yīng)符合下列條件。（1）鋼材要經(jīng)熱處理并至少具有下列一種特殊要求的非合金鋼（包括易切鋼和工具鋼）：要求淬火和回火，或模擬表面硬化狀態(tài)下的沖擊性能；要求淬火或淬火和回火后的淬硬層深度或表面硬度；要求限

6、制表面缺限，比冷鍛和冷擠壓用鋼的規(guī)定更嚴(yán)格；要求限制非金屬夾雜物含量和（或）要求內(nèi)部材質(zhì)均勻性。（2）鋼材不進(jìn)行熱處理并至少應(yīng)具有下述一種特殊要求的非合金鋼：要求限制非金屬夾雜物含量和（或）內(nèi)部材質(zhì)均勻性，例如鋼板抗層狀撕裂性能。要求限制磷含量和（或）硫含量最高值，并符合如下規(guī)定：熔煉分析值<0.020%;成品分析值<0.025%o要求殘余元素的含量同時(shí)作如下限制：銅熔煉分析最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.10%;鉆熔煉分析最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.05%;銳熔煉分析最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)00.05%o表面質(zhì)量的要求比冷鍛和冷擠壓用鋼的規(guī)定更嚴(yán)格。（3）具有規(guī)定的電磁性能的鋼。（三）按主要性能及使用特

7、性分，GB/T700-1988所包括的碳素結(jié)構(gòu)鋼主要屬于以規(guī)定最低強(qiáng)度為主要特性的非合金鋼，是需要保證鋼的強(qiáng)度特性的工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)用的非合金鋼。這類鋼要求限制最低抗拉強(qiáng)度、最低屈服強(qiáng)度，并具有一定的綜合力學(xué)性能和工藝性能。二、國外和國際（ISO）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（一）國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）的規(guī)定根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4948-1:1982鋼分類-第1部分：根據(jù)化學(xué)成分鋼分為非合金鋼和合金鋼的規(guī)定，根據(jù)鋼的化學(xué)成分分為非合金鋼和合金鋼。非合金鋼與合金鋼中元素含量界限值如表1-1-3所示。對(duì)于表中所列的所有元素，規(guī)定的鋼中每個(gè)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比表中所列相應(yīng)元素小時(shí)，這種鋼為非合金鋼。對(duì)表中列出元素的熔煉分析僅規(guī)

8、定了最低值和范圍時(shí)，應(yīng)根據(jù)最低值進(jìn)行分類。當(dāng)銳的熔煉分析僅規(guī)定最大值時(shí)，應(yīng)根據(jù)該最大值進(jìn)行分類。除鉆以外的其他元素，僅規(guī)定熔煉分析最大值時(shí)，取該值的0.7倍進(jìn)行分類。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4948-2:1981鋼分類一第2部分：非合金鋼和合金鋼按主要質(zhì)量級(jí)別和主要性能及使用特性的分類的規(guī)定，按主要質(zhì)量級(jí)別非合金鋼分為普通鋼（basesteel）、非合金優(yōu)質(zhì)鋼（unalloyedqualitysteel）和非合金特殊鋼（unalloyedspecialsteel）o普通鋼是指不規(guī)定在生產(chǎn)中需特別控制質(zhì)量要求的鋼，并應(yīng)同時(shí)滿足下列4個(gè)條件：（1）鋼是非合金化的。（2）不規(guī)定進(jìn)行熱處理（例如消除應(yīng)力處理

9、、軟化處理、退火或正火，不作為熱處理）。（3）如產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件中有規(guī)定，其特性值應(yīng)符合以下條件：抗拉強(qiáng)度最低值<690MPa；屈服強(qiáng)度最低值<360MPa；伸長(zhǎng)率最低值（Lo=5d）<26%;彎心直徑最低值>1*試樣厚度；沖擊功最低值（20C,ISOV型缺口，縱向）&27J;洛氏硬度最高值（HRB>60;碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.10%;磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.050%;硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.050%;氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值>0.007%。注：上述力學(xué)性能為316mnS度鋼材性能，并適用于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件規(guī)定的橫向或縱向試樣。（4

10、）未規(guī)定其他質(zhì)量要求非合金優(yōu)質(zhì)鋼是指在生產(chǎn)過程中與普通鋼比較需要特別加以控制（例如控制晶粒度、減少硫和磷的含量、改善表面質(zhì)量或增加生產(chǎn)控制等），以達(dá)到特殊的質(zhì)量要求，如良好的抗脆斷性能、良好的冷成形性能等。但這種鋼的生產(chǎn)控制不如要求控制淬透性的經(jīng)典的非合金特殊鋼那樣嚴(yán)格。非合金優(yōu)質(zhì)鋼是不包括在普通鋼和非合金特殊鋼的鋼。非合金特殊鋼是指生產(chǎn)中要求與生產(chǎn)控制淬透性的經(jīng)典非合金特殊鋼一樣專門加強(qiáng)質(zhì)量控制的鋼。下列非合金鋼為特殊鋼：（1）所有預(yù)定要熱處理，至少具有下述特性之一要求的非合金鋼（包括易切鋼和工具鋼）： 在淬火和回火，或模擬的表面硬化狀態(tài)的沖擊性能要求。 在淬火或淬火和回火后的硬化深度或表面

11、硬度的要求。限制表面缺陷的要求。 要求限制非金屬夾雜物含量和（或）要求內(nèi)部均勻性。（2）所有不進(jìn)行熱處理，至少應(yīng)具有下述特性之一要求的非合金鋼：限制非金屬夾雜含量和（或）內(nèi)部均勻性的要求，例如鋼板抗層狀撕裂性能。最大磷含量和（或）硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)限定如下：熔煉分析<0.020%成品分析<0.025% 殘余元素含量同時(shí)作如下限制：銅熔煉分析最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.10%鉆熔煉分析最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.05%銳熔煉分析最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.05% 表面質(zhì)量要求比冷鍛和冷擠壓用鋼的規(guī)定更嚴(yán)格。（3）具有規(guī)定的電磁性能的鋼。按主要特性非合金鋼分類如下：（1）規(guī)定最大抗拉強(qiáng)度（Re、最大屈服強(qiáng)

12、度（Rm的最大布氏硬度（HBS為主要特性的非合金鋼。（2）規(guī)定最小拉強(qiáng)度（Re）、最小服強(qiáng)度（Rm為主要特性的非合金鋼。（3）以碳含量為主要特性的非合金鋼（非合金易切鋼、非合金工具鋼除外）。（4）非合金易切鋼。（5）非合金工具鋼。（6）具有專門規(guī)定電磁性能的非合金鋼。（7）其他非合金鋼。（二）歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10020-1991鋼的等級(jí)和分類的規(guī)定，除個(gè)別處有一些差別外，基本上與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4948-1:1982和ISO4948-2:1981相同。其中普通鋼的特性值硫磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高值均為不小于0.045%。（三）日本標(biāo)準(zhǔn)JISGO203碳素鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為0.02%至名勺2%通

13、常鋼中還含有少量的硅、鈕、硫、磷等元素。碳素鋼按碳含量和硬度（包括強(qiáng)度）分類如下：按碳含量分類：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。按硬度分類：極軟鋼、軟鋼、硬鋼。表1-1-3兒系界限值（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%GB/T13304ISO4948-1EN10020Al<0.10<0.10<0.10B<0.0005<0.0008<0.0008Bi<0.10<0.10<0.10Cr<0.30<0.30<0.30Co<0.10<0.10<0.10Cu<0.10<0.40<0.40Mn<1.00<1.65&

14、lt;1.65Mo<0.05<0.08<0.08Ni<0.30<0.30<0.30Nb<0.02<0.06<0.06Pb<0.40<0.40<0.40Se<0.10<0.10<0.10Si<0.50<0.50<0.50Te<0.10<0.10<0.10Ti<0.05<0.05<0.05W<0.10<0.10<0.10V<0.04<0.10<0.10Zr<0.05<0.05<0.05La系（每一種元素）<0.02<0.05<0.05其他規(guī)定元素（S、P、GN除外）<0.05<0.05<0.05（四）美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM