常用钢轨的化学成分及性能.docx
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常用钢轨的化学成分及性能
第一章常用钢轨的化学成分及性能
第一节钢材的性能
常用的金属材料通常分成两类，一类是有色金属，另一类是黑色金属。
黑色金属中应用最广的是钢铁产品。
钢铁材料是由铁（Fe）和碳（C）两种主要元素组成的合金，含碳量小于0.02％的铁碳合金称为工业纯铁。
一、物理和化学性能
（一）热膨胀性钢材受热时体积膨大的特性称为热膨胀性，通常用线膨胀系数作为衡量热膨胀性的指标。
钢材类别不同，线膨胀系数也不同。
随着温度升高，线胀系数值增大。
（二）导热性钢材传导热量的性能称为导热性。
钢材中的合金元素影响导热性，不锈钢的导热性比低碳钢和低合金钢要差。
（三）导磁性钢材能导磁的性能称为导磁性。
钢材中除单相奥氏体钢为无磁钢外，其余均为导磁钢。
钢轨焊后中频加热正火处理正是利用了钢轨钢的导磁性能产生涡流加热钢轨。
温度高于770℃（居里点）时，导磁性能大大降低。
（四）导电性钢材能够传递电荷的性能称为导电性。
通常用电阻系数作为衡量导电性的指标。
钢材的电阻系数越大，其导电性越差，电流通过时所产生的热量也越多。
钢材的电阻焊接或闪光焊接就是利用了工件端面高电阻产生的热量进行焊接的。
（五）抗氧化性钢材在一定的温度和介质条件下抵抗氧化性的能力称为抗氧化性。
抗氧化性差的钢材在高温条件下，很容易被周围介质中的氧所氧化，形成氧化皮，逐渐剥落而损坏。
耐热钢具有良好的抗氧化性，不锈钢的抗氧化性最好。
二、机械性能
钢材在一定温度条件和外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为机械性能，或称为力学性能。
常规机械性能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等；高温机械性能还包括抗蠕变性能、特久强度和瞬时强度以及热疲劳性能等；低温机械性能还包括脆性转变温度等。
（一）强度和塑性
强度有静强度和疲劳强度之分。
静强度是钢材在缓慢加载的静力作用下，抵抗变形和断裂的能力。
疲劳强度是钢材在交变载荷作用下，经过无数次循环交变载荷而不产生裂纹或断裂的能力。
钢轨焊接接头的静弯实验（TB/T1632.1-2005），是检查接头的静强度；而接头的疲劳强度试验（TB/T1632.1-2005）是检查疲劳强度的指标。
常用的强度指标有屈服极限（即屈服点或屈服强度）、强度极限（即抗拉强度）和疲劳极限等。
塑性是指钢材在外力作用下产生塑性变性能力。
常用的塑性指标有延伸率和断面收缩率，以及冷弯角等。
钢材的强度和塑性指标，可通过拉伸试验（GB/T228-2002equISO6892:
1998）及弯曲试验（GB/T228-1999equISO7438:
1985）而获得。
1.低碳钢拉伸试验
图1－1是拉伸变形过程示意图，图1－2为低碳钢试件的拉伸图。
由图1－2可见，在拉伸试验过程中，低碳钢试件工作段的伸长量∆l与试件所受拉力F之间的关系，大致可分为以下四个阶段。
第Ⅰ阶段 试件受力以后，长度增加，产生变形，这时如将外力卸去，试件工作段的变形可以消失，恢复原状，变形为弹性变形，因此，称第Ⅰ阶段为弹性变形阶段。
低碳钢试件在弹性变形阶段的大部分范围内，外力与变形之间成正比，拉伸图呈一直线。
第Ⅱ阶段 弹性变形阶段以后，试件的伸长显著增加，但外力却滞留在很小的范围内上下波动。
这时低碳钢似乎是失去了对变形的抵抗能力，外力不需增加，变形却继续增大，这种现象称为屈服或流动。
因此，第Ⅱ阶段称为屈服阶段或流动阶段。
屈服阶段中拉力波动的最低值称为屈服载荷，用Fs表示。
在屈服阶段中，试件的表面上呈现出与轴线大致成45︒的条纹线，这种条纹线是因材料沿最大切应力面滑移而形成的，通常称为滑移线。
图1－2为低碳钢试件的拉伸图
第Ⅲ阶段 过了屈服阶段以后，继续增加变形，需要加大外力，试件对变形的抵抗能力又获得增强。
因此，第Ⅲ阶段称为强化阶段。
强化阶段中，力与变形之间不再成正比，呈现着非线性的关系。
超过弹性阶段以后，若将载荷卸去（简称卸载），则在卸载过程中，力与变形按线性规律减少，且其间的比例关系与弹性阶段基本相同。
载荷全部卸除以后，试件所产生的变形一部分消失，而另一部分则残留下来，试件不能完全恢复原状。
在屈服阶段，试件已经有了明显的塑性变形。
因此，过了弹性阶段以后，拉伸图曲线上任一点处对应的变形，都包含着弹性变形∆le及塑性变形∆lp两部分（见图1－2）。
第Ⅳ阶段 当拉力继续增大达某一确定数值时，可以看到，试件某处突然开始逐渐局部变细，形同细颈，称颈缩现象。
颈缩出现以后，变形主要集中在细颈附近的局部区域。
因此，第Ⅳ阶段称为局部变形阶段。
局部变形阶段后期，颈缩处的横截面面积急剧减少，试件所能承受的拉力迅速降低，最后在颈缩处被拉断。
若用d1及l1分别表示断裂后颈缩处的最小直径及断裂后试件工作段的长度，则d1及l1与试件初始直径d0及工作段初始长度
l0相比，均有很大差别。
颈缩出现前，试件所能承受的拉力最大值，称为最大载荷，用Fb表示。
2．低碳钢拉伸时的力学性能
图1－3低碳钢的应力–应变图
低碳钢的拉伸图反映了试件的变形及破坏的情况，但还不能代表材料的力学性能。
因为试件尺寸的不同，会使拉伸图在量的方面有所差异，为了定量地表示出材料的力学性能，将拉伸图纵、横坐标分别除以A0及l0，所得图形称为应力-应变图（σ-ε图），σ=P/F0，ε=l/l0；图1－3为低碳钢的应力–应变图。
由图1－3可见，应力–应变图的曲线上有几个特殊点（如图中a、b、c、e等），当应力达到这些特殊点所对应的应力值时，图中的曲线就要从一种形态变到另一种形态。
这些特殊点所对应的应力称为极限应力，材料拉伸时反映强度的一些力学性能，就是用这些极限应力来表示的。
从应力–应变图上，还可以得出反映材料对弹性变形抵抗能力及反映材料塑性的力学性能。
下面对拉伸时材料力学性能的主要指标逐一进行讨论。
屈服点和屈服强度钢材在拉伸过程中，当载荷不再增加（甚至有所降低）时，继续发生塑性变形的现象称为屈服现象。
开始出现屈服现象的应力，称为屈服点，以σs表示。
图1－2外加拉力与伸长量的关系曲线中S段出现了屈服现象。
屈服阶段中曲线呈锯齿形，应力上下波动，锯齿形最高点所对应的应力称为上屈服点，最低点称为下屈服点。
上屈服点不太稳定，常随试验状态（如加载速率）而改变。
下屈服点比较稳定（如图1-3中的c点），通常把下屈服点所对应的应力作为材料的屈服点（参看GB/T228-2002《金属拉力试验法》）。
应力达屈服点时，材料将产生显著的塑性变形。
拉伸实验时，如果钢材的屈服现象不明显或无屈服现象，则以变形量达到试件基准长度0.2％时的应力，定义为该钢材的屈服强度，以σ0.2表示，计算公式如下：
σs（或σ0.2）＝
（1-1）
式中PS（或P0.2）－试件开始屈服（或产生0.2％基准长度变形量）的载荷（N）；
F0－试件的原始横截面积（mm2）。
比例极限及弹性模量E 应力–应变曲线上oa段，按一般工程精度要求，可视为直线，在a点以下，应力与应变成正比。
对应于a点的应力，称为比例极限，用E表示比例常数，则有
σ＝ Eε （1-2）
这就是虎克定律，其中比例常数E表示产生单位应变时所需的应力，是反映材料对弹性变形抵抗能力的一个性能指标，称为抗拉弹性模量，简称弹性模量。
不同材料，其比例极限和弹性模量
E也不同。
例如，低碳钢中的普通碳素钢A3，比例极限约200MPa，弹性模量约200GPa。
弹性极限 是卸载后不产生塑性变形的最大应力，在图4-3中用b点所对应的应力表示。
实际上低碳钢的弹性极限σe与比例极限十分接近。
强度极限或抗拉强度σb 图1－3中e点的应力等于试件拉断前所能承受的最大载荷Pb除以试件初始横截面面积F0，即
=
（1-3）
式中Pb－拉断前试件所承受的最大载荷（N）;
F0－试件的原始横截面积（mm2）。
当横截面上的应力达强度极限时，受拉杆件上将开始出现颈缩并随即发生断裂。
屈服点和抗拉强度是衡量材料强度的两个重要指标。
普通碳素钢A3的屈服点约为σs=220MPa，抗拉强度约为σb=420MPa。
工程上所用的钢材，不仅要有高的屈服极限，而且要有一定的屈强比（即屈服极限与强度极限的比值）。
屈强比越小，越不容易发生危险的脆性破坏。
但屈强比太低，钢材强度水平就不能充分发挥。
延伸率（伸长率）δ 延伸率δ就是试件在拉断时相对伸长的大小，即基准长度内试件的净伸长值与原始基准长度的比值。
l0是原始试棒的基准长度；lk是圆形试棒断裂时的基准长度标示点内试件的总长度。
当基准长度与试棒直径之比为5或10时，延伸率分别以δ5或δ10表示。
计算公式为：
δ5（或δ10）＝
×100％（1-4）
式中l0－试件的基准长度（mm）；
lk－试件拉断时基准长度标示点内试件的总长度（mm）。
伸长率δ表示试件在拉断以前，所能进行的塑性变形的程度，是衡量材料塑性的指标。
普通碳素钢A3的伸长率可达δ5=27%以上，在钢材中是塑性相当好的材料。
工程上通常把静载常温下伸长率大于5%的材料称为塑性材料，金属材料中低碳钢是典型的塑性材料。
截面收缩率ψ 用试件初始横截面面积A0减去断裂后颈缩处的最小横截面面积A1，并除以A0所得商值的百分数表示，即：
ψ=（A0-A1）/ A0（1-5）
普通碳素钢A3的截面收缩率约为ψ=55%。
3．冷作硬化现象
图1-4a表示低碳钢的拉伸图。
设载荷从零开始逐渐增大，拉伸图曲线将沿Odef线变化直至f点发生断裂为止。
前已述及，经过弹性阶段以后，若从某点（例如d点）开始卸载，则力与变形间的关系将沿与弹性阶段直线大体平行的dd"线回到d"点。
若卸载后从d"点开始继续加载，曲线将首先大体沿d"d线回至d点，然后仍沿未经卸载的曲线def变化，直至f点发生断裂为止。
可见在再次加载过程中，直到d点以前，试件变形是弹性的，过d点后才开始出现塑性变形。
比较图1-4中a、b所示的两条曲线，说明在第二次加载时，材料的比例极限得到提高，而塑性变形和伸长率有所降低。
在常温下，材料经加载到产生塑性变形后卸载，由于材料经历过强化，从而使其比例极限提高、塑性性能降低的现象称为冷作硬化。
冷作硬化可以提高构件在弹性范围内所能承受的载荷，同时也降低了材料继续进行塑性变形的能力。
一些弹性元件及钢索等常利用冷作硬化现象进行预加工处理，以使其能承受较大的载荷而不产生残余变形。
冷压成形时，希望材料具有较大塑性变形的能力。
因此，常设法防止或消除冷作硬化对材料塑性的影响，例如，在工序间进行退火等。
表1-1 几种常用材料的主要力学性能
材料名称
牌 号
屈服点σs/MPa
抗拉强度σb/MPa
伸长率δ5（%）
普通碳素钢
Q235
Q275
240
280
380~470
500~620
25~27
19~21
优质碳素钢
45
50
360
390
610
660
16
13
普通低合金钢
Q345B
Q390B
280~350
3340~420
480~520
500~560
19~21
17~19
合金结构钢
40Cr（调质）
40MnB（调质）
550~800
500~800
750~1000
750~1000
9~15
10~12
铝合金
2A11
2A90
110~240
280
210~420
420
18
13
（二）硬度
1、硬度试验方法
已颁布的硬度试验标准有：
GB/T231-2002金属布氏硬度试验方法、GB/T230-2004金属洛氏硬度试验方法、GB/T4341-2001金属肖氏硬度试验方法、GB/T4340-1999金属维氏硬度试验方法、GB/T4342-1991金属显微维氏硬度试验方法等。
硬度是表示材料表面一个小区域内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的一种能力。
测定金属材料的硬度就能够给出其软硬程度的数量概念，因此硬度也是衡量金属软硬程度的判据。
实际上，硬度不是一个单纯的物理或力学量．它是代表着弹性、塑性、塑性形变强化率、强度和韧性等一系列不同的物理量组合的一种综合性能指标。
硬度试验在生产和科学研究中应用极为普遍。
它之所以被广泛用来检验和评价金属材料的性能，是由其许多特点决定的。
首先，硬度试验设备简单，操作迅速方便，硬度是金属力学性能中最易测量的一种性能；其次，硬度和其它力学性能一样，也决定于金属材料的成分、组织与结构。
它与其它力学性能之间存在一定的关系，因此可通过测定金属的硬度间接地获得其它力学性能的数值；最后，硬度试验压痕小，一般不损坏零件，可以直接在成品或半成品上测定，且不受被测物体大小、脆韧的限制。
这是其它力学性能试验方法所不可及的优点。
硬度的测试方法很多，一般多采用压入法来测定硬度。
在钢轨焊接领域中常见的为布氏硬度试验和洛氏硬度试验。
2、布氏硬度
布氏硬度试验是用一定的静力负荷P（布氏硬度计之压头为淬硬钢球HBS或硬质合金球HBW，试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。
）将直径为D的淬火钢球或硬质合金球压人被测材料的表面，保持一定的时间后卸除负荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d，从而计算出压痕球面积F，然后再计算出单位面积所受的力（p/F值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HB表示。
布氏硬度试验的优点是压痕面积较大，能反映较大体积范围的各组成物的平均性能，代表性较全面，试验结果也比较稳定，和材料的抗拉强度有近似关系。
3、洛氏硬度
洛氏硬度试验，是用特殊的压头（金刚石压头或钢球压头），在先后施加两个载荷（预载荷和总载荷）的作用下压入金属表面来进行的。
总载荷p为预载荷p0和主载荷p1之和，即
p=p0+p1（1-6）
洛氏硬度值是施加总载荷p并卸除主载荷p1后，在预载荷p0继续作用下，由主载荷p1引起的残余压入深度e来计算。
h0表示在预载荷p0作用下，压头压入被试材料的深度；h1表示施加总载荷p并卸除主载荷p1，但仍保留预载荷p0时，压头压入被试材料的深度。
深度差e=h1+h0，该值用来表示被测材料硬度的高低。
在实际应用中，为了使硬的材料测出的硬度值比软的材料得的硬度值高，以符合一般的习惯，将被测材料的硬度值用公式加以适当变换。
即
HR=
（1-7）
式中K－常数，其值在采用金刚石压头时为0.2，采用钢球压头时为0.26；
C－常数，代表指示器读数盘每一刻度相当于压头压入被测材料的深度，其值为0.002mm；
HR－标注洛氏硬度的符号，当采用金刚石压头及150kg的总载荷时应标注HRC，当采用钢球压头及100kg总载荷试验时，则应标注HRB。
洛氏硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。
对极薄的工件由于洛氏硬度试验的载荷较大，不宜用来测定，这时可使用表面洛氏硬度计。
其初载荷为3Kgf（29.4N），总载荷为15Kgf（147.2N）、30Kgf（294.3N）、45Kgf（441.5N），常数K取0.1mm，以0.001mm压痕深度为一个硬度单位。
（三）冲击韧性
金属材料在服役中，不仅受到静负荷的作用，而且还受到速度很快的冲击负荷的作用。
如火车车轮对铁轨的冲击，锻锤对铁砧的冲击等。
由于冲击负荷的加载速度高，作用时间短，使金属在受冲击时，应力分布和变形很不均匀，工件往往易断裂。
因此，对于承受冲击负荷的零件或工具来说，仅具有高的强度是不够的，还必须具有足够的抗冲击负荷的能力。
金属材料在冲击负荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧性。
金属材料的冲击韧性的好坏可通过冲击试验来测定（GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，GB/T19748-2005《钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法》）。
冲击韧性就是在冲击力作用下，具有一定形状的缺口（或无缺口）试件抵抗变形和断裂的能力。
按冲击形态分为摆锤冲击和落锤冲击。
目前最普遍应用的一种冲击试验是一次摆锤弯曲冲击试验，缺口形式有V型缺口和U型缺口两种。
冲击韧性的大小称为冲击值，以ak表示。
计算公式如下：
（1-8）
式中：
－冲击试件所消耗的功（J）；
－试件缺口部件的原始横截面积（cm2）。
通过冲击试验来测定材料承受冲击负荷的能力，无疑对设计计算和对材料进行评定均有重要的意义。
由一次摆锤弯曲冲击试验获得的一次冲击韧性值ak对材料的一些缺陷很敏感，它能反映出材料的宏观缺陷和显微组织方面的微小变化，因而是检验材料或工件中的白点、夹杂物、层状、夹渣、气泡、压力加工产品各向异性、淬火过热、过烧、变形时效及回火脆性等的有效方法之一。
另外，ak对材料的脆性转化也很敏感，可利用低温冲击试验测定钢的冷脆性。
（四）疲劳性能
疲劳断裂是机件在受变动载荷作用下经过较长时间工作发生的断裂现象。
和其它类型的断裂一样，疲劳断裂也是裂纹形成和扩展的过程，所不同的是疲劳断裂是在较低应力下产生的，断裂是突然的，没有预先征兆，看不到宏观塑性变形，是一种低应力脆性断裂。
而且，疲劳破坏是长期的过程，是一个裂纹缓慢扩展的过程，是材料在交变应力作用下经过几百次甚至几百万次循环才产生的突然断裂，所以更具有危险性。
当变动的载荷低于某值时，载荷交变到无数次也不会发生疲劳断裂，这时试件单位表面上所承受的力（应力）称为该材料的疲劳极限。
三、焊接性能
钢材的焊接性能，直接影响到焊接工艺和焊接质量，通常用可焊性这一概念来表达。
所谓钢材的可焊性，系指被焊钢材在采用一定的焊接材料、焊接工艺方法及工艺规范参数等条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
不同类别的钢材，其可焊性不一样；同一钢材，采用不同的焊接方法或焊接材料，其可焊性也可能有很大差别。
可焊性包括两方面：
（一）工艺可焊性
工艺可焊性是指在一定焊接条件下，焊接接头出现各种裂纹及其他工艺缺陷的可能性。
它包括焊接材料的选择；焊缝金属抗冷、热裂纹的能力；热影响区金属抗冷、热裂纹的能力；热影响区金属的脆硬倾向（马氏体组织）等。
因此，工艺可焊性又称为抗裂性。
（二）使用可焊性
使用可焊性是指在一定焊接条件下，焊接接头的性能发生变化并影响使用可靠性的程度。
它包括接头的常温拉伸机械性能（
等）；接头的韧性（常温
、低温
等）；接头的硬度、弯曲、疲劳、落锤试验等。
因此，使用可焊性又称为安全可焊性。
钢轨的实物焊接，是从使用可焊性考虑的。
钢材的可焊性常用碳当量估计。
它是根据钢材的化学成分与焊接热影响区脆硬性的关系，粗略地评价钢材的焊接时产生冷裂纹倾向和脆化倾向的一种估算方法。
对于锰－硅（Mn-Si）系合金钢的碳当量公式为：
Ce＝C＋
Mn+
Si（1-9）
式中，右边各项中的元素符号表示钢材中化学元素含量，用％表示。
经验证明：
当Ce<0.4％时，钢材的淬硬倾向不大，可焊性优良；当Ce＝0.4％－0.6％时，钢材的淬硬倾向增大，当Ce>0.6%时，钢材的淬硬倾向强，属于较难焊钢材。
钢轨钢的含碳量、含锰量、含硅量较高，属于可焊性较差材质。
四、钢材的分类
（一）钢的分类及编号
钢是碳质量分数小于2.11％的铁碳合金，是现代化工业中用途最广、用量最大的金属材料。
钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）和合金钢两大类。
工业用碳钢除以铁和碳为主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷、氮、氧、氢等常存杂质。
由于碳钢容易冶炼，价格低廉，性能可以满足一般工程机械、普通机器零部件、工具及日常轻工业产品的使用要求，故得到了广泛的应用。
我国碳钢产量约占钢总产量的85~90％左右。
合金钢是在碳钢的基础上，为了提高钢的机械性能、物理性能和化学性能，改善钢的工艺性能，在冶炼时有目的地加人一些合金元素的钢。
在钢的总产量中，合金钢所占比重约10~15％，与碳钢相比，合金钢的性能有显著的提高和改善，随着我国钢铁工业的发展，合金钢的产量、品种、质量逐年增加和提高。
1、钢的分类
钢的种类繁多，为了便于生产、选用和比较研究并进行保管，根据钢的某些特性，从不同角度出发，可以把它们分成若干具有共同特点的类别。
下面简单介绍一些常用的分类方法。
（1）按化学成分分类
按化学成分可把钢分为碳素钢和合金钢两大类。
a．碳素钢 按含碳量不同又可分为低碳钢（碳质量分数ω（C）＜0．25、中碳钢（ω（C）＝0.25％~0.60％）和高碳钢（ω（C）>0.60％）。
b．合金钢按钢中合金元素总含量可分为低合金钢（合金元素总质量分数小于5％）、中合金钢（合金元素总质量分数为5％~10％）和高合金钢（合金元素总质量分数大于10％）。
此外，还可根据钢中所含主要合金元素种类不同来分类，如锰钢、铬钢、硼钢、铬锰钢、铬锰钛钢等。
（2）按钢的质量分类
根据钢中所含有害杂质（S、P）的多少，工业用钢通常分为普通质量钢、优质钢和高级优质钢。
a．普通质量钢 硫、磷的质量分数ω（S）≤0.035~0.050, ω（P）≤0.035~0.045。
b．优质钢 ω（S）≤0.035, ω（P）≤0.035
c．高级优质钢 ω（S）≤0.025, ω（P）≤0.025。
（3）按金相组织分类
a．按照平衡状态或退火组织可分为亚共析钢（其金相组织为铁素体+珠光体）、共析钢（其金相组织为珠光体），过共析钢（其金相组织为珠光体+二次碳化物）和莱氏体钢（其金相组织类似白口铸铁，即组织中存在着莱氏体）。
b．按正火组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。
但由于空冷的速度随钢试样尺寸大小而有所不同，所以这种分类法是以断面不大的试样（通常选用Φ25mm）为准。
c．按加热及冷却时有无相变和室温时的金相组织可分为铁素体钢（加热和冷却时，始终保持铁素体组织）、奥氏体钢（加热和冷却时，始终保持奥氏体组织）和复相钢（如半铁素体或半奥氏体钢）。
（4）按冶炼方法分类
a．按冶炼设备分类，可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。
b．按钢的脱氧程度和浇注制度不同，又可将其分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
合金钢一般均为镇静钢。
（5）按用途分类
按钢的用途分类是钢的主要分类方法。
我国冶金行业标准（YB）和国家标准（GB）一般都是按钢的用途分类法制订的。
根据工业用钢的不同用途，可将其分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
a．结构钢
用作工程结构的钢。
属于这类钢的有碳素结构钢、低合金结构钢。
用作各种机器零部件的钢。
包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢，以及易削钢、低淬钢、冷冲压钢等。
b．工具钢
工具钢包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三种。
它们可用以制造刃具、模具和量具等。
c．特殊性能钢
这类钢具有特殊的物理、化学性能，它包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工用钢、低温用钢等。
此外还有特定用途钢。
如锅炉用钢、压力容器用钢、桥梁用钢、船舶用钢及钢筋钢等。
2、钢的编号方法
我国现行钢号，基本上是按国家标准总局2000年颁布的钢铁产品牌号表示方法（GB221-2000）确定的。
产品牌号使用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字来表示。
汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法。
例如，碳素工具钢，采用“碳”字汉语拼音“TAN”的“T”表示；滚珠轴承钢选用字母“G”表示。
化学元素采用国际化学符号表示。
例如，锰用“Mn”表示，硅用“Si”表示，铬用“Cr”表示，镍用“Ni”表示等。
阿拉伯数字用来表示化学元素含量或表示牌号的顺序号、分类号及特性。
例如，40Cr钢，“40”表示钢中的平均含碳量为ω（C）=0.40；Q235钢，“235”表示此钢的屈服点数值。
钢材常用的分类方法见表1-2。
表1－2钢材的分类
分类方法
钢的名称
按照化学成分
碳
升级会员 