钢的主要成份有哪些

为了得到或改善某些性能，在非合金钢的基础上添加适量的一种或多种合金元素的铁碳合金叫合金钢。合金钢根据其用途的不同，其主要成分也不尽相同。

合金元素的作用：铬、铝、硅铁素体形成元素，在高温下使钢表面形成致密的氧化膜，防止钢继续氧化，是提高钢高温抗氧化性和高温气体腐蚀的主要元素。铬能显著提高低合金强钢的再结晶温度，2%Cr的强化效果最好。镍、锰等奥氏体形成元素：镍提高奥氏体的高温强度和改善钢的抗渗碳性。锰可代替镍，但对钢的抗氧化性有害。钒、钛、铌、钨、钼是碳化物形成元素又是铁素体形成元素。细小而弥散分布的合金碳化物能提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳和氮可扩大和稳定奥氏体从而提高耐热钢的高温强度。含锰、铬高的钢则氮的溶解度大而有利于用氮代镍。硼和稀土均为耐热钢中常使用的微量元素。硼可以提高钢的高温强度，而稀土元素除了提高高合金耐热钢的热塑性外，明显提高高合金钢的抗氧化性，对持久强度的提高也有利。

耐热耐磨钢,按组织分类,分为珠光体、奥氏体、铁素体、马氏体、沉淀硬化型。按用途分为锅炉钢、叶片钢、转子钢、阀门钢、炉用耐热钢、炼油和化工设备用耐热钢等，此类钢种无一可脱离铬、镍，大都以铬、镍为主，适量加些硅、氮、钡、钨、钼、稀土等元素。中科院金属研究所的铁铬硅合金、辽宁辽阳的铁铝瓷合金、山东聊城的稀土高铬镍氮、高铬锰氮高温耐热钢、江苏靖江的耐热钢都绝然脱离不了此根本。

钢的主要化学成分是铁和碳，还含有 铬 锰 钼 镍 硅 等微量元素

对刚性的影响

碳（Carbon)

存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有06%以上的碳，也称为高碳钢。

铬（Chromium)

增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈。

锰（Manganese）

重要奥氏体稳定元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性和强度及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。

钼（Molybdenum）

碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼，这样它们才能在空气中变硬。

镍（Nickle）

保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。

硅（Silicon）

有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。

钨（Tungsten）

增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。

钒（Vanadium）

增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。

镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24％；而只有含镍27％时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。

基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。

不锈钢定义

不锈钢是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢。

不锈钢具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。

从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。

为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。

不锈钢种类：

不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。

以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。

以化学成分分类：

①． CR系列：铁素体系列、马氏体系列

②． CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。

以金相组织的分类：

①． 奥氏体不锈钢

②． 铁素体不锈钢

③． 马氏体不锈钢

④． 双相不锈钢

⑤． 沉淀硬化不锈钢

不锈钢的标识方法

钢的编号和表示方法

①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：

如：中国、俄国 12CrNi3A

②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300系、400系、200系；

③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

我国的编号规则

①采用元素符号

②用途、汉语拼音，平炉钢：P、 沸腾钢：F、 镇静钢：B、甲类钢：A、T8：特8、

GCr15：滚珠

◆合结钢、弹簧钢，如：20CrMnTi 60SiMn、（用万分之几表示C含量）

◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：1Cr18Ni9 千分之一（即

01%C）,不锈 C≤008% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤003% 如0Cr17Ni13Mo

国际不锈钢标示方法

美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中：

①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，

②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某些较普通的奥氏体不锈钢

是以201、 304、 316以及310为标记，

③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标

记，双相（奥氏体－铁素体），

④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。

GH3044(GH44) 固溶强化型变形高温合金，镍基合金材料，含镍量“502-632%”

GH3044特性及应用领域概述（勃西曼特钢摘录）：

该合金是固溶强化镍基抗氧化合金，在900℃以下具有高的塑性和中等的热强性，并具有优良的抗氧化性和良好的冲压、焊接工艺性能，适宜制造在900℃以下长期工作的航空发动机主燃烧室和加力燃烧室零部件以及隔热屏、导向叶片等。

GH3044相近牌号：

GH44，Зи686，XH60BT，Bж98(俄罗斯)

GH3044其他标准：

GJB 1952A 航空用高温合金冷轧薄板规范

GJB 3020A 航空用高温合金环坯规范

GJB 3165A 航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范

GJB 3317A 航空用高温合金热轧板材规范

GJB 3318A 航空用高温合金冷轧带材规范

GJB 5301A 航空用高温合金环形件规范

HB/Z 140 航空用高温合金热处理工艺

GH3044热处理制度：

摘自HB/Z 140、GJB 1952A、GJB 3020A、GJB 3165A、GJB 3317A、GJB 3318A和GJB 5301A,各品种的标准热处理制度为:

a)热轧板材、冷轧薄板、冷轧带材,(1120~1160)℃/AC。其中: δ≤3mm,保温(8~12) min; δ3mm~5mm,保温(12~16) min;

b)热轧和锻制棒材、环坯,(1120~1160)℃/AC;

c)环形件, (1120~1160)℃/AC或OQ。

GH3044 金相组织结构：

该合金在1200℃固溶后，基本上是单相奥氏体和少量的MC和M23C6型碳化物。

GH3044工艺性能与要求：

1、该合金板材有良好的冲压工艺性能。钢锭锻造加热温度1170℃，终锻900℃。

2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。

3、合金可以用氩弧焊、点焊、缝焊及钎焊等方法焊接。

GH3044主要规格：

GH3044无缝管、GH3044钢板、GH3044圆钢、GH3044锻件、GH3044法兰、GH3044圆环、GH3044焊管、GH3044钢带、GH3044直条、GH3044丝材及配套焊材、GH3044圆饼、GH3044扁钢、GH3044六角棒、GH3044大小头、GH3044弯头、GH3044三通、GH3044加工件、GH3044螺栓螺母、GH3044紧固件。

钢，是对含碳量质量百分比介于002%至211%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

中华人民共和国国家标准GB/T 13304－91《钢分类》描述：“以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。”其中的一般是指除铬钢外的其他钢种，部分铬钢的含碳量允许大于2%。含碳量大于2%的铁合金是铸铁。其他国际标准如ISO 4948或EN 10020中对钢的定义也与此类似。

严格地说，钢是含碳量在00218%-211[1] %之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过17%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分，现将它们的功能特性一并介绍：

碳（Carbon)

存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有06%以上的碳，也称为高碳钢。

铬（Chromium)

增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈。

锰（Manganese）

重要奥氏体稳定元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性和强度及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。

钼（Molybdenum）

碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼，这样它们才能在空气中变硬。

镍（Nickle）

保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。

硅（Silicon）

有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。

钨（Tungsten）

增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。

钒（Vanadium）

增强抗磨损能力和延展性。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。

磷（Phosphorus）

是有害元素，降低钢的塑性和韧性，出现冷脆性，能使钢的强度显著提高，同时提高大气腐蚀稳定性，含量应该限制在005%以下。

硫（Sulfur）

通常硫是有害元素，使钢热脆性大，含量限制在005%以下。但是易切削钢的硫含量高，可达008%~040%。

钢指含碳量小于2%的铁碳合金。根据成分不同，又可分为碳素钢和合金钢。根据性能和用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。

按化学成分分 (1)碳素钢 碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同，可分为：1)低碳钢——含碳量wc≤025% 2)中碳钢——含碳量wc025%～060% 3)高碳钢——含碳量wc>060%高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多 (2)合金钢 为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为： 1)低合金钢——合金元素的总含量≤5% 2)中合金钢——合金元素的总含量5%～10% 3)高合金钢——合金元素的总含量>10%

钢铁的主要成分是:碳/硅/锰/磷/硫等五大元素：

1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量023%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过020%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有015－030%的硅。如果钢中含硅量超过050-060%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入10－12%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰030－050%。在碳素钢中加入070%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0045%，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0055%，优质钢要求小于0040%。在钢中加入008-020%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

分类

按碳含量高低分类

低碳钢：碳含量一般低于025%（质量分数）；

中碳钢：碳含量一般为025%~060%（质量分数）；

高碳钢：碳含量一般高于于060%（质量分数）。[2]

按品质分类

(2) 优质钢（P、S均≤0035%） (3) 高级优质钢（P≤0035%，S≤0030%）

按成形方法

(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

按金相组织

退火状态：a、亚共析钢 ；b、共析钢 ； c、 过共析钢（珠光体+渗碳体）d莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

正火状态的：a珠光体钢；b贝氏体钢；c马氏体钢；d奥氏体钢。

按用途分类

合金结构钢；c钢筋钢。

渗碳钢、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

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

桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

综合分类

工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。

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；(f)特定用途优质结构钢。

按冶炼方法

平炉钢:(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。

电炉钢:(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。