(一)碳素鋼和合金鋼
1.碳素鋼:鋼中除含一定量為了脫氧而加入的硅(一般不超過0.40%)、錳(一般不超過o-80%,較高含量可到1.20%)合金元素外,不含其它合金元素(殘余元素除外),根據(jù)用途需要,鋼的強度主要依靠碳含量的高低來調整。根據(jù)碳含量的高低又大致可分為;
低碳鋼:含碳量一般小于0.25%;
中碳鋼:含碳量一般在0.25~0.60%之間,
高碳鋼;含碳量一般大于0:60%。
但它們之間并沒有很明確的界限。
2.合金鋼:鋼中除含硅、錳作為合金元素或脫氧元素外,還含其它合金元素(如鉻、鎳、鉬、釩,鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯、稀上金屬等),有的還含有某些非金屬元素(如硼、氮等)。根據(jù)鋼中合金元素總宮量的多少,大致又可分為:
低合金鋼;合金元素總含量一般小于3.5%;中合金鋼;合金元素總含量一般在3.5%~10%之間;高合金鋼:合金元素總含量一般大于10%;但它們之間也沒有明確的界限。
(二)沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼
根據(jù)冶煉時脫氧程度的不同,鋼又可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。
1.沸騰鋼:不脫氧或輕微脫氧的鋼,鋼在冶煉后期不加脫氧劑(如硅、鋁等),澆注時鋼液中的氧和碳不斷發(fā)生化學反應,生成一氧化碳,故在鋼錠模內產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象(氣體溢出),鋼錠凝固后,蜂窩氣泡分布在鋼錠中,當經(jīng)加熱軋制后,這種氣泡空腔會粘合起來。這類鋼的特點是:鋼中含硅量很低,標準規(guī)定為痕跡或≤o.07%。通常注成不帶保溫帽的上小下大的鋼錠,沒有集中縮孔,軋制時鋼錠頭部去量少,因此,鋼的收得率高(約提高15%)。成本低,表面質量和深沖性能好。缺點是鋼的雜質多,成份偏析較大,嚴重影響鋼的性能,特別是沖擊韌性。因此,質量比較不均勻。
2,鎮(zhèn)靜鋼:完全脫氧的鋼。通常注成上大下小帶保溫帽的錠型,澆注時鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰。由于錠模上部有保溫帽(在鋼錠凝固時作補充鋼液用),而且,在軋制開坯后需要將其切除,故鋼的收得率低。但這類鋼的組織致密,偏析小,質量均勻。優(yōu)質鋼和合金鋼一般都是鎮(zhèn)靜鋼。
3.半鎮(zhèn)靜鋼:半脫氧的鋼。鋼的脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。澆注時有沸騰現(xiàn)象,但較沸騰鋼弱。這類鋼具有沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼的某些優(yōu)點,鋼的收得率比鎮(zhèn)靜鋼高,使用上比鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)濟,偏析比沸騰鋼也大有改善,界于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間。只是這類鋼在冶煉操作上比較難于掌握。在碳素鋼中這類鋼是值得提倡和發(fā)展的。
(三)普通碳素鋼
普通碳素鋼的硫、磷雜質含量要比優(yōu)質鋼高些,但一般硫不超過0.055%、磷不超過0.045%。根據(jù)標準要求又可分為以下三類:
甲類鋼;機械性能為基本保證條件;
乙類鋼:化學成份為基本保證條件;
特類鋼:機械性能和化學成份都要保證。
這類鋼產(chǎn)量最大,用途很廣,多軋制成板材和型材(圓、方、扁、工、槽、角等)及異型材(如輕軌等),用于廠房、橋梁、船舶等建筑結構。這類鋼材一般不需經(jīng)熱處理即直接使用。
(四)普通低合金鋼
鋼中除含有一定量的硅或錳基本合金元素外,還含有其它適合我國資源情況的元素,如釩、鈦、鈮、銅、硼、磷及稀土等(一般情況下合金元素總量不超過3%),是我國近年來大力發(fā)展的鋼類。這類鋼與普通碳素鋼相比,強度較高,綜合性能較好(如有的具有耐磨、耐蝕或在中溫、低溫下,有較好的機械及工藝性能)。例如16Mn就比普通碳素鋼A3的屈服點高約l/3,一噸約可頂1.3噸用,因此,使用比較經(jīng)濟,使用壽命和使用范圍也遠遠超過普通碳素鋼。這類鋼主要也是軋制成鋼板、型鋼,多用于制造橋梁、船舶、鍋爐、車輛及重要建筑等結構。鋼材一般也不需經(jīng)熱處理即直接使用,有時也有熱處理后使用的。
(五)優(yōu)質碳素結構鋼
這類鋼必須同時保證鋼的化學成份和機械性能。其硫、磷雜質含量要比普通碳素鋼低些.一般硫和磷均不超過0.040%,對由于原料帶入的其它殘余合金元素,如鉻、鎳、銅等的含量也有一定限制(一般要求各不超過0.25%)。有的鋼號中加入1.4%的錳,叫作較高含錳量的優(yōu)質碳素鋼。優(yōu)質碳素結構鋼產(chǎn)量較大,用途較廣,多軋(或鍛)制成圓、方、扁等形狀比較簡單的型材和板材,供使用單位再制作成零部件后方能使用。這類鋼一般需經(jīng)正火或調質等熱處理后使用,多用于制作機械產(chǎn)品—般的結構零部件。
(六)合金結構鋼
這類鋼足在優(yōu)頁碳素結構鋼的基礎上,適當?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素,用來提高鋼的強度、韌性和淬透性,近幾年來,結合我國資源自行研制的無鉻哮的合金結構鋼得到了很大發(fā)展。這類鋼制成零件后在使用前,通常都需經(jīng)過調質(淬火后高溫回火),化學熱處理(滲碳、氮化等)、表面火焰淬火或高頻淬火等熱處理。這類鋼多軋(或鍛)制成圓、方、扁等形狀,供使用單位再制作成零部件后使用,多用于制作機械產(chǎn)品中重要的和尺寸較大的零部件,比碳素結構鋼具有比較均勻的綜合性能。
合金結構鋼根據(jù)化學成份(主要是含碳量)、熱處理工藝和用途的不同,大致又可分為滲碳、調質和氮化鋼三種:其中調質鋼:這類銅的碳含量一般在o.25%以上,所制成的零部件經(jīng)淬火和高溫回火(500~650C)調質處理后,可以得到適當?shù)母邚姸扰c良好的韌性,即得到較良好的綜合機械性能。