碳钢牌号、性能和用途介绍

1.普通碳素结构钢

《碳素结构钢》（GB/T 700—2006）规定，普通碳素结构钢的牌号由钢材屈服强度“屈”字汉语拼音首位字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分按顺序组成。其中质量等级符号A、B、C、D表示钢材的不同质量等级，A级钢硫、磷质量分数最高，D级钢硫、磷质量分数最低，即A、B、C、D表示钢材质量依次提高。脱氧方法符号F、b、Z、TZ表示钢材的不同脱氧方法，F表示沸腾钢，b表示半镇静钢、Z表示镇静钢、TZ表示特殊镇静钢。例如Q235AF表示屈服强度为235 MPa的A级沸腾钢。常用普通碳素结构钢牌号、化学成分及力学性能如表3-7所示。

表3-7　普通碳素结构钢的化学成分及力学性能（摘自GB/T 700—2006）

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由于普通碳素结构钢碳的质量分数较低，而硫、磷等有害元素含量较多，故强度不够高。但这类钢塑性、韧性好，焊接性能优良，冶炼方便、价格便宜，使用时一般不进行热处理。普通碳素结构钢一般作为工程用钢，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、车辆等工程，也可用于制造不重要的机器零件。如汽车传动轴间支架，发动机前后支架，后视镜支架，3、4、5挡同步器锥盘，差速器螺栓锁片，车轮轮辐，驻车制动操纵杆棘爪和齿板等要求不高的汽车零件，都是由普通碳素结构钢制造的。常用普通碳素结构钢在汽车上的应用，如表3-8所示。

GB/T 700—2006　碳素结构钢

表3-8　常用普通碳素结构钢在汽车上的应用

2.优质碳素结构钢

GB/T 699—2015　优质碳素结构钢

优质碳素结构钢是应用极为广泛的机械制造用钢。与普通碳素结构钢相比，其硫、磷等有害元素含量较少，因而强度较高，塑性和韧性较好，经过热处理后还可以进一步调整和改善其力学性能，因此，常用于制造较重要的机械零件。国家标准《优质碳素结构钢》（GB/T 699—2015）规定，优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，数字表示钢中平均碳的质量分数的万分之几。如牌号45表示其平均碳的质量分数为万分之45，即0.45％。对于较高含锰量（wMn=0.70％～1.00％）的优质碳素结构钢，则在对应牌号后加Mn表示，如45Mn、65Mn等。若为沸腾钢，则在对应牌号后加F表示，如08F、10F等。

常用优质碳素结构钢牌号、化学成分及力学性能，如表3-9所示。

表3-9　常用优质碳素结构钢牌号、化学成分及力学性能

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由表3-9可知，优质碳素结构钢中的低碳钢，强度、硬度不高，但是塑性、韧性以及焊接性能良好，常用于制作各种冲压件、焊接件和强度要求不高的零件，如发动机油底壳、油箱、车身外壳、离合器盖、变速叉、轮胎螺栓和螺母等；中碳钢具有较高的强度和硬度，切削加工性能良好，经过热处理后具有良好的综合力学性能，常用于制作受力较大的汽车零件，如曲轴齿轮、飞轮齿轮、万向节叉、离合器从动盘、连杆等；高碳钢具有高的强度、硬度和良好的弹性，常用于制作各种弹性件和耐磨件，如气门弹簧、离合器压盘弹簧、活塞销卡簧、空气压缩机阀片、弹簧垫圈等。是常用优质碳素结构钢在汽车上的应用，如表3-10所示。

表3-10　常用优质碳素结构钢在汽车上的应用(www.xing528.com)

3.碳素工具钢

碳素工具钢的牌号是用“碳”字汉语拼音首位字母T加上数字表示。数字表示钢中平均碳的质量分数的千分之几。如牌号T8、T12分别表示其平均碳的质量分数为0.8％和1.2％。若是高级优质碳素工具钢，则在数字后面加符号A，如T10A。详见国家标准《碳素工具钢》（GB/T 1298—2008）。由于碳素工具钢的热硬性（即在高温时仍保持切削所需硬度的能力）较差，热处理变形较大，因此，仅适用于制造不太精密的模具、木工工具和金属切削的低速手用刀具，如锉刀、锯条、手用丝锥等。

GB/T　1298—2008　碳素工具钢

常用碳素工具钢牌号、化学成分及用途，如表3-11所示。

表3-11　常用碳素工具钢牌号、化学成分及用途

4.铸钢

铸钢是冶炼后直接铸造成形的钢种。在实际生产中，一些形状复杂、在工艺上又很难用锻压方法成形，而且要求有较高的强度和塑性，并承受冲击载荷的大型零件，通常采用铸钢制造，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车钩和联轴器等。铸钢的铸造性能比铸铁差，但力学性能比铸铁好。随着铸造技术的进步，铸钢件在组织、性能、精度和表面粗糙度等方面都已接近锻钢件，可以不经切削加工或只需少量切削加工后使用，能大量节约钢材，降低成本，因此得到了更加广泛的应用。

GB/T 5613—2014　铸钢牌号表示方法

铸钢的牌号有两种表示方法：用力学性能表示时，用“铸”和“钢”两字汉语拼音首位字母ZG后加两组数字表示，第一组数字表示屈服强度的最低值，第二组数字表示抗拉强度的最低值。例如ZG200-400，表示ReL≥200 MPa，Rm≥400 MPa的铸钢。用化学成分表示时，在“ZG”后面的一组数字表示铸钢平均碳的质量分数的万分之几，其后面排列的是各主要合金元素符号及其质量分数。如ZG37SiMn2MoV钢，表示其碳的平均质量分数为0.37％，锰的质量分数为2％，硅、钼、钒的质量分数均小于1.5％。低合金铸钢是在碳素铸钢基础上，提高锰、硅的含量，以发挥其合金化的作用，另外还添加铬、钼等合金元素。常用牌号有ZG40Cr、ZG40Mn和ZG35CrMo等。低合金铸钢的综合力学性能明显优于碳素铸钢，大多数用于承受较重载荷、冲击和摩擦的机械零件，如各种高强度齿轮、高速列车车钩等。为充分发挥低合金铸钢的性能，通常对其进行退火、正火、调质和表面强化热处理。详见国家标准《铸钢牌号表示方法》（GB/T 5613—2014）。

铸钢主要有碳素铸钢和低合金铸钢两大类。碳素铸钢按用途分为一般工程用碳素铸钢和焊接结构用碳素铸钢，如表3-12所示。

表3-12　碳素铸钢的牌号、力学性能与用途

常用铸造碳钢在汽车上的应用如表3-13所示。

表3-13　常用铸造碳钢在汽车上的应用