碳素和合金结构钢的牌号、成分和性能特性

1.碳素结构钢（GB／T 700—2006）

碳素结构钢是一种普通碳素钢，除含碳（＜2％）外，还含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素。钢中硫、磷含量较高，力学性能一般，通常在热轧状态下使用。这种钢大量用作建筑工程、桥梁、船舶上各种静负载、无特殊要求的金属结构件；在机械制造上，用于制造一些不太重要的、不需热处理的零件和一般焊接件。

（1）碳素结构钢的牌号和化学成分，见表3-87。

表3-87　碳素结构钢的牌号和化学成分

注：①表中“①”表示为镇静钢、特殊镇静钢牌号的统一数字。沸腾钢牌号的统一数字代号：Q195F—U11950、Q215AF—U12150、Q235AF—U12350、Q275AF—U12750、Q215BF—U12153、Q235BF—U12353。表中“②”表示为经需方同意，Q235B的含量可不大于0.22％。
②D级钢应有足够细化晶粒的元素，并在质量证明书中注明细化晶粒元素的含量。当采用铝脱氧时，钢中酸溶铝含量应不小于0.015％，或总铝含量应不小于0.020％。
③钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30％，氮含量应不大于0.008％。如供方能保证，均可不做分析。
④氮含量允许超过上条规定（不大于0.008％），但氮含量每增加0.001％，磷的最大含量应减少0.005％，熔炼分析氮的最大含量应不大于0.012％；如果钢中的酸溶铝含量不小于0.015％或总铝含量不小于0.020％，氮含量的上限值可以不受限制。固定氮的元素应在质量证明书中注明。
⑤经需方同意，A级钢的铜含量可不大于0.35％。此时，供方应做铜含量的分析，并在质量证书中注明其含量。钢中砷的含量应不大于0.080％。用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢，砷含量由供需双方协议规定。如原料中不含砷，可不做砷的分析。
⑥氮含量允许超过规定值，仍必须符合下述各条中关于氮含量的要求，成品分析氮含量的最大值应不大于0.014％；如果钢中的铝含量达到规定的含量（酸溶铝含量不小于0.015％或总铝含量不小于0.020％），并在质量证明书中注明，氮含量上限值可不受限制。沸腾钢成品钢材和钢坯的化学成分偏差不作保证。钢材一般以热轧、控轧或正火状态交货。

（2）碳素结构钢的力学性能，见表3-88。

表3-88　碳素结构钢的力学性能

续表

注：厚度小于25mm的Q235B级钢材，如供方能保证冲击功合格，经需方同意，可不做检验。“①”表示Q195的屈服强度值仅供参考，不作为交货条件。“②”表示厚度大于100mm的钢材，抗拉强度下限允许降低20MPa。宽带钢（包括剪切钢板）抗拉强度上限不作为交货条件。

用Q195和Q235B级沸腾钢轧制的钢材，其厚度（或直径）不大于25mm。做拉伸和冷弯试验时，型钢和钢棒取纵向试样，钢板、钢带取横向试样，断后伸长率允许比表3-88降低2％（绝对值）。窄钢带取横向试样，如果受宽度限制时，可以取纵向试样。如供方能保证冷弯试验符合表3-89的规定，可不做检验。A级钢冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条件。

（3）碳素结构钢的冷弯实验，见表3-89。

表3-89　碳素结构钢的冷弯

续表

注：表中“①”表示B为试样宽度，a为试样厚度（或直径）。“②”表示钢材厚度（或直径）大于100mm时，弯曲试验由双方协商确定。

厚度不小于12mm或直径不小于16mm的钢材应做冲击试验，试样尺寸为10mm×10mm×55mm。经供需双方协议，厚度为6～12mm或直径为12～16mm的钢材可以做冲击试验，试样尺寸为10mm×7.5mm×55mm或10mm×5mm×55mm或10mm×产品厚度×55mm。在GB／T 700—2006附录A中给出了规定的冲击功，如：当采用10mm×5mm×55mm试样时，其试验结果应不小于规定值的50％。

夏比（V型缺口）冲击吸收功值按一组3个试样单值的算术平均值计算，允许其中1个试样的单个值低于规定值，但不得低于规定值的70％。如果没有满足上述条件，可从同一抽样产品上再取3个试样进行试验，先后6个试样的平均值不得低于规定值；允许有2个试样低于规定值，但其中低于规定值70％的试样只允许有1个。

2.优质碳素结构钢（GB／T 699—1999）

（1）优质碳素结构钢的化学成分，见表3-90。

表3-90　优质碳素结构钢的化学成分

续表1

续表2

（2）优质碳素结构钢的力学性能，见表3-91。

表3-91　优质碳素结构钢的力学性能

续表

注：①对于直径或厚度小于25mm的钢材，热处理是在与成品截面尺寸相同的试样毛坯上进行。
②表中所列正火推荐保温时间不少于30min，空冷；淬火推荐保温时间不少于30min，75、80和85钢油冷，其余钢水冷；回火推荐保温时间不少于1h。

（3）优质碳素结构钢的特性和应用，见表3-92。

表3-92　优质碳素结构钢的特性和应用

续表1

续表2

续表3

续表4

3.合金结构钢（GB／T 3077—1999）

（1）合金结构钢的化学成分，见表3-93。

表3-93　合金结构钢的化学成分

续表1

续表2

续表3

续表4

续表5

续表6

续表7

续表8

续表9

注：①带“A”字标志的牌号仅能作为高级优质钢订货，其他牌号按优质钢订货。
②根据需方要求，可对表中各牌号按高级优质钢（指不带“A”）或特级优质钢（全部牌号）订货，只需在所订牌号后加“A”或“B”字标志（对有“A”字牌号应先去掉“A”）。需方对表中牌号化学成分提出其他要求可按特殊要求订货。
③稀土成分按0.05％计算量加入，成品分析结构供参考。

（2）合金结构钢的力学性能，见表3-94。

表3-94　合金结构钢的力学性能

续表1

续表2

续表3

续表4

注：①表中所列热处理温度允许调整范围：淬火±20℃，高温回火±50℃。
②硼钢中淬火前可先经正火，正火温度应不高于其淬火温度，铬锰钛钢第一次淬火可用正火代替。
③拉伸试验时试样钢上不能发现屈服，无法测定屈服点σs情况下，可以测规定残余伸长余力σr0.2。

（3）合金结构钢的特性和作用，见表3-95。

表3-95　合金结构钢的特性和作用

续表1

续表2

续表3

续表4

续表5

续表6

续表7

续表8

续表9

续表10

续表11

续表12

续表13

续表14

续表15

续表16

续表17

续表18

续表19

续表20

续表21

4.易切削结构钢（GB／T 8731—1988）

（1）易切削结构钢的化学成分，见表3-96。

表3-96　易切削结构钢的化学成分

注：Y45Ca钢中残余元素Ni、Cr、Cu的质量分数不大于0.25％；供热压力加工时，铜的质量分数不大于0.20％。供方能保证不大于此值可不做分析。

（2）易切削结构钢的力学性能，见表3-97。

表3-97　易切削结构钢的力学性能

续表

注：①Y40Mn以热轧或冷拉后高温回火状态交货，其他钢号以热轧或冷拉状态交货。
②直径小于8mm的钢丝，其力学性能指标由供需双方协商。

（3）易切削结构钢的特性和应用，见表3-98。

表3-98　易切削结构钢的特性和应用

续表

5.低合金高强度结构钢（GB／T 1591—2008）

（1）低合金高强度结构钢的化学成分，见表3-99。

表3-99　低合金高强度结构钢的化学成分

续表

注：低合金高强度结构钢的化学成分其他要求见GB／T 1591—2008的规定。
①型材及棒材P、S含量可提高0.005％（质量分数），其中A级钢上限可为0.045％（质量分数）。
②当细化晶粒元素组合加入时，20（Nb+V+Ti）≤0.22％（质量分数），20（Mo+Cr）≤0.30％（质量分数）。

（2）低合金高强度结构钢的拉伸性能，见表3-100。

表3-100　低合金高强度结构钢的拉伸性能

续表1

续表2

续表3

注：①当屈服不明显时，可测量Rp0.2代替下屈服强度。
②宽度不小于600mm的扁平材，拉伸试验取横向试样；宽度小于600mm的扁平材、型材及棒材取纵向试样，断后伸长率最小值相应提高1％（绝对值）。
③厚度＞250～400mm的数值适用于扁平材。

（3）低合金高强度结构钢夏比（V形）冲击试验的试验温度和冲击吸收能量，见表3-101。

表3-101　低合金高强度结构钢夏比（V形）冲击试验的试验温度和冲击吸收能量(www.xing528.com)

续表

注：①冲击试验取纵向试样。

6.非调质机械结构钢（GB／T 15712—2008）

主要适用于切削加工和热压力加工用的非调质结构钢。钢材以热轧（锻制）状态交货。

（1）非调质机械结构钢的牌号和化学成分，见表3-102。

表3-102　非调质机械结构钢的牌号和化学成分

续表

注：①当硫含量只有上限要求时，牌号尾部不加“S”。
②热压力加工用钢的ω（Cu）不大于0.20％。
③为了保证钢材的力学性能，允许钢中添加氮，推荐ω（N）为0.0080％～0.0200％。

（2）非调质机械结构钢的化学成分允许偏差，见表3-103。

表3-103　非调质机械结构钢的化学成分允许偏差

（3）直接切削加工用非调质机械结构钢的力学性能，见表3-104。

表3-104　直接切削加工用非调质机械结构钢的力学性能

注：热压力加工用钢材，根据需方要求可检验力学性能及硬度，其试验方法和验收指标由供需双方协商，本表仅供参考。但直径不小于60mm的F12Mn2VBS钢，应先改锻成直径30mm的圆坯，经450℃～650℃回火，其力学性能应符合：抗拉强度Rm≥685MPa，下屈服强度ReL≥490MPa，断后伸长率A≥16％，断面收缩率Z≥45％。
①F30Mn VS、F38Mn VS、F49Mn VS钢的冲击吸收能量为实测数据，不作为判定依据。

7.冷镦和冷挤压用钢（GB／T 6478—2001）

（1）冷镦和冷挤压用钢的化学成分：非热处理型冷镦和冷挤压用钢的化学成分，见表3-105。表面硬化型冷镦和冷挤压用钢的化学成分，见表3-106。

调质型冷镦和冷挤压用钢（包括含硼钢）的化学成分（1）、（2），见表3-107、表3-108。

表3-105　非热处理型冷镦和冷挤压用钢的化学成分

表3-106　表面硬化型冷镦和冷挤压用钢的化学成分

注：Alt表示钢中的全铝量。

表3-107　调质型冷镦和冷挤压用钢（包括含硼钢）的化学成分（1）

续表

表3-108　调质型冷镦和冷挤压用钢（包括含硼钢）的化学成分（2）

续表

（2）冷镦和冷挤压用钢的力学性能：非热处理型冷镦和冷挤压用钢热轧状态的力学性能，见表3-109。表面硬化型冷镦和冷挤压用钢热轧状态的力学性能，见表3-110。调质型钢的力学性能，见表3-111。

表3-109　非热处理型冷镦和冷挤压用钢热轧状态的力学性能

表3-110　表面硬化型冷镦和冷挤压用钢热轧状态的力学性能

注：直径大于和等于25mm的钢材，试样毛坯直径25mm；直径小于25mm的钢材，按钢材实际尺寸。

表3-111　调质型钢的力学性能

8.保证淬透性结构钢（GB／T 5216—2004）

保证淬透性结构钢是一种能保证具有稳定的淬透性的机械制造用钢，一般直径和厚度不大于20mm。

保证淬透性结构钢按钢的种类分为优质碳素结构钢和合金结构钢。按冶金质量分为优质钢和高级优质钢（高级优质钢应在牌号后加“A”）。按使用加工方法分为压力加工用钢和切削加工用钢。保证淬透性结构钢代号为“H”，按淬透性级别分为基准带（H）、上2／3带（HH）、下2／3带（HL）。

（1）保证淬透性结构钢的化学成分，见表3-112。

表3-112　保证淬透性结构钢的化学成分

续表

注：①高级优质钢的牌号表示是在牌号后加“A”，如40Cr AH。
②根据需方要求，16Cr Mn H和20Cr Mn H钢中的Si含量（质量分数）允许不大于0.12％，但此时应考虑其对力学性能的影响。

（2）钢中硫、磷及残余元素铜、铬、镍的化学成分允许偏差，见表3-113。

表3-113　钢中硫、磷及残余元素铜、铬、镍的化学成分允许偏差

（3）退火或高温回火状态交货钢材的硬度，见表3-114。

表3-114　退火或高温回火状态交货钢材的硬度

注：未列于上表中的牌号如果以退火或高温回火状态交货，交货状态下钢材的硬度由供需双方协商确定。

（4）钢的淬透性带及其各点的硬度值，见表3-115。

表3-115　钢的淬透性带及其各点的硬度值

续表1

续表2

续表3

续表4

续表5

9.耐候结构钢（高耐候结构钢、焊接结构用耐候钢、集装箱用耐腐蚀钢及钢带）（GB／T 4171—2008）

（1）耐候结构钢的牌号及化学成分，见表3-116。

表3-116　耐候结构钢的牌号及化学成分

注：①为了改善钢的性能，可以添加一种或一种以上的微量合金元素（质量分数）；Nb0.015％～0.060％，V0.02％～0.12％，Ti0.02％～0.10％，Alt≥0.020％。若上述元素组合使用时，应至少保证其中一种元素含量达到上述化学成分的下限规定。
②可以添加下列合金元素（质量分数）：Mo≤0.30％，Zr≤0.15％。
③Nb、V、Ti等3种合金元素的添加总量不应超过0.22％（质量分数）。
④供需双方协商，S的含量可以不大于0.008％（质量分数）。
⑤供需双方协商，Mn含量的下限可不作要求。
⑥供需双方协商，C的含量可以不大于0.15％（质量分数）。

（2）供货尺寸，见表3-117。

表3-117　耐候结构钢供货尺寸

（3）力学性能和工艺性能，见表3-118。

表3-118　耐候结构钢的力学性能和工艺性能

续表

注：表头中的数值为公称厚度a，单位为mm。①当屈服现象不明显时，可以采用Rp0.2。

（4）冲击性能，见表3-119。

表3-119　耐候结构钢的冲击性能

注：①冲击试样尺寸为10mm×10mm×55mm。
②经供需双方协商，平均冲击吸收能量值可以≥60J。

10.弹簧钢（GB／T 1222—2007）

（1）牌号和化学成分（熔炼分析），见表3-120。

表3-120　弹簧钢牌号和化学成分

续表

注：①根据需方要求，并在合同中注明，钢中残余铜质量分数应不大于0.20％。

（2）弹簧钢的力学性能，见表3-121。

表3-121　弹簧钢的力学性能

续表

注：（1）所列力学性能适用于直径或边长不大于80mm的棒材以及厚度不大于40mm的扁钢。直径或边长大于80mm的棒材和厚度大于40mm的扁钢，允许其断后伸长率、断面收缩率较本表的规定分别降低1％（绝对值）及5％（绝对值）。
（2）直径或边长大于80mm的棒材，允许将取样用坯改锻（轧）成直径或边长为70～80mm后取样，检验结果应符合本表的规定。
（3）盘条通常不检验力学性能。如需方要求检验力学性能，则具体指标由供需双方协商确定。
①除规定热处理温度上下限外，表中热处理温度允许偏差为：淬火，±20℃；回火，±50℃。根据需方特殊要求，回火可按±30℃进行。
②其试样可采用下列试样中的一种。若按GB／T 228规定做拉伸试验时，所测断后伸长率值供参考。
试样一：标距为50mm，平行长度60mm，直径14mm，肩部半径大于15mm。
试样二：标距为4[S0表示平行长度的原始横截面积，（mm2）]，平行长度1.2倍标距长度，肩部半径大于15mm。
③30W4Cr2VA除抗拉强度外，其他力学性能检验结果供参考，不作为交货依据。

（3）弹簧钢交货状态的硬度，见表3-122。

表3-122　弹簧钢交货状态的硬度

11.高碳铬轴承钢（GB／T 18254—2002）

（1）高碳铬轴承钢的化学成分及退火后的硬度，见表3-123、表3-124。

表3-123　高碳铬轴承钢的化学成分

续表

表3-124　高碳铬轴承钢退火后的硬度

（2）高碳铬轴承钢的特点和用途，见表3-125。

表3-125　高碳铬轴承钢的特点和用途

续表

12.渗碳轴承钢（GB／T 3203—1982）

（1）渗碳轴承钢的化学成分，见表3-126。

表3-126　渗碳轴承钢的化学成分

（2）渗碳轴承钢的纵向力学性能及室温力学性能，见表3-127、表3-128。

表3-127　渗碳轴承钢的纵向力学性能

表3-128　渗碳轴承钢的室温力学性能

续表

（3）渗碳轴承钢的特性和应用，见表3-129。

表3-129　渗碳轴承钢的特性和应用

续表

13.高碳铬不锈轴承钢（GB／T 3086—2008）

（1）高碳铬不锈轴承钢尺寸、外形及允许偏差，见表3-130。

表3-130　高碳铬不锈轴承钢尺寸、外形及允许偏差

续表

（2）高碳铬不锈轴承钢牌号和化学成分（熔炼分析），见表3-131。

表3-131　高碳铬不锈轴承钢牌号和化学成分

（3）高碳铬不锈轴承钢的力学性能，见表3-132。

表3-132　高碳铬不锈轴承钢的力学性能