碳鋼是含碳量在0.0218%~2.11%的鐵碳合金。也叫碳素鋼。一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。一般碳鋼中含碳量越高則硬度越大，強度也越高，但塑性越低。

一、分類

（1）按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類，碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)建鋼和機器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種；

（2）按冶煉方法可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼；

（3）按脫氧方法可分為沸騰鋼（F）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）和特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）；

（4）按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼（WC ≤ 0.25%）,中碳鋼（WC0.25%—0.6%）和高碳鋼（WC>0.6%）；

（5）按鋼的質(zhì)量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（含磷、硫較低）和高級優(yōu)質(zhì)鋼（含磷、硫更低）和特級優(yōu)質(zhì)鋼。

二、種類

（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號：例Q235-A·F，表示σs=235MPa。

牌號注解：Q是屈服強度 A質(zhì)量等級（有ABCD四級），F(xiàn)沸騰鋼。

特點：價格低廉，工藝性能（如焊接性和冷成形性）優(yōu)良。

應(yīng)用：一般工程結(jié)構(gòu)和普通機械零件。如Q235可制作螺栓、螺母、銷子、吊鉤和不太重要的機械零件以及建筑結(jié)構(gòu)中的螺紋鋼、型鋼、鋼筋等。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號：例45、65Mn、08F。

牌號注解：直接表示金屬含碳量的萬分數(shù)。

應(yīng)用：制造重要機械零件的非合金鋼，一般都要經(jīng)過熱處理之后使用。

常用鋼號及用途：

08F，碳的質(zhì)量分數(shù)低，塑性好，強度低，用于沖壓件如汽車和儀表外殼；

20，塑性和焊接性好，用于強度要求不高的零件及滲碳零件，例如機罩、焊接容器，小軸、螺母、墊圈及滲碳齒輪等；

45，40Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)后綜合力學(xué)性能良好，用于受力較大的機械零件，如齒輪、連桿、機床主軸等；

60、65Mn鋼具有較高的強度；用于制造各種彈簧、機車輪緣、低速車輪。

（3）碳素工具鋼

牌號：例如T12鋼表示W(wǎng)c=1.2%的碳素工具鋼。

牌號注解：T加金屬含碳量的千分數(shù)。

特點：屬共析鋼和過共析鋼，強度、硬度較高，耐磨性好適用于制造各種低速切削刀具。

常用鋼號及用途：

T7、T8：制作承受一定沖擊而要求韌性的零件。如大錘、沖頭、鑿子、木工工具、剪刀。

T9、T10、T11：制造沖擊較小的要求高硬度高耐磨性的工具。如絲錐、小鉆頭、沖模、手鋸條。

T12、T13：制作不受沖擊的工具。如銼刀、刮刀、剃刀、量具。

（4）鑄鋼

牌號：例如ZG200-400，表示σs=200MPa，σb=400MPa的鑄鋼。

性能：鑄造性能比鑄鐵差，但力學(xué)性能比鑄鐵好。

應(yīng)用：主要用于制造形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求高，而在工藝上又很難用鍛壓等方法成形的比較重要的機械零件，例如汽車的變速箱殼，機車車輛的車鉤和聯(lián)軸器等。

影響因素

①錳：約為0.25%~0.80%。固溶強化；清除FeO，降低鋼的脆性；與硫化合成MnS，可以減輕硫的有害作用。有益。

②硅：約為0.10%~0.40%，固溶強化；除FeO對鋼質(zhì)量的不良影響，有益。

③硫：FeS與Fe形成低熔點共晶體（熔點為985℃），在1000~1250℃熱加工時導(dǎo)致鋼變脆而開裂，“熱脆”。有害。

④磷：強度、硬度提高，但使塑性和韌性降低，“冷脆”。有害。

不銹鋼是鋼的一個種類，鋼是指含有碳（C）量在2%以下的稱之為鋼，大于2%是鐵。鋼在冶煉過程中加入鉻（Cr）、鎳（Ni）、錳（Mn）、硅（Si）、鈦（Ti）、鉬（Mo）等合金元素改善了鋼的性能使鋼具有了耐腐性（即不上銹）就是我們常說的不銹鋼。按成分可分為Cr系（400系列）、Cr－Ni系（300系列）、Cr－Mn－Ni（200系列）、耐熱鉻合金鋼（500系列）及析出硬化系（600系列）。

200系列：鉻-錳-鎳

201,202等：以錳代鎳，耐腐蝕性比較差，國內(nèi)廣泛用作300系列的廉價替代品

300系列：鉻-鎳 奧氏體不銹鋼

301：延展性好，用于成型產(chǎn)品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好�？鼓バ院推�勞強度優(yōu)于304不銹鋼。

302：耐腐蝕性同304，由于含碳相對要高因而強度更好。

303：通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。

304：通用型號；即18/8不銹鋼。產(chǎn)品如：耐蝕容器、餐具、家俱、欄桿、醫(yī)療器材。標(biāo)準(zhǔn)成分是 18 % 鉻加 8 % 鎳。為無磁性、無法借由熱處理方法來改變其金相組織結(jié)構(gòu)的不銹鋼。GB牌號為06Cr19Ni10。

304 L：與 304 相同特性，但低碳故更耐蝕、易熱處理，但機械性較差 適用焊接及不易熱處理之產(chǎn)品。

304 N：與 304 相同特性，是一種含氮的不銹鋼，加氮是為了提高鋼的強度。

309：較之304有更好的耐溫性，耐溫高達980℃。

309 S：具多量鉻、鎳，故耐熱、抗氧化性佳，產(chǎn)品如：熱交換器、鍋爐零組件、噴射引擎。

310：高溫耐氧化性能優(yōu)秀，最高使用溫度1200℃。

316：繼304之后，第二個得到最廣泛應(yīng)用的鋼種，主要用于食品工業(yè)、鐘表飾品、制藥行業(yè)和外科手術(shù)器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應(yīng)用級別。

316 L：低碳故更耐蝕、易熱處理，產(chǎn)品如：化學(xué)加工設(shè)備、核能發(fā)電機、冷凍劑儲糟。

321：除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風(fēng)險之外，其他性能類似304。

347：添加安定化元素鈮，適于焊接 航空器具零件及化學(xué)設(shè)備。

400系列：鐵素體和馬氏體不銹鋼，無錳，一定程度上可替代304不銹鋼

408：耐熱性好，弱抗腐蝕性，11%的Cr，8%的Ni。

409：最廉價的型號（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不銹鋼（鉻鋼）。

410：馬氏體（高強度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差。

416：添加了硫改善了材料的加工性能。

420：“刃具級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具，可以做的非常光亮。

430：鐵素體不銹鋼，裝飾用，例如用于汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差。

440：高強度刃具鋼，含碳稍高，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砗罂梢垣@得較高屈服強度，硬度可以達到58HRC，屬于最硬的不銹鋼之列。最常見的應(yīng)用例子就是“剃須刀片”。常用型號有 三種：440A、440B、440C，另外還有440F（易加工型）。

500系列：耐熱鉻合金鋼。

600系列：馬氏體沉淀硬化不銹鋼。

“鋼”和“鐵”究竟是何物，有什么特性，又有什么關(guān)系，我們平時所說的304、304L、316、 316L又是怎么來的，相互之間又有什么區(qū)別？

鋼：以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料�！�—GB/T 13304－91《鋼分類》鐵：一種金屬元素，原子序號26。鐵材料有很強的鐵磁性，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性。不銹鋼：耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種。通常使用的鋼種為304、304L、316、 316L，是奧氏體不銹鋼的300系列鋼。

三、為什么不銹鋼有不同的鋼號？

不銹鋼在冶煉過程當(dāng)中，由于加入合金元素品種不同，不同品種加入量的不同。其特性也是不同的，為了加以區(qū)別則冠上了不同的鋼號，下面是常見裝飾用不銹鋼不同鋼號“合金元素”含量表僅供參考：化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）。

性能介紹：304不銹鋼是最普遍的鋼種，作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強度和機械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，便用溫度-196℃～800℃）。適用范圍家庭用品（1、2類餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸）汽車配件（風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品）醫(yī)療器具，建材，化學(xué)，食品工業(yè)，農(nóng)業(yè)，船舶部件。

性能介紹：作為低碳的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304剛相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀；在未進行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196℃～800℃。適用范圍：應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機器，建材耐熱零件及熱處理有困難的零件。

316不銹鋼因添加鉬，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用；加工硬化性優(yōu)（無磁性）。適用范圍海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、CD桿、螺栓、螺母。除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。適用范圍：對抗晶界腐蝕性有特別要求的產(chǎn)品。 316和316L不銹鋼是含鉬不銹鋼種。316L不銹鋼中的鉬含量略高于316不銹鋼.由于鋼中鉬，該鋼種總的性能優(yōu)于310和304不銹鋼，高溫條件下，當(dāng)硫酸的濃度低于15％和高于85％時，316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能，所以通常用于海洋環(huán)境。316L不銹鋼的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。     

耐腐蝕性：316不銹鋼耐腐蝕性能優(yōu)于304不銹鋼，在漿和造紙的生產(chǎn)過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不銹鋼還耐海洋和侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕。一般來說，304不銹鋼與316不銹鋼在抗化學(xué)腐蝕性能方面差別不大，不過在某些特定介質(zhì)下有所區(qū)別。最初開發(fā)出的不銹鋼為 304，在特定情況下，這種材料對點腐蝕(Pitting Corrosion)比較敏感。額外增加2-3%的鉬可以減少這種敏感性，這樣就誕生了316。此外，這些額外的鉬還可以降低某些熱有機酸的腐蝕。316 不銹鋼幾乎成為食品飲料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)材料。由于世界范圍內(nèi)鉬元素的短缺及316 不銹鋼中鎳含量更多，316 不銹鋼的價格比304 不銹鋼更貴。點腐蝕是一種主要由不銹鋼表面沉積腐蝕引起的現(xiàn)象，這是因為缺氧而不能形成氧化鉻保護層。尤其在小型閥門中，閥板上出現(xiàn)沉積的可能性很小，因此點腐蝕也很少發(fā)生。在各種類型的水介質(zhì)（蒸餾水、飲用水、河水、鍋爐水、海水等）中，304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性能幾乎一樣，除非介質(zhì)中氯離子的含量非常高，此時316不銹鋼就更合適。在大多數(shù)情況下，304 不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性能沒有多大區(qū)別，但有些情況下也可能差別很大，需具體情況具體分析。一般來說閥門用戶應(yīng)該心中有數(shù)，因為他們會根據(jù)介質(zhì)的情況選擇容器和管道的材質(zhì)，不建議向用戶推薦材料。    

耐熱性：在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續(xù)使用中，316不銹鋼具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范圍內(nèi)，最好不要連續(xù)作用316不銹鋼，但在該溫度范圍以外連續(xù)使用316不銹鋼時，該不銹鋼具有良好的耐熱性。316L不銹鋼的耐碳化物析出的性能比316不銹鋼更好，可用上述溫度范圍。熱處理在1850-2050度的溫度范圍內(nèi)進行退火，然后迅速退火，然后迅速冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬化。焊接316不銹鋼具有良好的焊接性能�？刹捎盟�有標(biāo)準(zhǔn)的焊接方法進行焊接。焊接時可根據(jù)用途，分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能，316不銹鋼鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。如果使用316L不銹鋼，不需要進行焊后退火處理。在所有鋼材中，奧氏體不銹鋼的屈服點最低。因此從機械性能考慮，奧氏體不銹鋼的并不是用在閥桿的最佳材料，因為要保證一定的強度，閥桿的直徑就會加大。屈服點不能通過熱處理來提高，但可以通過冷成型提高。磁性由于奧氏體不銹鋼的廣泛應(yīng)用，給人們造成所有不銹鋼都沒有磁性的錯誤印象。對奧氏體不銹鋼而言，基本可以理解為非磁性，經(jīng)淬火的鍛鋼確實如此。但通過冷成型處理的304會多少帶點磁性。對鑄鋼而言，如果是100%奧氏體不銹鋼則沒有磁性。 低碳類型的不銹鋼奧氏體不銹鋼的抗腐蝕性能來自金屬表面形成的氧化鉻保護層。如果材料加熱到450℃到900℃高溫，材料的結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化，沿晶體邊緣會形成碳化鉻。這樣在晶體邊沿就無法形成氧化鉻保護層，從而導(dǎo)致抗腐蝕性能降低。這種腐蝕稱為“晶間腐蝕”。由此開發(fā)出了 304L不銹鋼和316L 不銹鋼來對抗這種腐蝕。304L不銹鋼和316L不銹鋼的含碳量都較低，因為碳含量減少，所以就不會產(chǎn)生碳化鉻，也就不會生成晶間腐蝕。應(yīng)該說明的是，較高的晶間腐蝕敏感性并不意味著非低碳材料就更容易腐蝕。在高氯環(huán)境中，這種敏感性也越高。請注意這種現(xiàn)象緣于高溫（450℃-900℃）。通常焊接是達到這個溫度的直接原因。對于軟閥座常規(guī)蝶閥而言，由于我們并不在閥板上進行焊接操作，因此采用低碳不銹鋼并沒有多大意義，不過大多數(shù)規(guī)格書會要求304L不銹鋼或316L不銹鋼。

四、不銹鋼為啥也生銹？

不銹鋼為什么也生銹? 當(dāng)不銹鋼管表面出現(xiàn)褐色銹斑（點）的時候，人們大感驚奇：認為“不銹鋼是不生銹的，生銹就不是不銹鋼了，可能是鋼質(zhì)出現(xiàn)了問題”。其實，這是對不銹鋼缺乏了解的一種片面的錯誤看法。不銹鋼在一定的條件下也會生銹的。不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力——即不銹性，同時也具有在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中乃腐蝕的能力——即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是 隨其鋼質(zhì)本身化學(xué)組成、加護狀態(tài)、使用條件及環(huán)境介質(zhì)類型而改變的。如304鋼管，在干燥清潔的大氣中，有絕對優(yōu)良的抗銹蝕能力，但將它移到海濱地區(qū)，在含有大量鹽份的海霧中，很快就會生銹了；而316鋼管則表現(xiàn)良好。因此，不是任何一種不銹鋼，在任何環(huán)境下都能耐腐蝕、不生銹的。