第三节 金属的牌号及命名
一、牌号
金属材料的牌号是给每一种具体的金属材料所取的名称。钢的牌号又叫钢号。牌号能简便地提供具体金属材料质量的共同概念,从而为生产、使用和管理等工作带来很大方便。
我国金属材料的牌号,一般都能反映出化学成分。牌号不仅证明金属材料的具体品种,而且还可以根据它大致判断其质量。如牌号“Q235”表示屈服强度不低于235MPa的碳素结构钢。
美国对金属牌号的命名体系比较复杂,涉及牌号命名的机构发布了如下多个标准。
AISI 美国钢铁学会(American Iron and Steel Institute)标准
ASTM 美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials)标准
ASME 美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers)标准
AMS 航天材料规格(Aerospace Material Specifications),美国航空工业最常用的一种材料规格,由SAE制定
API 美国石油学会(American Petroleum Institute)标准
SAE 美国机动车工程师协会(Society of Automotive Engineers)标准
MIL 美国军用标准(Military Standards)
二、ASTM、SAE和AISI标准中碳素钢和合金钢牌号表示方法
在ASTM、SAE、AISI标准中,碳素钢和合金钢牌号的表示方法基本相同。大都采用四位阿拉伯数字表示,在中间或末尾加入字母。例如:1005、94B15、3140等。四位数字中的前两位数字表示钢种类型及其主要合金元素含量。后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值。
(1)第一位数(或第一、二位数)表示如下类别号。
1:碳素钢,2:镍钢,3:镍铬钢,4:钼钢,5:铬钢,61:铬钒钢,8:低镍铬钢,92:硅锰钢,93、94、97、98:铬镍钼钢。
(2)第二位数(类别号为二位数者无此项)表示如下钢种或合金元素含量。
碳素钢:0:一般碳素钢,1:易切削钢,3:锰结构钢。
钼钢:1:铬钼钢,3和7:镍铬钼钢,6和8:镍钼钢,0、4、5:含钼量不同的钼钢。
镍和镍铬钢:用百分数表示平均含镍量。
铬钢:0:铬含量较低,1:铬含量较高。
低镍铬钢:6、7、8、1表示镍和铬含量一定,钼含量不同。6表示钼含量0.15~0.25,7表示钼含量0.2~0.3,8表示钼含量0.3~0.4,1表示钼含量0.08~0.15。
(3)第三、四位数表示含碳量平均值,以万分之几表示。
有些钢号中间插入B或L:B:含硼钢,L:含铅钢。
末尾加“H”时,表示对淬透性有一定要求的钢种。有些加前置字母“M”或“MT”:M:机械级,MT:机械用管材。
三、不锈钢和耐热钢牌号表示方法
这类钢材主要采用AISI标准的编号系统,牌号由三位阿拉伯数字组成,第一位数表示钢的类别,第二、三位数表示顺序号。
不锈钢的类别号包括五种,分别是沉淀硬化型不锈钢、Cr-Mn-Ni-N 奥氏体钢、Cr-Ni 奥氏体钢、高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢、低碳马氏体钢。
沉淀硬化型不锈钢具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。
按成分可分为Cr系(SUS400)、Cr-Ni系(SUS300)、Cr-Mn-Ni(SUS200)及析出硬化系(SUS600)。
200系列:铬-镍-锰 奥氏体不锈钢
300系列:铬-镍 奥氏体不锈钢
301:延展性好,用于成型产品。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302:耐腐蚀性同304,由于含碳量相对要高因而强度更好。
303:通过添加少量的硫、磷使其较容易切削加工。
304: 即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
309:较304有更好的耐温性。
316:继304之后,第二个得到最广泛应用的钢种,主要用于食品工业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较304具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其它性能与304类似。
400系列:铁素体和马氏体不锈钢
408:耐热性好,弱抗腐蚀性,含11%Cr、8%的Ni。
409:最廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。
410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。
416:添加了硫改善了材料的加工性能。
420:“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具,可以做得非常光亮。
430:铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。具有良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。
440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。
500系列:耐热铬合金钢。
600系列:马氏体沉淀硬化型不锈钢。
630:最常用的沉淀硬化型不锈钢型号,通常也叫17-4,含有17%Cr、4%Ni。