1.非合金钢的分类

非合金钢的分类方法有很多种，常用的分类方法有以下几种。

（1）按非合金钢的碳的质量分数分类。非合金钢按其碳的质量分数高低进行分类，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢3类（见表3-3）。

表3-3　低碳钢、中碳钢和高碳钢的定义和典型牌号

（2）按非合金钢主要质量等级和主要性能或使用特性分类。非合金钢按其主要质量等级进行分类，可分为普通质量非合金钢、优质非合金钢和特殊质量非合金钢3类（见表3-4）。

表3-4　普通质量非合金钢、优质非合金钢和特殊质量非合金钢的定义和典型牌号

（3）按非合金钢的用途分类。非合金钢按其用途进行分类，可分为碳素结构钢和碳素工具钢。

碳素结构钢主要用于制造各种机械零件和工程结构件，其碳的质量分数一般都小于0.70%。此类钢常用于制造齿轮、轴、螺母、弹簧、连杆等机械零件，用于制作桥梁、船舶、建筑等工程结构件。

碳素工具钢主要用于制造工具，如制作刃具、模具、量具等，其碳的质量分数一般都大于0.70%。

（4）非合金钢的其他分类方法。非合金钢还可以从其他角度进行分类，如按专业进行分类，可分为锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢、造船用钢、铁道用钢、汽车用钢、建筑结构用钢等；按冶炼方法等进行分类，可分为氧气转炉钢、电弧炉钢等。

2.碳素结构钢的牌号及用途

碳素结构钢是非合金钢中应用最多的钢种之一，其牌号由屈服强度字母、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法4部分按顺序组成。碳素结构钢的质量等级分A、B、C、D四级，从左至右质量依次提高。屈服强度用“屈”的汉语拼音首字母“Q”和一组数字表示；脱氧方法用F、Z、TZ分别表示沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢。在牌号中“Z”可以省略。例如，Q235BF，表示屈服强度大于235MPa，质量为B级的沸腾碳素结构钢。碳素结构钢主要有Q195、Q215A、Q215B、Q235A、Q235B、Q235C、Q235D、Q275A、Q275B、Q275C、Q275D系列。

Q195系列和Q215系列碳素结构钢的塑性好，常用于制作薄板、线材、焊接钢管（见图3-3）、铁钉、铆钉、垫圈、地脚螺栓、冲压件等；Q235系列的碳素结构钢常用于制作薄板、中板、型材、钢筋、钢管、铆钉、螺栓、连杆、销（见图3-4）、小轴、法兰盘、机壳、桥梁与建筑结构件、焊接结构件等；Q275系列的碳素结构钢强度较高，常用于制作要求高强度的拉杆、连杆、键、轴、销钉等。

图3-3　焊接钢管

图3-4　销

3.优质碳素结构钢的牌号及用途

优质碳素结构钢是优质非合金钢中应用最多的钢种之一，其牌号采用两位数字表示，两位数字表示该钢的平均碳的质量分数的万分之几（以0.01%为单位），如35钢表示平均碳的质量分数wC=0.35%的优质碳素结构钢；08表示平均碳的质量分数wC=0.08%的优质碳素结构钢。如果是沸腾钢或半镇静钢，则在数字后分别加“F”，或“b”，如08F或“08b”等。(www.daowen.com)

优质碳素结构钢主要有：08F钢或08钢、10F钢或10钢、15钢、20钢、25纲、30钢、35钢、40钢、45钢、50钢、55钢、60钢、65钢、70钢、75钢、80钢和85钢等。它们可分别归属于：冷冲压钢、渗碳钢、调质钢和弹簧钢。

（1）冷冲压钢。冷冲压钢主要有08钢、10钢和15钢等，其碳的质量分数低，塑性好，强度低，焊接性能好，主要用于制作薄板，用于制造冷冲压零件和焊接件。

（2）渗碳钢。渗碳钢主要有15钢、20钢、25钢等，其强度较低，塑性和韧性较高，冷冲压性能和焊接性能好，可以制造各种受力不大但要求高韧性的零件，如焊接容器与焊接件、螺钉、杆件、轴套、冷冲压件等。这类钢经渗碳淬火后，表面硬度可达60HRC以上，表面耐磨性较好，而心部具有一定的强度和良好的韧性，可用于制造要求表面硬度高、耐磨，并承受冲击载荷的零件。

（3）调质钢。调质钢主要有30钢、35钢、40钢、45钢、50钢、55钢等，其经过热处理后具有良好的综合力学性能，主要用于制作要求强度、塑性、韧性都较高的零件，如齿轮（见图3-5）、套筒、轴类等零件。这类钢在机械制造中应用广泛，特别是40钢、45钢在机械零件中应用更广泛。

（4）弹簧钢。弹簧钢主要有60钢、65钢、70钢、75钢、80钢、85钢等，其经过热处理后可获得较高的规定塑性延伸强度，主要用于制造尺寸较小的弹簧（见图3-6）、弹性零件及耐磨零件等。

图3-5　齿轮

图3-6　弹簧

4.易切削结构钢的牌号及用途

易切削结构钢是在钢中加入一种或几种元素，利用其自身或与其他元素形成一种对切削加工有利的夹杂物，来改善钢材的切削加工性的钢材。易切削结构钢中常加入的元素有硫（S）、磷（P）、铅（Pb）、钙（Ca）、硒（Se）、碲（Te）、锰（Mn）等，这些元素可以在钢内形成大量的夹杂物（如MnS等），切削时这些夹杂物可起断屑作用，从而减少动力损耗。另外，硫化物在切削过程中还有一定的润滑作用，可以减少刀具与零件表面的摩擦，延长刀具的使用寿命。

易切削结构钢的牌号以“Y+数字”表示，“Y”是“易”字汉语拼音首位字母，数字是易切削结构钢中平均碳的质量分数的万分之几，如Y12表示其平均碳的质量分数wC=0.12%的易切削结构钢。常用易切削结构钢有Y08、Y12、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca钢等。

易切削结构钢适合在自动机床上进行高速切削，如Y45Ca钢适合于高速切削加工，其生产率比45钢高一倍多，节省工时。易切削结构钢主要用于制造受力较小的标准件，如齿轮轴（见图3-7）、花键轴、螺钉、螺母，垫圈、垫片，缝纫机、计算机和仪表零件等。

图3-7　齿轮轴

5.碳素工具钢的牌号及用途

碳素工具钢是特殊质量非合金钢中应用最多的钢种之一。碳素工具钢中碳的质量分数wC＞0.7%，有害杂质元素（S、P）含量较少，冶金质量较高，属于优质钢或高级优质钢，它主要用于制造刀具、模具和量具等。碳素工具钢一般需要经过热处理后使用，淬火后具有高硬度和高耐磨性。

碳素工具钢的牌号以“碳”的汉语拼音字母“T”开头，其后的数字表示平均碳的质量分数的千分数。例如，T8表示平均碳的质量分数是wC=0.80%的碳素工具钢。如果是高级优质碳素工具钢，则在钢的牌号后面标以字母“A”，如T12A表示平均碳的质量分数是wC=1.20%的高级优质碳素工具钢。碳素工具钢随着碳的质量分数的增加，其硬度和耐磨性会提高，塑性和韧性会下降。常用碳素工具钢的牌号有T7或T7A、T8或T8A、T10或T10A、T12或T12A、T13或T13A等。碳素工具钢主要用于制造高硬度、高耐磨性的工具及耐磨零件，如制作木工工具、风动工具、切削工具等。

6.铸造非合金钢

在生产中有许多形状复杂的零件，很难用锻压等方法成形，用铸铁铸造又难以满足力学性能要求，这时可选用铸钢，并采用铸造成形方法来获得铸钢件。铸造非合金钢包括一般工程用铸造碳钢和焊接结构用碳素铸钢。铸造非合金钢广泛用于制造箱体、曲轴、连杆、轧钢机机架、水压机横梁、锻锤砧座等机械结构件。铸造非合金钢碳的质量分数一般在0.20%～0.60%，如果碳的质量分数过高，则钢的塑性差，且铸造时易产生裂纹。

一般工程用铸造碳钢的牌号是用“铸钢”两字的汉语拼音首字母“ZG”后面加两组数字组成，第一组数字代表屈服强度的最低值，第二组数字代表抗拉强度的最低值。例如，ZG200-400表示屈服强度≥200MPa，抗拉强度≥400MPa的一般工程用铸造碳钢。一般工程用铸造碳钢的牌号有ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640。焊接结构用碳素铸钢的牌号表示方法与一般工程用铸造碳钢的牌号基本相同，不同之处是在数字后面加注字母“H”，如ZG200-400H、ZG230-450H、ZG275-485H等。