含碳量在0.0218%～2.11%范围内的铁碳合金叫碳素钢，简称碳钢；含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁；含碳量低于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。

碳钢及合金钢一般可按化学成分、质量和用途等来分类，见表6-2。

表6-2　钢的分类

（一）碳钢的牌号

我国钢材的牌号是采用化学元素符号和汉语拼音字母并用的原则来表示的。钢号中的化学元素采用国际化学符号来表示，如Fe、Si、Mn、Cr、W等，而产品名称、用途、冶炼和浇注方法等则采用汉语拼音的缩写字母来表示。

1.碳素结构钢

碳素结构钢含碳量低，具有较高的强度和良好的塑性与韧性，同时工艺性能（焊接性和冷成形性）优良，冶炼成本低。因此，碳素结构钢广泛应用于一般建筑、工程结构及普通机械零件。

碳素结构钢是工程中应用最多的钢种，其产量占钢总产量的70%～80%。按国家标准GB／T700—2006《碳素结构钢》规定，碳素结构钢分为5类20种，如表6-3所示。

表6-3　碳素结构钢牌号与化学成分（GB／T700—2006《碳素结构钢》）

碳素结构钢通常热轧成扁平成品 （钢板、钢带等）或型材 （圆钢、方钢、工字钢、钢筋等）供应，使用中一般不再进行热处理，在热轧状态下直接使用。

碳素结构钢的牌号是以钢材厚度 （或直径）不大于16mm钢的屈服强度 （σs）数值划分的，并且还有质量等级和脱氧方法的细划分。表6-3中的符号、代号的意义如下：

Q——钢的屈服强度，“屈”字汉语拼音首位字母；

A、B、C、D——质量等级；

F——沸腾钢，“沸”字汉语拼音首位字母；

Z——镇静钢，“镇”字汉语拼音首位字母；

TZ——特殊镇静钢，“特镇”两字汉语拼音首位字母。

在牌号组成表示方法中，“A”级S、P含量最高，质量等级最低；“D”级S、P含量最低，质量等级最高。“Z”与 “TZ”符号予以省略。

例如：Q235AF，表示σs≥235MPa的A级碳素结构钢 （属沸腾钢）。

2.优质碳素结构钢(www.daowen.com)

这类钢中有害杂质及非金属夹杂物含量较少，化学成分控制得也较严格，塑性和韧性较高，多用于制造较重要零件。

这类钢的编号方法是以平均含碳量万分数表示，例如，平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢，称为45钢。

优质碳素结构钢主要用于制造重要的机械零件，一般都要经过热处理之后使用。随着优质碳素结构钢含碳量的增加，其强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。因此，不同牌号的优质碳素结构钢具有不同的力学性能及用途。

3.碳素工具钢

这类钢的编号方法是在 “碳”或 “T”后加数字，数字表示钢的平均含碳量的千分数。例如，碳7（T7）、碳12（T12）分别表示平均含碳量为0.7%和1.2%的碳素工具钢。

碳素工具钢都是优质以上的钢，若为高级优质碳素工具钢，则在钢号后面加一个 “高”字或A，例如碳12高 （或T12A）。

碳素工具钢一般须热处理后使用，各种碳素工具钢淬火后的硬度相近，但随含碳量的增加，钢中未溶渗碳体增多，钢的耐磨性增加，而韧性降低。

（二）合金钢的牌号

为了改善钢的组织和性能，有意识地在钢中加入某些合金元素所获得的钢种称为合金钢。合金钢综合力学性能比碳钢好，但由于生产和加工工艺较复杂，价格也较高，因此在碳钢能满足使用要求时，尽量不要选用合金钢。合金钢分类方式与碳钢有些类似，常用的合金钢有以下几类。

1.合金结构钢

合金结构钢通常都是优质钢，其牌号由三部分组成，即 “数字+元素+数字”。前面的数字表示平均含碳量为万分之几，合金元素以化学元素符号表示；后面的数字表示合金元素的含量，一般以百分之几表示。当合金元素含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素而不标明含量。当合金元素含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%、…时，则在元素符号后面相应标出2、3、4、…高级优质合金结构钢在牌号后面加字母 “A”。例如40Cr表示含碳量为0.4%左右、含铬量为1%左右的合金结构钢；12Cr2Ni4A表示含碳量为0.12%左右、含铬量为2%左右、含镍量为4%左右的高级优质合金结构钢。含有合金元素的弹簧钢如55CrMnA、60CrMnA、60Si2Mn等，其表示方法同前述。

2.合金工具钢

合金工具钢牌号的表示方法原则上和合金结构钢大致相同，所不同的仅是含碳量的表示方法。如平均含碳量＞1.0%，则不标出含碳量；平均含碳量＜1.0%，则在牌号前以千分之几表示。例如3Cr2W8表示含碳量为0.3%左右、含铬量为2%左右、含钨量为8%左右的合金工具钢；Cr12MoV表示含碳量为1.45%～1.70%、含铬量为12%左右，并含有钼和钒的合金工具钢。

3.高速工具钢

高速工具钢的牌号有W9Cr4V、W18Cr4V、W12Cr4V4Mo和W6Mo5Cr4V2等。

在高速工具钢的牌号中一般不标出含碳量，并把钨元素放在前面。合金元素平均含量的表示方法和合金结构钢相同。例如W18Cr4V表示含碳量为0.70%～0.80%、含钨量为18%左右、含铬量为4%左右、含钒量为1%左右的高速工具钢。

4.滚动轴承钢

滚动轴承钢的牌号有GCr6、GCr9、GCr15、GCr15SiMn、GSiMnMoV等。字母G表示滚动轴承钢，Cr后的数字表示平均含铬量为千分之几，含碳量不标出，一般在1%左右。例如GCr15表示含铬量为1.5%左右的滚动轴承钢；GSiMnMoV表示含硅量为0.55%左右、含锰量为1%左右并含有钼和钒的滚动轴承钢。

5.不锈耐酸钢、耐热钢和电热合金

这几种钢牌号表示方法和合金工具钢相同。但含碳量一般不标出，在钢号有重复或含碳量较高时，才在牌号中标出平均含碳量 （为千分之几）。如果w（C）≤0.03%或≤0.08%，则牌号前应冠以 “00”或 “0”。不锈耐酸钢的牌号有1Cr13、2Cr13、4Cr13、Cr14、9Cr18、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等，耐热钢有 4Cr9Si2、Cr3Si、Cr5Mo、4Cr10Si2Mo等，电热合金有Cr8Al5、Cr13Al4、1Cr17Al5等。