钢铁是一种用途极其广泛的金属，根据世界钢铁协会 (WSA) 的数据，目前约有 3,500 种钢种。 它们在很多方面都彼此不同，例如用于制造它们的生产方法、它们的成分以及制造过程中使用的其他处理和工艺。
还有许多不同的标准用于对钢材类型和牌号进行分类，其中包括美国钢铁协会 (AISI)、汽车工程师协会 (SAE)、美国机械工程师协会 (ASME) 和加拿大标准协会 (CSA)。 所有这些标准都根据钢的成分命名了不同类型的钢。 可供消费者使用的钢材有时根据其制造工艺进一步分类。
到底什么是钢？
要了解钢的类型，必须首先准确了解合金被归类为钢的含义。 所有钢种都是添加了不同元素的铁合金。 它们始终主要由铁和碳组成，碳含量为 2% 或更少。 它们还含有 1% 的锰和少量其他元素。 大多数钢合金是用铁矿石、废钢、煤炭和石灰石制造的。 所有钢材均可无限回收，新钢材产品平均含有约 37% 的回收钢材。 它是世界上常用的金属。
用于制造各种类型钢材的元素和工艺的多种组合意味着几乎有无限多种可能的钢种。 事实上，超过 75% 的现有钢种是在过去 20 年内开发出来的。 未来可能会开发出更多的产品。
钢材的不同分类
根据 ASME，几乎所有钢种都可以根据其成分或用于制造它们的“配方”分为以下几类：
• 碳素钢
• 锰钢
• 镍钢
• 镍铬钢
• 碳钼钢
• 基于各种元素（包括铬、镍、钼、碳、钒、硅和/或锰）的存在或组合的其他牌号
不同等级的钢材
根据 AISI 的规定，根据成分，几乎所有牌号的钢通常都属于以下类别：
碳素钢
这些钢合金主要依靠碳元素来影响其特定性能。 它们可能含有其他元素，但含量仅为微量。 它们可以分为：
• 低碳：0.01-0.3% 碳
• 中碳：0.3-0.6% 碳
• 高碳：0.6-1.4% 碳
随着碳含量的增加，所得合金的延展性（衡量其拉伸而不断裂的能力的指标）将会降低，并且可焊性也会降低。 同样，碳含量的增加也会产生强度和硬度更高的合金。 换句话说，碳含量较高的合金在拉伸时更容易断裂，但在张力下不太可能断裂。
它们还更能抵抗刮擦、凹痕和磨损等变形。 一般来说，它们更难加工并且更耐焊接工艺。 不过，也有碳钢有时被称为“易切削钢”。 由于添加了硫或磷等特定元素、不同的热处理或对其微观结构的其他调整，这些材料提高了机械加工性。
合金钢
依靠各种其他元素来制造具有特定所需性能的材料的钢合金被称为合金钢。 它们可能含有钼、锰、镍、铬、钒、硅、钨、铜和硼等元素。 合金元素含量为 1-5% 的合金钢被视为低合金，而按成分来看，合金元素含量为 5-50% 的高合金钢被视为高合金钢。 合金钢的优点包括提高强度、耐磨性、韧性和硬度。
不锈钢
成分中至少含有 10.5% 铬的钢称为不锈钢。 这种添加的主要目的是在保持其强度的同时获得较大的耐腐蚀性。 因此，不锈钢氧化或生锈的可能性要小得多。 不锈钢可分为：
奥氏体 - 不可热处理（无法通过热处理强化）且无磁性。 这种不锈钢类型通常含有大量镍和约 18% 的铬。 它通常用于厨房用具或食品加工设备。
铁素体 - 不可热处理且具有磁性。 铁素体不锈钢一般具有较低的碳含量，含有约12-17%的铬以及微量的镍。 它还可能含有其他元素，如铝、钼和钛。 它通常用于汽车应用和工业设备。 它可以通过冷加工工艺强化。
马氏体 - 可热处理且具有磁性。 这种合金的碳含量较高，约为11-17%，并含有少量的镍。 它通常用于外科和牙科设备或用于制刀。
工具钢
该组包含许多不同的碳钢和合金钢类型，这些钢类型根据它们所显示的特定属性进行分组，这些属性使它们适合用于制造机床。 它可能含有不同含量的钴、钒、钨或钼。 这些元件有助于确保它们具有高强度、耐用性以及保持锋利边缘的能力。
钢材分类的其他方法
您还可能会看到以引用以下任何内容的方式提及或命名钢材：
• 生产方法
• 精加工方法（热轧、冷轧等）
• 形状（棒材、管材、板材等）
• 脱氧过程
• 热处理（退火、回火等）
• 质量（压力容器质量、商业质量等）
• 镀锌（热浸锌以耐腐蚀）
• 成分中含有硼、钴、铜、碳化物等其他元素。
有了所有类型的钢材——无论是碳钢、合金钢、不锈钢还是工具钢——您应该能够找到适合您下一个项目的钢种。 关键是确保您了解它们在成分、强度、耐腐蚀性、相关加工和其他细节方面的差异。
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