鋼材分類方式有哪些？一、按化學成分分類鋼材的化學成分是最基礎(chǔ)的分類依據(jù)，主要分為碳素鋼和合金鋼兩大類，其中碳素鋼以碳為主要合金元素，合金鋼則含有其他特定合金元素以改善性能。1、碳素鋼碳素鋼（簡稱碳鋼）是指含碳量小于2.11%且不特意加入合金元素的鋼種，根據(jù)含碳量差異可進一步細分：（1）低碳鋼（含碳量≤0.25%）此類鋼碳含量低，塑性、韌性和焊接性能優(yōu)異，但強度和硬度較低。典型應(yīng)用包括建筑用鋼板（如Q235）、冷沖壓件（汽車外殼）、焊接鋼管等，常見牌號有08F、10、20鋼。（2）中碳鋼（含碳量0.25%-0.60%）碳含量適中，綜合力學性能良好，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強度和韌性匹配。主要用于制造機械零件，如軸類（45鋼）、齒輪（40Cr屬于合金鋼，但基礎(chǔ)成分接近中碳鋼）、連桿等，典型牌號為35、45、50鋼。（3）高碳鋼（含碳量＞0.60%）碳含量高，強度和硬度大，但塑性和韌性較低，主要通過熱處理（如淬火+回火）獲得高耐磨性。應(yīng)用場景包括工具（如手用鋸條）、彈簧（65Mn）、鋼絲繩等，常見牌號有60、65、T8（碳素工具鋼）。2、合金鋼合金鋼是為改善性能，特意加入一種或多種合金元素（如Cr、Ni、Mo、V、Ti等）的鋼種，按合金元素總含量可分為：（1）低合金鋼（合金元素總含量≤5%）通過少量合金元素（如Mn、Si、V、Nb）提升強度、耐蝕性或焊接性能。典型代表有低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（Q345），用于橋梁、船舶；耐候鋼（09CuPCrNi-A），用于鐵路車輛；以及低合金鋼筋鋼（HRB400）。（2）中合金鋼（合金元素總含量5%-10%）合金元素含量增加，性能針對性更強。例如42CrMo鋼（含Cr0.90%-1.20%、Mo0.15%-0.25%），用于制造高強度齒輪、軸類零件；30CrMnSi鋼（含Cr0.80%-1.10%、Mn0.80%-1.10%、Si0.90%-1.20%），用于制造飛機起落架等承受高應(yīng)力的部件。（3）高合金鋼（合金元素總含量＞10%）合金元素含量高，具備特殊性能。如不銹鋼（1Cr18Ni9Ti，含Cr17%-19%、Ni8%-11%），通過高Cr含量形成鈍化膜，耐蝕性優(yōu)異；高速鋼（W18Cr4V，含W17.5%-19%、Cr3.8%-4.4%、V1.0%-1.4%），因高W、V含量具備高硬度和紅硬性，用于制造切削刀具。二、按冶金方法分類冶金方法決定了鋼材的純凈度、內(nèi)部缺陷控制水平及生產(chǎn)成本，主要分為煉鋼爐類型和脫氧程度兩個細分維度。1、按煉鋼爐類型分類（1）轉(zhuǎn)爐鋼以鐵水為主要原料，通過吹入氧氣（頂吹、底吹或復吹）氧化雜質(zhì)煉鋼。特點是生產(chǎn)效率高（單爐產(chǎn)量可達300噸以上）、成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)普通碳素鋼和低合金鋼（如建筑用螺紋鋼、熱軋卷板）。（2）電爐鋼以廢鋼為主要原料，通過電弧或感應(yīng)加熱熔化煉鋼。電爐可精確控制成分，適合生產(chǎn)高合金鋼（如不銹鋼、軸承鋼）和對純凈度要求高的鋼種（如電工鋼）。其中，電弧爐（EAF）應(yīng)用最廣，真空感應(yīng)爐（VIM）則用于超純凈特殊鋼生產(chǎn)。（3）平爐鋼（已逐步淘汰）曾以固體燃料（如焦炭）加熱，利用廢鋼和鐵水混合煉鋼，但因能耗高、生產(chǎn)周期長，20世紀末已基本被轉(zhuǎn)爐和電爐取代，目前僅在少數(shù)特殊鋼種中保留。2、按脫氧程度分類脫氧是去除鋼液中溶解氧的過程，脫氧程度影響鋼材內(nèi)部氣孔、偏析等缺陷，分為以下三類：（1）鎮(zhèn)靜鋼使用強脫氧劑（如硅鐵、鋁）充分脫氧，鋼液凝固時無氣體析出，組織致密、成分均勻。但縮孔明顯，需切除冒口，成材率較低。適用于對性能要求高的場合，如鍋爐鋼板（Q245R）、壓力容器用鋼。（2）沸騰鋼僅用弱脫氧劑（如錳鐵）部分脫氧，鋼液凝固時碳氧反應(yīng)生成CO氣體，形成沸騰現(xiàn)象。因氣體逸出形成大量微小氣孔，成材率高（無大縮孔），但成分偏析嚴重、力學性能波動大，主要用于對性能要求不高的產(chǎn)品（如普通碳素結(jié)構(gòu)鋼薄板）。（3）半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間，通過控制脫氧劑用量，使鋼液凝固時氣體析出適量，既減少縮孔又降低偏析。綜合了兩者優(yōu)點，用于制造焊接鋼管、建筑鋼筋等中等性能要求的產(chǎn)品。三、按加工工藝分類加工工藝決定了鋼材的最終形態(tài)和力學性能，主要分為壓力加工鋼和鑄造鋼兩大類。1、壓力加工鋼通過塑性變形（如軋制、鍛造、拉拔）成型的鋼材，占鋼材總產(chǎn)量的90%以上，按加工溫度分為：（1）熱軋鋼在再結(jié)晶溫度以上（通常1000℃-1250℃）進行軋制，鋼坯塑性好，可加工大尺寸產(chǎn)品（如厚板、大型H型鋼）。熱軋后鋼材表面形成氧化鐵皮，尺寸精度較低，但內(nèi)部組織致密，適合作為結(jié)構(gòu)件（如建筑用工字鋼、橋梁用鋼板）。（2）冷軋鋼在室溫下軋制，通過加工硬化提高強度（如冷軋鋼板強度比熱軋高30%-50%），同時表面光潔（粗糙度Ra≤1.6μm）、尺寸精度高（厚度公差±0.02mm）。但塑性降低，主要用于制造高精度零件（如汽車面板、家電外殼）和冷軋帶鋼。（3）鍛造鋼通過鍛壓成型，可破碎鑄態(tài)組織、細化晶粒，提高材料致密性和力學性能（尤其是韌性）。適用于承受重載荷的關(guān)鍵部件，如汽車曲軸（45鋼鍛造）、大型齒輪（20CrMnTi鍛造后滲碳）。（4）冷拉鋼通過拉拔模具使鋼材截面縮小、長度增加，可獲得高精度尺寸（如冷拉圓鋼直徑公差±0.05mm）和表面質(zhì)量，同時提高強度（如冷拉鋼絲抗拉強度可達2000MPa以上），主要用于制造彈簧、預(yù)應(yīng)力鋼筋等。2、鑄造鋼直接將鋼液澆入模具成型的鋼材，簡稱鑄鋼。與鑄鐵相比，鑄鋼強度高（抗拉強度400MPa-1000MPa）、韌性好，但流動性差、鑄造性能低。主要用于制造形狀復雜且需高強度的零件，如軋鋼機機架（ZG270-500）、水輪機蝸殼（ZG310-570）。四、按用途分類用途是鋼材最直觀的分類方式，反映其性能與應(yīng)用場景的匹配性，主要分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。1、結(jié)構(gòu)鋼用于制造工程結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)的鋼材，占鋼材總量的70%以上，分為：（1）建筑結(jié)構(gòu)鋼以強度和焊接性能為核心要求，包括碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q235，用于普通建筑）和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（如Q355，用于大跨度橋梁）。近年發(fā)展的耐火耐候鋼（如Q420NH），可在600℃下保持強度，適用于超高層建筑。（2）機械結(jié)構(gòu)鋼需承受復雜載荷，強調(diào)綜合力學性能，包括優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（如45鋼，用于軸類）和合金結(jié)構(gòu)鋼（如20CrMnTi，經(jīng)滲碳淬火后用于齒輪）。其中，表面硬化鋼（如20鋼滲碳）用于表層耐磨、心部韌性好的零件；調(diào)質(zhì)鋼（如40Cr）用于承受循環(huán)載荷的軸類。2、工具鋼用于制造工具的鋼材，要求高硬度、耐磨性和紅硬性（高溫下保持硬度的能力），分為：（1）刃具鋼用于制造切削刀具（如車刀、鉆頭），需高硬度（HRC60以上）和耐磨性。碳素工具鋼（如T10，用于手用工具）成本低但紅硬性差（200℃-300℃軟化）；高速鋼（如W6Mo5Cr4V2，紅硬性達600℃）用于高速切削。（2）模具鋼用于制造模具（如沖壓模、注塑模），分冷作模具鋼（如Cr12MoV，用于冷沖壓模，硬度HRC58-62）和熱作模具鋼（如H13，用于壓鑄模，需承受冷熱循環(huán)，要求熱強性和抗熱疲勞性）。（3）量具鋼用于制造測量工具（如游標卡尺、塊規(guī)），需尺寸穩(wěn)定（長期使用不變形）和高耐磨性。常用鋼種有T10A（碳素工具鋼，經(jīng)冷處理減少殘余奧氏體）、CrMn（低合金量具鋼，淬透性好）。3、特殊性能鋼具備特定物理或化學性能的鋼材，滿足特殊工況需求，主要包括：（1）不銹鋼通過高Cr（≥12%）或Cr+Ni（如18-8型）形成鈍化膜，耐蝕性優(yōu)異。按組織分為奧氏體不銹鋼（如06Cr19Ni10，無磁性、耐蝕性最佳，用于食品機械）、鐵素體不銹鋼（如10Cr17，有磁性、成本低，用于建筑裝飾）、馬氏體不銹鋼（如2Cr13，可淬火強化，用于刀具）。（2）耐熱鋼在高溫下保持強度和抗氧化性，分為抗氧化鋼（如1Cr13SiAl，用于加熱爐構(gòu)件）和熱強鋼（如15CrMo，用于鍋爐鋼管，500℃-600℃下持久強度高）。（3）耐磨鋼通過加工硬化或高碳高合金設(shè)計提高耐磨性，典型代表是高錳鋼（如ZGMn13，在沖擊載荷下表面硬化至HRC50以上，用于挖掘機斗齒）和低合金耐磨鋼（如NM400，通過淬火+回火獲得高硬度，用于礦山機械襯板）。五、按質(zhì)量等級分類質(zhì)量等級反映鋼材中有害雜質(zhì)（主要是硫、磷）的控制水平，直接影響其力學性能和可靠性，通常分為四級：1、普通質(zhì)量鋼硫含量≤0.050%，磷含量≤0.045%，雜質(zhì)含量較高，性能波動大。主要用于對質(zhì)量要求不高的場合，如普通建筑用鋼筋（HPB300）、一般焊接鋼管。2、優(yōu)質(zhì)鋼硫含量≤0.035%，磷含量≤0.035%，雜質(zhì)控制更嚴格，性能均勻性好。適用于機械結(jié)構(gòu)件，如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（20鋼、45鋼）、合金結(jié)構(gòu)鋼（20Cr）。3、高級優(yōu)質(zhì)鋼硫含量≤0.025%，磷含量≤0.025%，部分鋼種（如軸承鋼GCr15）硫含量可≤0.015%。雜質(zhì)極低，性能穩(wěn)定，用于重要部件，如汽車齒輪（20CrMnTiA）、高壓容器用鋼（16MnDR）。4、特級優(yōu)質(zhì)鋼硫含量≤0.015%，磷含量≤0.020%（部分鋼種磷≤0.010%），采用真空精煉等技術(shù)進一步提純。主要用于超高端領(lǐng)域，如航空發(fā)動機用鋼（GH4169高溫合金）、核反應(yīng)堆用鋼（022Cr17Ni12Mo2超純不銹鋼）。六、其他分類方式除上述主要分類外，鋼材還可按以下方式細分：1、按金相組織分類根據(jù)室溫下的顯微組織，分為鐵素體鋼（如純鐵、部分不銹鋼）、珠光體鋼（如普通碳素鋼）、馬氏體鋼（如2Cr13不銹鋼）、奧氏體鋼（如18-8型不銹鋼）和貝氏體鋼（如某些低合金高強度鋼）。2、按交貨狀態(tài)分類根據(jù)最