普通质量非合金钢主要包括：一般用途碳素结构钢（如 GB 700规定的A、B级钢）、碳素钢筋钢（如 GB 13031规定的Q235钢）、铁道用一般碳素钢（如 GB 11264、GB 11265、GB 2826规定的轻轨和垫板用碳素钢）及一般钢板桩型钢。
②优质非合金钢 优质非合金钢是指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢，在生产过程中需要特别控制质量（例如控制晶粒度，降低硫、磷含量，改善表面质量或增加工艺控制等），以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求（例如良好的抗脆断性能，良好的冷成型性等），但这种钢的生产控制不如特殊质量非合金钢严格（如不控制淬透性）。
优质非合金钢（见GB/T 13304-91）主要包括：机械结构用优质碳素钢、工程结构用碳素钢、冲压薄板的低碳结构钢、镀层板、带用的碳素钢、锅炉和压力容器用碳素钢、造船用碳素钢、铁道用优质碳素钢、焊条用碳素钢、非合金易切削结构钢、电工用非合金钢板、带及优质铸造碳素钢等。
③特殊质量非合金钢 特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能（例如，控制淬透性和纯洁度）的非合金钢，另外应符合GB/T 13304-91规定的条件的非合金钢（包括易切削钢和工具钢）。
特殊质量非合金钢主要包括：保证淬透性非合金钢、保证厚度方向性能非合金钢、铁道用特殊非合金钢、航空、兵器等专用非合金结构钢、核能用非合金钢、特殊焊条用非合金钢、碳素弹簧钢、特殊盘条钢及钢丝、特殊易切削钢、碳素工具钢和中空钢、电磁纯铁、原料纯铁等。
⑵按主要性能及使用特性分类
非合金钢按其基本性能及使用特性等主要特性分类如下：
①以规定最高强度（或硬度）为主要特性的非合金钢，例如冷成型用薄钢板。②以规定最低强度为主要特性的非合金钢，例如造船、压力容器、管道等用的结构钢。③以限制碳含量为主要特性的非合金钢（但下述④、⑤项包括的钢除外），例如线材、调质用钢等。④非合金易切削钢。⑤非合金工具钢。⑥具有专门规定磁性或电性能的非合金钢，例如无硅磁性薄板和带，电磁纯铁。⑦其他非合金钢，例如原料纯铁等。
3.6.3 碳钢的牌号及用途
下面按用途及质量介绍碳钢的牌号及用途。 3.6.3.1 普通碳素结构钢
普通碳素结构钢简称普碳钢。国家标准GB 700将其分为甲类钢、乙类钢和特类钢三类。其中以甲类钢为最常用。
⑴甲类钢（或A类钢） 按机械性能供应。钢号为A1、A2??A7等七种。数字越大，则屈服强度（?s）和抗拉强度（?b）越大，延伸率（?）越小。甲类钢的机械性能及冷弯试验要求见GB 700。
甲类钢的用途：A1，A2，A3钢塑性好，有一定的强度，通常轧制成钢板、钢筋、钢管等，可用于桥梁、建筑物等构件，也可用作普通螺钉、螺帽、铆钉等。A4，A5强度较高，轧制成型钢、钢板作构件用。A6，A7强度更高，可用作工具、农机零件、轻轨等。
甲类钢一般情况下在热轧状态使用，不再进行热处理。但对某些零件，也可进行正火、调质、渗碳等处理，以提高其使用性能。
⑵乙类钢（或B类钢） 按化学成分供应。钢号为B1，B2??B7等七种，数字越大，碳含量越高，见GB 700。
乙类钢的用途与相同号数的甲类钢相同。由于其化学成分已知，可进行热加工，并可通过适当的热处理提高其性能。
⑶特类钢（或C类钢） 按机械性能及化学成分供应。钢号为C2、C3，C4，C5等四种。特类钢使用较少，在性能要求较高的场合，通常选用优质碳素钢。
47
普通碳素结构钢的编号中，常常标明钢种的冶炼方法。例如碱性转炉钢标“碱”或“J”，酸性转炉钢标“酸”或“S”，顶吹转炉钢标“顶”或“D”，平炉钢则不标。例如：
甲4（A4）表示平炉甲类4号普碳钢；乙碱3（BJ3）表示碱性转炉乙类3号普碳钢；特酸3（CS3）表示酸性转炉特类3号普碳钢。
钢在冶炼时根据其脱氧程度不同，可分为沸腾钢和镇静钢。脱氧不完全的钢称沸腾钢，在钢号后标注“F”；脱氧较完全的钢称镇静钢，钢号后不加标注。例如A4F为沸腾钢。
3.6.3.2 优质碳素结构钢
优质碳素结构钢的钢号用平均碳含量的万分数表示。例如钢号“20”，即表示碳含量为0.20％（万分之二十）的优质碳素结构钢。“45”表示碳含量为0.45％的优质碳素结构钢。
若钢中锰含量较高，则在其钢号后附以符号“Mn”，如15Mn、45Mn等。
优质碳素结构钢主要用来制造各种机器零件。08F塑性好，可制造冷冲压零件。10，20冷冲压性与焊接性能良好，可作冲压件及焊接件，经过适当热处理（如渗碳）后也可制作轴、销等零件。35，40，45，50经热处理后，可获得良好的综合机械性能，用来制造齿轮、轴类、套筒等零件。60，65主要用来制造弹簧。优质碳素结构钢使用前一般都要进行热处理。
3.6.3.3 铸钢
铸钢牌号的表示是在数字前冠以“ZG”，数字则代表钢的平均碳含量（以万分数表达）。例如ZG25，表示碳含量为0.25％的铸钢。
铸钢的流动性较差，凝固时收缩较大，并易生成魏氏组织。此组织特征是，铸件冷却时铁素体不仅沿奥氏体晶界，而且在奥氏体内一定的晶面上析出，呈粗针状。因而使钢的塑性及韧性降低，必须采用热处理来消除。
铸钢可用来铸造一切形状复杂而需要一定强度、塑性和韧性的零件，具体见铸造一篇。 3.6.3.4 碳素工具钢
碳素工具钢的碳含量在0.65～1.3％之间，钢号用平均碳含量的千分数表示，并在前冠以“T”（碳的汉语拼音字头）字。例如，T9是碳含量0.90％（即干分之九）的碳素工具钢。T12是碳含量1.2％（即千分之十二）的碳素工具钢。
碳素工具钢均为优质钢。若属高级优质钢，则在钢号后标注“A”字。例如，T10A表示碳含量为1.0％的高级优质碳素工具钢。
碳素工具钢用来制造各种刃具、量具、模具等。T7、T8硬度高、韧性较高，可制造冲头，凿子、锤子等工具。T9、T10、T11硬度更高，韧性适中，制造钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃具及冷作模具等。T12、T13硬度很高、韧性较低，制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。碳素工具钢使用前都要进行热处理。
习 题
3.1 对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为80％F和20％Fe3C，求此钢的成分及其硬度。
3.2 计算铁碳含金中Fe3C的最大可能含量。
3.3 计算低温莱氏体Le′中共晶渗碳体、Fe3C和共析渗碳体的含量。
3.4 有一碳钢试样，金相观察室温平衡组织中，珠光体区域面积占93％，其余为网状Fe3CII，F与Fe3C密度基本相同，室温时的F含碳量几乎为零。试估算这种钢的含碳量。
3.5 亚共析钢的力学性能大致是其组织组成物平均值，例如硬度HBS≈80??％＋240?P％，数字为
、抗拉?、P的硬度，?％、P％为组织中?、P的含量。试估算含碳量为0.4％的碳钢的硬度（HBS）
强度（?b）、伸长率（?％）。 3.6 含碳量增加，碳钢的力学性能如何变化并简单分析原因。
3.7 同样形状的一块含碳量为0.15％的碳钢和一块白口铸铁，不作成分化验，有什么方法区分它们？ 3.8 用冷却曲线表示E点成分的铁碳合金的平衡结晶过程，画出室温组织示意图，标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对重量。
3.9 10kg含3.5％C的铁碳含金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下的液体的成分及重量。
48