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按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。

碳素工具钢 含碳量在0.65～1.35%之间，经热处理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具（见工具钢）。

碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号：

Q195、Q215、Q235、Q255、Q275

每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，多的有四种，有的只有一；另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。

脱氧方法符号：

F——沸腾钢

b——半镇静钢

Z——镇静钢

TZ——特殊镇静钢 ^[1] 

圆钢的材质：Q195、Q235、10#、20#、35#、45#、Q215、Q345、12Cr1Mov、15CrMo、304、316、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、GCr15、65Mn、50Mn、50Cr、3Cr2W8V、20CrMnTi、5CrMnMo等。 ^[2] 

按合金元素含量多少，分为：

低合金钢（合金元素总量低于5%）、

中合金钢（合金元素总量为5%-10%）

高合金钢（合金元素总量高于10%）。

按所含的主要合金元素，分为：

铬钢（Cr-Fe-C) 铬镍钢（Cr-Ni-Fe-C)

锰钢（Mn-Fe-C)

硅锰钢（Si-Mn-Fe-C)

按小试样正火或铸态组织，分为：

珠光体钢

马氏体钢

铁素体钢

奥氏体钢

莱氏体钢

按用途分为：

合金结构钢

合金工具钢

特殊性能钢

晶体生长方式，即凝固前沿推进的方式取决于凝固前沿组成过冷的大小。当组成过冷从无到有、由小变大时，凝固前沿将由平滑无组织状态演变为胞状直至树枝状、内生生长。对于钢锭的实际凝固条件下，在大部分凝固期间，凝固前沿是以树枝状或内生状态生长，终得到树枝状晶的晶体结构。晶体总是以原子排列紧密的面与液相接触，以使表面能小。对面心立方晶格的γ一Fe来说，密排面为{111}面，所以开始析出的晶体呈八面体外形。随着结晶的进行，由于选分结晶在凝固前沿形成溶质富集层，这时晶体便从表面溶质浓度富集较少的部位—八面体的顶端沿[111]方向凸出生长，形成树枝晶的一次轴(主干)。接着，一次轴沿八面体的棱边——溶质浓度次低处优先长粗。当一次轴表面处组成过冷进一步增加时，又会在一次轴晶体缺陷处形成与一次轴相垂直的二次枝晶——二次轴。随后还可能形成三次枝晶、四次枝晶等，每个晶干不断长粗和长出更高次枝晶，直至彼此相遇。后充满整个树枝晶各枝干间，形成一个晶粒。

根据生长方式的不同，可得到3种不同形状的树枝晶：

(1)柱状晶。只有一个方向上的一次轴得到突出发展的树枝状晶。该一次轴称为主轴。当组成过冷小时，枝晶状长大所得到的柱状晶，二次枝晶不发达，类似于棒状晶。随着组成过冷的增加，柱状晶的高次枝晶逐步得到发展。

(2)等轴晶。各方向都得到较均匀发展的树枝状晶。只有内生生长时才形成等轴晶。

(3)粒状晶。枝晶不发达的树枝状晶，也称球雏晶。只有在散热强度极小时，如钢锭和铸件的热中心处才可见到粒状品。

主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷。

2. 性能要求

(1) 表面渗碳层硬度高，以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。

(2) 心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时，在冲击载荷或过载作用下容易断裂；强度不足时，则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。

(3) 有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度（900℃～950℃）下，奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。

3. 成分特点

(1)低碳：碳含量一般为0.10%～0.25%，使零件心部有足够的塑性和韧性。

(2) 加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。

(3) 加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。

4.钢种及牌号

20Cr低淬透性合金渗碳钢。这类钢的淬透性低，心部强度较低。

20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。这类钢淬透性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。