专题三 常用钢的分类、牌号与用途（讲义） 四川省对口招生《金属加工基础》（机工版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据四川省（对口招生）智能制造类专业考试标准及《金属加工基础》编写，围绕考点解读、思维导图、知识梳理、背诵、常考题、高考模拟、课堂练习和课堂小结组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 四川省智能制造类 《金属加工基础》考纲讲练测 专题三 常用钢的分类、牌号与用途 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解常用钢的分类、牌号表示方法、性能特点和典型用途，能根据零件工作要求进行基本选材。 二、微目标拆解 能按化学成分、碳的质量分数、质量等级和用途对常用钢进行分类。 能识读Q235、45、T10A、Q420E、60Si2Mn、GCr15和W18Cr4V等常见牌号。能根据食品设备和高温构件的工况区分不锈钢、耐热钢。 能把冲压件、法兰盘、齿轮轴、弹簧、花键轴、曲轴、桥梁和耐磨件与适用钢类建立联系。 能说明碳含量、合金元素、热处理和使用条件对钢材性能与用途的影响。 能区分教材牌号示例与现行工程选材要求，知道实际采购和设计还应核对产品标准及质量证明书。 三、考情提示 分类判断：常把低碳钢、中碳钢、高碳钢与非合金钢、低合金钢、合金钢交叉设问。 牌号拆解：重点识别Q、两位数字、T、G、元素符号及数字各自表示的含义。 用途匹配：根据零件的强度、塑性、韧性、耐磨性、焊接性和成形性选择钢类。 识图选材：根据冲压件、轴、弹簧、桥梁和强冲击磨损零件的形态与工况判断材料。 易错辨析：牌号数字的计量基准并不相同，Q235中的235不是含碳量，GCr15中的15也不是1.5%的碳。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 常用钢的分类框架 【知识再现】钢按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢。非合金钢还可按碳的质量分数分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，按用途分为碳素结构钢和碳素工具钢。按主要质量等级，非合金钢分为普通质量、优质和特殊质量非合金钢。按用途，常用钢可归为结构钢、工具钢和特殊性能钢。 【讲解】教材以碳的质量分数0.25%和0.60%为分界：低碳钢小于0.25%，中碳钢为0.25%至0.60%，高碳钢大于0.60%。分类角度不同，同一牌号可以同时属于多个类别，例如45钢既是中碳钢，也是优质碳素结构钢。在组织和热处理等条件相近时，碳含量增加通常使钢的强度、硬度提高，塑性和韧性下降；因此冲压件与耐磨工具的选材侧重点不同。 【易错提醒】分类不是互相替代的单一标签。化学成分、碳含量、质量等级和用途属于不同分类维度。 1. 按化学成分，钢可分为（ ）。 A. 非合金钢、低合金钢和合金钢 B. 结构钢、工具钢和铸铁 C. 低碳钢、铸铁和非铁金属 D. 普通钢、铝合金和铜合金 【答案】A 【解析】按化学成分分为非合金钢、低合金钢和合金钢。 2. 45钢按碳的质量分数属于____钢。 【答案】中碳 【解析】45钢平均碳的质量分数约为0.45%，处于教材给出的0.25%至0.60%范围。 知识点2 碳素结构钢的牌号与用途 【知识再现】碳素结构钢牌号依次由屈服强度字母Q、屈服强度数值、质量等级和脱氧方法符号组成。Q195、Q215塑性较好，Q235用途广，Q275强度较高。 【讲解】以Q235BF为例，Q表示屈服强度，235表示屈服强度等级的数值，单位为MPa，B表示质量等级，F表示沸腾钢。Q系列牌号的数值增大，通常表示屈服强度等级提高，但具体力学性能还与厚度、交货状态和产品标准有关。 图3-1 低碳结构钢冲压件 图3-2 Q235系列钢常见法兰盘 【易错提醒】Q235中的235不是平均碳质量分数；工程选材不能只看牌号数字，还要核对产品标准、规格和质量证明书。 3. 观察图示，制作这类需要良好塑性和冲压性能的小型冲压件，较适合的钢系列是（ ）。 低碳结构钢冲压件 A. Q195或Q215系列 B. T12系列 C. GCr15系列 D. W18Cr4V系列 【答案】A 【解析】Q195、Q215系列塑性较好，常用于薄板和冲压件。 4. 牌号Q235BF中的B表示（ ）。 A. 硼元素 B. 屈服强度 C. 质量等级 D. 特殊镇静钢 【答案】C 【解析】B是质量等级符号。 知识点3 优质碳素结构钢的牌号与用途 【知识再现】优质碳素结构钢通常用两位数字表示，数字表示平均碳的质量分数的万分数。低碳牌号多用于冷冲压或渗碳零件，中碳牌号多用于轴、齿轮等调质零件，高碳牌号可用于弹簧。 【讲解】45钢的平均碳质量分数可换算为。08、10、15钢塑性较好；15、20、25钢可用于渗碳零件；30至55钢经适当热处理后可制造轴、齿轮等；60至85钢经热处理后可制造小尺寸弹簧和弹性零件。 图3-3 齿轮轴与弹簧的典型选材对象 【易错提醒】45中的45表示万分数换算后的平均碳含量约0.45%，不能读成45%；牌号只能说明材料类别，最终性能还受热处理状态影响。 5. 观察图中左侧齿轮轴，需要较好的综合力学性能时，常选用（ ）。 齿轮轴与弹簧 A. 08钢 B. 45钢 C. T12A钢 D. Q195钢 【答案】B 【解析】40钢、45钢属于常用调质钢，可用于轴和齿轮类零件。 6. 牌号65表示平均碳的质量分数约为____。 【答案】0.65% 【解析】优质碳素结构钢两位数字表示平均碳质量分数的万分数，65对应0.65%。 知识点4 易切削钢 碳素工具钢与铸造碳钢 【知识再现】易切削钢以Y开头，碳素工具钢以T开头，一般工程用铸造碳钢以ZG开头并用两组强度数字表示。 【讲解】Y12中的Y表示易切削钢，12表示平均碳的质量分数约0.12%。T10中的10表示平均碳的质量分数约1.0%，牌号末尾A表示高级优质。ZG200-400中的两组数字分别表示屈服强度和抗拉强度的最低值等级。两组强度数值的单位均为MPa；碳素工具钢经适当热处理后用于刃具、模具和量具。 图3-4 易切削钢可用于花键轴等零件 图3-5 铸造碳钢可用于形状复杂的曲轴 【易错提醒】Y、T、ZG是不同钢类的牌号前缀；同样的数字在不同牌号体系中含义不同。 7. T12A中的A表示（ ）。 A. 退火状态 B. 低碳钢 C. 合金钢 D. 高级优质 【答案】D 【解析】碳素工具钢牌号末尾A表示高级优质。 8. 观察图示，若该花键轴适合在自动机床上高速切削并且受力较小，可考虑选用（ ）。 花键轴 A. Q235 B. T12A C. Y45Ca D. GCr15 【答案】C 【解析】易切削钢适合自动机床高速切削，Y45Ca可用于齿轮轴、花键轴等。 知识点5 低合金钢的牌号与用途 【知识再现】低合金钢可按质量等级和使用特性分类。低合金高强度结构钢的牌号通常由Q、强度数值和质量等级组成，耐候钢还带有NH等用途特征符号。 【讲解】Q420E表示屈服强度等级数值为420、质量等级为E的低合金高强度结构钢。低合金高强度结构钢兼顾较高强度、韧性、耐蚀性和焊接性，常用于桥梁、车辆、船舶和建筑。Q355NHC中的NH表示耐候，C表示质量等级。 图3-6 低合金高强度钢与耐候钢的桥梁应用 【易错提醒】教材列举的标准年份和部分牌号具有出版时点背景。考试按指定教材理解，实际工程应用必须查现行标准，不能把历史牌号与新牌号简单一一等同。 9. Q420E中的E表示（ ）。 A. 弹性模量 B. 质量等级 C. 含碳量 D. 脱氧方法 【答案】B 【解析】E是质量等级符号。 10. 观察桥梁图示，兼顾较高强度、焊接性和耐蚀性的结构用钢可优先考虑（ ）。 桥梁 A. 低合金高强度结构钢 B. 碳素工具钢 C. 高碳铬轴承钢 D. 易切削钢 【答案】A 【解析】桥梁常使用低合金高强度结构钢或满足环境要求的耐候钢。 知识点6 合金钢的牌号与典型用途 【知识再现】合金结构钢牌号通常由平均碳含量数字、合金元素符号及含量数字组成；高速工具钢、高碳铬轴承钢和不锈耐热钢有各自的牌号特点。 【讲解】60Si2Mn表示平均碳的质量分数约0.60%、硅约2%、锰平均质量分数低于1.5%的合金结构钢。W18Cr4V是高速工具钢，常用于高速切削刀具。GCr15是高碳铬轴承钢，G表示滚动轴承钢，15表示铬的质量分数约1.5%。高锰钢在较大冲击和压力下能产生表面加工硬化，适合挖掘机铲齿等强冲击磨损零件。 图3-7 高锰耐磨钢用于挖掘机铲齿和履带板 【易错提醒】合金结构钢牌号开头数字通常按万分数表示碳含量，高碳铬轴承钢牌号中的数字按千分数表示铬含量，高速工具钢通常不在牌号头部标碳含量。同一字母在不同牌号中的含义需结合钢类判断。 11. 牌号GCr15中的15主要表示（ ）。 A. 平均碳含量0.15% B. 屈服强度15MPa C. 平均铬含量约1.5% D. 质量等级15级 【答案】C 【解析】高碳铬轴承钢牌号中铬含量按千分数表示，15约为1.5%。 12. 观察图示，挖掘机铲齿在强冲击磨损条件下可选用的典型材料是（ ）。 挖掘机 A. 08钢 B. Q195 C. T7钢 D. 高锰钢 【答案】D 【解析】高锰钢在较大冲击和压力作用下表面产生加工硬化，适合铲齿等零件。 知识点7 不锈钢与耐热钢的性能和用途 【知识再现】不锈钢以不锈、耐蚀性为主要特性，常用于食品设备、医疗器械和化工设备。耐热钢在高温下具有良好的化学稳定性或较高的强度。 【讲解】教材列举12Cr18Ni9、06Cr19Ni10等不锈钢牌号。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢：前者侧重高温抗氧化，后者还要在高温下承受机械载荷。食品容器侧重耐蚀性，炉用构件和高温承载件则需按工况考虑耐热性。 【易错提醒】不锈钢的耐蚀性与介质及使用环境有关，不能理解为在任何环境下都不会腐蚀；选耐热钢时应区分抗氧化要求和高温强度要求。 13. 制作要求耐蚀的食品设备容器，适合优先考虑的钢类是（ ）。 A. 易切削钢 B. 碳素工具钢 C. 不锈钢 D. 普通低碳结构钢 【答案】C 【解析】不锈钢以不锈、耐蚀性为主要特性，教材列举其用于食品设备。 14. 高温下既要抗气体腐蚀又要承受较大机械载荷，应重点考虑耐热钢中的____钢。 【答案】热强 【解析】热强钢在高温条件下既有抗气体腐蚀能力，又具有较高强度。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 钢按化学成分分为哪三类？ 【答案】非合金钢、低合金钢和合金钢。 【解析】这是常用钢的第一层分类。 2. 非合金钢按碳的质量分数怎样分类？ 【答案】低碳钢、中碳钢和高碳钢。 【解析】教材以0.25%和0.60%为分界。 3. Q235BF各部分表示什么？ 【答案】Q表示屈服强度，235表示屈服强度等级数值，B表示质量等级，F表示沸腾钢。 【解析】按牌号组成顺序识读。 4. 45钢的数字45表示什么？ 【答案】平均碳的质量分数约为0.45%。 【解析】两位数字按万分数表示。 5. T10A各部分表示什么？ 【答案】T表示碳素工具钢，10表示平均碳的质量分数约1.0%，A表示高级优质。 【解析】T系列数字按千分数表示碳含量。 6. Q420E中的E表示什么？ 【答案】质量等级。 【解析】低合金高强度结构钢牌号末尾字母表示质量等级。 7. 60Si2Mn怎样识读？ 【答案】平均碳的质量分数约0.60%，硅约2%，锰含量低于牌号标数界限。 【解析】合金结构钢按碳数字、元素符号和含量数字识读。 8. GCr15怎样识读？ 【答案】G表示滚动轴承钢，Cr表示铬，15表示平均铬含量约1.5%。 【解析】高碳铬轴承钢不在牌号中标碳含量。 9. W18Cr4V属于哪类钢？ 【答案】高速工具钢。 【解析】该牌号常用于高速切削刀具。 10. 不锈钢主要用于哪些场合？ 【答案】用于需要耐蚀性的食品设备、医疗器械、化工设备等。 【解析】用途由其不锈、耐蚀性特点决定，仍需结合介质与工况选择具体牌号。 11. 耐热钢中的抗氧化钢与热强钢有何侧重？ 【答案】抗氧化钢侧重高温抗氧化；热强钢还要在高温下保持较高的承载能力。 【解析】需区分高温化学稳定性与高温强度两类要求。 12. 选择钢材时应综合考虑哪些条件？ 【答案】零件工作载荷、性能要求、成形与加工工艺、热处理、使用环境和经济性，并核对现行标准及质量证明书。 【解析】不能只凭牌号中的一个数字选材。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 45钢的平均碳的质量分数约为（ ）。 A. 0.045% B. 0.45% C. 4.5% D. 45% 【答案】B 【解析】45表示平均碳质量分数的万分数，即约0.45%。 2. 观察图示，Q235系列钢可用于制造的典型零件是（ ）。 法兰盘 A. 高速钢车刀 B. 滚动轴承套圈 C. 法兰盘 D. 精密量具 【答案】C 【解析】教材列举Q235系列可用于法兰盘、型材、钢筋等。 3. 下列牌号中属于碳素工具钢的是（ ）。 A. Q235 B. 45 C. GCr15 D. T10A 【答案】D 【解析】T开头表示碳素工具钢。 4. 图中右侧弹簧若采用优质碳素结构钢制造，可选择（ ）。 齿轮轴与弹簧 A. 65钢 B. 08钢 C. Q195钢 D. 20钢 【答案】A 【解析】65钢等高碳优质碳素结构钢经热处理后可制造小尺寸弹簧。 5. 牌号GCr15中的15表示平均铬含量约为____。 【答案】1.5% 【解析】高碳铬轴承钢牌号中铬含量按千分数表示。 6. 高锰钢可用于图示挖掘机的铲齿和履带板。 挖掘机 【答案】√ 【解析】高锰钢适合强冲击磨损工况。 [环节6 高考模拟题] 以下题目按四川省职教高考常见命题方式编制，用于训练“关键词定位—概念对应—情境应用”。 1. 某学生把Q235中的235解释为含碳量2.35%，该说法正确。 【答案】× 【解析】235表示屈服强度等级数值，不表示含碳量。 2. 既要较好的综合力学性能，又用于普通轴类零件，较常用的材料是（ ）。 A. 08钢 B. 45钢 C. T12A钢 D. Q195钢 【答案】B 【解析】45钢经适当热处理后可用于轴类和齿轮类零件。 3. 观察桥梁图示，下列选材要求合理的有（ ）。 桥梁 A. 较高强度 B. 良好焊接性 C. 适应环境的耐蚀性 D. 优先选择碳素工具钢 【答案】ABC 【解析】桥梁结构通常关注强度、韧性、焊接性和环境耐蚀性，工具硬度不是主要目标。 4. 60Si2Mn牌号中Si后的2表示硅的平均质量分数约为____。 【答案】2% 【解析】合金元素后的数字表示其平均质量分数的百分数等级。 5. 关于教材牌号与工程选材，正确的是（ ）。 A. 只要牌号相同性能就完全相同 B. 旧牌号可直接替代任何新牌号 C. 只看碳含量即可选材 D. 还应核对现行标准和供货状态 【答案】D 【解析】教材用于学习识读规律，实际工程还需查现行标准、规格和质量证明书。 6. 图示花键轴若要求自动机床高速切削且受力较小，可选用____钢。 花键轴 【答案】易切削 【解析】易切削钢有利于断屑和提高切削效率。 [环节7 课堂练习] 课堂练习建议用时15—25分钟。先独立作答，再核对答案与解析。 1. 按用途，非合金钢可分为碳素结构钢和____钢。 【答案】碳素工具 【解析】用途分类的另一类是碳素工具钢。 2. Q235BF中的F表示（ ）。 A. 沸腾钢 B. 镇静钢 C. 特殊镇静钢 D. 高级优质钢 【答案】A 【解析】F表示沸腾钢。 3. 图示冲压件成形后还需焊接组装，其材料选用应重点关注（ ）。 冲压件 A. 塑性 B. 冲压成形性 C. 必要的焊接性 D. 高速红硬性 【答案】ABC 【解析】冲压成形需要较好塑性和成形性，题设还要求焊接组装，因此也应有相应焊接性；高速红硬性不是该工况要求。 4. T12A的平均碳质量分数约为1.2%。 【答案】√ 【解析】T系列数字按千分数表示平均碳含量，A表示高级优质。 5. W18Cr4V属于____工具钢。 【答案】高速 【解析】W18Cr4V是常用高速工具钢牌号。 6. 图中左侧齿轮轴宜选用08钢制造。 齿轮轴与弹簧 【答案】× 【解析】08钢碳含量低、强度较低；齿轮轴通常选用45钢等并配合热处理。 [环节8 课堂小结] 复习建议：钢可按化学成分、碳含量、质量等级和用途分类，同一牌号可同时属于多个分类维度。 Q系列牌号中的数字表示屈服强度等级，两位数字优质碳素结构钢牌号中的数字表示平均碳质量分数的万分数。 T系列用于碳素工具钢，GCr系列用于高碳铬轴承钢，W18Cr4V属于高速工具钢。 冲压件、普通结构件、轴和齿轮、弹簧、桥梁及强冲击磨损件的性能要求不同，应据此选择钢类。 不锈钢用于耐蚀场合；耐热钢用于高温环境，并按抗氧化和高温承载要求进一步选择。 教材牌号用于掌握识读规律；实际工程选材还必须核对现行标准、规格、交货状态和质量证明书。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $