AISI/SAE 钢牌号系统解释

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AISI/SAE 钢材分级系统巧妙地采用四位代码根据化学成分来区分钢材类型。遵循我们的全面指南并掌握钢铁语言，确保您充满信心和专业知识为每个项目选择理想的材料​​。

AISI/SAE 钢种系统解释

在 20 世纪 30 年代和 1940 年代， 美国钢铁协会 (AISI) 和 汽车工程师协会 (SAE) 共同标准化了钢和其他铁基合金的分类系统。这项努力最终产生了 AISI/SAE 钢种，这是一个已经使用了数十年的统一系统。

该系统采用四位数字代码根据合金钢和碳钢的化学成分来区分它们。前两位数字表示主要合金元素，后两位数字反映碳含量。

下图进一步说明了 AISI/SAE 钢材名称系统的组成。

AISI SAE 命名系统示意图
图片来源：totalmateria.com

在行业中，SAE 和 AISI 的引用很常见，通常可以互换使用，没有精确的区别。例如，钢可能被称为“4140”、“AISI 4140”或“SAE 4140”，并且在许多非关键应用中，这些名称被认为是等效的。

然而，对于一般用途，数字代码更常用。在具体的设计或图纸中，钢材用精确的标准来标识，例如“4140 bar per ASTM-A108”或“4140 bar per AMS 6349”。

值得注意的是，AISI本身并不编写标准，而只是规定了不同牌号钢的化学成分范围，通常需要与标准结合使用。 （例如 ASTM、ASME 或 SAE 等）

钢材四位数指数分类

AISI/SAE 系统使用 4 位数字来识别合金钢和碳钢的化学成分。第一个数字表示主要合金元素，第二个数字表示顶级元素，最后两个数字表示碳含量（以百分之一为单位）。 例如，AISI/SAE 1020 钢是含有 0.20 wt% C 的普通碳钢。

第一个数字

AISI/SAE 钢材名称的第一位数字代表钢材的广泛类别。例如，SAE-AISI 系统中的 1xxx 系列表示碳钢，根据其性能分为四类。 10xx 系列包括普通 碳钢 锰含量最高为1.00%，11xx系列包括加硫碳钢，12xx系列包括加硫和加磷碳钢，15xx系列代表非加硫高锰碳钢。

第一个数字反映了所提供的主要钢材类别，如下所示：

SAE 指定类型
1xxx碳钢
2xxx镍钢
3xxx镍铬钢
4xxx钼钢
5xxx铬钢
6xxx铬钒钢
7xxx钨钢
8xxx镍铬钼钢
9xxx硅锰钢

第二位数字

第二位数字表示影响钢性能的主要元素。例如，在 1018 钢中，零表明不存在硫等重要的次要元素。

第三和第四位数字

最后两位数字通常表示合金中的碳含量，代表百分之一的平均碳含量，例如 AISI/SAE 1018 中的 0.18% 或 AISI/SAE 4340 中的大约 0.4%。

前缀和后缀

此外，AISI系统使用字母前缀来表示炼钢工艺，例如“C”代表平炉钢、电弧炉钢或氧气转炉钢，“E”代表炼钢工艺。 电弧炉 钢。前缀“M”用于非关键机械零件中使用的商用优质钢材。

有时，在第二和第三位数字之间会添加一个额外的字母（例如11L41、12L14或50B40），其中“L”表示添加铅以提高切削加工性，“B”表示硼以提高钢的硬度。

还可以添加后缀来指定成型工艺，例如冷加工 (CDS)、热加工 (HR) 或淬火和回火 (Q&T)。 “H”后缀表示注重淬透性，Jominy 测试中列出了具体的硬度要求。

碳钢和合金钢牌号 – AISI/SAE 钢牌号系统

钢材类型 AISI/SAE 指定 重量组成
碳素钢 10xx年 普通碳（Mn 1.00% 最大）
11xx 加硫
12xx 加硫、加磷
15xx年 普通碳（Mn 1.00-1.65%）
锰钢 13xx 锰1.75%
镍钢 20xx年 镍0.50%
21xx 镍1.50%
23xx 镍3.50%
25xx年 镍5.00%
镍铬钢 31xx 镍 1.25%、铬 0.65% 或 0.80%
32xx 镍1.25%、铬1.07%
33xx 镍 3.50%、铬 1.50% 或 1.57%
34xx 镍3.00%、铬0.77%
钼钢 40xx Mo 0.20%、0.25% 或 Mo 0.25% 和 S 0.042%
44xx 钼 0.40% 或 0.52%
铬钼钢 41xx 铬 0.50%、0.80% 或 0.95%；钼 0.12%、0.20%、0.25% 或 0.30%
镍铬钼钢 43xx 镍 1.82%、铬 0.50% 至 0.80%、钼 0.25%
43BVxx Ni 1.82%、Cr 0.50%、Mo 0.12% 或 0.35%、V 0.03% 最小值
47xx 镍 1.05%、铬 0.45%、钼 0.20% 或 0.35%
81xx 镍0.30%、铬0.40%、钼0.12%
81Bxx 镍0.30%、铬0.45%、钼0.12%
86xx 镍0.55%、铬0.50%、钼0.20%
87xx 镍0.55%、铬0.50%、钼0.25%
88xx 镍0.55%、铬0.50%、钼0.35%
93xx 镍3.25%、铬1.20%、钼0.12%
94xx 镍0.45%、铬0.40%、钼0.12%
97xx 镍0.55%、铬0.20%、钼0.20%
98xx 镍1.00%、铬0.80%、钼0.25%
镍钼钢 46xx 镍0.85%或1.82%，钼0.20%或0.25%
48xx 镍3.50%、钼0.25%
铬钢 50xx 铬 0.27% 或 0.40% 或 0.50% 或 0.65%
50xxx Cr 0.50%、C 1.00% 最小值
50Bxx 铬 0.28% 或 0.50%
51xx 铬 0.80% 或 0.87% 或 0.92% 或 1.00% 或 1.05%
51xxx Cr 1.02%、C 1.00% 最小值
51Bxx 铬0.80%；并添加了硼
52xxx Cr 1.45%、C 1.00% 最小值
铬钒钢 61xx 铬 0.60%、0.80%、0.95%； V 0.10% 或 0.15% 最小值
钨铬钢 72xx 钨 1.75%，铬 0.75%
硅锰钢 92xx 硅1.40%，或2.00%；锰0.65%、0.82%或0.85%；铬 0.00% 或 0.65%
高强度低合金钢 9xx 各种SAE等级
xxBxx “B”表示硼钢
xxLxx “L”表示含铅钢

不锈钢也包含在 AISI 钢材规格范围内，由三位数编号标识，每个编号都具有独特的特性。以下是该系统的关键方面：

  • 200系列：含有铬、镍和锰的奥氏体不锈钢。它们以良好的耐腐蚀性和成型性而闻名。示例包括 AISI 201 和 202。
  • 300 系列：也是奥氏体钢，这些钢含有铬和镍，具有出色的耐腐蚀性和机械性能。常见类型为 AISI 304（18% 铬、8% 镍）和 AISI 316，后者添加了钼，具有更好的耐腐蚀性。
  • 400 系列：这些是铁素体和马氏体不锈钢，主要含有铬。它们具有磁性，但耐腐蚀性通常不如 300 系列。例如 AISI 410（马氏体）和 AISI 430（铁素体）。
  • 500 系列：耐热铬合金，在标准应用中不常用。
  • 600 系列：最初为专有合金开发（不再由 AISI 标准化），这些是马氏体沉淀硬化不锈钢。
  • 沉淀硬化 (PH) 牌号：这些是铬镍不锈钢，含有铜、铝或钛等合金元素，可通过固溶和时效热处理进行硬化。它们被指定为 17-4PH、15-5PH 等。
  • 双相系列：不是原始 AISI 系统的一部分，但在现代不锈钢分类中很重要。双相不锈钢具有奥氏体和铁素体的混合微观结构，具有强度和耐腐蚀性的平衡。

该指定系统中的字母表示：  

  • “L”：表示较低的碳含量，可提高钢的可焊性并降低其对腐蚀的敏感性。例如，316L的碳含量比316低。
  • “H”：表示高碳含量，提高钢的高温强度。例如，304H。
  • “F”：表示该钢是易加工钢，这意味着它的设计目的是在加工时产生小切屑，使其更易于加工。
  • “PH”：代表沉淀硬化，表示可以通过特殊方法硬化的钢 热处理工艺。 17-4PH 等年级就属于这一类。

值得注意的是，AISI 本身并不制定标准；它仅对不同等级的钢材进行分类和描述。不锈钢的实际标准通常由美国材料与试验协会 (ASTM) 或美国国家标准协会 (ANSI) 等组织制定。因此，虽然 AISI 提供了各种钢种（包括不锈钢）的分类系统，但这些材料的详细标准和规范通常以 ASTM 或 ANSI 名称发布。

类型 指定 重量组成 (%)
汽车工程师学会 联合国系统 铬 你 C 锰 硅 磷 小号 ñ 其他
奥氏体 201 S20100 16–18 3.5–5.5 0.15 5.5–7.5 0.75 0.06 0.03 0.25 -
202 S20200 17-19日 4-6 0.15 7.5–10.0 0.75 0.06 0.03 0.25 -
205 S20500 16.5–18 1–1.75 0.12–0.25 14–15.5 0.75 0.06 0.03 0.32–0.40 -
254 S31254 20 18 最大 0.02 - - - - 0.20 6 钼； 0.75 铜； “超级奥氏体”；所有标称值
301 S30100 16–18 6-8 0.15 2 0.75 0.045 0.03 - -
302 S30200 17-19日 8–10 0.15 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
302B S30215 17-19日 8–10 0.15 2 2.0–3.0 0.045 0.03 - -
303 S30300 17-19日 8–10 0.15 2 1 0.2 0.15 分钟 - 钼 0.60（可选）
303硒 S30323 17-19日 8–10 0.15 2 1 0.2 0.06 - 0.15 Se 分钟。
304 S30400 18–20 8–10.50 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
304L S30403 18–20 8-12 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
304铜 S30430 17-19日 8–10 0.08 2 0.75 0.045 0.03 - 3–4 铜
304N S30451 18–20 8–10.50 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10–0.16 -
305 S30500 17-19日 10.50–13 0.12 2 0.75 0.045 0.03 - -
308 S30800 19-21日 10–12 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
309 S30900 22-24日 12–15 0.2 2 1 0.045 0.03 - -
309S S30908 22-24日 12–15 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
310 S31000 24–26 19-22日 0.25 2 1.5 0.045 0.03 - -
310S S31008 24–26 19-22日 0.08 2 1.5 0.045 0.03 - -
314 S31400 23–26 19-22日 0.25 2 1.5–3.0 0.045 0.03 - -
316 S31600 16–18 10–14 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10 2.0–3.0 月
316L S31603 16–18 10–14 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.10 2.0–3.0 月
316F S31620 16–18 10–14 0.08 2 1 0.2 0.10 分钟 - 1.75–2.50 莫
316N S31651 16–18 10–14 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10–0.16 2.0–3.0 月
317 S31700 18–20 11–15 0.08 2 0.75 0.045 0.03 最大 0.10 3.0–4.0 月
317L S31703 18–20 11–15 0.03 2 0.75 0.045 0.03 最大 0.10 3.0–4.0 月
321 S32100 17-19日 9-12 0.08 2 0.75 0.045 0.03 最大 0.10 Ti 5(C+N) 最小值，最大值 0.70
329 S32900 23–28 2.5–5 0.08 2 0.75 0.04 0.03 - 1–2 钼
330 N08330 17–20 34–37 0.08 2 0.75–1.50 0.04 0.03 - -
347 S34700 17-19日 9-13 0.08 2 0.75 0.045 0.030 - Nb + Ta，最小 10 × C，最大 1
348 S34800 17-19日 9-13 0.08 2 0.75 0.045 0.030 - Nb + Ta，最小值 10 × C，最大值 1，但最大值 0.10 Ta； 0.20 钙
384 S38400 15–17 17-19日 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
铁素体 405 S40500 11.5–14.5 - 0.08 1 1 0.04 0.03 - 0.1–0.3 铝，最大 0.60
409 S40900 10.5–11.75 0.05 0.08 1 1 0.045 0.03 - 钛 6 × (C + N) [14]
429 S42900 14–16 0.75 0.12 1 1 0.04 0.03 - -
430 S43000 16–18 0.75 0.12 1 1 0.04 0.03 - -
430F S43020 16–18 - 0.12 1.25 1 0.06 0.15 分钟 - 0.60 钼（可选）
430FSe S43023 16–18 - 0.12 1.25 1 0.06 0.06 - 0.15 Se 分钟。
434 S43400 16–18 - 0.12 1 1 0.04 0.03 - 0.75–1.25 钼
436 S43600 16–18 - 0.12 1 1 0.04 0.03 - 0.75–1.25 钼； Nb+Ta 5 × C 最小值，0.70 最大值
442 S44200 18–23 - 0.2 1 1 0.04 0.03 - -
446 S44600 23–27 0.25 0.2 1.5 1 0.04 0.03 - -
马氏体 403 S40300 11.5–13.0 0.60 0.15 1 0.5 0.04 0.03 - -
410 S41000 11.5–13.5 0.75 0.15 1 1 0.04 0.03 - -
414 S41400 11.5–13.5 1.25–2.50 0.15 1 1 0.04 0.03 - -
416 S41600 12–14 - 0.15 1.25 1 0.06 0.15 分钟 - 0.060 钼（可选）
416硒 S41623 12–14 - 0.15 1.25 1 0.06 0.06 - 0.15 Se 分钟。
420 S42000 12–14 - 0.15 分钟 1 1 0.04 0.03 - -
420F S42020 12–14 - 0.15 分钟 1.25 1 0.06 0.15 分钟 - 最大 0.60 钼（选修的）
422 S42200 11.0–12.5 0.50–1.0 0.20–0.25 0.5–1.0 0.5 0.025 0.025 - 0.90–1.25 钼； 0.20–0.30V； 0.90–1.25 瓦
431 S41623 15–17 1.25–2.50 0.2 1 1 0.04 0.03 - -
440A S44002 16–18 - 0.60–0.75 1 1 0.04 0.03 - 0.75钼
440B S44003 16–18 - 0.75–0.95 1 1 0.04 0.03 - 0.75钼
440℃ S44004 16–18 - 0.95–1.20 1 1 0.04 0.03 - 0.75钼
耐热 501 S50100 4-6 - 0.10 分钟 1 1 0.04 0.03 - 0.40–0.65 钼
502 S50200 4-6 - 0.1 1 1 0.04 0.03 - 0.40–0.65 钼
马氏体沉淀硬化 630 S17400 15–17 3–5 0.07 1 1 0.04 0.03 - 铜 3–5、钽 0.15–0.45

结论

了解成分有助于预测材料的性能，例如强度、延展性、可焊性以及对某些制造工艺的适用性。 SAE 钢牌号系统提供了一种清晰、简洁的方法来分类和了解钢的主要合金元素和碳含量，使制造商、工程师和设计师能够更轻松地根据其特定需求选择正确的钢类型，无论是建筑、汽车应用、工具还是机械。

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