AISI中碳钢–全面的常见问题解答指南
AISI钢作为一种优质的碳素结构钢，市场上大部分为热轧状态，与AISI低碳钢相同。由于其在工业机械制造领域的广泛应用，每个钢铁制造商都可以供应它，导致材料质量参差不齐。对于想要购买AISI钢的客户来说，如何选择合格的材料是一个艰巨的挑战。
从我们的常见问题解答指南中，我们可以帮助您了解钢的重要信息和知识，并帮助您选择和购买适合您需要的材料。
钢是什么意思？
钢被美国钢铁协会（AISI）和汽车工程师协会（SAE）使用：AISI或SAE。为了替代或补充现行标准产品等级系统，他们共同设计了一个简单的编号系统：统一编号系统，简称UNS。在UNS中，我们可以找到UNSG0，它是AISI钢的编号。
对于，第一个数字“1”表示该钢为碳素钢，第二个数字“0”表示该钢无重要合金元素，后两个数字“45”表示该钢的含碳量为0.45%。
从ASTMA29标准中，我们可以看到很多系列，包括碳钢和合金钢。作为X系列的一员，钢是最常用的，其次是AISI0钢。
X系列化学成分比较
国际上AISI钢的替代品是什么？
众所周知，AISI钢是一种中碳结构钢，具有良好的冷热加工性，良好的力学性能。由于价格低廉，货源广泛，在工业机械制造行业得到广泛应用。
一般来说，简单地用一种材料替代另一种材料不会产生比原来更优化的解决方案。材料替代可以提供降低成本或改进设计的机会，前提是替代材料必须完全满足相应的经济、物理和化学要求。
对于AISI钢，每个国家都有自己的替代钢种，以满足国内行业的实际生产需求。
以下是来自主要国家/地区的这种流行钢材的其他一些区别和名称。
AISI钢在市场上以哪些形式和条件供应？
AISI钢作为一种应用广泛的中碳钢，市场上一般以热轧状态供货，其中以热轧圆钢和热轧钢板居多。普通热轧圆钢的直径范围为20-mm，热轧钢板的厚度范围为5-mm。
AISI钢也将以正火状态供应。优点是钢的组织和性能是均匀的。与退火钢相比，由于冷却速度快，钢组织中珠光体量增加，钢的珠光体层和晶粒细化。因此，它具有较高的综合力学性能，可对最终产品进行进一步热处理。
AISI钢除了热轧供应外，还可以冷拉和热锻，以满足客户的各种需求。对于AISI冷拉钢，常规冷拉尺寸范围从直径4-mm，精度可以达到h11级。对于这种钢的热锻产品，AISI可以提供圆、方、扁、环、轴、管、块和其他复杂形状。
AISI钢的快速问题
AISI钢是低碳钢吗？
“低碳钢”一词在钢铁行业非常普遍。它是指一种含碳量在0.15%～0.30%，锰含量不超过0.75%的低碳钢。低碳钢，你可以从它的名字中猜到，它具有低强度、低硬度和柔软度。
然而，AISI钢的碳含量约为0.45%。它是一种优质的中碳结构钢，不是一种低碳钢。
AISI钢容易加工吗？
AISI钢的可加工性可以通过以下一些考虑来完成。在攻丝、拉削、铣削、钻孔、车削和锯切等操作活动中，使用适当的进给、刀具类型和速度可以很好地在退火或正火状态下加工。自然，由于它是一种高碳钢，其可加工性（每单位功率和时间的切屑磅数）低于低碳钢，例如AISI钢。
AISI钢可焊接吗？
一般来说，AISI钢作为中碳钢，焊接性能比较差，但在中碳钢中是焊接性能比较好的。适用于氢焊、氩弧焊，不适合气焊。
由于含碳量中等，焊接容易产生裂纹。为避免这种情况，焊前预热至一定温度（一般为-°C，如果材料厚度或刚度较大，可提高到-°C），厚度或刚度较大的部件，或使用的工件在恶劣的工作条件下，焊后应立即进行去应力热处理，温度应控制在-℃
AISI钢的洛氏硬度是多少？
AISI钢是含有约0.45%碳的中碳钢，可通过热处理硬化至火焰或感应淬火后最大表面硬度约为洛氏C54-60。
AISI钢可以调质吗？
钢的弱点是淬透性低。对于截面尺寸大、要求高的工件，不宜选用钢。
AISI钢一般采用导热系数较高的水作为淬火介质。钢的淬火温度为A3+(30~50)℃，钢淬火后硬度应达到HRC56~59。大横截面的材料可能会更低，但不能低于HRC48。
钢淬火后进行高温回火，加热温度通常为~℃，硬度要求一般为HRC22~34，以获得良好的综合力学性能。
AISI钢适合做刀吗？
虽然没有足够的碳来硬化以达到刀刃保持和耐用性的要求，但它通常用于制刀，因为它可以比AISI（低碳）钢更快地与其他钢焊接。
如何熔炼AISI钢？AISI钢作为广受欢迎的代表碳钢牌号，物美价廉，来源广泛，其冶炼方法也可以说具有代表性。
AISI钢主要有两种方法：电弧炉冶炼工艺和转炉炼钢工艺。
电弧炉，指EAF，AISI钢的工艺如下
电弧炉→二次精炼→连铸/铸锭→热轧/锻造
而转炉炼钢（LD），又叫碱性氧气炉（BOF）。BOF法是北美氧气顶吹转炉炼钢法的简称。工艺流程如下
高炉→转炉→二次精炼→连铸/铸锭→热轧/锻造
电弧炉与转炉炼钢在原料、炉温、冶炼周期、单炉规模等方面存在显着差异。
电弧炉以废钢为主要原料，通过调节电流可以精确控制钢水温度。适用于冶炼小批量/多品种的特殊钢。但钢水质量受废钢影响较大，冶炼周期较长，电耗较大。
而转炉以高炉生产的铁水为主要原料，因此转炉炼钢钢水纯度较高，合金元素杂质较少。可控制铁水纯度：[S]≤0.%，[P]≤0.01%，转炉钢水含气量低，N≤20ppm，H≤3ppm。
与电弧炉炼钢相比，冶炼周期更短，电耗更低，生产节奏更快。适用于低碳/超低碳和低残留元素的钢种，特别是含有量大的钢种。批次和合金含量低。
什么是渗碳工艺？渗碳，是指使碳原子渗入钢表层的化学热处理工艺。渗碳材料一般为低碳钢或低碳合金钢（含碳量小于0.25%）。
渗碳后钢的表面化学成分可接近高碳钢，并在淬火后保持芯部中低碳钢的强度和韧性，使工件能够承受冲击载荷.
渗碳工艺广泛用于飞机、汽车、拖拉机的齿轮、轴、凸轮轴等机械零件。
AISI钢可以渗碳吗？
是的，AISI钢可以渗碳，但不适用。渗碳后可以增加材料的表面碳含量，但淬火后芯部会出现硬脆马氏体，芯部冲击性能会变差，所以优点渗碳会丢失。
什么是氮化工艺？氮化是氮原子在一定温度下在一定介质中渗入材料表面的一种化学热处理工艺。
所有含Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的合金结构钢、工具钢、不锈钢均可氮化。氮化钢的含碳量包括从低碳到高碳的范围。常用氮化钢：EN41B/41CrAlMo7/SACM。
渗氮的目的是提高材料的硬度、耐磨性和疲劳寿命，提高材料在腐蚀性介质环境中的耐腐蚀性能。
AISI钢可以氮化吗？
AISI钢可渗氮，但不适用。作为不含合金元素的中碳钢，渗氮后形成的Fe4N和Fe2N氮化物相对不稳定，特别是温度稍高时，容易聚集和粗化，所以表面不可能获得高硬度，其芯部也不能有更高的强度和韧性，只能获得具有一定耐磨性和耐腐蚀性的表面渗透层。
AISI钢VSAISI钢AISI和AISI钢是美国标准牌号，广泛应用于机械制造行业。如何正确选择它们以满足我们的具体要求是我们必须面对的一项挑战工作。那么接下来我们将从各个方面来了解和评估它们的不同之处。
编号指定系统
从AISI/SAE钢代号系统可知，AISI属于碳钢家族之一的1xxx组，而AISI属于铬钢家族之一的5xxx组。
制造成本
AISI与AISI化学成分比较
从上表可以看出，化学成分的差异主要在于C和Cr的含量。
在生产中，钢中Cr作为残余元素控制在0.3%以下，钢中Cr作为主要合金元素，含量在0.7%~0.9%之间。这使得钢比钢贵在制造成本方面。当它们都满足使用需求时，我们当然会优先考虑经济成本低的AISI钢。
切割性能
一般来说，含Cr/Mn的材料虽然韧性增加，但切削时温度高，容易烧坏刀具，加工引起的硬化严重。
钢虽然韧性较好，但在切削加工方面不如钢，但调质后的综合性能优于钢。
淬透性
Cr在热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于淬透性的提高，经过调质处理后，钢在强度、硬度和冲击韧性等方面的力学性能也明显高于钢。
但也正是由于淬透性强，钢在淬火时的内应力大于钢。在相同条件下，钢材的开裂倾向大于钢材。
机械性能
虽然钢的Cr含量约为1%，但钢和钢在热轧状态下的力学性能差别不大。
但是，如果经过调质热处理后，如下表所示，它们在强度、韧性、耐磨性和冲击性能上有显着差异。
AISI黑色表面热锻扁钢棒
我们为AISI钢提供什么条件
热处理
归一化(+N)
退火(+A)
调质(+QT)
加工
车削/铣削/钻孔/剥皮/抛光