关于ANSI-AISI- ASTM- SAE等美国标准的浅释

 

美国钢铁产品的标准比较多，主要有以下几种：

ANSI 美国国家标准

AISI 美国钢铁学会标准

ASTM 美国材料与试验协会标准

ASME 美国机械工程师协会标准

 

API 美国石油学会标准

SAE 美国机动车工程师学会标准

AMS 航天材料规格（美国航空工业最常用的一种材料规格，由SAE制定）

AWS 美国焊接协会标准

MIL 美国军用标准

QQ 美国联邦政府标准

 

UNS 是“UNIFIED NUMBERING SYSTEM”（统一编号系统）的缩写, 这是由美国机动车工程师学会（SAE）和美国材料与试验协会（ASTM）于1967年共同设计的一种便捷地编号系统，其目的在于代替或至少补充现行各标准的产品牌号系统。该编号系统已在SAE和ASTM标准中形成文件加以详细说明。SAE标准号为J1086，ASTM标准号为E527，名称为“金属和合金编号推荐方法（UNS）”。UNS编号系统的编号方法是由一个字母和五位数字组成。

对上述标准难以一一介绍他们的牌号表示方法。我们唯高标准件现在只对使用比较广泛的ANSI，ASTM，SAE和AISI几种标准的牌号表示方法，作重点介绍。

(一) ANSI（美国国家标准）牌号表示方法

1. 标准代号＋字母类号＋序号＋颁布年份

如：ANSI A58.1?1982

2. 标准代号＋断开号＋原专业标准号＋序号＋颁布年份

如：ANSI/UL 560-1980
3. 如果某个ANSI标准在内容上有补充，其补充件的表示方法是在原标准序号的后面加一英文小写字母。a表示第一次补充，b表示第二次补充。

如：ANSI Z21.17-1979 家用煤气转换燃烧器。

ANSI Z21.17a-1981 家用煤气转换燃烧器第一次补充件

4. 对于经过复审，被重新确认为继续有效的ANSI标准，一般在该标准号后面注确认年份。

如：ANSI B27.6-1972（R 1983），表示1972年的ANSI B27.6标准在1983年复审后，重新确认有效，其内容毫无变化。

(三) ASTM、SAE和AISI标准中碳素钢和合金钢牌号表示方法

在ASTM、SAE、AISI标准中，碳素钢和合金钢牌号的表示方法基本相同。大都采用四位阿拉伯数字表示，间或在中间或末尾加入字母。例如：1005，94B15，3140等。四位数字中的前两位数字表示钢种类型极其主要合金元素含量。后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值。

1. 第一位数（或第一、二位数）表示如下类别号：1—碳素钢，2—镍钢，3—镍铬钢，4—钼钢，5—铬钢，61—铬钒钢，8—低镍铬钢，92—硅锰钢，93、94、97、98—铬镍钼钢。

2. 第二位数（类别号为二位数者无此项）表示如下钢种或合金元素含量： 碳素钢：0—一般碳素钢,1—易切削钢，3—锰结构钢。

钼钢：1—铬钼钢，3和7—镍铬钼钢，6和8—镍钼钢，0、4、5—含Mo量不同的钼钢。

镍和镍铬钢：用百分数表示平均含镍量。

铬钢：0—铬含量较低，1—铬含量较高。

低镍铬钢：6、7、8、1表示镍和铬含量一定，钼含量不同。6表示钼含量0.15～0.25，7表示钼含量0.2～0.3，8表示钼含量0.3～0.4，1表示钼含量0.08～0.15。

3. 第三、四位数表示含碳量平均值，以万分之几表示。

有些钢号中间插入B或L：B—含硼钢，L—含铅钢。

 

末尾加“H”时，表示对淬透性有一定要求的钢种。有些加前置字母“M”或“MT”：M—机械级，MT—机械用管材。
(四) 不锈钢和耐热钢牌号表示方法

这类钢材主要采用AISI标准的编号系统，牌号由三位阿拉伯数字组成，第一位数表示钢的类别。第二、三位数表示顺序号。

钢的类别号：1—沉淀硬化不锈钢，2—Cr-Mn-Ni-N 奥氏体钢，3—CrNi 奥氏体钢，4—高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢，5—低碳马氏体钢。

(五) ASTM/SAE工具钢牌号表示方法

ASTM和SAE标准中工具钢牌号由材料类别字母加数字顺序号组成。例如A10、D7和F2等。其类别字母含义见本节英国部分中“英国和美国标准中工具钢材料类别代号说明”。

 

附加重点：SAE/AISI钢级代号解析 

 

编者：随着钢铁材料的国际贸易业务量越来越多，询单中常会遇到SAE/AISI钢级代号，如常见的SAE1008、SAE1095等。

 

网络上关于SAE/AISI钢级代号的说明很少，也比较片面，因此进行相对系统地介绍对钢铁进出口贸易是很有帮助的。简单地说，国际贸易中遇到SAE代号，贸易商要做的是——“先问问清楚”，至于为什么，我们看正文。

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有朋友问，”外商订单上的SAE/AISI 1018是个什么鬼哦？为何只规定化学成分，它的力学性能的规定在哪里可以找到？有没有人可以告诉我？我身边的一群朋友都是钢铁小白，去哪里才能找到那个对的人，告诉我对的事？”

我想，如果当时我在的话，你一定不会有那么一连串问号了。

 

今天，为你奉上2020年大礼包，详细详解SAE/AISI钢号的来龙去脉。

 

SAE/AISI是一种钢级数字编码，起源于二十世纪三十年代。

 

1930至1940年间，美国钢铁学会（AISI）和美国机动车工程师学会（SAE）都参与了钢的数字编码体系的标准化工作。他们在这方面做的工作非常相似，而且有明显的重叠。（当然，也影响了效率。）

 

几十年后，这两套编码体系被逐渐被整合到一起：一个称为AISI / SAE的钢级命名联合体系。

 

1995年，AISI将这个联合体系未来的维护工作转交给了SAE。原因么，据说是因为AISI将不再发布任何新的钢牌号的标准规范。

 

SAE/AISI的价值在于：设计师，热处理人员，绘图员和工程师，可通过这套钢级命名体系，获得有关钢种类型及其等级的一般信息（虽然信息并不全面）。迄今为止，在美国的钢铁产品报价和产品认证时，也还经常引用SAE和AISI的钢级代号，并不刻意区分。（划重点：这个数字代号只是一种粗浅的区分，并不等同于标准。）

 

例如：在关于合金钢/碳钢的钢级方面，相关的商业证书上可能会写成“4140”，“AISI 4140”或“SAE 4140”，虽然写法不一样，但在大多数一般工业用途的场景下，上述任何一种写法都被认为是充分的，并且被认为是等同的。

 

但是，这个钢级的数字代号常用于进行一般的用途区分，当涉及到具体零件相关的设计规范或图纸上时，通道有必要将钢产品限定到一个非常具体的标准上去。例如，“ASTM-A108 4140圆钢”或“SAE AMS 6349 4140 圆钢”。（划重点：这时出现了标准。）

 

多年以来，SAE/AISI对合金钢和碳钢，一直采用4位数字组合的数字编码，来指定特定的钢级。合金钢和碳钢的等级区分，是以规定的标准化学成分为基础实施的。（国际上钢的分类通常分为合金钢和碳钢，如ISO）

 

SAE/AISI对碳钢和合金钢的分级规则

 

SAE的碳钢和合金钢钢级命名体系，主要使用4位数字组合，来指定合金钢和碳钢的化学成分。（划重点：仅指定了化学成分）

 

有理由相信，SAE钢等级最初可能直接引用了AISI的钢等级编码规则体系，SAE/AISI的相关标准或规范中，通常可以发现，相同的钢代号对应的化学成分的规定是完全一致的。

 

这套编码通常由4位数字组合组成，合金元素由前2位数字表示，碳含量由后2位数字表示。

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（注：不锈钢也包含在AISI的钢规范范围内。不锈钢用3位数字代码表示，从2，3，4或5开始。其中，300系列奥氏体不锈钢和400系列马氏体不锈钢是最常见的不锈钢系列。）

 

以下给出了SAE/AISI碳钢合金钢钢种大分类和SAE/AISI碳钢和合金钢钢级分类规则表，解释了每个4位数字组合所表示的碳钢或合金钢的钢种类型及其相应化学成分范围的规定。

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注释：

 

第1个数字，代表钢的最主要的合金化元素。

 

在SAE-AISI命名体系中，1xxx组代表碳钢，也就是以碳作为最主要的合金化元素。由于不同碳钢之间存在某些性能的根本性区别，因此，它们被进一步分为4类。普通碳钢中，10xx系列，代表最大含锰量为1.00％，加硫碳钢用11xx系列代表，加硫加磷碳钢用12xx系列代表；非加硫高锰（Mn含量1.65％以下）的碳钢用15xx系列表示。非加硫高锰碳钢的开发，是为了确保更好的机械加工性能。

 

第2个数字，用于表明钢中次重要的合金化元素，这种合金元素可能会使钢的性能发生重大改变。例如，在1018钢中，10XX系列中的0，表示不存在除碳以外的重要合金元素，例如硫。钢中添加适量的硫，可保证钢具有更好的可机械加工性能。由于所有有助于切削加工的元素，如硫，铅，钙等都不纯净，或直接来源于矿藏，这些元素在炼钢过程中无法完全均匀化，并且还会产生条线状夹杂物，块状夹杂物或其他缺陷，从而影响钢的某些性能。

 

最后2位数，用于表示不同钢级的钢中，碳含量平均值的0.01%的倍数。例如，SAE/AISI 1018，表示碳含量平均值为0.18％的普通碳钢。SAE/AISI 5130表示铬含量平均值为1％和碳含量平均值为0.30％的铬钢。

 

有时，会在代码组的第2个和第3个数字之间添加一个附加字母，例如11L41，12L14或50B40。字母L表示添加铅（0.15％至0.35％），用以改善钢的可机械加工性。字母B表示向低碳钢中添加硼（在0.0005％和0.003％之间），用以提高钢的硬度。

 

此外，对用于制造机器和结构件中非关键零件的热轧钢棒的普通优质钢，可用前缀M表示。

 

AISI编码还使用字母前缀来表示炼钢工艺，前缀“C”表示平炉，电弧炉或碱性氧气炉，而“E”表示电弧炉钢。

 

在合金钢编号之后添加的后缀H，用于表示钢的淬透性是对该钢种的主要要求，对化学成分的要求可适当放松，也即对Jominy试验定义的距淬火端不同距离处的硬度值的要求是严格的。

 

再次郑重声明：

 

SAE/AISI的钢级代号本身不是标准，只规定了不同等级钢的化学成分范围，通常需要结合标准使用。（如ASTM/AMSE或SAE等）

（部分内容参考：欧冶材料技术中心）

唯高标准件在此提示一下：在ASTM A193标准，在引用AISI钢铁学会标准里的材料时，可能存在放宽某个原材料含量范围的现象。如：

ASTM A193 B7、B7M等级，标准里选用铬-钼合金钢材料，在C备注项里说明：“该牌号所用的典型钢成分包括4140，4142,4145,4140H，4142H和4145H。”在D备注项里说明：“对于尺寸≥3-1/2in[90mm]的棒料，碳含量最大可以为0.50%。对B7M牌号，允许碳含量最小为0.28%，假如在截面尺寸内的拉伸性能满足要求，则允许使用AISI 4130或4130H。”

 

唯高标准件在实际生产中，A193 B7-B7M、A320 L7-L7M、A194 7-7M等级，通常选材是AISI 4140牌号的钢种（国内近似42CrMo，但需要材料成分能重叠在4140范围内）。注意：4140钢种的材料成分 碳C：0.38-0.43，而在A193 B7-B7等级化学要求成分里，碳C：0.38-0.48。这个碳含量的范围有差别，应该是ASTM对含量的放宽了要求吧。A320 L7-L7M、A194 7-7M等级也类似。

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ASTM A193 B7、 B7M等级介绍：

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        所以生产中按照这个材料成分的要求控制，也就是符合标准要求的了。

 

ASTM A322-2013标准里对4140牌号的说明：

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资料参考：百度文库及唯高标准件内部学习资料

编辑整理：唯高标准件 程 喜（13920030322 手机/微信）

 

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