如何解读钢材化学成分和机械性能表

如何阅读钢材成分和机械性能表

钢材表是一种参考资料，而不是规范。表中的各行压缩了通常属于产品标准、尺寸范围、制造工艺路线、热处理状态和试验方法的信息。诸如 AISI 4140、304 或 S355 这样的牌号标识，表示某一材料系列或牌号，但其本身并不能确定适用于所供产品的全部化学成分限值或机械性能要求。

首先应关注适用文件。ASTM A240 规定了用于压力容器和一般用途的铬系及铬镍系不锈钢板、薄板和钢带；ASTM A276 则规定了不锈钢棒材和型材。两者都可能包含标为 304 的牌号，但产品形态、允许的制造状态、尺寸规则和试验规定并不相同。同样，在欧洲结构产品标准下的 S355 也不是脱离具体标准而独立存在的材料身份。适用的 EN 产品标准决定了钢板、型材、空心型材或其他产品形态的要求。

因此，一张有用的表格必须明确其适用范围。表格应标明标准、牌号、产品形态、交货状态、厚度或截面尺寸、单位、试验方向以及验收标准。缺少这些字段时，表中的一行可以支持初步比较，但不能证明产品符合要求。

一个牌号行实际上代表什么

一个牌号行代表规范体系中一个明确限定的部分。至少，它应将牌号与化学成分以及一项或多项性能要求联系起来。在较好的表格中，还可能标明这些数值是否适用于热轧棒材、正火钢板、调质合金钢、固溶退火不锈钢或其他状态。

ASTM A400 将钢棒选材与牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸和所需最小屈服强度联系起来。 Strong evidence

[1][1] Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties. ASTM International. ASTM standard.

ASTM A400《钢棒材选材指南、成分和机械性能标准实施规程》对此说明得尤为清楚。其表格化指南将钢棒材的选用与牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最低屈服强度联系起来。因此，一行数据并不只是“4140 的性能”，而是针对特定棒材产品背景的指南，其中强度会受到钢材加工方式和截面尺寸的影响。

同一牌号在另一项产品规范中可能具有不同的要求。钢板可以以正火、正火加回火或淬火加回火状态供货。棒材则可能处于退火或冷拔状态。即使钢液化学成分仍处于同一牌号的限值范围内，这些状态也会改变硬度、屈服强度、抗拉强度和延性。

尺寸同样属于要求定义的一部分。结构钢在厚度较大时通常具有较低的最低屈服强度，这是因为截面各处的冷却速率和相变条件不同。Eurocode 3，即 EN 1993-1-1 第3.2.6节，列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计材料性能，但这些数值是与 Eurocode 体系及其厚度相关规定相联系的设计输入。不能将其直接复制到通用表格中，并将其表述为普遍适用的拉伸试验结果。

试验方向是另一个边界条件。轧制钢板在垂直于轧制方向和沿轧制方向上的强度、伸长率、断面收缩率及韧性可能不同。省略方向的机械性能行，可能掩盖某项要求仅适用于纵向或仅适用于横向这一事实。温度也可能产生影响，尤其是在冲击功方面。

ASTM 标准涵盖碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢的化学、机械、冶金及其他材料性能。这种范围广度提醒我们，不应将简短的牌号标签视为完整的材料定义。

成分限值与报告分析结果

熔炼分析熔炼分析 用于代表某一炉钢或某一钢包钢液成分的化学分析。

化学成分表通常显示的是限值，而不是保证的实际分析结果。例如，规范可能规定碳为 0.08%（最大值）、锰为 2.00%（最大值），或规定铬处于某一指定的最小值和最大值之间。这些是验收边界，通常以质量百分数表示。它们并不意味着每炉钢的成分都位于该范围的中点。

钢厂材质证明书可能报告某炉钢的分析结果，例如碳 0.045%、锰 1.52% 和铬 18.20%。这些数值描述的是经过检测的该炉钢，并须遵循标准规定的取样和分析规则。它们不能替代规范中的成分限值。反过来，示例性表格可能为某一牌号列出碳含量 0.20%，而该牌号允许的范围是 0.17–0.23%。这个单一数值有助于建立大致认识，但不能据此判定符合性。

对于合金元素和残余元素，这一区分尤其重要。磷和硫可能设有最大限值；硅和锰可能规定为一定范围；氮、铜、铌、钛或其他元素则可能根据牌号和产品标准受到控制。对数值进行四舍五入、合并不同版本的标准，或省略可选元素，都可能使比较表产生虚假的等同性。

例如，SSINA 发布了由 ASTM 产品规范涵盖的奥氏体不锈钢牌号的质量百分比成分表和规定的机械性能。只有保留其所引用的 ASTM 规范和产品形态时，这类表格才具有实际用途。Nickel Institute 同样在表格中分别列出化学成分、机械性能、物理性能和规范。将这些性能类别分开，有助于避免把某一化学成分数值误认为性能保证。

比较表还需要更加谨慎。《世界钢铁标准比较手册》分别提供了不同国际牌号体系下的化学成分和机械性能表。这种区分是有依据的：名称相似或成分大致相近，并不能证明两个牌号具有相同的加工规则、韧性要求、洁净度规定或机械性能最低值。“等效”应当意味着在明确用途和标准下等效，而不只是化学成分栏中的数值相似。

规定性能与典型性能

规定性能是合同或标准要求的性能。如果产品规范要求最低屈服强度为 355 MPa，则实测值低于该阈值即不符合要求，除非标准规定了有效的例外条款或复验程序。如果规范规定了最大硬度，报告值超过该限值同样具有决定性意义。

典型性能是具有代表性的资料，不能替代规定的最小值或最大值。 Strong evidence

典型性能则不同。它是观察到的、具有代表性的或通常公布的数值，往往与特定热处理状态和试样方向相关。某一状态的典型抗拉强度可能为 700 MPa，而规范只规定最低值为 655 MPa。典型数值有助于工程师估算材料行为，但不能将最低要求提高到 700 MPa。[2][2] Mechanical Properties of Carbon and Alloy Steels. ASM International. ASM Metals Handbook.

这一差异至关重要，因为强度并非仅由化学成分决定。ASM International 指出，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。淬火速率、回火温度、晶粒尺寸、先前变形以及截面厚度，都可能使同一化学牌号的硬度、韧性、屈服强度和伸长率发生变化。

[3][3] General Content and Format of ASTM Standard Specifications for Steel Products. American Institute of Steel Construction. AISC Engineering FAQ.

表格应清楚标注每个数值的性质：最大值、最小值、范围、典型值、名义值、设计值或报告分析结果。在适用的情况下，还应注明试验标准、试样位置、方向、温度和交货状态。对于结构型材和钢板，美国钢结构学会指出，ASTM 产品规范通常同时包含化学成分要求和机械性能要求；任何一类要求都不能被安全地视为另一类要求的替代品。

编辑原则很简单：绝不能将抄录的表格视为适用标准的替代品。应利用表格定位牌号并了解相关变量，然后在判定符合性或赋予工程性能之前，核实控制性规范、产品形态、状态、尺寸、版本以及试验要求。

钢材牌号与标准体系的架构

ASTM 和 ASME 的牌号逻辑

钢材牌号并不是完整的材料身份。它是特定标准体系中的一个地址。例如，ASTM A36 标识一种碳素结构钢规范，但该规范所规定的内容远不止名称：它规定允许的产品形态、化学成分限值、抗拉和屈服要求、试验方法、交货状态以及有时适用的补充要求。ASTM A572/A572M Grade 50 指定具有规定最小屈服强度的高强度低合金结构钢，但适用的限值和试验条款仍取决于该规范所涵盖的产品。

ASTM 的体系通常由字母、序列号以及在需要时使用的牌号、类型、等级或补充标识组合而成。字母表示广泛的主题范围：“A”涵盖黑色金属材料，而数字标识具体规范。因此，“A36”和“A572”并不是两种通用的化学配方，而是规范身份。“Grade 50”表示 A572/A572M 中的强度等级，而不是一种可以不加改变地适用于所有钢材产品的独立牌号。

ASTM A400《钢棒选用指南、成分和力学性能标准实施规程》清楚地体现了这一点。其表格将钢棒牌号与化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需最小屈服强度联系起来。这种编排提醒我们，不应把其中一行解读为完整的采购或设计要求。同一种 4140 型合金，在热轧、正火、淬火加回火或冷加工精制状态下，可能表现出明显不同的强度、硬度和延性。热处理后，大截面也可能无法获得与小截面相同的整个厚度方向性能。

ASTM 钢材标准涵盖碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢，并且可能规定化学、力学、冶金及其他材料性能。AISC 解释说，针对型钢和钢板的结构钢规范通常同时包含成分要求和力学性能要求。两类表格互不替代。化学成分控制允许存在的合金元素和残余元素；力学性能要求则规定所供应产品在试验中必须达到的性能。

ASME 牌号通常还体现出第二层控制。在 ASME 锅炉及压力容器规范中，ASTM 规范可能带有“SA”前缀，例如压力容器钢板采用 SA-516/SA-516M，而不是 A516/A516M。该前缀表示材料在 ASME 规范体系内获得认可，但并不削弱所引用规范、版本、产品形态、牌号、热处理或补充要求的重要性。公制版本和英制版本也可能具有不同的要求或订货惯例。因此，在未核查适用规范及其版本之前，“SA-516 Grade 70”并不是一种可以与任何称为“A516 Grade 70”的钢板自由替代的独立身份。

从化学成分直接推断性能的做法在冶金学上同样不成立。ASM International 指出，碳钢和合金钢的性能源于成分、加工过程和显微组织的综合作用。碳含量、锰、铬、镍、钼和硼会影响淬透性和相变，但轧制压下量、冷却速率、回火、晶粒尺寸和截面厚度都会改变最终形成的组织。成分表可以显示某一炉次是否处于规定限值之内，但其本身无法证明屈服强度、冲击韧性、硬度或可焊性。

S235 和 S355 等欧洲牌号

欧洲结构钢牌号编码的是另一组信息。在 EN 体系中，S235 和 S355 中的“S”表示结构钢，而数字表示在规定产品和厚度范围内的名义最小屈服强度，单位为兆帕。该数字不是化学成分等同性代码。S355 并不意味着所有标有 S355 的产品都具有固定的碳、锰、硅或合金元素含量。

后缀十分重要。在 EN 10025 产品标准中，S235JR、S355J2 和 S355K2 等牌号包含冲击韧性类别。“JR”“J0”“J2”和“K2”分别对应不同的夏比 V 形缺口冲击要求和试验温度。在相关产品标准中，“N”或“NL”可以标识正火或正火轧制交货类别。缺少完整后缀的牌号，可能遗漏决定低温性能和加工状态的信息。

厚度也会改变所述强度的含义。EN 要求通常会针对不同厚度区间规定不同的最小屈服值，因此与 S355 相关的 355 MPa 数值并不一定是所有钢板厚度或型钢截面所要求的屈服强度。EN 10025-2 等产品标准适用于热轧非合金结构钢，而其他 EN 标准则涉及空心型材、锻件、紧固件或不锈钢产品。产品标准本身就是材料身份的一部分。

SteelConstruction.info 将欧洲结构钢牌号体系与规定化学成分和力学性能的标准区分开来。随后，Eurocode 3 通过 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节引入设计材料性能。其表格包括 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460，但这些是与 Eurocode 框架相联系的设计值，并不能替代钢厂材质证明书或适用的 EN 产品标准。设计表和材料验收表回答的是不同问题。[4][4] Composition and Properties. Specialty Steel Industry of North America. SSINA technical resources.

不锈钢牌号从另一个角度体现了同一原则。“304”可能是多个体系中通用的系列牌号，而 ASTM A240 Type 304 则涉及钢板、薄板和钢带，并包含针对具体产品的要求。SSINA 针对 ASTM 产品规范所涵盖的奥氏体不锈钢牌号，同时列出了质量百分比成分限值和规定的力学性能。化学成分一栏和抗拉性能一栏必须结合产品形态及状态一并解读。

国家和国际等同性声明

对比表有助于查找相关牌号，但不能作为可互换性的证明。《世界钢材标准比较手册》将国际牌号体系之间的化学成分比较与力学性能比较分开列示。这种区分至关重要：两种牌号的碳、铬、镍或钼含量范围可能相近，但在屈服强度、冲击试验、热处理、尺寸限值或检验规则方面仍可能存在差异。

将 ASTM A36 与 EN S235JR 并列的表格，可能是基于名义强度和常见结构用途所展示的实际应用上的相关性。但这并不能证明每一种 A36 产品都符合 S235JR 的全部要求，也不能证明任一牌号都满足另一牌号关于韧性、厚度、化学成分或交货条件的规定。对 ASTM A572 Grade 50 和 S355 也应采取同样的谨慎态度。二者的名义强度等级具有相关性，但牌号数字并不能确立相同的可焊性、冲击性能、厚度限值或认证要求。

镍协会的表格之所以将化学成分、力学性能、物理性能和规范分别列为不同类别，正是因为这一原因。Engineering ToolBox 对碳、铬、锰、钼、镍、磷、硫和硅所作的代表性比较，有助于识别大致的合金系列，但代表性数值并不是具有约束力的规范限值。Outokumpu 不锈钢手册、SSINA 表格以及 Metallus 的实用数据也发挥着类似的参考作用。

要提出具有可辩护性的等同性声明，必须同时注明两个标准、完整牌号、产品形态、厚度或截面尺寸、交货状态、试验方向、温度要求以及适用版本。如果缺少其中任何一项，“等同”就应理解为“可用于初步比较的相似材料”，而不是允许用一种材料替代另一种材料。

化学成分表：元素及其作用

化学成分表通常以质量百分比报告各元素含量，通常写作 wt.% 或简单写作 %。例如，C 0.20 表示碳占钢材质量的 0.20%。表中数值可能表示最大值、最小值或允许范围。这一区别非常重要：“P 0.040 max”与“Mn 0.80–1.20”并不是同一项要求，而且这两个数值都不能脱离其产品标准而单独确定钢材的身份。

成分表和机械性能表回答的是不同问题。化学成分表规定一个炉次中允许存在的元素；机械性能表则报告特定产品和试验条件下的屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度或冲击能量等结果。ASTM A400《钢棒的选择指南、成分和机械性能标准实践》之所以将牌号、成分、加工状态、截面尺寸和所需最低屈服强度联系起来，正是因为仅凭化学成分无法确定有保证的机械性能结果。ASM Metals Handbook 同样指出，碳钢和合金钢的性能取决于成分、加工过程和显微组织的综合作用。

Engineering ToolBox 提供了钢材牌号之间具有代表性的质量百分比比较数据，其中包括碳、铬、锰、钼、镍、磷、硫和硅。此类表格有助于了解总体化学差异，但不应取代适用的 ASTM、EN、ISO 或其他产品标准。SSINA 关于奥氏体不锈钢的表格、Outokumpu Stainless Steel Handbook 以及 Metallus 的 Practical Data for Metallurgists 提供了更侧重标准或牌号的数据，但其适用限制仍以各来源所声明的范围为准。

碳、锰、硅、磷和硫

碳是普通碳钢和合金钢中主要的间隙固溶强化元素。提高碳含量通常会提高硬度、抗拉强度以及淬火和回火后可达到的强度。碳还会在一定程度上提高淬透性，但合金元素和截面尺寸会显著影响硬化深度。其代价是延性降低、焊接性变差，以及对脆性热影响区组织更加敏感。在不锈钢中，碳可与铬结合形成碳化铬，通常以 Cr23C6 等化合物表示。在晶界析出时，可能形成贫铬区，从而降低局部耐蚀性。

牌号中的数字可能暗示碳含量，但并不能作为通用的身份标识。AISI 1045、ASTM A576 1045 钢棒，以及另一种以类似 1045 名称销售的产品，可能具有不同的允许化学成分、尺寸、热处理或机械性能要求。起控制作用的是产品标准，而不是简略的牌号名称。

锰通过固溶作用强化铁素体，并与硫结合形成硫化锰夹杂物。这一点对于碳钢十分重要，因为锰可以减轻硫化亚铁的有害影响；硫化亚铁可能导致热脆。锰还会提高淬透性，并有助于热处理后获得更高强度。锰含量过高或控制不当，可能影响韧性、偏析、焊接性和相稳定性。在高锰奥氏体钢中，锰的作用更为显著：它有助于稳定奥氏体，并可改变相变和变形行为。

硅通常在炼钢过程中作为脱氧剂加入。硅可强化铁素体，并能在某些应用中提高抗氧化性，但较高的硅含量可能降低韧性，或使焊接和成形更加复杂。硅在电工钢中也十分重要，因为它能提高电阻率并降低涡流损耗。通用工程表可能将硅列为少量成分，而某一具体标准则可能规定更严格的范围，因为工艺、磁性能或焊接性对此有要求。

磷通常作为杂质加以控制。磷可通过固溶强化提高强度和硬度，但磷含量升高通常会降低延性和韧性，并可能促进脆化，尤其是在不利的热处理或偏析条件下。硫通过形成硫化物夹杂物，尤其是硫化锰，可改善切削加工性，但这些夹杂物会降低横向延性、疲劳强度和厚度方向韧性。因此，易切削钢允许的硫含量可能高于压力容器钢、结构钢或高要求焊接产品中所允许的水平。成分表记录的是允许含量；它本身并不说明夹杂物的形态、分布或由此产生的机械行为。

铬、镍、钼和氮

铬可提高淬透性，促进碳化物形成，并改善抗氧化性和耐水溶液腐蚀性。不锈钢牌号要求含有足够的铬，以形成富铬保护性氧化膜，但所需性能并不只取决于总铬含量。碳、氮、钼、表面状态、焊接历史和服役环境都很重要。铬可以稳定铁素体，而铬碳化物或金属间化合物可能从周围基体中消耗铬，从而降低局部耐蚀性。

镍可稳定奥氏体，并通常能改善韧性，尤其是在低温下。在奥氏体不锈钢中，镍有助于保持面心立方奥氏体结构；在合金钢中，镍有助于提高淬透性和韧性，但不像铬或钼那样容易形成碳化物。因此，镍含量会影响相平衡、磁响应、相变行为和耐蚀性能。许多奥氏体不锈钢常用的“18-8”描述表示大致的铬—镍体系，但不能取代 ASTM A240 等标准，也不能取代 SSINA 或 Outokumpu 所列具体牌号的确切限值。

钼可提高淬透性，并改善抗回火软化能力。在不锈钢中，钼能显著提高抗点蚀和抗缝隙腐蚀能力，尤其是在含氯化物环境中。钼还会影响碳化物和金属间化合物的形成。即使某一牌号在手册表格中显示出相近的抗拉性能，也不能因此将含钼牌号视为与名义上相似但不含钼的牌号等效。

氮是强奥氏体稳定元素和固溶强化元素。受控添加氮可提高某些不锈钢的屈服强度和抗点蚀性能。对于特定工艺或牌号而言，氮含量过高可能导致气孔、氮化物形成或不利的相平衡。在双相不锈钢中，氮有助于在加工后保持预定的铁素体—奥氏体比例，因此表中列出的最大值和最小值是功能性要求，而不是装饰性的化学成分数值。

残余元素、微合金化和成分平衡要求

残余元素可能来自原材料、炉料操作、耐火材料或合金添加，并不一定是有意加入的主要成分。即使铜、锡、钴、锑、铅和钒并非某一牌号描述的核心成分，也可能出现在成分表中。在某些结构钢中，铜可以提高大气腐蚀抗力；而锡和锑可能加剧热脆或回火脆化问题。铅可以改善切削加工性，但会改变夹杂物行为并影响焊接方面的考虑。其作用取决于含量、热历史以及与其他元素之间的相互作用。

微合金化元素的添加量很小，但影响显著。铌、钒和钛会形成碳氮化物，限制奥氏体晶粒长大，产生析出强化，并改变控轧过程中的再结晶行为。含 0.03% Nb 的钢，在化学成分上并不能与仅含碳和锰且名义强度相近的钢相互替代。最终晶粒尺寸、析出物的溶解状态、轧制制度、冷却速率以及后续热处理，共同决定能够获得多大程度的强化效果。

成分平衡要求同样重要。不锈钢表格可能在限制碳含量的同时，要求铬、镍、钼或氮处于规定范围内，以保持奥氏体、铁素体或双相组织的相稳定性。合金钢标准可能要求硼仅处于很窄的范围内，因为微量添加即可提高淬透性，而过量硼会形成不需要的化合物。即使不是有意添加，残余铜、镍、铬和钼也可能影响淬透性。

Nickel Institute 在其合金表格中将化学、机械、物理和标准数据分开列示；这是一种良好的做法。Handbook of Comparative World Steel Standards 同样将不同国际牌号之间的化学成分比较与机械性能比较分开处理。Eurocode 3 在 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节中列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计性能，但这些是设计标准值，并不是某一化学成分范围所必然产生的普遍结果。产品形态、厚度、交货状态、试验方向和热处理都可能改变所要求的结果。成分表规定的是一个化学成分窗口。若没有标准中的其他要求，它本身并不能证明强度、韧性、焊接性、耐蚀性或相平衡。

为什么化学成分本身不能决定力学性能

化学成分表说明材料中含有哪些元素以及各元素处于什么范围内，但并不说明钢材完整的物理历史。碳、锰、硅、铬、镍、钼、钒、铌、钛、磷、硫和其他元素会影响淬透性、相稳定性、固溶强化、碳化物形成和相变行为，但这些影响取决于温度、变形、冷却条件和截面尺寸。

这一点是 ASM金属手册 关于碳钢和合金钢论述的核心。ASM指出，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。因此，钢种牌号所表示的是某一规范内受控的范围，而不是一组适用于所有情况的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度和韧性数值。

ASTM A400《钢棒材、选材指南、成分和力学性能标准实施规程》直接说明了这一点。其表格化指南在选择钢棒材时，会综合考虑钢种、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最低屈服强度。单独一项成分数据无法完成这些功能。ASTM的产品标准同样将化学、力学、冶金及其他材料要求分别规定于碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢等类别中。AISC对结构产品也作出了同样的区分：钢材型材和钢板的ASTM规范通常同时包含化学成分要求和力学性能要求。

加工历史和热机械处理

相同的整体化学成分经过不同的制造工艺后，可能产生显著不同的性能。轧制不仅仅是将钢坯加工成钢板、钢棒或型材的一种方法。热轧会使奥氏体发生变形、破碎铸态组织、改变夹杂物形态；当终轧温度和压下制度得到控制时，还可以细化晶粒。在低于传统终轧温度的条件下进行控制轧制，则有利于冷却后形成细小铁素体。与采用控制程度较低的轧制制度得到的材料相比，这种材料即使化学成分相同，也可能具有更高的屈服强度和更好的韧性。

锻造同样会改变内部组织。大尺寸铸态晶粒和偏析带可以通过变形得到破碎，而锻造温度和压下量则决定再结晶和晶粒细化程度。即使两件锻件具有相同的钢包分析结果，如果其中一件经历了更大的压下量或不同的终锻温度，它们也可能具有不同的性能。

热处理会造成更大的差异。正火将钢加热到奥氏体转变范围以上，然后在空气中冷却，从而使许多碳钢和低合金钢形成相对细化的铁素体—珠光体组织。退火通常采用较慢的冷却速度，使材料形成较软的组织，其中珠光体较粗大，硬度较低。淬火会抑制扩散型相变，并可能形成马氏体这一硬度较高的过饱和相。淬火钢通常还要进行回火，以降低脆性，并调整强度、硬度、延性和韧性。回火温度和时间都很重要；低温回火和高温回火不会产生相同的性能平衡。

淬透性淬透性 钢在冷却过程中使硬化转变产物形成至一定深度的能力；它不同于在某一位置测得的硬度。

冷却速度所受的影响并不只有炉内工艺制度。截面厚度决定了热量的传出方式，因此厚钢棒的表面可能比其中心冷却得快得多。薄板可能几乎完全转变为铁素体和珠光体；而对于具有相同成分的厚重截面，如果其冷却速度足够高，中心部位则可能形成贝氏体、马氏体或混合型转变产物。淬透性描述的是钢材在整个截面范围内形成硬质相变产物的能力；它不同于某一试样的硬度。

热机械加工还可以产生最终化学成分表无法揭示的性能。钢材可以通过铌、钒或钛进行微合金化，但这些元素所产生的强化作用取决于它们是保持在固溶体中、在再加热过程中形成碳氮化物，还是在受控冷却期间析出。加工历史是材料身份的一部分。

显微组织：连接化学成分与性能的纽带

力学试验测量的是最终显微组织的响应，而不是元素周期表组成单独所决定的结果。屈服强度反映位错运动所受到的阻力。抗拉强度取决于塑性流动过程中持续抵抗变形的机制，以及颈缩开始的条件。伸长率取决于材料在断裂前能够多么均匀地发生变形。硬度反映材料抵抗局部塑性变形的能力。韧性取决于裂纹的萌生和扩展，同时还受到试验温度、加载速率、缺口状态和试验方向的影响。

显微组织将这些响应与化学成分联系起来。固溶于铁素体中的碳能够产生强化作用，但过量的碳也可能根据热处理路径形成珠光体、渗碳体或马氏体。锰和镍会改变相变行为，并且能够提高淬透性或稳定奥氏体。铬和钼会影响淬透性以及碳化物的形成。硅能够强化铁素体，并影响脱氧过程。这些作用具有条件性，并不是可以直接从成分表中读取的简单叠加常数。

例如，低碳钢从奥氏体缓慢冷却后，可能含有铁素体和珠光体，表现出中等强度和良好延性。在淬透性允许的情况下，对具有相同名义碳含量的钢进行淬火后，则可能形成马氏体或贝氏体，从而表现出显著更高的硬度和强度，但通常具有更低的未回火韧性。回火会通过促进碳的重新分配和碳化物析出，再次改变马氏体。最终性能取决于完整的工艺序列，包括奥氏体化温度、保温时间、淬火介质、截面尺寸和回火制度。

同一构件内部的相变产物也可能不同。表面区域可能比芯部更硬；焊接热影响区形成的显微组织，也可能不同于母材钢板或焊缝金属。某一位置测得的抗拉数值，不能自动代表所有位置或所有方向的性能。

晶粒尺寸、相比例和平衡以及析出物

晶粒尺寸是化学成分不能独立决定强度或韧性的直接原因。细小的铁素体晶粒通常通过晶界强化提高屈服强度，并能够提高抗解理断裂能力。粗大晶粒往往会降低低温冲击韧性，不过测量结果还取决于相分布、夹杂物和试验取向。晶粒细化可以通过控制轧制、正火或微合金元素析出实现；这些析出物能够限制奥氏体晶粒长大。

相比例同样重要。铁素体相对较软且具有较好的延性；珠光体强度较高，但延性较低；贝氏体和马氏体可以提供高强度，而其韧性则受形态和回火状态控制。残余奥氏体可能在服役或试验过程中发生转变，从而改变尺寸稳定性和变形行为。成分表可以列出碳和合金元素的含量范围，但如果没有加工和金相学信息，就无法说明成品钢中究竟含有20%的珠光体、贝氏体基体，还是回火马氏体。

析出物又增加了一个变量。细小的铌、钒或钛碳氮化物能够钉扎奥氏体晶界，并在相变后强化铁素体。它们的尺寸、数量密度、成分和分布取决于再加热、变形和冷却过程。粗大析出物对强度的贡献可能很小，却可能成为裂纹萌生位置。在不锈钢中，即使整体铬含量符合钢种限值，晶界处的铬碳化物仍可能降低局部耐腐蚀性。

这就是为什么SSINA针对ASTM产品规范所涵盖的奥氏体不锈钢钢种，将质量百分比成分与规定的力学性能并列列出，而不是将一张表视为另一张表的替代品。Nickel Institute同样将化学、力学、物理和规范数据作为彼此分开的性能类别进行介绍。Eurocode 3在EN 1993-1-1第3.2.6节中列出了S235、S275、S355、S420、S450和S460的设计性能；这些数值与适用的设计标准、产品类别、厚度和设计用途相关。

包括《国际钢材标准比较手册》中的比较表在内，这类表格可以展示不同国际牌号之间的大致关系，但并不能证明它们具有等同性。Engineering ToolBox发布的代表性成分对比对于初步了解是有用的，但控制限值和力学要求必须以适用的产品规范为准。适用标准、产品形态、厚度、热处理、试验方向和试验方法共同决定了某一报告数值的含义。化学成分是解释的起点，但不是终点。

机械性能表：各列的含义

机械性能表并不是化学成分表的第二个版本。它说明某一特定产品在规定试验中预期或要求表现出的性能。试验结果取决于钢材牌号、产品形态、热处理、截面尺寸、厚度、取样位置、试验方向、温度以及适用标准。

这一点很重要，因为牌号名称并不能完整确定材料身份。ASTM A400《钢棒标准规范、选材指南、成分和机械性能》按照牌号、成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最低屈服强度，对棒材信息进行分类。因此，当产品形态或尺寸发生变化时，同一名义牌号可能对应不同的性能要求。如果表格在某个牌号旁只给出一个强度值，却没有注明产品规范，那么该表可用于大致参考，但不能作为控制性规范。

ASTM 钢材标准涵盖碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢的化学、机械、冶金及其他材料要求。AISC 同样说明，结构钢型材和钢板的规范通常同时包含化学成分要求和机械性能要求。这两组数据回答的是不同问题：化学成分规定允许存在哪些元素，而机械试验则验证所供应产品的实际响应。

屈服强度和抗拉强度

屈服强度是试样开始发生规定永久塑性变形时的应力。对于某些钢材，应力—应变曲线会显示明显的上屈服点和下屈服点。对于其他钢材，标准采用规定非比例延伸强度，通常是产生 0.2% 永久应变时的应力；在许多欧洲标准中记为 $R_{p0.2}$，或按照适用的 ASTM 方法报告为屈服强度。确切定义必须以试验标准和产品规范为准。

表格中的最低屈服强度是一项要求，而不是对每一块钢材的预测值。如果 ASTM A572/A572M 针对规定牌号、厚度范围和产品形态规定了最低屈服强度，则合格试验结果必须按照规定程序达到或超过该数值。实际测得的屈服强度可能更高，并且会随炉次、厚度、轧制压下量、冷却速度、取样位置和试验方向而变化。将最低值写成实际测得的性能，会混淆这两者之间的区别。

抗拉强度也称极限抗拉强度，是拉伸试验过程中达到的最大工程应力。其计算方法是用最大施加载荷除以试样原始横截面积。在达到最大载荷后，试样可能发生局部颈缩；此时即使材料继续变形直至断裂，工程应力也可能下降。

极限抗拉强度并不等同于设计承载力。结构设计值须依据适用的设计规范确定；设计规范可能会采用抗力系数、分项系数、屈曲规则、连接条款以及与厚度相关的限制。Eurocode 3 的 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计材料性能。这些数值属于设计体系的一部分，不应直接复制到一般性的“抗拉强度”列中，也不应视为直接试验结果。

试验本身也会施加特定条件。ASTM E8/E8M 和 ISO 6892-1 规定了试样几何形状、标距、加载速率、应变测量和计算方法等细节。钢板、棒材、管材和锻件可能具有不同的允许取样位置和取样方向。纵向结果和横向结果不能相互替代，尤其对于轧制产品而言，夹杂物、织构和带状组织会造成方向性差异。

仅凭化学成分无法确定试验结果。ASM International 的 Metals Handbook 说明，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。碳、锰、铬、镍、钼等元素会影响淬透性和相的形成，但轧制、淬火、回火、正火、析出以及冷却历史决定了这种潜在性能如何最终表现出来。

伸长率、断面收缩率和延性

伸长率用于衡量试样断裂前的塑性延伸，通常以百分比表示：

$$A=\frac{L_f-L_0}{L_0}\times 100$$

标距标距 拉伸试样上标记的初始长度，伸长率在该长度范围内测量。

其中，$L_0$ 为原始标距，$L_f$ 为断裂后的标距；测量时应将断裂后的两部分仔细对齐。该数值只有结合标距和试样类型才有意义。报告中的“20% 伸长率”并不能说明试验采用的是比例标距、50 mm 标距、缩尺试样，还是其他配置。

这就是为什么不同标准中的伸长率数值可能看似不一致，即使钢材本身相近。较短的标距往往会更多地反映局部颈缩的影响，因此其百分比可能高于较长标距所得的数值。产品厚度也会影响可采用的试样几何形状，有时还会影响规定的最低伸长率。因此，表格应保留试验标识和标距，而不应将伸长率当作牌号固有的通用常数。

断面收缩率用于衡量断裂位置横截面积的减少量：

$$Z=\frac{A_0-A_f}{A_0}\times 100$$

其中，$A_0$ 为原始横截面积，$A_f$ 为断裂处最小的最终横截面积。断面收缩率对局部塑性变形尤其敏感，其所提供的信息不同于伸长率。某种钢材可能具有较大的断面收缩率，但其伸长率却不同，因为这两种测量对均匀应变、颈缩、试样几何形状和断裂位置的响应并不相同。

这两项指标都是延性的表现，但延性并不是单一的材料常数。它包括材料在特定应力状态、温度、应变速率和几何条件下承受塑性应变而不发生开裂的能力。拉伸伸长率结果不能证明材料抵抗氢致开裂、弯曲开裂、焊接热影响区开裂或缺口条件下断裂的能力。伸长率高也不自动意味着韧性高。

SSINA 关于奥氏体不锈钢牌号的表格展示了正确的编排方式：按重量百分比表示的成分，与相关 ASTM 产品规范下规定的机械性能分开列出。Nickel Institute 同样将化学成分、机械性能、物理性能和规范数据分别列示。比较表可以将这些类别安排在相邻页面，但页面相邻并不意味着它们可以相互替代。

硬度、冲击韧性和疲劳相关数据

硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力，通常采用布氏、洛氏、维氏或努氏方法测量。诸如 HBW 190、90 HRB 或 210 HV 这样的数值，如果没有注明标尺、压头、施加载荷和试验标准，就是不完整的。ASTM E10 适用于布氏硬度，ASTM E18 适用于洛氏硬度，ASTM E384 适用于显微压痕硬度。表面状态、曲率、脱碳层、涂层和局部显微组织都可能改变读数。

硬度—抗拉强度换算关系是相关性关系，而不是物理定律。这些关系通常针对特定钢材系列和硬度范围建立。对于奥氏体不锈钢、高合金工具钢、表面硬化材料、焊缝金属或硬度梯度明显的产品，某种换算关系可能并不适用。当抗拉强度决定验收或设计时，ASTM 换算表不能替代规定的拉伸试验。

冲击能量用于衡量缺口试样在突然断裂过程中吸收的能量，通常采用 ASTM E23 或等效标准规定的夏比 V 型缺口试验。报告值取决于试样方向、缺口几何形状、温度、尺寸和试验程序。诸如在 −20 °C 下为 27 J 的夏比试验结果，描述的是该特定试验条件，并不是通用的韧性常数。

冲击能量还必须与断裂韧性区分开来。断裂韧性通常以 $K_{\mathrm{IC}}$、$J_{\mathrm{IC}}$ 或相关参数表示，用于表征材料在规定试样几何形状、厚度、加载方式和约束条件下的裂纹尖端抗力。夏比冲击能量可以用于材料筛选和质量控制，但不能直接替代平面应变断裂韧性值。

疲劳数据描述材料在重复或波动应力作用下的行为。S–N 曲线将应力幅与失效循环次数联系起来，而裂纹扩展曲线通常将 $\mathrm{da}/\mathrm{dN}$ 与应力强度因子范围 $\Delta K$ 联系起来，例如 ASTM E647 中的规定。试验结果取决于应力比、频率、表面光洁度、残余应力、环境、试样尺寸、缺口状态以及失效定义。因此，除非同时给出这些条件，否则表格中的单一疲劳强度没有实际意义。

《世界钢材标准比较手册》正是出于这一原因，将化学成分比较与机械性能比较分开。不同标准之间的牌号对应关系可以表明预期化学成分相近，但不能证明其屈服强度、冲击性能、疲劳行为或验收要求完全相同。一份负责任的表格应注明适用标准、产品形态、厚度或截面范围、试验方法、方向、温度，以及每个数值究竟是最低要求、实测结果、典型值，还是设计参数。

截面尺寸、厚度、产品形态和试验方向

钢材牌号并不能确定一组固定的机械性能。规定的屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击功、硬度以及允许偏差，可能取决于厚度、截面尺寸、产品形态、热处理和试验方向。因此，一张只标示“AISI 4140”或“S355”而没有这些限定条件的表格是不完整的，即使其化学分析结果大致正确，也仍然如此。

与厚度相关的强度要求

厚度会改变钢材产品的热历史。轧制或正火后，薄板冷却较快；大型锻件或厚板冷却较慢，从而产生不同的相变、晶粒长大和偏析效应。即使钢包分析仍处于相同的成分限值范围内，最终形成的显微组织也可能改变强度和韧性。ASM International指出，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。化学成分只是规范要求的一部分。

因此，许多产品标准会随着厚度增加而降低规定的最小屈服强度。这不仅仅是几何因素造成的。厚截面更难以均匀冷却，其中心部位可能无法获得与表面相同的组织细化或相变效果。因此，对所有厚度都赋予同一个屈服强度值的表格，可能会高估厚重材料的要求，或低估不同尺寸类别之间的差异。

公称屈服强度，厚度不超过 16 mm（MPa）屈服强度，厚度大于 16 mm 且不超过 40 mm（MPa）

Eurocode 3通过 EN 1993-1-1 第3.2.6节中关于 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计性能表说明了这一点。表中列出的名义屈服强度与名义厚度相关，随着厚度增加，适用的数值会降低。因此，“S355”并不意味着每一种产品、每一种厚度都具有 355 MPa 的设计屈服强度。该牌号表示适用欧洲主导标准中的一个类别；具体采用哪个数值，则由厚度决定。

同样的注意事项也适用于 ASTM 产品。ASTM A400《钢棒标准规范：选材指南、成分和机械性能》按照牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最小屈服强度提供钢棒选材指南。这种编排方式具有重要意义。它表明，除非读者同时知道钢棒是退火、正火、淬火加回火，还是以其他列明状态供应，并且知道相关直径或等效截面尺寸，否则仅有牌号条目并不能构成完整的材料规范。

因此，机械性能表必须保留源标准中列出的厚度或尺寸区间。将多个区间替换为一个“典型”数值，虽然会使表格更易于阅读，但会降低其对规范要求的忠实程度。

棒材、板材、型材、锻件和薄板

产品形态并不是装饰性的标签。它代表不同的制造路线，而制造路线会控制晶粒流向、表面状态、残余应力、夹杂物分布以及可达到的机械性能。

棒材通常通过热轧、冷精整，或从较大型轧制材上机加工制成。其要求可能按照直径、宽度或截面积组织。ASTM A400 在这方面尤其有用，因为它并未将棒材牌号仅作为孤立的化学成分名称列出，而是将成分和最小屈服强度指南与加工状态及截面尺寸联系起来。退火状态的 4140 棒材不能仅因为其铬、钼、碳和锰的名义含量相近，就被赋予与淬火加回火状态的 4140 棒材相同的强度数值。

板材和结构型材采用不同的轧制工艺。AISC 说明，结构钢型材和板材的 ASTM 规范通常同时包括化学成分要求和机械性能要求。例如，ASTM A572/A572M 规定了高强度低合金结构钢，适用于板材、型材和棒材等产品；但具体适用要求仍取决于采购规范中写明的产品和牌号。为轧制结构型材列出的数值，不应自动转用于同一名义牌号的厚板。

薄板具有自身的成形和表面要求。冷轧薄板的机械性能可能由硬度等级、成形质量或烘烤硬化状态控制，而热轧薄板则可能适用不同的规范和厚度范围。“不锈钢 304”本身同样是不充分的标识：ASTM A240/A240M 对板材、薄板和带材的要求，不能与 ASTM A276/A276M 对棒材的要求，或 ASTM A182/A182M 对锻造部件的要求互换。SSINA 的表格将质量百分比成分与 ASTM 产品规范所涵盖的奥氏体不锈钢牌号的规定机械性能配对，但这些性能仍然从属于适用的产品标准。

锻件还涉及另一项区别。锻造变形可以细化晶粒并形成方向性流线，而最终热处理可能与板材或棒材所采用的热处理分别规定。紧固件还会增加更多条件，包括冷镦、螺纹几何形状、保证载荷和热处理。碳钢或合金钢化学成分表可能显示出合理的匹配结果，但紧固件规范仍可能规定一般棒材标准中没有的机械性能要求。

这就是为什么必须谨慎阅读比较性参考资料。《世界钢铁标准比较手册》将不同国际牌号体系中的化学成分比较与机械性能比较分开列示。两个牌号之间的化学成分相匹配，并不能证明其产品标准、厚度范围、热处理或试验要求相同。

纵向、横向和厚度方向性能

轧制会拉长晶粒、使夹杂物取向，并重新分配偏析。因此，板材或棒材沿长度方向、沿宽度方向以及沿厚度方向，可能表现出不同的性能。纵向通常与主要轧制方向或挤压方向平行；横向则是在产品平面内与其垂直的方向；厚度方向试验取样于短横向方向。

不同方向的抗拉强度可能只有适度差异，但延伸率、断面收缩率、冲击韧性和断口形貌可能存在更明显的差异。例如， elongated 的硫化锰夹杂物可能在短横向方向形成薄弱路径。厚板还可能出现中心线偏析，或对层状撕裂的抵抗能力降低；层状撕裂是一种与沿板材厚度方向的拉伸应变相关的失效模式。

纵向拉伸试验结果不应被报告成能够保证横向塑性的结果。同样，在未核查标准中关于取样和缺口方向的规定之前，也不应将在一种方向测得的夏比冲击值转用于另一种方向。产品标准通常会规定试样应沿纵向还是横向取样、从何处取样，以及厚度如何影响允许的取样方向。这些细节可能改变所报告的延伸率、韧性和各向异性。

实际应用中的原则很明确：应将牌号、主导标准、产品形态、厚度或截面尺寸、加工状态和试验方向一并记录。缺少这条完整的识别链，成分表虽然可能具有化学信息价值，但其附带的机械性能数值可能属于另一种钢材产品。

对比表中的碳钢和合金钢

一张钢材表可以回答若干不同的问题，但不能用同一列来回答。化学成分表列出碳、锰、硅、铬、镍、钼、磷和硫等元素的限值或范围。淬透性表描述钢材在淬硬表面下能够形成硬度的深度。机械性能表则给出规定值或实测值，包括屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度、冲击能或疲劳数据。混淆这些功能，是牌号对比页面给出不准确限值的常见原因。

仅凭牌号不能解决这一问题。ASTM A400《钢棒标准规程：选材指南、成分和机械性能》按照牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸和所需的最低屈服强度对棒材进行分类。这种结构提醒我们，不应将牌号名称视为完整的材料身份。同一张表可能正确比较化学成分，却仍然给出错误的强度，因为所列数值可能适用于不同的产品形态、热处理状态、直径或厚度。

碳钢成分范围

碳钢通常根据碳含量以及其他合金元素的相对少量含量进行分类。在对比表中，低碳钢的碳含量可能约为0.05–0.25 wt% C，中碳钢约为0.25–0.60 wt% C，而高碳钢通常高于约0.60 wt% C。这些是分类范围，并非适用于所有情况的通用规范限值。不同技术参考资料、国家体系、产品标准和历史用法所采用的边界值可能有所不同。

Engineering ToolBox 的对比表使用碳、铬、锰、钼、镍、磷、硫和硅的重量百分比，将具有代表性的钢材牌号并列展示。该表有助于了解广义的化学关系：普通碳钢通常几乎不含有意添加的铬、镍或钼，而低合金钢则含有受控添加的一种或多种此类元素。但不应将其直接作为采购规范或炉批质量证明书中的控制成分。代表性数值反映的是典型牌号族；标准则规定允许范围、最大值、最小值或残余元素限值。

即使是“碳钢”，也不意味着碳是唯一受控制的元素。锰会影响强度和淬透性，硅可用于脱氧和强化，而磷和硫通常受到限制，因为含量过高可能损害韧性、延性、焊接性或热加工性能。适用的 ASTM、EN、JIS 或其他产品标准决定具体适用哪些限值。ASTM 钢铁标准涵盖碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢的化学、机械、冶金及材料要求；因此，牌号只有在其适用的标准和产品类别范围内才具有明确含义。

碳含量也不能直接换算为有保证的抗拉强度。同一名义化学成分在热轧、正火、淬火与回火、退火或冷加工后，可能产生不同的性能。ASM International 说明，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。晶粒尺寸、珠光体间距、马氏体含量、碳化物分布、残余应力和回火状态，都可能在不改变牌号标识的情况下改变实测结果。

低合金强化与淬透性

低合金钢在碳锰基础上采用受控添加的其他元素，以改变强度、淬透性、韧性、回火抗力、耐磨性能或高温性能。“低合金”是分类描述，并不代表某一特定强度等级。含0.30%C的铬钼钢和正火结构钢都可能出现在合金钢表中，但二者的规定要求和测试目的不同。

强度可以通过多种机制提高。合金元素可能细化晶粒、增强固溶强化、形成碳化物或氮化物，或使钢材在冷却后形成更大比例的马氏体。加工过程决定这些机制是否真正得到发挥。处于淬火加回火状态的 4140 型钢，其强度和硬度可能远高于相同化学成分的退火钢，而正火状态则可能在延性和韧性之间形成不同的平衡。

淬透性不同于硬度。硬度是对某一位置或试样表面测得的抗力。淬透性则是钢材在冷却过程中形成硬质转变产物并达到一定深度的能力。Metallus 的《冶金学家实用数据》将标准钢材与化学成分、淬透性信息和尺寸公差并列展示，说明这些数据为何应当设置在表格的不同字段中。例如，Jominy 端淬曲线表示硬度随距淬火端距离的变化；它本身并不能证明成品钢棒的屈服强度。

截面尺寸十分重要，因为厚钢棒的中心比表面冷却得更慢。对于25 mm截面具有足够淬透性的钢材，未必能在100 mm截面整个厚度内获得相同的转变组织。淬火介质、搅拌强度、炉内工艺、原始奥氏体晶粒尺寸以及回火过程也会影响结果。因此，表中若仅列出“典型硬度”，却不注明状态、截面尺寸和测试位置，所提供的只是对比数据，而非有保证的性能。

机械性能要求由产品标准控制。AISC 说明，结构型钢和钢板的 ASTM 标准通常同时包含化学成分要求和机械性能要求。这些要求可能包括最低屈服强度、抗拉强度、伸长率，有时还包括冲击韧性。规定值可能随厚度变化。Eurocode 3 的 EN 1993-1-1 第3.2.6节列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计材料性能；这些是与相应结构牌号相关的设计标准值，并非其他地方所有具有类似编号的钢材都普遍具备的性能。

铬、镍、钼和锰的作用

铬能够提高淬透性，并可促进碳化物形成、提高耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性。其含量和冶金状态都很重要。低合金淬火加回火钢中适量添加铬，并不意味着它等同于不锈钢牌号。不锈钢的分类要求具有足够的铬含量，同时满足适用的碳含量及其他元素限值，以形成规定的耐腐蚀组织。[5][5] Properties of Some Metals and Alloys. Nickel Institute. Nickel Institute technical guide.

镍能够提高淬透性和韧性，尤其是在低温下，并可在适当的成分体系中稳定奥氏体组织。镍对于镍合金化低温钢和奥氏体不锈钢都很重要，但仅凭含有镍并不能确定材料属于其中任何一类。Nickel Institute 在其表格资料中将化学成分、机械性能、物理性能和规范分别列出，这为区分不同类型的证据提供了有用范例。

钼能够提高淬透性，并有助于在回火过程中保持强度。它还可以降低某些回火脆化风险，并改善高温性能。在铬钼钢中，钼的作用取决于碳含量、铬含量、热处理和截面尺寸，而不是取决于对比表中单独列出的某一个百分比。

锰广泛存在于碳钢和低合金钢中。它能够产生固溶强化，与硫结合以减少有害硫化亚铁的影响，并提高淬透性。但锰含量过高可能影响焊接性和转变行为。因此，规定的锰范围必须结合碳、硫、硅含量以及加工状态来解读。

《世界钢铁标准对比手册》在国际牌号体系中，将化学成分对比表与机械性能对比表分开编排。这种区分至关重要。相似的牌号可以用于有价值的成分比较，但不能证明其屈服强度、韧性、淬透性或热处理响应等同。控制性标准、产品形态、厚度、交货状态、试验方向以及规定的试验方法，共同决定所报告数值的实际含义。

不锈钢成分与性能表

只有在范围明确的情况下，不锈钢表格才具有实用价值。例如，“304 不锈钢”指明了一个广为认可的合金系列，但仅凭这一名称并不能说明材料是薄板、厚板、棒材、管材、锻件，还是按照 ASTM A240、ASTM A276、ASTM A479、ASTM A213 或其他规范供应的产品。这些标准可能规定不同的产品要求、热处理规则、尺寸、试验条款以及机械性能限值。

这一差别区分了成分表与性能表。成分表列出铬、镍、碳、锰、硅、钼、磷、硫和氮等元素允许的质量百分比范围。机械性能表则针对规定的产品和状态，列出抗拉强度、屈服强度、伸长率或硬度等数值。ASTM A400 对钢棒提出了更广泛的原则：材料选择取决于牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及规定的最低屈服强度。因此，牌号名称只是识别线索，并不是完整的材料规范。

SSINA 发布了 ASTM 产品规范所涵盖的奥氏体不锈钢牌号的成分表和规定机械性能。Outokumpu 的《不锈钢手册》也将牌号化学成分与机械和物理数据分开列示。这些参考资料很有价值，因为它们展示了基于表格进行比较的局限性：化学成分可以识别合金系列，而性能要求则属于特定的产品标准和交货状态。

奥氏体、铁素体、马氏体及其他不锈钢系列

奥氏体不锈钢包括 304、304L、316、316L、321、347 和 310S，通常根据铬-镍或铬-镍-钼成分以及室温下的奥氏体组织进行识别。它们通常不会像马氏体牌号那样通过淬火硬化。不过，其强度仍可能因冷加工而发生显著变化，尤其是在薄板和带材中。

铁素体牌号，如 430 和 409，主要是含铬钢，几乎不含或不有意添加镍。其体心立方铁素体结构会影响磁响应、焊接性、韧性和成形性能。马氏体牌号包括 410、420 和 440C，它们含有足够的碳和合金元素，能够对奥氏体化和淬火作出响应。其硬度和强度高度取决于热处理，因此，仅显示名义化学成分的表格无法代表交付状态下的材料。

其他系列还包括 17-4 PH 等沉淀硬化牌号、2205 等双相牌号，以及 2507 等超级双相牌号。双相不锈钢由铁素体相和奥氏体相组成；相平衡取决于化学成分、固溶退火、冷却过程和产品厚度。因此，省略适用产品规范和热处理条件的“2205”表格，可能掩盖一项重要的冶金要求。

牌号系统本身也有所不同。ASTM 和 UNS 参考体系通常将 304 标识为 UNS S30400，将 316 标识为 UNS S31600；低碳变体则分别为 304L、UNS S30403 和 316L、UNS S31603。X5CrNi18-10 和 X2CrNiMo17-12-2 等欧洲牌号与上述牌号相关，但并不自动等同于每一种 ASTM 产品牌号。《世界钢铁标准比较手册》正是出于这一原因，将比较化学成分表与机械性能表分开列示。名称相似并不能证明限值相同。

铬、镍、钼、碳和氮

铬是不锈钢的特征性添加元素，因为它有助于形成一层富铬的薄型钝化膜。成分表可以显示铬含量的最低值，但耐腐蚀性能还取决于表面状态、环境、热处理、夹杂物、焊接区域，以及氯化物或酸的暴露情况。耐腐蚀性并不是像屈服强度或伸长率那样的单一机械性能；如果没有试验方法和暴露条件，就不应将其与抗拉强度列在同一栏中。

镍能够稳定奥氏体，并影响相平衡、韧性、延性和加工硬化行为。两种名义上相似的奥氏体牌号可能具有不同的镍含量限值，从而在成形或焊接过程中表现出不同的稳定性。钼能够提高许多含氯化物环境中的抗局部腐蚀能力。因此，316 和 304 并不能仅仅因为都属于奥氏体铬-镍不锈钢就相互替代；316 含有受控的钼添加量，而 304 并没有相同的钼含量要求。

碳在化学和冶金方面都很重要。与标准碳含量的对应牌号相比，304L 和 316L 等带有“L”的牌号限制了最大碳含量。较低的碳含量能够降低焊接过程中析出碳化铬以及随后发生晶间腐蚀的风险，但最终结果仍取决于焊接工艺、截面厚度、热历史和焊后处理。稳定化牌号又存在另一项差别：321 使用钛，而 347 使用铌（columbium），以结合碳，并在规定条件下降低敏化风险。

氮可能会受到有意控制，而不是被视为偶然杂质。氮能够强化奥氏体不锈钢，并有助于双相牌号的耐腐蚀性和相平衡。仅比较铬和镍的表格，可能会遗漏两个牌号之间的重要差异。碳、氮、钼和稳定化元素的添加，可能正是外观相似的牌号具有不同强度、焊接性或腐蚀试验要求的原因。

包括 Engineering ToolBox 发布的比较表在内的代表性比较表，有助于展示碳、铬、锰、钼、镍、磷、硫和硅含量的总体趋势。但它们不能取代控制性规范。ASTM A240 允许的范围可能不同于 ASTM A276 或等效 EN 产品标准中的范围。

奥氏体不锈钢牌号的规范要求

对于奥氏体牌号，完整的表格至少应标明标准、产品形态、牌号、热处理状态、厚度或截面范围、试验方向以及适用的试验方法。ASTM A240 适用于压力容器和一般用途的铬及铬-镍不锈钢厚板、薄板和带材；ASTM A276 适用于不锈钢棒材和型材；ASTM A479 适用于压力容器和一般用途的棒材和型材；ASTM A213 适用于锅炉、过热器、换热器和冷凝器用无缝铁素体及奥氏体合金钢管。在这些文件中出现相同的牌号名称，并不意味着所有机械性能要求都相同。

奥氏体不锈钢规范通常规定抗拉强度最低值、屈服强度最低值和伸长率最低值，但这些数值适用于规定的产品和厚度。冷轧带材由于发生塑性变形，其强度可能高于退火厚板。棒材性能可能随直径和热处理而变化。当轧制或拉拔导致各向异性时，试验方向可能具有重要影响。硬度限值可以作为拉伸试验的补充，而不是替代拉伸试验。

ASTM 产品标准还规定了超出化学成分和拉伸试验之外的要求，包括固溶退火、淬火、晶粒度、晶间腐蚀试验、水压试验或无损检验，以及适用情况下的尺寸公差。AISC 指出，ASTM 结构钢规范通常同时包含化学成分和机械性能要求；同一原则也适用于不锈钢产品，但具体要求取决于相应的产品标准。

Nickel Institute 将合金参考资料分别整理为化学成分表、机械性能表、物理性能表和规范表。与为某一牌号指定一个通用的抗拉强度或耐腐蚀等级相比，这种编排方式更加可靠。ASTM、SSINA 和 Outokumpu 的数据应被视为与规范关联的信息：化学成分规定允许的合金范围，而加工过程和微观组织则决定了交付材料的大部分性能。省略这些关联的表格可能简洁整齐，但并不足以构成完整的材料记录。

结构钢表格与设计取值

结构钢表格通常将 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 按强度整齐地排列在同一序列中。这种呈现方式很有用，但并不完整。该牌号标识的是标准体系内的一类结构钢；仅凭牌号本身，无法确定通用的化学成分分析、产品形态、热处理、厚度范围或经过认证的试验结果。

Eurocode 3 材料表是设计材料参考表，而不是采购或化学成分表。其中的数值依据 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节，并且必须结合相关产品标准解读。钢板、热轧型钢、空心型材、锻造部件和紧固件可能采用相关牌号，但其适用要求可能不同。

S235、S275、S355、S420、S450 和 S460

这些欧洲牌号中的“S”表示结构钢，后面的数字通常表示在规定参考厚度（通常为不超过 16 mm 的材料）下，以兆帕为单位的名义最小屈服强度。因此，按照这一约定，S235 表示 235 MPa，S275 表示 275 MPa，S355 表示 355 MPa。S420、S450 和 S460 同理，分别表示 420、450 和 460 MPa 的名义屈服强度等级。

这些数字并非适用于所有厚度的恒定值。随着厚度增加，规定的最小屈服强度可能降低，这是因为较厚产品在制造过程中冷却方式不同，并且可能形成较不利的厚度方向性能。在 EN 1993-1-1 的设计表中，对于不超过 16 mm 的材料，名义值分别为 235、275、355、420、450 和 460 MPa。在更大的厚度范围内，允许采用的设计取值会降低。例如，对于厚度大于 16 mm 且不超过 40 mm 的材料，通常采用的数值约为：S235 为 225 MPa，S275 为 265 MPa，S355 为 345 MPa，S420 为 400 MPa，S450 为 430 MPa，S460 为 440 MPa。确切数值必须取自适用的表格和材料标准，不能通过插值推定。

抗拉强度是另一项独立要求。与这些牌号相关的代表性最小值至最大值范围包括：S235 约为 360–510 MPa，S275 约为 370–530 MPa，S355 约为 470–630 MPa，S420 约为 520–680 MPa，S450 约为 550–720 MPa，S460 约为 540–720 MPa；具体范围取决于产品类型、厚度和交货状态。这些范围彼此存在重叠。S460 并不是简单地定义为抗拉强度比 S355 高 105 MPa；同样，某种材料的试验结果接近 S355 范围的上限，也不会使其成为 S460。

后缀同样包含重要信息。S355JR、S355J0 和 S355J2 等牌号包括与试验温度和吸收能量相关的冲击韧性要求。S355N 或 S355M 等牌号则表示 EN 10025 系列规定的交货状态。因此，省略后缀的牌号可能遗漏区分韧性、加工路线和规范符合性所必需的信息。

化学成分仍然重要，但它并不能解释整张表。ASTM A400，Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties，按照牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最小屈服强度组织材料选用。这种结构说明了一个核心要点：成分与强度有关，但二者并不是可以相互替代的字段。ASM International 指出，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。碳含量、锰、硅、合金添加元素、晶粒细化、轧制历史、冷却过程以及焊接热循环，都可能影响所报告的结果。

材料性能与设计承载力

材料性能是对钢材测量或规定的一项特性。屈服强度、极限抗拉强度、伸长率、冲击能量和化学成分限值均属于这一类别。设计承载力则是在设计标准施加安全系数，并考虑截面规则、屈曲模型、稳定性限值及其他条件后，根据这些性能计算得到的数值。

对于受拉截面，简化的 Eurocode 表达式可以采用下列屈服承载力：

$$N_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}=\frac{A{f}_y}{{\gamma }_{M0}},$$

其中，$A$ 为相关面积，$f_y$ 为随厚度变化的屈服强度，${\gamma }_{M0}$ 为国家附录规定的分项系数。这并不是抗拉试验结果，而是在特定设计规范下、针对特定破坏模型所赋予的承载力。

受压和受弯构件需要进行进一步验算。板件局部宽厚比可能导致整个毛截面无法达到塑性承载力。构件屈曲会引入一个基于细长比和屈曲曲线的折减系数。即使钢材的屈服强度较高，梁的侧向扭转屈曲仍可能成为控制因素。焊接接头可能需要分别验算焊缝金属、热影响区、净截面和施工质量。

这一差异也解释了为什么提高钢材牌号并不会自动使所有设计承载力按比例提高。如果柱由欧拉型屈曲控制，那么在几何细长比仍为控制因素的情况下，将材料从 S355 提升到 S460，所获得的收益可能很小。若连接由螺栓孔净截面或块体撕裂控制，其承载力也未必能像发生毛截面屈服的构件那样按相同比例提高。设计承载力属于具体构件和具体破坏模式，而不只是属于钢材牌号标签。

EN 1993-1-1 与产品标准背景

EN 1993-1-1 为钢结构设计提供通用规则，并在第 3.2.6 节给出常用结构钢牌号的名义材料性能。它并不取代控制制造、化学成分、尺寸公差、试验、交货状态和认证的产品标准。

对于结构产品，EN 10025 系列至关重要。EN 10025-2 涵盖非合金结构钢；EN 10025-3 涵盖正火或正火轧制的可焊接细晶粒结构钢；EN 10025-4 涵盖热机械轧制的可焊接细晶粒钢；其他产品标准则适用于空心型材、冷成形产品和不锈钢结构产品。牌号必须与产品形态和适用标准结合起来解读。SteelConstruction.info 也反映了这种体系，将欧洲结构钢牌号与规定其化学和机械要求的标准相联系。

因此，列出碳、锰、磷、硫、硅、铬、镍或钼含量的化学成分表，不能替代机械性能表。同样，机械性能表也不是完整的采购规范。AISC 在讨论 ASTM 结构钢规范时作出了同样的区分：型钢和钢板的要求通常同时包含化学成分和机械性能规定。ASTM 标准还将碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢分别纳入具有不同试验与验收规则的规范。

Nickel Institute、SSINA、Engineering ToolBox 以及钢材标准对比手册中的参考表，有助于整理不同体系中的牌号，但其中的条目可能是代表性数据、简略数据或用于比较的数据，而不是具有控制效力的限值。具有约束力的文件，是针对所引用产品和厚度、在所引用版本中发布的产品标准。这正是 S355 从脱离制造和设计背景的标签，成为一种规定明确的材料的层级。

ASTM A400 作为选材与解读的范例

ASTM A400《钢棒标准实践：选材指南、成分和机械性能》是一个有用的范例，因为它并不把某一钢号视为一种自成一体的材料身份。其表格将若干在常见钢材图表中经常被分开列出或省略的条件联系起来：钢号标识、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最低屈服强度。

这种结构十分重要。化学成分表回答的是一个问题：该钢号规定了哪些元素，其含量范围是多少？机械性能表回答的是另一个问题：在规定的试验条件和产品条件下，要求具备怎样的强度、硬度、延性或韧性？ASTM A400 将这些问题与选材问题并列呈现，但并未消除它们之间的区别。

AISI 或 ASTM 钢号名称可以缩小选择范围，但不能确定适用于所供应钢棒的全部要求。相应的产品标准仍然具有决定性作用。此外，规定的尺寸范围、热处理、表面状态、取样位置、试验方向和验收标准也同样如此。因此，当产品形式或截面尺寸发生变化时，同一名义钢号可能会对应不同的允许性能。

根据所需屈服强度选择钢号

屈服强度应被视为选材输入，而不是从通用钢号图表中照抄的一个数值。ASTM A400 按所需的最低屈服强度对候选钢棒进行组织，同时列出与这些候选材料相关的化学成分和加工路线。与仅将钢号从“低强度”排列到“高强度”、却不说明这些数值如何获得相比，这种方式提供的信息更为充分。

所需的最低屈服强度首先确立的是性能阈值。它本身并不能确定钢号。多个钢号可能满足这一阈值，但其碳、锰、铬、镍、钼或其他合金元素的含量可能不同。这些差异会影响淬透性、焊接性、热处理响应、截面尺寸适用能力，有时还会影响韧性。ASM International 的《Metals Handbook》指出，碳钢和合金钢的性能取决于化学成分、加工过程和显微组织的综合作用。化学成分是性能的成因之一，但不能替代对性能的要求。

结构钢参考资料中可以清楚看到这种区别。Eurocode 3 设计表根据 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节，列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 及其设计材料性能。这些设计值属于该设计框架；不能仅仅因为某张图表列出了相近的屈服强度数值，就将其自动套用于 ASTM 钢棒钢号。“S355”是具有特定产品和标准背景的 EN designation，并不是一种普遍适用的化学或机械性能身份，也不等同于所有列在其附近的钢材。

选材表可以揭示屈服强度与其他要求之间的权衡。通过合金化或热处理提高强度，可能会改变延伸率、切削加工性、焊接工艺要求或低温性能。某一钢号在小尺寸调质钢棒中能够达到 690 MPa 的最低屈服强度目标，并不意味着在大得多的截面中也能达到该数值；它也不一定能与具有相同名义 designation、但经过正火处理的产品互换使用。

报告中的屈服强度数值还需要明确试验依据。根据所采用的标准，规定的最低屈服强度可能通过屈服点确定，也可能通过规定的偏移法确定。标距、试样取向和取样位置都会影响报告结果。即使表中的数值抄录无误，如果没有这些细节，仅列出“屈服强度”的表格仍是不完整的。

加工状态与截面尺寸

加工过程是连接化学成分与机械性能的桥梁。相同熔炼化学成分经过热轧、正火、退火、淬火和回火、冷加工以及消除应力处理后，会形成不同的显微组织。冷却速率同样十分重要。小尺寸钢棒比大尺寸钢棒散热更快，因此在冷却过程中可能形成不同的转变组织。大型截面的中心部位可能冷却得足够缓慢，从而保持比表面更低的硬度，或者需要采用不同的热处理制度。

ASTM A400 将选材与加工状态和截面尺寸联系起来，而不是为整个钢号提供一个单一的强度值，从而体现了这一实际情况。钢棒表可能会将热轧材料与调质材料区分开来，或者先区分直径范围，再规定最低屈服强度。其原因在于冶金学，而不是编辑安排。碳和合金元素含量会影响淬透性，但淬透性并不意味着每个截面中的每个位置都能达到相同的硬度或强度。

厚度和直径也可能改变适用的最低要求。产品标准通常会按照尺寸划分机械性能要求，因为较大截面更难实现均匀转变，其芯部性能也可能较低。仅凭化学成分表无法看出这一限制。如果忽略尺寸栏，也无法正确解读机械性能表。

产品标准决定实际的验收要求。ASTM A400 是一种选材实践，而 ASTM 产品标准则规定特定产品的要求。ASTM 标准涵盖碳钢、结构钢、不锈钢、铁素体钢、奥氏体钢和合金钢的化学、机械、冶金及其他材料要求。AISC 同样说明，用于结构钢型材和钢板的 ASTM 标准通常同时包含化学成分和机械性能要求。因此，工程决策中使用任何表格条目时，都必须同时明确具体标准、版本、补充要求和采购 designation。

不锈钢参考资料也体现了同样的区分。SSINA 表格为 ASTM 产品标准所涵盖的奥氏体不锈钢钢号，分别列出质量百分比成分和规定的机械性能。Nickel Institute 将化学、机械、物理和标准数据作为相互独立的信息类别呈现。这些格式之所以有用，正是因为它们没有暗示：仅凭镍、铬或碳的百分含量，就能预测材料完整的服役行为。

使用选材指南时避免误用

选材指南可以组织候选材料，揭示两个钢号为何不可互换，并显示强度在哪些情况下取决于加工过程或截面尺寸。它可以帮助工程师从所需的最低屈服强度出发，筛选出一份合理的候选钢号清单，然后比较化学成分、淬透性、延性和处理状态。它还可以提醒人们警惕错误等同性。《Handbook of Comparative World Steel Standards》正是出于这一原因，将比较性的化学成分表与比较性的机械性能表分开列出：designation 的对应关系并不能证明标准要求等效。

选材指南不能替代适用的产品标准。它不能对某一炉钢进行认证，不能确认钢厂试验报告，不能为未经试验的零件确定实际性能，也不能保证材料在其来源所规定的尺寸、状态、取向、温度和试验方法之外仍具备相应性能。Engineering ToolBox 所列出的碳、铬、锰、钼、镍、磷、硫和硅等代表性比较表，可用于初步参考，但不能取代具有控制作用的限值。对于手册、供应商图表和跨标准钢号对照表，也应采取同样的谨慎态度。

因此，正确的顺序简单但必须严格遵守：确定产品形式和标准，明确所需的最低性能，确定允许的尺寸和加工状态，核查化学成分及补充要求，然后根据适用的认证文件和试验结果验证所供应的材料。ASTM A400 有助于完成选材步骤，但不会代替用户完成标准规定、制造或验收步骤。

如何比较 ASTM、EN 及其他体系中的牌号

牌号名称是一个起点，而不是材料身份。ASTM、EN、JIS、GB、ISO 及其他体系，都是在不同的产品标准中规定牌号；这些标准可能分别控制化学成分、强度、韧性、热处理、尺寸、试验以及允许采用的制造工艺。因此，仅仅因为某张对照表将 “S355”、“A572 Grade 50” 和 “AISI 1045” 列在同一行，就不能将它们视为可互换的标识。

《全球钢铁标准比较手册》使这一差别具有实际操作意义：该手册针对变形合金钢和铸造合金钢的对照表，将化学成分与力学性能分开列示。这种区分并不仅仅是编辑上的选择。化学成分说明碳、锰、铬、镍、磷和硫等元素的限值；力学性能表则报告在规定加工和试验条件下得到的结果。这两类数据彼此相关，但不能相互替代。

两个牌号标识之间具有相似的化学成分，并不能证明其产品标准、加工规则、韧性要求或机械性能最小值相同。 Strong evidence

化学成分相似并不等于规格等效

化学成分表可以显示两个牌号处于相近的成分范围内。但仅凭化学成分表，不能证明这两个牌号满足相同的产品规格，也不能证明它们在服役中的性能相同。

以碳素结构钢和低合金结构钢为例。ASTM A572/A572M Grade 50 与 EN 10025-2 S355 经常被比较，因为对于某些产品形态和厚度，它们的名义最低屈服强度处于相近范围。然而，它们的规格体系在化学成分限值、产品类别、韧性标识、交货要求、尺寸规则和试验规定方面仍然存在差异。只列出碳、锰、磷和硫的对照表，会掩盖这些差异。

不锈钢中也存在同样的问题。“304”可能指 AISI 牌号，也可能指某一特定产品标准下的 ASTM 产品牌号（例如 Type 304），或者指与 X5CrNi18-10 相关的欧洲牌号 1.4301。这些称谓在通常用法中有所重叠，但具体适用要求取决于所采用的产品标准。SSINA 将 ASTM 产品标准所涵盖的奥氏体不锈钢牌号的质量百分比成分表与规定力学性能分开列示。这种格式能够正确避免将成分范围误认为完整的交货要求。

ASTM A400《钢棒选用指南、成分和力学性能标准实施规程》很好地说明了简化牌号表的局限性。该标准按照牌号、成分、加工状态、截面尺寸和所需最低屈服强度提供选用指导。如果缺少这些伴随变量，钢棒牌号本身并不具有相同的含义。冷拔、退火、正火、淬火和回火或热轧，都可能使具有相近化学成分的材料产生显著不同的强度和延性。

ASM 对碳钢和合金钢的论述指出了其冶金学原因：材料性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。碳含量可能影响硬度和淬透性，但不能唯一决定屈服强度、冲击韧性、疲劳抗力、伸长率或残余应力。晶粒尺寸、冷却速率、相变产物、回火、夹杂物含量以及先前的塑性变形同样具有重要影响。

化学成分比较仍然具有实用价值。它们可以识别明显不匹配的牌号，判断某牌号属于低碳钢还是含铬钢，并筛查影响焊接性或耐腐蚀性的元素。不过，这些信息应保留在化学成分表中，并在每个牌号旁标明适用的产品标准及其版本。Engineering ToolBox 发布的代表性对照表等资料，并不属于具有控制效力的规格限值。

在条件匹配的情况下比较力学性能

只有在试验条件和供货条件得到统一后，力学性能数值才具有可比性。至少应记录产品形态、适用标准及其版本、交货状态、厚度或截面尺寸、试验方向、试验温度、试验方法以及所要求的性能类型。

首先应确定产品形态。即使牌号看起来相似，钢板、热轧钢棒、钢丝、钢管、锻件和结构型材也可能适用不同的标准。ASTM A36/A36M（碳素结构钢）、ASTM A29/A29M（热加工合金钢和碳钢棒材）以及 ASTM A276/A276M（不锈钢棒材）并不是可以相互替代的文件。它们的力学性能表针对不同产品，并且可能规定不同的取样或热处理条件。

厚度和截面尺寸可能改变所要求的最低值。在 EN 结构钢表中，S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 等牌号的屈服强度要求，与适用产品规定和设计规定下的厚度范围相关。随后，Eurocode 3（EN 1993-1-1）第 3.2.6 节给出了结构钢的设计材料性能；这些设计值并不是简单地从通用牌号表中复制的拉伸试验结果。在室温下沿纵向进行试验的钢板，不能自动与沿横向进行试验的厚截面材料相比，也不能自动与针对高温设计进行调整后的数值相比。

还必须说明交货状态。“正火”“热机械轧制”“淬火和回火”“退火”和“轧制态”代表不同的冶金状态。ASTM 和 EN 标准可能针对同一大类牌号规定不同的后缀、等级或状态要求。淬火回火钢棒所列的最低抗拉强度，不能仅仅因为它们具有名义上相同的合金牌号，就用来代表退火钢棒的性能。

试验方法会影响所报告的数值。屈服强度可能指明显的屈服点，也可能指塑性应变达到 0.2% 时的规定非比例延伸强度。伸长率取决于标距长度和试样几何形状。夏比冲击功取决于缺口方向、试验温度、试样尺寸和报告规则。硬度换算同样具有条件性；在未考虑适用换算标准的情况下，换算得到的洛氏、布氏或维氏硬度值，并不等同于直接试验所得的数值。

因此，具有可辩护性的比较流程应按以下顺序进行：

1. 确定产品形态和确切的产品规格。 2. 记录适用标准、版本、牌号、等级、类型以及补充要求。 3. 从该文件中提取化学成分限值，而不是从通用牌号表中提取。 4. 记录交货状态、热处理、厚度、直径、壁厚或截面尺寸。 5. 匹配试验方向、试样几何形状、试验温度和试验方法。 6. 比较同一种力学性能要求——屈服强度与屈服强度相比，抗拉强度与抗拉强度相比，冲击功与冲击功相比。 7. 分别检查焊接性、韧性、耐腐蚀性、疲劳性能和尺寸要求。 8. 确认拟采用的设计规范认可所提议的材料。

Nickel Institute 的表格通过将化学、力学、物理和规格数据分开列示，展示了这种严谨的组织方式。钢材资料也应采用类似结构：将化学成分列于一张表中，将力学性能要求列于另一张表中，并在两者旁边列出资格认定或适用性说明。

交叉对照表的局限性

交叉对照表是筛选工具。它们有助于寻找候选牌号、识别合金含量相近的牌号系列，以及定位需要进一步审查的标准。但它们并不能授权一对一替代。

一张对照表可能将多个版本合并为一行，遗漏产品形态，列出典型成分而非最大限值，或者引用了来自不同厚度范围的力学性能数值。它还可能将国家牌号与产品标准混为一谈。例如，“AISI 1045”表示一种广为认可的碳钢成分，但它本身并不规定特定钢棒、钢板、锻件、热处理状态或设计应用的要求。

从交叉对照中得出的正确结论应当是有条件的：所列牌号可以依据指定的标准和状态，作为技术审查的候选材料。材料替代必须根据材料规格、检验证书、设计规范、制造工艺规程和服役要求进行核实。化学成分相近只能说明二者具有接近性，并不能证明其等效。共同的数字或熟悉的名称，都不能取代这种核实。

测试、取样与报告值的含义

钢材数据表并不是孤立地报告某项性能。它报告的是：在规定条件下，对选定样品实施某项明确的化学分析或力学试验，并依据某一验收规则判定所得的结果。只要去掉其中任何一个要素，这个数值的含义就可能发生变化。

因此，牌号标识不能作为完整的材料身份信息。ASTM A400《钢棒标准实施规程：选择指南、成分和力学性能》按照牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及规定的最小屈服强度来组织钢棒信息。其结构清楚地表明了这一局限：当产品形态、尺寸、热处理条件或适用的控制规范发生变化时，同一名义牌号可能需要作出不同的解释。

炉次分析与成品分析

炉次分析或钢包分析描述的是由某一炉熔炼所得熔融钢液所代表的化学成分。生产商通常在炼钢过程中、材料浇铸成钢锭或连续铸造产品之前取样。所报告的数值旨在代表整个炉次。它们不一定是对成品钢板、钢棒、锻件或钢管的直接测量结果。

成品分析是在制成品上取样进行的。因此，它可能反映取样位置、凝固过程中的偏析、表面状态、机加工以及局部化学成分变化。成品分析限值可能不同于钢包分析限值，因为这两种分析回答的是不同的问题：炉内炼成的成分是什么，以及在所取样位置的供应成品中实际存在的成分是什么？

对于限值严格的元素，这一区别尤其重要。碳、硫、磷、氮以及铬、镍、钼和钒等合金元素可能报告到小数点后几位，但显示的精度并不保证具有相同程度的准确度。例如，硫含量为 0.018%、限值为 0.020% 的结果，仍取决于适用标准所规定的分析方法、校准、样品制备和舍入规则。

成分表可能会为 304 不锈钢列出一个单一的代表值，例如近似的铬含量或镍含量。SSINA 则针对 ASTM 产品规范所涵盖的奥氏体不锈钢牌号，列出质量百分比成分范围和规定的力学性能。后者属于规范要求；前者可能只是有用的比较信息。两者不应视为可以互换。

对于将 UNS、EN、JIS 和 ASTM 标识并列排列的比较表，同样需要保持谨慎。《世界钢铁标准比较手册》将化学成分比较表与力学性能比较表分开，因为化学成分相似并不能证明加工要求、产品形态、试验方法或验收标准完全相同。“等效”通常只是对有限范围比较的简写，并不证明在所有标准下都可以用一种材料替代另一种材料。

最大值是上限。最小值是下限。范围同时具有上限和下限。规定的名义成分或典型成分可以描述预期的生产实践，但并不一定定义允许的验收区间。在表格中，这些类别必须彼此区分。

拉伸与硬度试验条件

与成分数值相比，力学性能对试验定义的依赖程度更高。抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率和硬度，描述的是特定试样在特定程序下的响应。它们并不是每一件带有相同牌号标识的材料都具有的固定常数。

首先要考虑取样位置。试样可能取自距表面规定深度的位置、钢棒中心、钢板厚度方向，或产品规定的某一端部。表面试样的性能可能不同于中心试样，因为冷却速率、偏析、脱碳以及后续热处理会沿截面发生变化。对于轧制产品，试验位置还可能决定试样代表钢板或钢棒的头部、主体还是尾部。

取向会改变结果。纵向试样沿主要轧制方向或拉拔方向取向；横向试样则沿与该方向垂直的方向取样。轧制会使晶粒和夹杂物沿轧制方向伸长，而锻造和拉拔则会以其他方式改变显微组织。因此，纵向伸长率、横向屈服强度和厚度方向延性并不是同一项普适性能的不同标签。

标距长度同样重要。在较短标距上测得的伸长率，不能直接与较长标距上测得的伸长率进行比较，即使两者都以百分比表示。断裂过程中颈缩会局部化，因此，归因于标距长度的总伸长比例会随试样几何尺寸而变化。表格如果在没有列出试样尺寸和试验标准的情况下照录伸长率数值，就遗漏了关键信息。

试验温度是另一项边界条件。强度和延性在室温与零下或高温试验之间可能发生显著变化。加载速率、引伸计方法、屈服点定义以及计算惯例也会影响报告结果。“屈服强度”根据适用标准的不同，可能指屈服点，也可能指规定偏移量下的规定非比例延伸强度。

硬度值同样需要遵循严格的规范。布氏、洛氏和维氏硬度使用不同的压头、载荷、保持时间和换算方法。不能将洛氏 B 标尺数值默默地与洛氏 C 标尺数值进行比较；硬度换算表也不会使换算后的数值变成直接测量值。表面粗糙度、曲率、氧化皮、试样厚度和局部显微组织都可能影响压痕结果。

正如美国钢结构学会所解释的，结构钢型材和钢板的 ASTM 规范通常同时包含化学成分要求和力学性能要求。这两组要求相互配合。化学成分用于确定成分限值；试验则用于验证供应产品经过规定加工后是否达到所要求的性能。

验收值、平均值与离散性

规定最小值是验收结果必须达到或超过的阈值。规定最大值是不得超过的上限。规定范围同时施加这两项条件。这些都不是平均值。

单个试验结果属于一个试样或一个试验位置。平均值则综合多个结果，但平均规则可能受到产品标准的限制。有些标准要求对每个单独结果进行判定；另一些标准则在规定情况下允许复验、取平均值，或用其他试样替代无效试样。因此，某种材料的平均抗拉强度可能高于所列最小值，但其中一个单独结果仍可能不符合针对单个结果的要求。

离散性并不自动意味着材料质量不佳。它可能源于正常的显微组织变化、试样放置位置、试验机重复性、操作人员技术以及测量不确定度。当试验方法和仪器具有有限分辨率时，不应将报告为 500 MPa 的结果理解为精确的物理边界。不确定度不会取消验收限值，但它说明：当数值接近该限值时，应采用标准规定的判定规则，而不能随意舍入。

在设计表中可以看到这种区别。Eurocode 3 在 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节中列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计材料性能。这些数值是在该适用框架下为结构设计确定的，并不是所有带有 S 标识的产品都必然具有的通用拉伸试验结果。ASTM A400 同样将最小屈服强度与钢棒尺寸和加工状态联系起来。

因此，表格中的数值无法脱离其试验方法和验收规则来理解。在比较两个条目之前，应确认每个数值分别属于炉次分析还是成品分析，是典型值还是规范限值，是平均结果还是单个结果，以及拉伸或硬度测量是否在相同的温度、取向、标距长度、取样位置和产品状态下进行。缺少这些信息时，数值的精确表达可能造成可比性的假象。

钢材性能表中的常见错误

钢材表格看似权威，却可能在不易察觉的情况下，将属于不同标准、产品形态或试验条件的数值混在一起。首先要问的不是“这是什么牌号？”，而是“这个数值代表哪份文件中的什么状态？”化学成分表规定元素的限值或范围，通常以质量百分数表示。力学性能表则报告屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度、冲击功或疲劳强度等要求值或实测结果。这两类表格彼此相关，但不能相互替代。

ASTM A400《钢棒标准实施规程、选材指南、化学成分和力学性能》明确指出，钢棒的选用涉及牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最低屈服强度。缺少这些限定条件的牌号条目是不完整的。

混淆名义值、典型值、最小值和最大值

最常见的错误，是将性质不同的数值放在相邻列中，却不标明其状态。“名义值”“典型值”“最小值”和“最大值”描述的并不是同一种信息。

名义成分是目标值或牌号标示值。表格可能将中碳钢的碳含量列为约 0.40%，但适用的产品规范可能允许一个范围，例如 0.37–0.44% C，同时还可能分别规定锰、磷、硫、硅或残余元素的限值。最大值是符合性边界，并不是预期的化学分析结果。最低抗拉强度同样是一个边界，并不意味着每一件产品都会达到这一强度。

当典型值的性质未被说明时，它们尤其危险。制造商、手册或实验室可能会报告正火材料的代表性屈服强度，而标准对特定厚度和交货状态可能只规定一个最低值。代表性结果可用于比较，但不能替代验收要求。如果表格将某一牌号标为“屈服强度：355 MPa”，却没有说明 355 MPa 是最低值、名义设计值还是典型试验结果，就容易得出错误结论。

单位会造成同一问题的另一种表现。“强度 ksi”却未说明该数值是屈服强度还是抗拉强度，这种标注是不合格的；“硬度 220”同样不完整，因为 220 HBW、220 HV 和 220 HRC 的含义截然不同。伸长率必须注明标距，通常为 5.65√A，或为规定的英制标距。夏比冲击功需要注明试验温度、试样取向、试样尺寸，并且通常还要注明试样数量。四舍五入也可能掩盖符合性边界。例如，报告的 0.20% 碳可能实际代表 0.195%、0.204%，或一个较宽的允许范围，因此不应将四舍五入后的比较结果视为规范限值。

表格应说明每个条目属于规定的最低值、允许的最大值、成分范围、名义目标值，还是典型实测值。如果没有这些说明，读者就必须假定该数值不适合用于验收判断。

跨产品标准复制数值

某一牌号可能在不同标准中重复出现，但这并不意味着其要求完全相同。ASTM A36 钢板、钢棒和结构型材并不会仅仅因为使用了熟悉的牌号，就自动受同一张表格的统一规定。产品规范可以分别规定不同的化学成分限值、厚度规则、试验条款、供货状态和力学性能要求。

AISC 说明，结构钢型材和钢板的 ASTM 规范通常同时包含化学成分要求和力学性能要求。这些要求属于特定的 ASTM 产品规范。将一份文件中的化学成分行复制到另一份文件，再从不同文件中复制强度数据，可能会构成一种实际上没有任何标准定义的材料。

厚度是经常被遗漏的条件。钢板或型材的屈服强度和抗拉强度要求可能随厚度变化，因为尺寸增大时，冷却速率、偏析和厚度方向的显微组织都会发生变化。因此，列出一个屈服强度数值的 S355 表格是不完整的，除非它注明适用的标准和厚度区间。Eurocode 3 在 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节中列出了 S235、S275、S355、S420、S450 和 S460 的设计材料性能，但这些是设计标准数值，并不意味着可以将每个数值直接复制到 ASTM、JIS 或钢厂质保证书表格中。

不锈钢也同样需要谨慎处理。SSINA 列出了 ASTM 产品规范所涵盖的奥氏体牌号的质量百分比成分和规定的力学性能。化学成分和强度数值必须始终与相关产品形态及 ASTM 文件相对应。薄板的成分行不能自动适用于钢棒、锻件、钢丝或铸件。

跨标准比较需要更加严格。Handbook of Comparative World Steel Standards 将不同国际牌号体系中的化学成分比较表和力学性能比较表分开列示。这种区分非常重要：相似的名称可能表示成分相关，但不能证明其加工工艺、韧性、焊接性、尺寸范围或认证要求完全相同。Engineering ToolBox 风格的代表性比较可以帮助说明某一牌号的铬或镍含量高于另一牌号，但不能据此确定具有控制效力的限值。

在接受复制的数值之前，应记录标准编号、版本、产品形态、交货状态、厚度或直径范围、试验方向、试验温度以及单位制。如果其中任何一项缺失，该数值只能作为进一步核查的线索，而不能视为已经确认的要求。

将牌号名称视为完整的材料规范

“304”“A36”“S355”和“4140”是牌号，而不是对一块钢材的完整描述。它们的含义取决于定义它们的文件以及所供应的产品。即使在同一牌号内，退火、正火、淬火回火、冷作和轧制状态也可能产生不同的性能。

ASM International 指出，碳钢和合金钢的性能是化学成分、加工过程和显微组织共同作用的结果。仅凭化学成分无法预测一个唯一的屈服强度、硬度、冲击值或伸长率。两个碳含量和铬含量相近的炉次，仍可能因晶粒尺寸、回火温度、压下比、夹杂物或冷却历史不同而表现出差异。

列出“4140：0.40% C、1.0% Cr、1.0% Mn、0.25% Mo”的表格，可能是有用的近似成分信息，但它没有说明材料是退火态还是调质态，也没有说明材料属于钢棒、钢板、钢管还是成品部件。同样，“304 不锈钢”也没有说明该条目指的是 ASTM A240 钢板、ASTM A276 钢棒，还是另一种产品规范。适用的控制文件可能规定不同的力学试验或补充要求。

过时版本会造成另一种陷阱。标准会修订化学成分限值、试验方法、术语、厚度分档以及所引用的文件。一张制作精美的表格可能仍然沿用旧版本，却将其中的数值呈现为当前要求。每张表格都应标明标准名称、版本或修订状态以及核查日期。同时还应说明某一数值是规范要求、设计值，还是手册中的典型性能。

Nickel Institute 在其表格中将化学、力学、物理和规范数据区分开来；这种做法值得借鉴。可靠的钢材表格应将这些类别分开，注明所有单位和试验条件，标示经过四舍五入的数值或代表性数值，并将每项要求链接到其适用的控制标准。缺少这些背景信息时，格式越精确，错误反而越难被发现。

可靠钢材数据表的参考 Wiki 模板

可靠的钢材数据表必须明确指出：赋予某一数值权威性的文件是什么。仅有牌号并不足够。“S355”“304”“AISI 4140”或“ASTM A36”可以指向相关的材料系列，但适用的产品标准、产品形态、交货状态、尺寸以及试验要求，才决定该牌号在特定表格中的具体含义。

ASTM A400，即《钢棒标准实施规程：选材指南、化学成分和力学性能》，清楚地展示了这一问题。其表格化指南会考虑牌号、化学成分、加工状态、截面尺寸以及所需的最低屈服强度。将棒材表格复制到板材表格中，并不只是信息不完整；它还可能把错误的要求分配给错误的产品。AISC 同样说明，结构钢型材和钢板的 ASTM 规范通常同时包含化学成分要求和力学性能要求。这两组要求不应被合并成一个没有区分的“钢材性能”表。

化学成分表的必备字段

每张化学成分表都应以主管文件中所写的准确牌号开头，随后注明产品形态。例如：“ASTM A240 Type 304 plate”“ASTM A276 Type 316 bar”“EN 10025-2 S355JR plate”或“SAE J403 4140”。仅写“304 stainless steel”只是搜索标签，并不是完整的规范标识。

主管标准必须单独列出。凡是版本或修订版会影响要求的，应注明相应版本或修订版，并说明所引用的文件属于材料规范、牌号标准、比较手册，还是信息性数据表。ASTM A400 是针对钢棒的指南；不应将其表述为适用于采用所列牌号制造的所有产品。对于欧洲结构钢，EN 10025-2 与相关设计标准承担不同的职能。比较性牌号清单必须标明其性质是比较性的，而非控制性的。

列出每一种报告的元素及其单位。质量百分数应写为 wt.% 或质量分数，不应留给读者自行推断。一个有用的表头可以是：“C，wt.% 最大值”“Mn，wt.%”“P，wt.% 最大值”“S，wt.% 最大值”“Cr，wt.%”“Ni，wt.%”“Mo，wt.%”以及“N，wt.% 最大值”。必须区分最大值、最小值、范围、残余元素和余量。“Fe—余量”并不意味着所有未列出的元素都可以不受限制地存在。

表格应标明与化学成分要求相对应的产品状态以及尺寸或厚度范围。有些标准对不同产品采用相同的熔炼分析，而另一些标准则区分熔炼分析与产品分析。编辑说明必须指出表中展示的是哪一种。如果某项标准仅允许某元素作为添加元素，或将其报告为残余元素，则该状态应标注在数值旁边。

不得将代表性比较值转化为规范限值。例如，Engineering ToolBox 使用碳、铬、锰、钼、镍、磷、硫和硅的代表性质量百分数对牌号进行比较。这样的表格可以展示大致的成分关系，但不能取代 ASTM、EN、JIS、SAE 或其他产品标准中的控制限值。《Handbook of Comparative World Steel Standards》同样将不同牌号体系中的比较性化学成分表与力学性能表分开；这种区分应予保留。

因此，一条化学成分表记录需要包含以下字段：牌号；产品形态；主管标准；版本或修订版；熔炼分析或产品分析；化学元素；数值；单位；限值类型；状态；尺寸或厚度范围；允许的添加元素或残余元素状态；以及来源链接。如果某个数值属于编辑性比较，应标注为“代表性”，而不是“规定值”。

力学性能表的必备字段

力学性能所需的背景信息多于化学成分。表格必须说明每个数值是“规定值”还是“典型值”：前者表示标准要求，后者表示观测到的或已发表的代表性数值。规定的最低屈服强度不能与典型屈服强度互换，二者也都不会自动等同于设计承载力。

必须精确定义性能指标。“强度”过于笼统。应使用屈服强度、规定塑性延伸强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率、硬度、冲击能、疲劳强度或断裂韧度，并在有帮助时注明相关符号：$R_e$、$R_{p0.2}$、$R_m$ 或 $A$。应说明伸长率是在 50 mm、80 mm 还是其他标距上测得。应注明硬度标尺——HBW、HRC、HV——不得在没有来源的情况下将不同标尺合并为一个排名。

产品形态和主管标准仍然是必填信息。ASTM A36 钢板表不能在未说明的情况下套用于 ASTM A36 钢棒；EN 10025-2 S355JR 的数值也不能自动视为 S355J2 的数值。应包括交货状态，例如轧制态、正火态、正火轧制态、淬火和回火态、退火态、固溶退火态或冷加工态。热处理可能改变强度和延性，而名义牌号保持不变。

记录与要求相对应的尺寸或厚度区间。结构钢的屈服强度通常会随厚度变化，这也是为什么在 S235、S275、S355、S420、S450 或 S460 旁边只列出一个数值可能造成误导。Eurocode 3 的材料性能表根据 EN 1993-1-1 第 3.2.6 节确定设计性能；这些数值属于设计框架，而不是适用于所有钢厂质保证书的通用数值。

试验方向必须明确：纵向、横向、短横向、厚度方向或未规定。还应添加试验方法及其版本，例如用于拉伸试验的 ASTM E8/E8M、用于夏比冲击试验的 ASTM E23、用于洛氏硬度试验的 ASTM E18，或适用的 EN 方法。当来源对此有规定时，还应包括试样取向、试验温度和取样位置。−20 °C 下的夏比冲击值不能与未注明条件的室温冲击值进行比较。

应将力学数据与物理性能分开。Nickel Institute 将化学成分、力学性能、物理性能和规范分别作为不同的数据类别。这样的安排可以防止密度、弹性模量、热膨胀、电阻率和热导率被误认为强度要求。设计值应单独设置第四张表。设计值取决于主管设计标准、安全格式、环境作用假设、屈曲规则，有时还取决于温度。

一条力学性能记录应包含：牌号；产品形态；标准及版本；状态；尺寸或厚度；性能定义；数值及单位；规定值或典型值状态；试验方向；试验温度；试验方法及版本；试样详情；以及来源链接。凡数值经过换算、平均、四舍五入或取自二手来源，均应添加明确的说明。

引用、修订与可追溯性规范

每一行或每个紧密相关的数据块都应链接至其具体来源，而不只是引用主页。记录文件标题、条款或表格编号、版本、访问日期，以及页码或章节定位信息。Wiki 编辑人员应能够将“S355，355 MPa”追溯到产生该数值的确切厚度区间和条款。

保持修订历史的可见性。当 ASTM、EN、JIS、SAE 或某个组织的手册发生变化时，应保留带有相应版本的旧数值，而不是在没有说明的情况下直接覆盖。应标明来源是现行、已被替代、信息性来源，还是二次转载。以 SSINA 的奥氏体不锈钢表为例，该表为 ASTM 产品规范所涵盖的牌号提供质量百分数化学成分和规定的力学性能；但表格仍应明确每一项由哪一份 ASTM 规范进行控制。

不得仅根据化学成分推断强度。ASM International 指出，碳钢和合金钢的性能由成分、加工过程和显微组织的综合作用决定。在一种热处理条件下，较高的碳含量可能提高硬度，同时降低焊接性或冲击韧性；铬和镍的作用同样取决于相平衡和加工历史。

可重复使用的编辑与工程模板如下：

牌号 | 产品形态 | 主管标准及版本 | 状态 | 尺寸或厚度范围 | 化学成分或性能类别 | 元素或定义的性能 | 数值及单位 | 限值类型或规定值/典型值状态 | 试验方向 | 试验方法及版本 | 温度或试样状态 | 来源、条款及修订说明。

分别发布化学成分、力学性能、物理性能和设计值表。在每张表旁边放置来源链接和明确的说明，并将所有跨标准比较标注为非控制性比较，除非所引用的标准明确规定其具有控制作用。

参考文献

1. [1]ASTM International. Standard Practice for Steel Bars, Selection Guide, Composition, and Mechanical Properties. ASTM standard. https://store.astm.org/a0400-69r12.html
2. [2]ASM International. Mechanical Properties of Carbon and Alloy Steels. ASM Metals Handbook. https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/49/chapter-abstract/613530/Mechanical-Properties-of-Carbon-and-Alloy-Steels
3. [3]American Institute of Steel Construction. General Content and Format of ASTM Standard Specifications for Steel Products. AISC Engineering FAQ. https://www.aisc.org/aisc/solutions-center/engineering-faqs/10-general-content-and-format-of-astm-standard-specifications-for-steel-products/
4. [4]Specialty Steel Industry of North America. Composition and Properties. SSINA technical resources. https://www.ssina.com/education/technical-resources/composition-properties/
5. [5]Nickel Institute. Properties of Some Metals and Alloys. Nickel Institute technical guide. https://nickelinstitute.org/en/resources/technical-guides/properties-of-some-metals-and-alloys-297/