如何转换 ASTM 钢种

为海外制造指定钢材

在海外制造时，北美设计师可能需要驾驭口语的差异。工程规范也是一种语言，世界上每个国家对材料和工艺的标准规范都有不同的定义。对于新设计师来说，钢种可能看起来很简单，其中 316 不锈钢是一种材料，铸铁是另一种材料，但这些金属类别中的每一种都存在差异。关于人们从其他司法管辖区接收劣质钢材的谣言比比皆是。这让一些设计师想知道其他国家的官方标准中是否存在某些内在因素会导致这些投诉。

国际标准不翻译，金属对金属，文字可能翻译的方式。从一种标准转换为另一种标准时，几乎不可能为给定类型的金属找到相同的成分。问题变成了：你能找到一个等价物吗？这可能会造成混淆，因为每个命名的金属等级都有自己的化学和生产指南。

对于没有材料背景的人来说，这些差异会使购买外国制造的金属看起来很可疑，就像订购劣质仿冒品一样。但是，各个国家/地区的钢材质量都一样好。了解什么是钢铁标准或规范可以帮助北美企业驾驭海外生产。

钢种说明

金属合金是不同比例元素的混合物。标准包括合金的化学成分或“配方”，记录了应该将哪些不同元素熔化到其中。还可以对熔化温度、冷却和处理给出具体说明。

已发布的标准还记录了特定金属的机械性能。如果制造得当，金属不仅应该有正确的化学分析，而且在机械测试中也应该在正确的范围内进行。

钢含有铁和碳。每个等级钢的标准规定了每种元素的重量比例，以及与它们形成合金的任何其他元素。这些添加可能会产生不同的特性：例如，铬存在于不锈钢中以帮助防止生锈。

在大多数消费金属标准中，每种元素的比例都给出了可接受的范围，而不是一个精确的数字。例如，ASTM 1050 级钢之所以如此命名，是因为它的碳含量约为 0.50%（按重量计）。但是，ASTM 1050 标准中的碳百分比公差为 0.48-0.55%。类似的日本规范将碳含量设定在 0.47-0.53% 之间，并允许使用硅和其他微量元素，而 ASTM 标准则不允许。

钢规格通常提供碳、锰、硅、磷、硫、铬、镍和钼的范围，并且没有为每种元素设置相同的范围。正是由于这个原因，来自不同组织的钢材标准并不精确匹配：公差只是重叠。如果一种钢规定的硫含量低于 0.007%，而另一种钢规定的硫含量最高为 0.040%，它们是不同的钢吗？在许多情况下，微小的变化并不重要，但可能与金属的预期用途有关。

改变金属行为的不仅仅是化学，还有加工。金属是结晶的，在冷却时会形成晶粒微结构。化学、熔化、冷却和热处理都可以改变金属的晶粒。这直接影响抗拉强度、硬度和脆性。因此，钢的规格还可能包括产生特定微观结构所需的生产步骤，包括马氏体、奥氏体或铁素体晶粒。

在一个标准和另一个标准之间进行替换时，熟练的冶金学家或工程师将根据机械性能评估可比较的等级。工程师考虑最终产品需要做什么，以及在什么条件下。利用他们对化学的理解、预期的工作负荷以及对产品工作条件的了解，他们可以在任何标准中找到符合产品要求的钢材。所有公认的钢铁标准通常都具有同等的严格性，这使得这种翻译成为可能。

劣质外来金属的来源与公布的标准没有区别。

标准组织指南

有许多标准组织制定了制造规范。

在大多数国家/地区，当金属制造组织聚集在一起为其行业成员创建和分发“食谱书”时，金属标准就开始了。

随着工业革命的推进，这种标准化似乎对行业产生了如此大的好处，以至于将不同相关组织联系在一起的伞形标准组织开始涌现。

例如，美国钢铁协会 (AISI) 规定了许多钢种；他们是美国最早的钢铁标准化制造组织。他们的专业知识以及其他对钢铁生产和使用感兴趣的机构被用来创建美国测试和材料标准 (ASTM)，这是一个更通用的标准组织，为许多相关制造领域的生产和测试创建文件。 ASTM 不仅规定了钢材，还规定了其他材料（金属、塑料、油漆）以及各种测试程序——从测量涂层的重量到测试护柱对车辆攻击的防护能力。

还有一些顶级组织不制定自己的标准，而是组织其他机构，并认可那些发布完整和严格标准文件的机构。 ANSI 或美国国家标准认可 41 个与 ASTM 类似的专业组织。其中包括从纺织品调色师到树木护理行业的一系列人员。

ISO，即国际标准化组织，是一个国际标准化机构，它利用来自每个国家的成员机构的专业知识。 ANSI 是 ISO 的美国成员机构。

驾驭这种标准层次似乎是不可能的，但由于之前有很多人这样做过，因此已知可比较的金属是最常用的合金。

指定钢材的标准组织样本

这份标准组织列表并不完整，而是被选中以反映世界各地标准化的复杂性和变化，并展示金属工程师在指定产品时可能遇到的标准。

国际

• ISO：国际标准化组织
  • 看起来“ISO”是一个错误的首字母缩写词——不应该是“IOS”吗？不; ISO 并不意味着是首字母缩略词。前缀“iso”来自希腊语，意思是“平等”。 ISO 是一个由各国顶级标准组织组成的全球网络。 ISO 提供独立于全球成员组织但由其提供信息的金属标准。
• ASTM International：美国测试和材料标准
  • ASTM 最初是一个美国标准组织，但现在在 140 个参与国家/地区拥有 12,000 个标准。 ASTM 整合了由行业主导的小型标准组织的标准（请参阅下面的 AISI 和 ASME。）

美洲

• AISI：美国钢铁协会
  • 成立于 1855 年的美国钢铁协会“采取适当措施促进其所有分支机构的贸易利益”，是最早为各种钢铁产品线提供北美标准的公司之一。
• ASME：美国机械工程师协会
  • 机械工程师于 1880 年创立了该组织。1905 年，一次锅炉爆炸导致 ASME 开始寻求制定标准，以保护和防止类似悲剧再次上演。钢材标准对于 ASME 来说很重要，因为材料特性决定了安全工作负载。
• ANSI：美国国家标准协会
  • ANSI 是在美国提供监督的顶级伞形组织，是 ISO 的美国成员机构。它成立于 1918 年，负责管理美国产品、服务、流程、系统和人员的自愿共识标准。
• CSA 集团：加拿大标准协会
  • 加拿大标准协会指定了加拿大的钢材。它成立于 1919 年，当时工业界发现无法轻松沟通，使加拿大公司难以对战争做出足够迅速的反应。标准化工业流程使工业以前所未有的方式合并生产成为可能。 CSA 在工业层面工作，但有一个更高的机构，即 SCC 或加拿大标准委员会，它与 ANSI 相当。在加拿大，它是一家公共公司，而不是私人公司。
• DGN：Dirección General de Normas
  • 该标准组织是 ISO 的墨西哥成员机构。它是一个政府机构，而不是一个自愿机构，负责制定标准并行使多个政府部门的权力和法规。

欧洲

欧洲有三个伞形机构：CEN、CENELEC 和 ETSI。在钢材规格中，比较常见的是：

• DIN:Deutsches Institut für Normung
  • DIN 于 1917 年首次作为行业标准组织成立，在 1920 年代被改组为主要标准组织。这是德国的 ISO 成员机构。
• BSI 集团：英国标准协会
  • BSI 是世界上第一个国家标准机构，成立于 1901 年。其最早的规范之一是用于电车轨道的钢材，以确保安全性和耐用性。它是 ISO 的创始人之一，也是该组织的英国成员机构。

亚洲

• JISC：日本工业标准委员会
  • JISC 是 ISO 的日本成员机构，负责维护 JIS 或日本工业标准，该标准是在二战期间为简化材料输出而制定的。 1949 年颁布的法律为 JIS 奠定了法律基础。
• 国标：国标
  • 中国标准化管理委员会 (SAC) 是 ISO 的成员机构。它发布的标准被称为国标或国标标准。这些是在中国进行产品测试和认证的基础。

在实践中指定

在所有这些规格中，常用合金通常都有明确的替代品。前面提到的 ASTM 1050 钢可能会替代 GB#50 或 JIS S 50 C。对于每种规格，化学成分都有细微的差异。了解应用的工程师可以建议这些差异是否会成为最终产品的问题。

在大多数情况下，真正改变的不是金属，而是文书工作。即使标准略有不同，最后出来的材料也几乎是一样的。在这种情况下，指定金属有点像混合油漆颜色，其中将测量的颜料添加量添加到基础油漆中。两种几乎相同的颜色将被不同的制造商称为不同的名称，并且会有不同的颜料余量。此外，每批混合的油漆可能与上一批略有不同。不过，专家们知道制造商之间可以进行哪些替代，霓虹绿永远不会被误认为是红宝石。

同样，冶金学家会知道“足够接近”是什么意思。在设计产品时，工程师将包括一个安全因素。这意味着他们对产品进行了过度设计，以使材料能够承受比其额定值更大的力（当人类生命受到威胁时，典型的安全系数是五倍）。这个安全系数通常至少比标准之间存在的机械性能的微小变化大一个数量级，因此这些变化不会成为设计问题。

军事和航空航天应用中的例外情况，其中的差异容限要小得多。即使是机械性能的轻微变化也可能造成灾难。对于这些情况，必须始终严格执行相同的标准。

买家当心——在任何司法管辖区

文书工作很容易做到。标准并没有那么不同，也没有那么邋遢，以至于成为了有关外国钢铁的谣言的原因。

最重要的是工厂内部的质量控制。好的钢应该没有夹杂物，始终如一，并且具有非常轻微且主要是表面缺陷。在铸造过程中，有很多地方可能会严重影响到指定钢种：进料、炉龄和维护、加热时间、除渣、铸型工艺以及浇注过程中的注意事项。为产品的成功做出贡献。

如果制造不仔细，任何规格的劣钢都可以生产出来。

完成文书工作并不像确保制造商以应有的谨慎和关注来生产质量那么重要。这是来自其他司法管辖区的钢铁名声不好的原因之一。从远方订购时，不参观工厂可能意味着错过那些表明制造商工作马虎的线索。如果制造商遍布世界各地而不是街区，那就更难评估了。

然而，商务旅行使世界变得比以前小得多。供应链上的关系和监督在全球经济中与在本地经济中一样重要。与人会面并了解他们是谁，检查他们在业务中的价值，在寻找合适的供应商时会产生重大影响。两端的质量保证很重要，以监控生产运行过程中可能发生的差异。

与商业中的许多事情一样，问题在于人。标准和自动化很重要，但它们不能代替良好的判断力和对卓越的承诺。归根结底，钢铁的质量是制造过程中细心呵护的产物，无论它是在哪个司法管辖区制造的。

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