鋼材知識10001

1、鋼材分類線材 ：普線 高線 螺紋鋼型材 ：工字鋼 H 型鋼 六角鋼 碳工鋼 矩型管 板材 ：中厚板 花紋板槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 彈簧鋼容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片 彩涂板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼 管材 ： 焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無縫管螺旋管 熱軋無縫金屬材料 ：生鐵 馬口鐵 鋁 鉛 黃銅 錫 鋅 一、黑色金屬、鋼和有色金屬 在介紹鋼的分類之前先簡單介紹一下黑色金屬、鋼

2、與有色金屬的基本概念。1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為 基礎，以碳為主要添加元素的合金，統稱為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品，主要用來煉鋼和制造鑄件。 把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件， 這種鑄鐵叫鑄鐵件。鐵合金是由鐵與硅、 錳、鉻、 鈦等元素組成的合金， 鐵合金是煉鋼的原料之一， 在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。2 、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、 連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼 屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色

3、金屬。3 、有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、 鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業(yè)上還采用鉻、鎳、錳、鉬、 鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能，其中鎢、鈦、 鉬等多用以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱為工業(yè)用金屬，此外還有 貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的鈾、鐳等。二、鋼的分類鋼是含碳量在 0.04%-2.3% 之間的鐵碳合金。 為了保證其韌性和塑性， 含碳量 般不超過 1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：1 、按品質分類 普通鋼(

4、P 0.045%, S 0.050%)優(yōu)質鋼(P、S均w 0.035%)(3) 高級優(yōu)質鋼(PW 0.035%, S 510% c.高合金鋼(合金元素總含量10%)。3 、按成形方法分類： (1) 鍛鋼； (2) 鑄鋼； (3) 熱軋鋼； (4) 冷拉鋼。4 、按金相組織分類(1) 退火狀態(tài)的 a. 亞共析鋼(鐵素體 +珠光體) b. 共析鋼(珠光體) c. 過共析 鋼(珠光體 +滲碳體) d. 萊氏體鋼(珠光體 +滲體)。(2) 正火狀態(tài)的： a. 珠光體鋼； b. 貝氏體鋼； c. 馬氏體鋼； d. 奧氏體鋼。(3) 無相變或部分發(fā)生相變的5 、按用途分類(1) 建筑及工程用鋼：a.普通碳

5、素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。(2) 結構鋼a. 機械制造用鋼： (a) 調質結構鋼； (b) 表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面 淬火用鋼； (c) 易切結構鋼； (d) 冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b. 彈簧鋼c. 軸承鋼(3) 工具鋼： a. 碳素工具鋼； b. 合金工具鋼； c. 高速工具鋼。(4) 特殊性能鋼： a. 不銹耐酸鋼 b. 耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼 c. 電熱合金鋼； d. 耐磨鋼； e. 低溫用鋼； f. 電工用鋼(5) 專業(yè)用鋼如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。6 、綜合分類(1) 普通鋼a. 碳素結構鋼

6、： (a) Q195 ；(b) Q215(A 、B)；(c) Q235(A 、 B、 C)； (d) Q255(A 、B)； (e) Q275 。b. 低合金結構鋼c. 特定用途的普通結構鋼(2) 優(yōu)質鋼(包括高級優(yōu)質鋼)a. 結構鋼： (a) 優(yōu)質碳素結構鋼； (b) 合金結構鋼； (c) 彈簧鋼； (d) 易切鋼； (e) 軸承鋼； (f) 特定用途優(yōu)質結構鋼。b. 工具鋼： (a) 碳素工具鋼； (b) 合金工具鋼； (c) 高速工具鋼。c. 特殊性能鋼： (a) 不銹耐酸鋼； (b) 耐熱鋼； (c) 電熱合金鋼； (d) 電工用鋼； (e) 高錳 耐磨鋼。7、按冶煉方法分類(1)按爐

7、種分a. 平爐鋼：(a) 酸性平爐鋼；(b) 堿性平爐鋼。b. 轉爐鋼：(a) 酸性轉爐鋼；(b) 堿性轉爐鋼?；?(a) 底吹轉爐鋼； (b) 側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。)c. 電爐鋼：(a) 電弧爐鋼；(b) 電渣爐鋼； (c) 感應爐鋼； (d) 真空自耗爐鋼； (e)電子束爐鋼。(2)按脫氧程度和澆注制度分a;沸騰鋼；b半鎮(zhèn)靜鋼；c.鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。鋼材按外形可分為 型材、板材 、管材、金屬制品四大類。為便于采購、訂貨和管理，我國目前將鋼材分為十六大品種：鋼材按外形可分為 型材 、板材、管材、金屬制品四大類。為便于采購、訂貨和管理，我國目前將鋼材分為十六大品種：類另V品種說

8、明型材重軌每米重量大于30千克的鋼軌（包括起重機軌）輕軌每米重量小于或等于30千克的鋼軌大型型鋼普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等 邊和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型。中型型鋼小型型鋼線材直徑5-10毫米的圓鋼和盤條冷彎型鋼將鋼材或鋼帶冷彎成型制成的型鋼優(yōu)質型材優(yōu)質鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等其它鋼材包括重軌配件、車軸坯、輪箍等板材薄鋼板厚度等于和小于4毫米的鋼板厚鋼板厚度大于4毫米的鋼板。可分為中板（厚度大于 4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm ）、特厚板（厚度大于 60mm）鋼帶也叫帶鋼，頭際上是長而窄并成卷供應的溥鋼板電工硅鋼薄板也叫

9、硅鋼片或矽鋼片管材無縫鋼管用熱軋、熱軋一一冷拔或擠壓等方法生產的管壁無接縫的鋼管焊接鋼管將鋼板或鋼帶卷曲成型，然后焊接制成的鋼管金屬制品金屬制品包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等、我國鋼號表示方法概述鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言我國的鋼號表示方法，根據國家標準鋼鐵產品牌號表示方法（GB221-79）中規(guī)定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數 字相結合的方法表示。即:鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如Si,M n,Cr等?；旌舷⊥猎赜谩癛E （或“ Xt”）表示。 產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示，見表。 鋼中

10、主要化學元素含量（ %采用阿拉伯數字表示。二、我國鋼號表示方法的分類說明1碳素結構鋼 由Q+數字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“ Q，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（b s）為235 MPa的碳素結構鋼。 必要時鋼號后面可標岀表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如 Q235-AF 表示 A 級沸騰鋼。 專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但 在鋼號最后

11、附加表示用途的字母。2優(yōu)質碳素結構鋼 鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為 0.45%的鋼，鋼號為“ 45”，它不是順序號，所以不能讀成45 號鋼。 錳含量較高的優(yōu)質碳素結構鋼，應將錳元素標岀，例如50Mno 沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標岀，例如平均碳含量為 0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為 10b。3 碳素工具鋼 鋼號冠以“ T”，以免與其他鋼類相混。 鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為 0.8%。 錳含量較高者，在鋼號最后標岀“ MS，例如“ T8Mn。 高級優(yōu)質碳素工具鋼的

12、磷、硫含量，比一般優(yōu)質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“ T8MnA4易切削鋼 鋼號冠以“ Y,以區(qū)別于優(yōu)質碳素結構鋼。 字母“Y后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3% 的易切削鋼，其鋼號為“ Y30”。 錳含量較高者，亦在鋼號后標岀“ Mr”，例如“ 丫40MA。5合金結構鋼 鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。 鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量v1.5%時，鋼號中一般只標岀元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數字“1”，例如

13、鋼號“12CrMoV和“ 12Cr1MoV，前者鉻含量為040.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量 1.5%、2.5%、3.5%時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4等。例如 18Cr2Ni4WA。 鋼中的釩 V鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土 RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標岀。例如20MnVB鋼中。釩為 0.07-0.12% ，硼為 0.001-0.005% 。 高級優(yōu)質鋼應在鋼號最后加“ A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質鋼。 專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的 30CrMrSi 鋼，鋼號表

14、示為 ML30CrMrSi。6 低合金高強度鋼 鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。 對專業(yè)用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。 例如 16Mr 鋼，用于橋梁的專用鋼種為“ 16Mnq，汽車大梁的專用鋼種為“ 16MnL，壓力容器的專用鋼種為“ 16MnR。7彈簧鋼彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上 與優(yōu)質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結鋼相同。8 滾動軸承鋼 鋼號冠以字母“ G，表示滾動軸承鋼類。 高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標岀，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。9合金工具鋼和高速工具鋼 合金

15、工具鋼鋼號的平均碳含量1.0%時，不標岀碳含量；當平均碳含量v1.0%時，以千分之幾表示。例如 Cr12、CrWMn、 9SiCr 、3Cr2W8V。 鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。 高速工具鋼的鋼號一般不標岀碳含量，只標岀各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“ W18Cr4V。鋼號冠以字母“ C者，表示其碳含量高于未冠“ C 的通用鋼號。10不銹鋼和耐熱鋼 鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“ 2Cr

16、13”鋼的平均碳含量為0.2%;若鋼中含碳量W 0.03%或W 0.08%者 ,鋼號前分別冠以“00”及“ 0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2 、0Cr18 Ni9 等。 對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮等則按上述合金結構鋼 對微合金元素的表示方法標岀。11焊條鋼它的鋼號前冠以字母“ H，以區(qū)別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“ H2CM3，可以區(qū)別于不 銹鋼“ 2Cr13”。12電工用硅鋼 鋼號由字母和數字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。 字母之后的數字表示鐵損值（W/kg ）的100倍。 鋼號尾部加字

17、母“ G者，表示在高頻率下檢驗的；未加“ G者，表示在頻率為50周波下檢驗的。例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為 4.7W/kg13電工用純鐵 它的牌號由字母“ DT”和數字組成，“ DT”表示電工用純鐵，數字表示不同牌號的順 序號，例如 DT3。 在數字后面所加的字母表示電磁性能：A高級、E特級、超級，例如 DT8A一、共析鋼、亞共析鋼、過共析鋼1. 共析鋼碳溶解在鐵的晶格中形成固溶體，碳溶解到a 鐵中的固溶體叫鐵素體，溶解到Y 鐵中的固溶體叫奧氏體。鐵素體與奧氏體都具有良好的塑性。當鐵碳合金中的碳不能全部溶入鐵素體或奧氏體中時，剩余岀來的碳將

18、與鐵形成化合物碳化鐵（Fe3C）這種化合物的晶體組織叫滲碳體，它的硬度極高，塑性幾乎為零。從反映鋼的組織結構與鋼的含碳量和鋼的溫度之間關系的鐵碳平衡狀態(tài)圖上可見，當碳 的含量正好等于 0.77%時，即相當于合金中滲碳體（碳化鐵）約占 12%，鐵素體約占 88%時，該 合金的相變是在恒溫下實現的。 即在這種特定比例下的滲碳體和鐵素體， 在發(fā)生相變時， 如果消 失兩者同時消失（加熱時），如果岀現則兩者又同時岀現，在這一點上這種組織與純金屬的相變類似。 基于這個原因， 人們就把這種由特定比例構成的兩相組織當作一種組織來看待，并且命名為珠光體， 這種鋼就叫做共析鋼。 即含碳量正好是 0.77%的鋼就叫

19、做共析鋼， 它的組織是珠光體。2. 亞共析鋼常用的結構鋼含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于 0.77%，所以組織中的滲碳體量也少于 12%，于是鐵素體除去一部分要與滲碳體形成珠光體外，還會有多余的岀現，所以這種鋼 的組織是鐵素體 +珠光體。碳含量越少，鋼組織中珠光體比例也越小，鋼的強度也越低，但塑性 越好，這類鋼統稱為亞共析鋼。3. 過共析鋼工具用鋼的含碳量往往超過 0.77%，這種鋼組織中滲碳體的比例超過12%，所以除與鐵素體形成珠光體外，還有多余的滲碳體，于是這類鋼的組織是珠光體+滲碳體。這類鋼統稱為過共析鋼。二、有關鋼材機械性能的名詞1. 屈服點（T S）鋼材或試樣在拉伸時，當應力

20、超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續(xù) 發(fā)生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。設 Ps 為屈服點 s 處的外力， Fo 為試樣斷面積，則屈服點(T s =Ps/Fo(MPa) , MPa稱為兆帕等于 N （牛頓）/mm2,（ MPa=106Pa Pa：帕斯卡=N/m2）2. 屈服強度（T 0.2 ）有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規(guī) 定產生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力，稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度（T 0.2。3. 抗拉強度（T b） 材料在拉伸過程中，從開始到發(fā)生斷裂

21、時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。設 Pb 為材料被拉斷前達到的最大拉力， Fo 為試樣截面面積，則抗拉強度 T b= Pb/Fo（ MPa）。4. 伸長率（S s）材料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。5. 屈強比（ T s/ T b） 鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為 0.6-0.65 ,低合金結構鋼為 0.65-0.75 合金結構鋼為 0.84-0.86 。6. 硬度硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性

22、能指標之一。一般 硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。 布氏硬度（ HB）以一定的載荷（一般3000kg）把一定大?。ㄖ睆揭话銥?0mm的淬硬鋼球壓入材料表面， 保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB，單位為公斤力/mm2（N/mm2）。洛氏硬度（HR當HB450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求

23、得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質合金等）HRB是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。HRC是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）維氏硬度（HV以 120kg 以內的載荷和頂角為 136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕 凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）三、有關鋼的熱處理的名詞1. 鋼的退火將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼 加熱到發(fā)生相變或部分相變的溫度， 經過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。 退火的目的， 是為了消 除組織缺

24、陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學性能，減少殘余應力；同時可降低硬度， 提高塑性和韌性， 改善切削加工性能。 所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組 織缺陷和內應力，又為后續(xù)工序作好準備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預先熱處理。2. 鋼的正火正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷 卻的熱處理方法。 它能消除過共析鋼的網狀滲碳體， 對于亞共析鋼正火可細化晶格， 提高綜合力 學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。3. 鋼的淬火淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟 然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻， 而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。 淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶 液等。4. 鋼的回火將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火 產生的內應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學性能。 回火分高溫回火、 中溫回火和低溫回 火三類?；鼗鸲嗯c淬火、正火配合使用。調質處理：