鋼鐵材料基礎知識

鋼鐵材料基礎知識第1頁，共36頁。鋼鐵材料基礎知識2.鋼鐵產(chǎn)品牌號的表示方法3.鋼材的機械性能4.鋼鐵材料的熱處理5.合金元素對鋼的性能影響7.鋼材有關術語1.鋼鐵材料的分類6.鋼材理論重量的計算方法8.鋼材的保管第2頁，共36頁。1.鋼鐵材料的分類1.1生鐵的分類

鋼鐵材料通常是指鐵碳合金，按含碳量的大小分類，含碳量(質(zhì)量分數(shù))大于2％的為生鐵，小于2％的為鋼。含碳量(質(zhì)量分數(shù))小于0．04％的為工業(yè)純鐵。按用途可將生鐵分為：煉鋼用生鐵和鑄造用生鐵；按化學成分可將生鐵分為：普通生鐵和特種生鐵（包括天然合金生鐵和鐵合金）。生鐵的牌號

生鐵按含硅量不同劃分牌號，以阿拉伯數(shù)字表示平均含硅量的千分數(shù)。

每個牌號按含錳量不同劃分為組，每個牌號按含磷量不同劃分為級，每個牌號按含硫

量不同劃分為類，組、級、類序號越大，有關元素含量越多。例如：L04表示Si含量：≤0.45％L08表示Si含量：0.45～0.85％L10表示Si含量：0.85～1.25％第3頁，共36頁。碳的含量超過2%（一般是2.5～3.5％）的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵一般用鑄造生鐵經(jīng)沖天爐等設備重熔，用于澆注機械零件。按斷口顏色一般可以把鑄鐵分為：灰鑄鐵、白口鑄鐵和麻口鑄鐵。按化學成分一般可以把鑄鐵分為：普通鑄鐵和合金鑄鐵。按生產(chǎn)工藝和組織性能可以把鑄鐵分為：普通灰鑄鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵。1.2鑄鐵的分類第4頁，共36頁。分類方法分類名稱說

明1．按斷口顏色分(1)灰鑄鐵這種鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在，其斷口呈暗灰色，有一定的力學性能和良好的被切削性能，普遍應用于工業(yè)中。(2)白口鑄鐵白口鑄鐵是組織中完全沒有或幾乎完全沒有石墨的一種鐵碳合金，其斷口呈白亮色，硬而脆，不能進行切削加工，很少在工業(yè)上直接用來制作機械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又稱激冷鑄鐵或冷硬鑄鐵。(3)麻口鑄鐵麻口鑄鐵是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵，其斷口呈灰白相間的麻點狀，性能不好，極少應用。2．按化學成分分(1)普通鑄鐵是指不含任何合金元素的鑄鐵，如灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等。(2)合金鑄鐵是在普通鑄鐵內(nèi)加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一種高級鑄鐵。如各種耐蝕、耐熱、耐磨的特殊性能鑄鐵。3．按生產(chǎn)方法和組織性能分(1)普通灰鑄鐵參見“灰鑄鐵”。(2)孕育鑄鐵這是在灰鑄鐵基礎上，采用“變質(zhì)處理”而成，又稱變質(zhì)鑄鐵。其強度、塑性和韌性均比一般灰鑄鐵好得多，組織也較均勻。主要用于制造力學性能要求較高，而截面尺寸變化較大的大型鑄件。(3)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火而成，比灰鑄鐵具有較高的韌性，又稱韌性鑄鐵。它并不可以鍛造，常用來制造承受沖擊載荷的鑄件。(4)球墨鑄鐵簡稱球鐵。它是通過在澆鑄前往鐵液中加入一定量的球化劑和墨化劑，以促進呈球狀石墨結晶而獲得的。它和鋼相比，除塑性、韌性稍低外，其他性能均接近，是兼有鋼和鑄鐵優(yōu)點的優(yōu)良材料，在機械工程上應用廣泛。(5)特殊性能鑄鐵這是一種有某些特性的鑄鐵，根據(jù)用途的不同，可分為耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。大都屬于合金鑄鐵，在機械制造上應用較廣泛。第5頁，共36頁。1.3鋼分類1.按化學成分分類：

碳素鋼(碳鋼)：含碳量約0.05%～1.35%合金鋼：特意加入了合金元素1.1碳素鋼分類高碳鋼：含碳量>0.6%中碳鋼：含碳量0.25%～0．6%低碳鋼：含碳量<0.25%1.2合金鋼分類低合金鋼：合金元素總含量<5%中合金鋼：合金元素總含量5%～10%高合金鋼：合金元素總含量>10%1.3新國標GB/T13304－1991按化學成分分類為：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼2．按冶煉方法分類：轉爐鋼、平爐鋼、電爐鋼、電渣鋼3．脫氧程度分類：鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼4．按鋼的品質(zhì)分類普通鋼P≤0.045%S≤0.05%優(yōu)質(zhì)鋼P≤0.035%S≤0.035%高級優(yōu)質(zhì)鋼P≤0.025%S≤0.025%特級優(yōu)質(zhì)鋼P≤0.025%S≤0.015%5．用途分類結構鋼建筑用鋼和機械用鋼工具鋼制造各種工具，如刀具、量具、模具等用鋼特殊性能鋼具有特殊的物理、化學性能的鋼第6頁，共36頁。非合金鋼、低合金鋼和合金鋼合金元素規(guī)定含量界限值

按化學成份合金元素合金元素規(guī)定含量(質(zhì)量分數(shù))界限值(％)非合金鋼低合金鋼合金鋼A1<O．10—≥O．10B<0．0005—≥0．O005Bi<O．10—≥O．10Cr<O．30O．30～<O．50≥O．50Co<0.10—≥O．10Cu<O．10O．10～<O．50≥0.50Mn<1．001．00～<1.40≥1.4Mo<O．050.05～<0.10≥O．10Ni<O．300.30～<0.50≥O．50Nb<0.020.02～<0.06≥O．06Pb(O．40—≥0.40Se<O．10—≥0.10Si<O．50O．50～<0.90≥O．90Te<O．10—≥O．10Tj<O．05O．05～<O．15≥O．13W<O．10—≥0.10V<0.04O．04～<O．12≥O．12Zr<0.050.05～<0.12≥0.12La系(每一種元素)<0.020.02～<0.05≥0.05其他規(guī)定元素(S、P、c、N除外)<0.05—≥0.05第7頁，共36頁。2.鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法1．碳素結構鋼

①由Q+數(shù)字+質(zhì)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(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（Rel）為235MPa的碳素結構鋼。

②必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)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。

③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，但在鋼號最后附加表示用途的字母。第8頁，共36頁。2．優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼

①鋼號開頭的兩位數(shù)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。

②錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，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

①鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。

②鋼號中的數(shù)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%。

③錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。

④高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“T8MnA”。2.鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法第9頁，共36頁。4．易切削鋼

①鋼號冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼。

②字母“Y”后的數(shù)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”。

③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。

5．合金結構鋼

①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。

②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＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，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(shù)字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，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。

③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，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。

④高級優(yōu)質(zhì)鋼應在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。

⑤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30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。

2.鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法第10頁，共36頁。6．低合金高強度鋼

①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。

②對專業(yè)用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。例如16Mn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(zhì)碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。

8．滾動軸承鋼

①鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。

②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，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。2.鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法第11頁，共36頁。9．合金工具鋼和高速工具鋼

①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②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(shù)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。

③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出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

①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②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出。2.鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法第12頁，共36頁。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“H2Cr13”，可以區(qū)別于不銹鋼“2Cr13”。

12．電工用硅鋼

①鋼號由字母和數(shù)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。

②字母之后的數(shù)字表示鐵損值（W/kg）的100倍。

③鋼號尾部加字母“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(chǎn)品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。

13．電工用純鐵

①它的牌號由字母“DT”和數(shù)字組成，“DT”表示電工用純鐵，數(shù)字表示不同牌號的順序號，例如DT3。

②在數(shù)字后面所加的字母表示電磁性能：A——高級、E——特級、C——超級，例如DT8A。2.鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法第13頁，共36頁。3.鋼材的機械性能

1.屈服點（Rel）

鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，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(xiàn)象為屈服，而產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應力值即為屈服點。

設Ps為屈服點s處的外力，F(xiàn)o為試樣斷面積，則屈服點Rel=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（Rp0.2）

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(chǎn)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Rp0.2。

3.抗拉強度（Rm）

材料在拉伸過程中，從開始到發(fā)生斷裂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，F(xiàn)o為試樣截面面積，則抗拉強度Rm=Pb/Fo（MPa）。

4.伸長率（A）

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。

第14頁，共36頁。

5.屈強比（Rel/Rm）

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。

⑴布氏硬度（HB）

以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）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)。

⑵洛氏硬度（HR）

當HB>450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(jù)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得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)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）。

⑶維氏硬度（HV）

以120kg以內(nèi)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）3.鋼材的機械性能第15頁，共36頁。4.鋼鐵材料的熱處理1.鋼的退火

將鋼加熱到一定溫度(Ac1以上或以下)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(jīng)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(nèi)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（Ac3(或Accm)以上３０～５０℃）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(wǎng)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(jīng)濟的。第16頁，共36頁。3.鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度（Ac1或Ac3線以上

）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(jīng)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(chǎn)生的內(nèi)應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學性能?；鼗鸱指邷鼗鼗?、中溫回火和低溫回火三類。回火多與淬火、正火配合使用。

⑴調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500-650℃之間進行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。

⑵時效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。

4.鋼鐵材料的熱處理第17頁，共36頁。5.鋼的表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬火在馬氏體組織，而心部沒有發(fā)生相變，這就實現(xiàn)了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。

⑵化學熱處理：是指將化學元素的原子，借助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。

滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生產(chǎn)中多采用氣體滲氮法。

氰化：又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。

滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產(chǎn)中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。

4.鋼鐵材料的熱處理第18頁，共36頁。5.合金元素對鋼的性能影響第19頁，共36頁。5.合金元素對鋼的性能影響元素名稱對性能主要影響Al主要作用為細化晶粒和脫氧，在滲氮鋼中能促成滲氮層，含量高時，能提高高溫抗氧化性，耐氣體的腐蝕作用，固溶強化作用大，提高耐熱合金的熱強性，有促使石墨化傾向B微量硼能提高鋼的淬透性，但隨鋼中碳含量增加，淬透性的提高逐漸減弱以至完全消失C含量增加，鋼的硬度和強度也提高，但塑性和韌性隨之下降Co有固溶強化作用，使鋼具有紅硬性，提高高溫性能、抗氧化和耐腐蝕性，為高溫合金及超硬高速鋼的重要合金元素，提高鋼的Ms點，降低鋼的淬透性Cr提高鋼的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳鋼的耐磨性，含量超過12％時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕作用，提高鋼的熱強性，是不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素，但含量高時易產(chǎn)生脆性Cu含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，如超過O．30％時，在熱變形加工時導致高溫銅脆現(xiàn)象，含量高于O．75％時，經(jīng)固溶處理和時效后可產(chǎn)生時效強化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2％一3％的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應力腐蝕的穩(wěn)定性第20頁，共36頁。5.合金元素對鋼的性能影響Mn降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善其力學性能，為低合金鋼的重要合金元素，能明顯提高鋼的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向Mo提高鋼的淬透性，含量0.5％時，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高熱強性和蠕變強度，含量2％～3％時，提高抗有機酸及還原性介質(zhì)腐蝕能力N有不明顯的固溶強化及提高淬透性的作用，提高蠕變強度，與鋼中其他元素化合，有沉淀硬化作用，表面滲氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蝕性，在低碳鋼中，殘余氮會導致時效脆性Nb固溶強化作用很明顯，提高鋼的淬透性(溶于奧氏體時)，增加回火穩(wěn)定性，有二次硬化作用，提高鋼的強度、沖擊韌性，當含量高時(大于碳含量的8倍)，使鋼具有良好的抗氫性能，并提高熱強鋼的高溫性能(蠕變強度等)Ni提高塑性及韌性，(提高低溫韌性更明顯)，改善耐蝕性能，與鉻、鉬聯(lián)合使用，提高熱強性，是熱強鋼及不銹耐酸鋼的主要合金元素之一RE包括鑭系元素及釔和鈧等17個元素，有脫氣、脫硫和消除其他有害雜質(zhì)作用，改善鋼的鑄態(tài)組織，O．2％的含量可提高抗氧化性、高溫強度及蠕變強度，增加耐蝕性第21頁，共36頁。5.合金元素對鋼的性能影響S改善切削性。產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，惡化鋼的質(zhì)量，硫含量高，對焊接性產(chǎn)生不好影響Si常用的脫氧劑，有固熔強化作用，提高電阻率，降低磁滯損耗，改善磁導率，提高淬透性，抗回火性，對改善綜合力學性能有利，提高彈性極限，增加自然條件下的耐蝕性。含量較高時，降低焊接性，且易導致冷脆。中碳鋼和高碳鋼易于在回火時產(chǎn)生石墨化Ti固溶強化作用強，但降低固溶體的韌性，固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性，但化合鈦卻降低鋼的淬透性。改善回火穩(wěn)定性，并有二次硬化作用，提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性，如蠕變和持久強度，且改善鋼的焊接性V固溶于奧氏體中可提高鋼的淬透性，但化合狀態(tài)存在的釩，會降低鋼的淬透性，增加鋼的回火穩(wěn)定性，并有很強的二次硬化作用，固溶于鐵素體中有極強的固溶強化作用。細化晶粒以提高低溫沖擊韌性，碳化釩是最硬耐磨性最好的金屬碳化物，明顯提高工具鋼的壽命，提高鋼的蠕變和持久強度，釩、碳含量比超過5.7時，可大大提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕的能力，但會稍微降低高溫抗氧化性Zr鋯在鋼中作用與鈮、鈦、釩相似，含量小時，有脫氧、凈化和細化晶粒的作用，提高鋼的低溫韌性，消除時效現(xiàn)象，提高鋼的沖壓性能第22頁，共36頁。6.鋼材的理論重量計算方法名稱單位計算公式計算舉例圓鋼盤條kg／mw=0.006165×d2式中，d為直徑(mm)直徑80mm的圓鋼，求每米質(zhì)量每米質(zhì)量=0.006165×802kg=39.46kg螺紋鋼kg／mW=0.00617×d2

式中，d為斷面直徑(mm)斷面直徑為12mm的螺紋鋼，求每米質(zhì)量每米質(zhì)量=0.00617x122kg=0.89kg方鋼kg／mW=0.00785×d2

式中，d為邊寬(MM)邊寬30mm的方鋼，求每米質(zhì)量每米質(zhì)量=O．00785×302kg=7.07kg扁鋼kg／mW=0.00785×d×b

式中，d為邊寬(mm)b為厚(mm)邊寬40mm、厚5mm的扁鋼，求每米質(zhì)量每米質(zhì)量=O．00785×40×5kg=1.57kg鋼管kg／mw=0.02466×S(D—S)式中，D為外徑，s為壁厚外徑60mm，壁厚4mm的無縫鋼管，求每米質(zhì)量每米質(zhì)量=0.02466×4×(60-4)kg：5.52kg第23頁，共36頁。1圓度圓形截面有軋材，如圓鋼和圓形鋼管的橫截面上，各個方向上的直徑不等

2形狀不正確軋材橫截面幾何形狀歪斜，凹凸不平。如六角鋼的六邊不等、角鋼頂角大、型鋼扭轉等

3厚薄不均鋼板（或鋼帶）各部位的厚度不一樣，有的兩邊厚而中間薄，有的邊部薄而中間厚，也有的頭尾差超過規(guī)定

4彎曲度軋件在長度或寬度方向不平直，呈曲線狀

5鐮刀彎鋼板（或鋼帶）的長度方向在水平面上向一邊彎曲

6瓢曲度鋼板（或鋼帶）在長度或寬度方向同時出現(xiàn)高低起伏的波浪現(xiàn)象，便其成為“瓢形”或“船形”

7扭轉條形軋件沿縱軸扭成螺旋狀

8脫方、脫矩方形、矩形截面的材料對邊不等或截面的對角線不等

9拉痕（劃道）呈直線溝狀，肉眼可見到溝底分布于鋼材的局部或全長

10裂紋一般呈直線狀，有時呈Y形，多與拔制方向一致，但也有其他方向，一般開口處為銳角

11重皮（結疤）表面呈舌狀或魚磷片的翹起薄片：一種是與鋼的本體相連結，并折合到表面上不易脫落；另一種是與鋼的本體沒有連結，但粘合到表面易于脫落

12折疊鋼材表面局部重疊，有明顯的折疊紋

13銹蝕表面生成的鐵銹，其顔色由杏黃色到黑紅色，除銹后，嚴重的有獵蝕麻點

14發(fā)紋表面發(fā)紋是深度甚淺，寬度極小的發(fā)狀細紋，一般沿軋制方向延伸形成細小紋路。

7.鋼材有關術語7.1鋼材的缺陷術語第24頁，共36頁。15分層鋼材截面上有局部的明顯的金屬結構分離，嚴重時則分成2-3層，層與層之間有肉眼可見的夾雜物

16氣泡表面無規(guī)律地分布呈圓形的大大小小的凸包，其外圓比較圓滑，大部是鼓起的，也有的不鼓起而經(jīng)酸洗平整后表面發(fā)亮，其剪切斷面有分層

17麻點（麻面）表面呈現(xiàn)局部的或連續(xù)的成片粗糙面，分布著形狀不一、大小不同的四坑，嚴重時有類似桔子皮狀的，比麻點大而深的麻斑

18氧化顔色鋼板（或鋼帶）經(jīng)退火后在表面現(xiàn)呈現(xiàn)出淺黃色、深棕色、淺藍色、深藍色或亮灰色等

19輥印表面有帶狀或片狀的周期性軋輥印，其壓印部位較亮，且沒有明顯的凸凹感覺

20疏松鋼的不致密性的表現(xiàn)。切片經(jīng)過酸液侵蝕以后，擴大成許多洞穴，根據(jù)其分布可分：一般疏松、中心疏松

21偏析鋼中各部分化學成分和非金屬夾雜物不均勻分布的現(xiàn)象。根據(jù)其表現(xiàn)形式可分：樹枝狀、方框形、點狀偏析的反偏析等

22縮孔殘余在橫向酸浸試片的中心部位，呈現(xiàn)不規(guī)則的空洞或裂縫?？斩椿蛄芽p中往往殘留著外來雜質(zhì)

23非金屬夾雜物在橫向酸性試片上見到一些無金屬光澤，呈灰白色、米黃色的暗灰色等色彩，系鋼中殘留的氧化物、硫化物、硅酸鹽等

24金屬夾雜物在橫向低倍試片上見到一些有金屬光澤與基體金屬顯然不同的金屬鹽

25過燒觀察經(jīng)侵蝕后的顯微組織時，往往在網(wǎng)絡狀氧化物周圍的基體金屬上可看到脫碳組織，其他金屬如銅及其合金則有氧化銅沿晶界呈網(wǎng)絡狀或點狀向試樣內(nèi)部延伸

26白點它是鋼的內(nèi)部破裂的一種。在鋼件的縱向斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點。在經(jīng)過磨光和酸蝕以后的橫向切片上，則表現(xiàn)為細長的發(fā)裂，有時呈輻射狀分布，有時則平行于變形方向或無規(guī)則地分布

27晶粒粗大酸浸試片斷口上有強烈金屬光澤

28脫碳鋼的表層碳分較內(nèi)層碳分降低的現(xiàn)象稱為脫碳。全脫碳層是指鋼的表面因脫碳而呈現(xiàn)全部為鐵素體組織部分；部分脫碳是指在全脫碳層之后到鋼的合碳量未減少的組織處。7.鋼材有關術語第25頁，共36頁。7.鋼材有關術語7.2鋼材的標準術語序號名稱說明1標準標準是對重復性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學、技術和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎，經(jīng)有關方面協(xié)商一致，由主管機構批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)。目前，我國鋼鐵產(chǎn)品執(zhí)行的標準有國家標準(GB、GB／T)、行業(yè)標準(YB)、地方標準和企業(yè)標準2技術條件標準中規(guī)定產(chǎn)品應該達到的各項性能指標和質(zhì)量要求稱為技術條件，如化學成分、外形尺寸、表面質(zhì)量、物理性能、力學性能、工藝性能、內(nèi)部組織，交貨狀態(tài)等3保證條件按照金屬材料技術條件的規(guī)定，生產(chǎn)廠應該進行檢驗并保證檢驗結果符合規(guī)定要求的性能、化學成分、內(nèi)部組織等質(zhì)量指標，稱為保證條件(1)基本保證條件——又叫必保條件，是指標準中規(guī)定的，無論需方是否在訂貨合同中提出要求，生產(chǎn)廠必須進行檢驗并保證檢驗結果符合規(guī)定的項目(2)附加保證條件——是標準中規(guī)定的，只要需方在合同中注明要求，生產(chǎn)廠就必須進行檢驗并保證檢驗結果符合規(guī)定的項目(3)協(xié)議保證條件——在標準中沒有規(guī)定，而經(jīng)供需雙方協(xié)議并在合同中注明加以保證的項目，稱為協(xié)議保證條件(4)參考條件——標準中沒有規(guī)定，或有規(guī)定而不要求保證，由需方提出并經(jīng)供需雙方協(xié)商一致進行檢驗的項目，其結果僅供參考，不作考核，稱為參考條件第26頁，共36頁。4質(zhì)量證明書金屬材料的生產(chǎn)和其他工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)一樣，是按統(tǒng)一的標準規(guī)定進行的，執(zhí)行產(chǎn)品出廠檢驗制度，不合格的金屬材料不準交貨。對于交貨的金屬材料，生產(chǎn)廠提供質(zhì)量證明書以保證其質(zhì)量。金屬材料的質(zhì)量證明書不僅說明材料的名稱、規(guī)格、交貨件數(shù)、重量等，而且還提供規(guī)定的保證項目的全部檢驗結果質(zhì)量證明書，是供方對該批產(chǎn)品檢驗結果的確認和保證，也是需方進行復檢和使用的依據(jù)5質(zhì)量等級按鋼材表面質(zhì)量、外形及尺寸允許偏差等要求不同，將鋼材質(zhì)量劃分為若干等級。例如一級品、二級品。有時針對某一要求制定不同等級，例如針對表面質(zhì)量分為一級、二級、三級，針對表面脫碳層深度分為一組、二組等，均表示質(zhì)量上的差別6精度等級某些金屬材料，標準中規(guī)定有幾種尺寸允許偏差，并且按尺寸允許偏差大小不同，分為若干等級，叫作精度等級。精度等級按允許偏差分為普通精度、較高精度、高級精度等。精度等級愈高，其允許的尺寸偏差就愈小。在訂貨時，應注意將精度等級要求寫入合同等有關單據(jù)中7牌號金屬材料的牌號，是給每一種具體的金屬材料所取的名稱。鋼的牌號又叫鋼號。我國金屬材料的牌號，一般都能反應出化學成分。牌號不僅表明金屬材料的具體品種，而且根據(jù)它還可以大致判斷其質(zhì)量。這樣，牌號就簡便地提供了具體金屬材料質(zhì)量的共同概念，從而為生產(chǎn)、使用和管理等工作帶來很大方便8品種金屬材料的品種，是指用途、外形、生產(chǎn)工藝、熱處理狀態(tài)、粒度等不同的產(chǎn)品7.鋼材有關術語第27頁，共36頁。9型號金屬材料的型號是指用漢語拼音(或拉丁文)字母和一個或幾個數(shù)字來表示不同形狀、類別的型材及硬質(zhì)合金等產(chǎn)品的代號。數(shù)字表示主要部位的公稱尺寸lO規(guī)格規(guī)格是指同一品種或同一型號金屬材料的不同尺寸。一般尺寸不同，其允許偏差也不同。在產(chǎn)品標準中，品種的規(guī)格通常按從小到大，有順序地排列l(wèi)l表面狀態(tài)主要分為光亮和不光亮兩種。在鋼絲和鋼帶標準中常見，主要區(qū)別在于采取光亮退火還是一般退火。也有把拋光、磨光、酸洗、鍍層等作為表面狀態(tài)看待12邊緣狀態(tài)邊緣狀態(tài)是指帶鋼是否切邊而言。切邊者為切邊帶鋼，不切邊者為不切邊帶鋼13交貨狀態(tài)交貨狀態(tài)是指產(chǎn)品交貨的最終塑性變形加工或最終熱處理狀態(tài)。不經(jīng)過熱處理交貨的有熱軋(鍛)及冷軋狀態(tài)。經(jīng)正火、退火、高溫回火、調(diào)質(zhì)及固溶等處理的統(tǒng)稱為熱處理狀態(tài)交貨，或根據(jù)熱處理類別分別稱正火、退火、高溫回火、調(diào)質(zhì)等狀態(tài)交貨14材料軟硬程度是指采用不同熱處理或加工硬化程度，所得鋼材的軟硬程度不同。在有的帶鋼標準中，劃分為特軟鋼帶、軟鋼帶、半軟鋼帶、低硬鋼帶和硬鋼帶7.鋼材有關術語第28頁，共36頁。7.鋼材有關術語15縱向和橫向鋼材標準中所稱的縱向和橫向，均指與軋制(鍛制)及拔制方向的相對關系而言，與加工方向平行者稱縱向；與加工方向垂直者稱橫向。沿加工方向取的試樣叫縱向試樣；與加工方向垂直取的試樣稱橫向試樣。而在縱向試樣上打的斷口，是與軋制方向垂直的，故叫橫向斷口；橫向試樣上打的斷口，則與加工方向平行，故叫縱向斷口16理論質(zhì)量和實際質(zhì)量這是兩種不同的計算交貨質(zhì)量的方法。按理論質(zhì)量交貨者，是按材料的公稱尺寸和密度計算得出的交貨質(zhì)量。按實際質(zhì)量交貨者，是按材料經(jīng)稱量(過磅)所得交貨質(zhì)量17公稱尺寸和實際尺寸公稱尺寸是指標準中規(guī)定的名義尺寸，是生產(chǎn)過程中希望得到的理想尺寸。但在實際生產(chǎn)中，鋼材實際尺寸往往大于或小于公稱尺寸，實際所得到的尺寸，叫作實際尺寸18偏差和公差由于實際生產(chǎn)中難達到公稱尺寸，所以標準中規(guī)定實際尺寸和公稱尺寸之間有一允許差值，叫作偏差。差值為負值叫負偏差，正值叫正偏差。標準中規(guī)定的允許正負偏差絕對值之和叫作公差。偏差有方向性，即以“正”或“負”表示，公差沒有方向性第29頁，共36頁。19交貨長度鋼材交貨長度，在現(xiàn)行標準中有四種規(guī)定：(1)通常長度——又稱不定尺長度，凡鋼材長度在標準規(guī)定范圍內(nèi)而且無固定長度的，都稱為通常長度。但為了包裝運輸和計量方便，各企業(yè)剪切鋼材時，根據(jù)情況最好切成幾種不同長度的尺寸，力求避免亂尺(2)定尺長度——按訂貨要求切成的固定長度(鋼板的定尺是指寬度和長度)叫定尺長度，例如定尺為5m，則一批交貨鋼材長度均為5m。但實際上不可能都是5m長，因此還規(guī)定了允許正偏差值(3)倍尺長度——按訂貨要求的單倍尺長度切成等于訂貨單倍長度的整數(shù)倍數(shù)，稱為倍尺長度，例如單倍尺長度為950mm，則切成雙倍尺時為1900mm，三倍尺為950×3=2850mm等(4)凡長度小于標準中通常長度下限，但不小于最小允許長度者，稱為短尺長度20冶煉方法指采用何種煉鋼爐冶煉而言，例如用平爐、電弧爐、電渣爐、真空感應爐及混合煉鋼等冶煉?！耙睙挿椒ā币辉~在標準中的含義，不包括脫氧方法(如全脫氧的鎮(zhèn)靜鋼、半脫氧的半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼)及澆注方法(如上注、下注、連鑄)這些概念2l化學成分(產(chǎn)品成分)是指鋼鐵產(chǎn)品的化學組成，包括主成分和雜質(zhì)元素，其含量以重量百分數(shù)表示7.鋼材有關術語第30頁，共36頁。22熔煉成分鋼的熔煉成分是指鋼在熔煉(如罐內(nèi)脫氧)完畢，澆注中期的化學成分23成品成分鋼材的成品成分，又叫驗證分析成分，是指從成品鋼材上按規(guī)定方法(詳見GB／T222)鉆取或刨取試屑，并按規(guī)定的標準方法分析得來的化學成分。鋼材的成品成分主要是供使用部門或檢驗部門驗收鋼材時使用的。生產(chǎn)廠一般不全做成品分析，但應保證成品成分符合標準規(guī)定。有些主要產(chǎn)品或者有時由于某種原因(如工藝改動、質(zhì)量不穩(wěn)、熔煉成分接近上下限、熔煉分析未取到等)，生產(chǎn)廠也做成品成分分析24優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼(帶A字)又叫質(zhì)量鋼和高級質(zhì)量鋼，其區(qū)別在于高級優(yōu)質(zhì)鋼在下列方面的一部分或全部分優(yōu)于優(yōu)質(zhì)鋼：①縮小含碳量范圍；②減少有害雜質(zhì)(主要是硫、磷)含量；③保證較高的純凈度(指夾雜物含量少)；④保證較高的力學性能和工藝性能7.鋼材有關術語第31頁，共36頁。1)保管鋼材的場地或倉庫，應選擇在