鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件

鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述第1章鋼鐵行業(yè)、鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品進(jìn)入青銅時(shí)代以來(lái)，人類與金屬材料及其制品的關(guān)系日益密切，可以說(shuō)沒(méi)有金屬材料就沒(méi)有人類的物質(zhì)文明。在人類使用的所有金屬材料中，鋼鐵是使用量最大、使用范圍最廣泛的基礎(chǔ)材料。其主要原因是：第1章鋼鐵行業(yè)、鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品進(jìn)入青銅時(shí)代以來(lái)，人類與金使用范圍最廣泛的基礎(chǔ)材料-鋼1、鐵是一種化學(xué)元素，它是地球中最多的元素，約占35%。且大多以巨大的鐵礦床存在于自然界中；2、鐵礦石的冶煉和加工與其他金屬的生產(chǎn)相比，具有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、質(zhì)量好、成本低等顯著的優(yōu)勢(shì)；3、鋼鐵具有良好的物理、機(jī)械和工藝性能；4、將鎳、鉻、釩、錳等金屬作為合金元素加入鐵中，可獲得具有各種性能的金屬材料；5、鋼鐵通過(guò)熱處理能調(diào)整其機(jī)械性能，可以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各方面的需要；6、鋼鐵具有良好的可回收性。使用范圍最廣泛的基礎(chǔ)材料-鋼1、鐵是一種化學(xué)元素，它是地球中無(wú)可替代的基礎(chǔ)原材料——鋼鐵盡管鋼鐵也存在較容易銹蝕、密度較大等缺點(diǎn)，但縱觀材料的物理、機(jī)械和工藝性能，及其技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和可回收性等因素，在人類未來(lái)發(fā)展的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，鋼鐵的基礎(chǔ)原材料地位仍無(wú)可替代。億噸20002001200220032004200520062007200820092010（上）生鐵1.311.471.712.142.523.454.144.694.75.433.04粗鋼1.281.511.822.222.733.524.214.895.025.683.23鋼材1.311.571.942.402.973.824.715.655.86.963.99無(wú)可替代的基礎(chǔ)原材料——鋼鐵盡管鋼鐵也存在較容易銹蝕、密度較09年我國(guó)企業(yè)粗鋼產(chǎn)量

超新日鐵躍居世界第2、3、4新日鐵公司09年全年母公司的粗鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)僅為2400萬(wàn)噸規(guī)模，包括子公司在內(nèi)的整個(gè)集團(tuán)也不會(huì)超過(guò)3000萬(wàn)噸。武漢鋼鐵集團(tuán)3030萬(wàn)噸，位居第四。寶鋼集團(tuán)3887萬(wàn)噸，位居第三。河北鋼鐵集團(tuán)4020萬(wàn)噸，位居第二。安賽樂(lè)米塔爾7320萬(wàn)噸，繼續(xù)位居全球鋼鐵企業(yè)粗鋼產(chǎn)量第一置；108個(gè)上榜企業(yè)中，51個(gè)來(lái)自中國(guó)。中國(guó)09年汽車銷量已突破1200萬(wàn)輛，居世界第一。另一方面，日本由于各大汽車廠商紛紛大幅減產(chǎn)，建筑業(yè)也處于低迷狀態(tài)，粗鋼產(chǎn)量較上年度減少近30%，為1971年以來(lái)的最低水平。新日鐵位居第六，2760萬(wàn)噸。韓國(guó)浦項(xiàng)位居第五，產(chǎn)量為2950萬(wàn)噸。7.江蘇沙鋼集團(tuán)

：2639萬(wàn)噸

8.山東鋼鐵集團(tuán)

：2638萬(wàn)噸

9.日本JEF鋼鐵公司

：2628萬(wàn)噸

10.塔塔鋼鐵公司

：2190萬(wàn)噸

09年我國(guó)企業(yè)粗鋼產(chǎn)量

超新日鐵躍居世界第2、3、4新日鐵20082009安賽樂(lè)米塔爾公司10330萬(wàn)噸7320

新日本制鐵公司3688萬(wàn)噸2760

寶鋼集團(tuán)3544萬(wàn)噸3898

韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵公司3470萬(wàn)噸2950

日本JEF鋼鐵公司3380萬(wàn)噸2628

河北鋼鐵集團(tuán)3328萬(wàn)噸4020

武漢鋼鐵集團(tuán)2773萬(wàn)噸3030

塔塔鋼鐵公司2439萬(wàn)噸2190

江蘇沙鋼集團(tuán)2330萬(wàn)噸2639

美國(guó)鋼鐵公司2322萬(wàn)噸2001印度安賽樂(lè)米塔爾2日本新日鐵3寶鋼集團(tuán)5日本JFE6河北鋼鐵集團(tuán)7武漢鋼鐵9江蘇沙鋼集團(tuán)

1印度安賽樂(lè)米塔爾

2008年世界鋼企粗鋼產(chǎn)量排名2008年世界鋼企粗鋼產(chǎn)量排名據(jù)國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2009年以來(lái)，中國(guó)單月粗鋼產(chǎn)量均占全球粗鋼產(chǎn)量的40%以上。09年7月中國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá)0.51億噸，同比增長(zhǎng)12.6%，占全球當(dāng)月粗鋼產(chǎn)量的50%。雖然7月全球粗鋼產(chǎn)量同比下降11.1%至1.04億噸，但主要粗鋼生產(chǎn)國(guó)中國(guó)、日本、德國(guó)、美國(guó)、巴西、土耳其、俄羅斯和烏克蘭的粗鋼產(chǎn)量均達(dá)到2009年以來(lái)月產(chǎn)量最高值。據(jù)國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2009年以來(lái)，中國(guó)單月粗鋼產(chǎn)量均占鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件2009年我國(guó)國(guó)內(nèi)鋼材消費(fèi)增長(zhǎng)8000萬(wàn)噸，考慮到2010年鋼材需求增長(zhǎng)5000萬(wàn)噸，可以認(rèn)為這兩年我國(guó)鋼材市場(chǎng)可能是最后一波強(qiáng)勢(shì)需求上漲。但畢竟離鋼材消費(fèi)飽和點(diǎn)近了。幾年后中國(guó)鋼材消費(fèi)將進(jìn)入低增長(zhǎng)階段。2010年我國(guó)實(shí)際粗鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到6.4億噸。由于目前的鋼材社會(huì)庫(kù)存已創(chuàng)歷史新高。至少明年上半年我國(guó)鋼材市場(chǎng)仍面臨新增產(chǎn)能和社會(huì)庫(kù)存居高不下的壓力。粗鋼消費(fèi)增加將超過(guò)8000萬(wàn)噸。2009年我國(guó)國(guó)內(nèi)鋼材消費(fèi)增長(zhǎng)8000萬(wàn)噸，考慮到2010年鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件鋼鐵行業(yè)定義是以從事黑色金屬礦物采選和黑色金屬冶煉加工等工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為主的工業(yè)行業(yè)，包括金屬鐵、鉻、錳等的礦物采選業(yè)、煉鐵業(yè)、煉鋼業(yè)、鋼加工業(yè)、鐵合金冶煉業(yè)、鋼絲及其制品業(yè)等細(xì)分行業(yè)，是國(guó)家重要的原材料工業(yè)之一。此外，由于鋼鐵生產(chǎn)還涉及非金屬礦物采選和制品等其他一些工業(yè)門類，如焦化、耐火材料、炭素制品等，因此通常將這些工業(yè)門類也納入鋼鐵工業(yè)范圍中。黑色金屬：包括鐵、錳、鉻及它們的合金。有色金屬：除鐵、錳、鉻以外的八十三種金屬都叫做有色金屬。鋼鐵行業(yè)定義是以從事黑色金屬礦物采選和黑色金屬冶煉加工等工業(yè)鋼鐵生產(chǎn)原材料鋼鐵生產(chǎn)的主要原材料包括鐵礦石、錳礦石、鉻礦石、石灰石、耐火黏土、白云石、菱鐵礦等礦物的原礦及其成品礦，人造塊礦，鐵合金，洗煤、焦炭、煤氣及煤化工產(chǎn)品，耐火材料制品，炭素制品等。鋼鐵生產(chǎn)原材料鋼鐵生產(chǎn)的主要原材料包括鐵礦石、錳礦石、鉻礦石鐵礦石主要的煉鐵原料，有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦。鐵礦石中除鐵的化合物外，還含有硅、錳、磷、硫等的化合物，這些統(tǒng)稱為脈石。磁鐵礦菱鐵礦褐鐵礦赤鐵礦鐵礦石主要的煉鐵原料，有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦。磁鐵磁鐵礦“Fe3O4”因其本身具有強(qiáng)磁性而命名，其化學(xué)式為Fe3O4,理論含鐵量為72.4%。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)采出來(lái)的磁鐵礦含鐵量為30%-60%。通常當(dāng)含鐵量大于45%，粒度大于5-8mm時(shí)，可以直接供高爐冶煉，稱為富礦；粒度小于5-8mm的稱為富礦粉，可以供燒結(jié)造塊。當(dāng)含鐵量低于45%，或者含有有害雜質(zhì)數(shù)量超過(guò)規(guī)格值時(shí)，必須經(jīng)過(guò)選礦獲得精礦去雜后造塊。磁鐵礦磁鐵礦“Fe3O4”因其本身具有強(qiáng)磁性而命名，其化學(xué)式為Fe赤鐵礦“Fe2O3”為無(wú)水氧化鐵礦石，其化學(xué)式為Fe2O3，理論含鐵量為70%。開(kāi)采出的赤鐵礦含鐵量一般為40%～60%，含有害雜質(zhì)硫和磷比較少，還原較磁鐵礦好，因此，赤鐵礦是一種比較優(yōu)良的煉鐵原料。在自然界中經(jīng)常形成巨大的礦床，從埋藏和開(kāi)采量來(lái)說(shuō)，它都是工業(yè)生產(chǎn)的主要礦石。密度為4.8～5.3g/cm3。鋼灰色和鐵黑色條痕暗紅色，其它形式赤鐵礦為暗紅色。片狀赤鐵礦表面有金屬光澤、明亮如鏡者稱鏡鐵礦，細(xì)小片狀的稱云母片狀赤鐵礦，紅土狀赤鐵礦叫鐵赭石。赤鐵礦赤鐵礦“Fe2O3”為無(wú)水氧化鐵礦石，其化學(xué)式為Fe2O3，褐鐵礦“2Fe2O3·3H2O”外表顏色為黃褐色、暗褐色和黑色，黃褐色條痕，密度3.0～4.2g/cm3。富礦很少，一般品位37～55%。當(dāng)品位低于35%時(shí)需要選礦。褐鐵礦的含鐵量雖低于磁鐵礦和赤鐵礦，但因它較疏松，易于冶煉，所以也是重要的鐵礦石。世界著名礦產(chǎn)地是法國(guó)的洛林、德國(guó)的巴伐利亞、瑞典等地。褐鐵礦褐鐵礦“2Fe2O3·3H2O”外表顏色為黃褐色、暗褐色和黑菱鐵礦“FeCO3”是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3，理論含鐵量48.2%。比重3.9g/cm3左右FeCO3，F(xiàn)eO62.01%，CO237.99%，常含Mg和Mn。在自然界中，有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高，但受熱分解出CO2以后，不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔，還原性很好。菱鐵礦菱鐵礦“FeCO3”是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3礦石的品位礦石品位指單位體積或單位重量礦石中有用組分或有用礦物的含量。礦產(chǎn)品位是衡量礦床經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要指標(biāo)。一般以重量百分比表示（如鐵、銅、鉛、鋅等礦），克／噸表示（如金、銀等礦），克／立方米表示（如砂金礦等），克／升表示（如碘、溴等化工原料礦產(chǎn)）。礦石的品位礦石品位指單位體積或單位重量礦石中有用組分或有用礦鐵礦石的品位鐵礦的品位定級(jí)：含鐵45%以上稱之為富礦，（赤鐵礦達(dá)70%）35%至45%為低品礦，25%至35%為貧礦，25%以下為超貧礦。中國(guó)約有97%的鐵礦儲(chǔ)備的品位低于35%，屬于低品甚至是超貧礦。超貧鐵礦在過(guò)去是沒(méi)有什么開(kāi)采價(jià)值的，因?yàn)殚_(kāi)采成本高于銷售的鐵礦價(jià)格。但是……鐵礦石的品位鐵礦的品位定級(jí)：全球鐵礦石資源估計(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量在8000億噸以上，而探明儲(chǔ)量為4000多億噸。按現(xiàn)有生產(chǎn)水平，可供應(yīng)400年。鐵礦資源主要集中于十多個(gè)國(guó)家，探明儲(chǔ)量的90％分布在10個(gè)國(guó)家和地區(qū)。依次是：獨(dú)聯(lián)體（探明儲(chǔ)量1140億噸，其中俄羅斯800多億噸）、巴西（680億噸）、中國(guó)（500億噸）、加拿大（360億噸以上）、澳大利亞（350億噸）、印度（175.7億噸）、美國(guó)（174億噸）、法國(guó)（70億噸）、瑞典（36.5億噸）。此外，英國(guó)、委內(nèi)瑞拉、智利、利比里亞、南非等國(guó)儲(chǔ)量亦較豐富。全球鐵礦石資源估計(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量在8000億噸以上，而探明儲(chǔ)量為4世界上鐵礦產(chǎn)量第一的國(guó)家：澳大利亞。世界上最大的富鐵礦：南極，可供全世界開(kāi)發(fā)利用200年，礦石平均品位達(dá)32%～58%。世界三大鐵礦石巨頭：BHPBilliton必和必拓公司、CompanhiaValeDoRioDoce巴西淡水河谷公司、RioTinto力拓礦業(yè)公司。我國(guó)四大富鐵礦基地：河北省武安市、海南昌江縣、四川攀枝花和本溪。我國(guó)煉鋼需要的鐵礦石約75%依靠進(jìn)口。世界上鐵礦產(chǎn)量第一的國(guó)家：澳大利亞。焦炭

作用：燃燒熱為煉鐵提供熱源；不完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體作為還原劑，將鐵從礦石中還原出來(lái)。冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱。由于90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。

焦炭焦炭作用：燃燒熱為煉鐵提供熱源；不完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體作煉焦生產(chǎn)流程煉焦作業(yè)是將焦煤經(jīng)混合，破碎后加入煉焦?fàn)t內(nèi)經(jīng)干餾后產(chǎn)生熱焦碳及粗焦?fàn)t氣之制程。

煉焦生產(chǎn)流程煉焦作業(yè)是將焦煤經(jīng)混合，破碎后加入煉焦?fàn)t內(nèi)經(jīng)干餾石灰石

石灰石（CaCO3）、熒石（CaF2）。其作用是與鐵礦石中的脈石結(jié)合形成低熔點(diǎn)、密度小、流動(dòng)性好的熔渣，使之與鐵液分離，以便獲得較純凈的生鐵液。煉鋼用生石灰做造渣劑，消除或降低硫、磷等有害雜質(zhì)。石灰石石灰石石灰石（CaCO3）、熒石（CaF2）。其作用是與鐵燒結(jié)生產(chǎn)流程燒結(jié)作業(yè)系將粉鐵礦，各類助熔劑及細(xì)焦炭經(jīng)由混拌、造粒后，經(jīng)由布料系統(tǒng)加入燒結(jié)機(jī)，由點(diǎn)火爐點(diǎn)燃細(xì)焦炭，經(jīng)由抽氣風(fēng)車抽風(fēng)，完成燒結(jié)反應(yīng)，高熱之燒結(jié)礦經(jīng)破碎冷卻、篩選后，送往高爐作為冶煉鐵水之主要原料燒結(jié)生產(chǎn)流程燒結(jié)作業(yè)系將粉鐵礦，各類助熔劑及細(xì)焦炭經(jīng)由混拌、鋼鐵生產(chǎn)流程

1.---采礦（獲得鐵礦石）

2.---選礦（將鐵礦石破碎、磁選成鐵精粉）

3.---燒結(jié)（將鐵精粉燒結(jié)成具有一定強(qiáng)度、粒度的燒結(jié)礦）

4.---煉鐵（將燒結(jié)礦運(yùn)送至高爐，熱風(fēng)、焦碳使燒結(jié)礦還原成鐵水，并脫硫）

5.---煉鋼（在轉(zhuǎn)爐內(nèi)高壓氧氣將鐵水脫磷、去除夾雜，變成鋼水）

6.---精煉（進(jìn)一步脫磷、去除夾雜，提高純凈度）

7.---連鑄（熱狀態(tài)下將鋼水鑄成具有一定形狀的連鑄坯）

8.---軋鋼（將連鑄坯軋制成用戶要求的各種型號(hào)的鋼材，如板材、線材、管材等）。鋼鐵生產(chǎn)流程1.---采礦（獲得鐵礦石）從礦石到鋼材從礦石到鋼材煉鐵階段煉鋼階段煉鐵階段煉鋼階段軋制階段軋鋼材成品鋼鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件冶金用焙燒、熔煉、電解以及使用化學(xué)藥劑等方法把礦石中的金屬提取出來(lái)；減少金屬中所含的雜質(zhì)或增加金屬中某種成分，煉成所需要的金屬的工藝。冶金用焙燒、熔煉、電解以及使用化學(xué)藥劑等方法把礦石中的金屬冶金方法火法冶煉（干式冶金）濕法冶金或電化學(xué)沉積粉末冶金冶金方法火法冶煉（干式冶金）火法冶煉又稱為干式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而分離出粗金屬，然后再將粗金屬精煉?；鸱ㄒ睙捰址Q為干式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至濕法冶金或電化學(xué)沉積用酸、堿、鹽類等溶劑，以化學(xué)方法（包括氧化、還原、中和、水解及絡(luò)合等反應(yīng)）從礦石中提取所需金屬組分，然后用水溶液電解等方法制取金屬。主要應(yīng)用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。典型的濕法冶金有銅、鉛、錫、鋅、鈦、錳、釩、金、銀、鉑、鎢、鉬、鉭、鈮、鈷、鎳、稀土等。水法煉銅——濕法冶金術(shù)的先驅(qū)

濕法冶金或電化學(xué)沉積用酸、堿、鹽類等溶劑，以化學(xué)方法（包括氧粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制造金屬材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。例如硬質(zhì)合金刀具等。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方（1）備粉和配粉（2）通常加入增塑劑和粘接劑。（3）成型（壓制等）（4）燒結(jié)。在保護(hù)氣氛的高溫爐或真空爐中進(jìn)行。燒結(jié)不同于金屬熔化，燒結(jié)時(shí)至少有一種元素仍處于固態(tài)。燒結(jié)過(guò)程中粉末顆粒間通過(guò)擴(kuò)散、再結(jié)晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學(xué)過(guò)程，成為具有一定孔隙度的冶金產(chǎn)品。（5）后處理。一般情況下，燒結(jié)好的制件可直接使用。但對(duì)于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件還要進(jìn)行燒結(jié)后處理。后處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決新材料問(wèn)題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合煉鐵

煉鐵實(shí)質(zhì)：是將鐵從礦石中還原的過(guò)程即焦炭作燃料和還原劑，在高溫下將鐵礦石從氧化物狀態(tài)（Fe2O3）還原為液態(tài)生鐵。其反應(yīng)原理：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2煉鐵方法：高爐煉鐵煉鐵的方法就是從爐頂加入礦石、焦炭和石灰石，從爐底部向爐內(nèi)通入加壓空氣，在焦炭燃燒時(shí)，礦石、石灰石與焦炭一起發(fā)生反應(yīng)，最終形成鐵水和爐渣。煉鐵原料：鐵礦石、焦炭、溶劑（石灰石）等煉鐵產(chǎn)品：生鐵液、副產(chǎn)品有爐渣和爐氣煉鐵煉鐵實(shí)質(zhì)：是將鐵從礦石中還原的過(guò)程高爐結(jié)構(gòu)橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸5部分。高爐結(jié)構(gòu)橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)煉鐵過(guò)程煉鐵過(guò)程煉鐵系統(tǒng)煉鐵系統(tǒng)高爐生產(chǎn)流程高爐生產(chǎn)流程高爐煉鐵的特點(diǎn)是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法。規(guī)模大，如新首鋼世界最大高爐5500m3,寶鋼高爐是4063m3,日產(chǎn)生鐵超萬(wàn)噸，爐渣4000多噸，日耗焦4000多噸。它與轉(zhuǎn)爐煉鋼相配合，是目前生產(chǎn)鋼鐵的主要方法。高爐煉鐵的這種主導(dǎo)地位預(yù)計(jì)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期之內(nèi)不會(huì)改變。高爐煉鐵的特點(diǎn)是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法。煉鋼煉鋼實(shí)質(zhì)：是通過(guò)氧化降低生鐵中的碳與雜質(zhì)元素的含量，使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的成分和性能；煉鋼原料：煉鋼的原料有生鐵、廢鋼、熔劑（石灰石等）、脫氧劑（硅鐵、錳鐵、鋁等）、合金料等；煉鋼過(guò)程：主要包括氧化、造渣、脫氧等；煉鋼方法：目前煉鋼方法主要有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼等；煉鋼煉鋼實(shí)質(zhì)：是通過(guò)氧化降低生鐵中的碳與雜質(zhì)元素的含量，使之鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件轉(zhuǎn)爐煉鋼在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，根據(jù)風(fēng)口位置不同有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐——風(fēng)口在爐側(cè)。底吹轉(zhuǎn)爐——風(fēng)口在爐底。頂吹轉(zhuǎn)爐——風(fēng)口在爐頂。轉(zhuǎn)爐煉鋼在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨，內(nèi)壁有耐火磚，根據(jù)轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)頂吹轉(zhuǎn)爐頂吹轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn)使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過(guò)程中放出大量的熱量（含1%的硅可使生鐵的溫度升高200℃），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。主要以生鐵液為原料，加適量的廢鋼，其特點(diǎn)是生產(chǎn)率高、節(jié)省能源、成本低，適合于大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，主要生產(chǎn)各類普通用途的非合金鋼（碳鋼）。轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn)使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使電爐煉鋼電爐煉鋼有電弧爐煉鋼、感應(yīng)爐煉鋼等方法，常用的是電弧爐煉鋼。它利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐。它以轉(zhuǎn)爐鋼和廢鋼作原料、以鐵礦石和純氧作氧化劑，電弧爐冶煉溫度高（可達(dá)2000℃），氣體放電形成電弧時(shí)能量很集中，弧區(qū)溫度在3000℃以上。能有效地除去硫、磷等雜質(zhì)，爐溫容易控制，能冶煉含有高熔點(diǎn)合金元素的合金鋼；由于采用的爐料較純凈，冶煉過(guò)程容易調(diào)節(jié)，化學(xué)成分易控制，能夠冶煉高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼。電爐煉鋼電爐煉鋼有電弧爐煉鋼、感應(yīng)爐煉鋼等方法，常用的是電弧電弧爐結(jié)構(gòu)電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐體組成，爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。電弧爐結(jié)構(gòu)電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐體組成，爐電弧爐煉鋼及其特點(diǎn)電弧爐煉鋼是通過(guò)石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能，以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進(jìn)行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對(duì)熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利。電弧爐煉鋼及其特點(diǎn)電弧爐煉鋼是通過(guò)石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入平爐煉鋼以煤氣或重油為燃料，在燃燒火焰直接加熱的狀態(tài)下，將生鐵和廢鋼等原料熔化并精煉成鋼液的煉鋼方法。平爐煉鋼自1864年法國(guó)人P.馬丁利用有蓄熱室的火焰爐，用廢鋼、生鐵成功地?zé)挸鲣撘浩?，直?960年一直是世界上的主要煉鋼方法，從20世紀(jì)60年代起平爐逐漸被氧氣轉(zhuǎn)爐和電爐煉鋼所代替。平爐煉鋼以煤氣或重油為燃料，在燃燒火焰直接加熱的狀態(tài)下，將生平爐結(jié)構(gòu)平爐由熔煉室、爐頭、上升道、沉渣室、蓄熱室、換向閥、煙道、煙囪等組成。熔煉室是平爐的中心部分，前面有裝料爐門、后面底部有出鋼口。熔煉室底部為熔池，是鋼水聚集的地方。平爐結(jié)構(gòu)平爐由熔煉室、爐頭、上升道、沉渣室、蓄熱室、換向閥、平爐煉鋼的特點(diǎn)原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑（石灰石和生石灰）平爐熔煉室內(nèi)燃燒氣體（爐氣）中含有O2、CO2、H2O等氧化性氣氛，對(duì)熔池起氧化作用，使?fàn)t渣始終有較高的氧化性。單靠爐氣供氧，速度慢，加鐵礦石或吹氧可加速反應(yīng)過(guò)程。需要燃料從外部供給熱量和使用預(yù)熱空氣燃燒燃料，以煤氣或重油的火焰來(lái)加熱生鐵和廢鋼使之熔化，并精煉成鋼水。要比轉(zhuǎn)爐煉鋼耗費(fèi)能源。爐體龐大，冶煉時(shí)間長(zhǎng)，爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大。爐渣介于爐氣和鋼液之間，是爐氣向熔池傳熱和傳氧的媒介，還有去除硫、磷等雜質(zhì)，保護(hù)鋼液不致過(guò)氧化和防止鋼液吸收氣體（H、N）等重要作用。因此，爐內(nèi)應(yīng)維持適量的渣量和渣層厚度，為造好渣，熔池中的鐵水要保持適量的含碳量。能煉的鋼種類比轉(zhuǎn)爐多，質(zhì)量也好。也可以吹進(jìn)氧氣加速精煉的速度與質(zhì)量。平爐煉鋼的特點(diǎn)原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑（石灰石和生石中國(guó)最后一座平爐2005年1月7日,中國(guó)最后一座平爐——中信重型機(jī)械公司的2#平爐實(shí)施拆除，我國(guó)從此結(jié)束了平爐冶煉的歷史。中國(guó)最后一座平爐2005年1月7日,中國(guó)最后一座平爐——中鋼水爐外處理（爐外精煉）為了滿足更高質(zhì)量、更多品種的高級(jí)鋼，對(duì)出爐后的鋼水進(jìn)行如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等爐外處理。也叫二次冶金。爐外精煉技術(shù)是以冶金過(guò)程物理化學(xué)為理論基礎(chǔ)的。初煉和精煉初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等。將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程并降低生產(chǎn)成本。鋼水爐外處理（爐外精煉）為了滿足更高質(zhì)量、更多品種的高級(jí)鋼爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下?tīng)t外精煉和真空下?tīng)t外精煉。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。爐外精煉的種類很多，大致可分為廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法目前得到公認(rèn)并被廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法有：LF法、RH法、VOD法：LF法：鋼包爐精煉法。已成為煉鋼爐與連鑄機(jī)之間不可缺少的一種爐外精煉設(shè)備。RH法：循環(huán)法真空處理法。大容量鋼包（＞80t）的鋼水主要真空處理方法。VOD法：真空吹氧脫碳法一種在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌生產(chǎn)高鉻不銹鋼的爐外精煉技術(shù)。廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法目前得到公認(rèn)并被廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法LF法——鋼包爐精煉法LF裝置已成為煉鋼爐與連鑄機(jī)之間不可缺少的一種爐外精煉設(shè)備。LF法——鋼包爐精煉法LF裝置已成為煉鋼爐與連鑄機(jī)之間不可缺RH法——循環(huán)法真空處理法大容量鋼包（＞80t）的鋼水主要真空處理方法。寶鋼股份寶鋼分公司二煉鋼5號(hào)RH真空脫氣裝置寶鋼股份寶鋼分公司一煉鋼4號(hào)RH真空脫氣裝置韓國(guó)現(xiàn)代RH真空脫氣裝置世界首次使用液壓提升裝置，頂槍裝置帶攝像頭

300t世界最大抽氣能力1500kg/h蒸汽泵＋水環(huán)泵300t

國(guó)內(nèi)首次提出雙工位概念295t

RH法——循環(huán)法真空處理法大容量鋼包（＞80t）的鋼水主要真VOD法——真空吹氧脫碳法一種在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌生產(chǎn)高鉻不銹鋼的爐外精煉技術(shù)。VOD法——真空吹氧脫碳法一種在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件鑄錠與連鑄坯鑄錠：鋼液經(jīng)盛鋼桶（鋼包）注入鑄模，凝固成一定形狀的鋼錠。有壓力澆鑄和真空澆鑄等新技術(shù)。連鑄坯：鋼液經(jīng)盛鋼桶（鋼包）注入連鑄機(jī)鑄模，凝固成一定形狀的連鑄坯。得到鋼錠或連鑄坯后，可進(jìn)行后續(xù)的塑性變形再加工（鍛、軋、拉拔等）。鑄錠與連鑄坯鑄錠：鋼液經(jīng)盛鋼桶（鋼包）注入鑄模，凝固成一定形煉鋼過(guò)程

煉鋼過(guò)程鋼鐵產(chǎn)品是以鐵元素（Fe）為基礎(chǔ)組成成分的金屬產(chǎn)品的統(tǒng)稱，日常形態(tài)包括鐵、粗鋼、鋼材、鐵合金等。由于鐵合金在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要用做煉鋼時(shí)的脫氧劑和合金添加劑，在管理和統(tǒng)計(jì)上通常將鐵合金歸入鋼鐵生產(chǎn)主要原材料而非鋼鐵產(chǎn)品。此外，鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線、鐵絲、鐵釘?shù)蠕摻z及其制品屬于鋼鐵產(chǎn)品的再加工產(chǎn)品，不屬于金屬基礎(chǔ)產(chǎn)品。所以在統(tǒng)計(jì)上，鋼鐵產(chǎn)品僅包括生鐵、粗鋼、鋼材三大類產(chǎn)品。鋼鐵產(chǎn)品是以鐵元素（Fe）為基礎(chǔ)組成成分的金屬產(chǎn)品的統(tǒng)稱，日鐵、鋼鐵是鋼鐵產(chǎn)品的“初級(jí)產(chǎn)品”，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步冶煉就可得到鋼，二者主要根據(jù)鐵基產(chǎn)品中含碳量多少來(lái)區(qū)別?！颁撌且澡F為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。（在鉻鋼中含碳量可能大于2%，但2%通常是鋼和鑄鐵的分界線。）”—摘自GB/T13304.1-2008。鐵經(jīng)冶煉直接得到的產(chǎn)品為粗鋼，固體狀態(tài)稱鋼坯或鋼錠鐵、鋼鐵是鋼鐵產(chǎn)品的“初級(jí)產(chǎn)品”，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步冶煉就可得到鋼，鋼鐵材料的生產(chǎn)過(guò)程鐵礦石生鐵連鑄鋼坯、鑄錠型材

鑄鐵軋制、擠壓、拉拔、鍛造等壓力加工方法1、生鐵的冶煉原料：鐵礦石燃料：焦炭熔劑：石灰石設(shè)備：高爐2、鋼的冶煉原料：生鐵、廢鋼燃料：焦炭熔劑：石灰石；氧化劑，脫氧劑設(shè)備：轉(zhuǎn)爐、電弧爐（長(zhǎng)材、板材、管材等）鋼鐵材料的生產(chǎn)過(guò)程鑄鐵軋制、擠壓、拉拔、鍛造等壓鋼材的主要加工方法粗鋼通過(guò)鑄、軋、鍛、擠等方法處理加工后成為鋼材。大部分鋼材加工都是通過(guò)壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產(chǎn)生塑性變形。根據(jù)鋼材的再結(jié)晶溫度分冷加工和熱加工兩種。再結(jié)晶——經(jīng)塑性變形的鋼材在溫度作用下，其原來(lái)的變形晶粒發(fā)生等軸細(xì)化的現(xiàn)象。鋼材的主要加工方法軋制鍛造拉撥擠壓鋼材的主要加工方法粗鋼通過(guò)鑄、軋、鍛、擠等方法處理加工后成為鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程是將鐵礦石在高爐中冶煉成生鐵，將鐵水注入轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉成鋼，再將鋼水鑄成連鑄坯（鋼液經(jīng)盛鋼桶（鋼包）注入連鑄機(jī)鑄模，凝固成一定形狀）或鋼錠（鋼液經(jīng)盛鋼桶（鋼包）注入鑄模，凝固成一定形狀），經(jīng)軋、鍛、拉、擠等塑性變形方法加工成各種用途的鋼材。現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程是將鐵礦石在高爐中冶煉成生鐵，將鐵水注入轉(zhuǎn)爐軋制將金屬坯料通過(guò)一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長(zhǎng)度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來(lái)生產(chǎn)型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。軋輥表面：平直、斜錐、弧形、孔型等軋板軋棒軋管軋制將金屬坯料通過(guò)一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的鍛造利用鍛錘的往復(fù)沖擊力或壓力機(jī)的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。一般分為自由鍛和模鍛，常用作生產(chǎn)大型材、開(kāi)坯等截面尺寸較大的材料。模鍛鐓粗拔長(zhǎng)胎模鍛鍛造利用鍛錘的往復(fù)沖擊力或壓力機(jī)的壓力使坯料改變成我們所需的拉撥是將已經(jīng)軋制的金屬坯料（型、管、制品等）通過(guò)?？桌瓝艹山孛鏈p小長(zhǎng)度增加的加工方法大多用作冷加工。拉撥是將已經(jīng)軋制的金屬坯料（型、管、制品等）通過(guò)?？桌瓝艹山?cái)D壓是將金屬放在密閉的擠壓筒內(nèi)，一端施加壓力，使金屬?gòu)囊?guī)定的?？字袛D出而得到型材或成品的加工方法，多用于生產(chǎn)有色金屬材料。正反復(fù)合徑向擠壓是將金屬放在密閉的擠壓筒內(nèi)，一端施加壓力，使金屬?gòu)囊?guī)定的鋼材鋼材是鋼鐵工業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)和生活提供的最終產(chǎn)品的主要形式。由于鋼材產(chǎn)品品種、規(guī)格復(fù)雜多樣，為了適應(yīng)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)銷、庫(kù)存等多方面管理的需要，國(guó)際上通常將鋼材分為長(zhǎng)材(也稱“型材”)、扁平材(也稱“板帶材”或“鋼板”)、鋼管(也稱“管材”)和其它（金屬制品）等四大類。鋼材鋼材是鋼鐵工業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)和生活提供的最終產(chǎn)品的主要形式。長(zhǎng)材(也稱“型材”)軌道鋼——重軌每米重量大于30公斤，30公斤及以下為輕軌。鋼板樁——主要包括薄板樁、組合支撐樁和管狀支承樁等。大型型鋼——是指高度不小于80毫米的I型鋼(工字鋼)、H型鋼、U型鋼(槽鋼)、角鋼、Z字鋼、丁字鋼、T型鋼等。中小型型鋼——是指高度小于80毫米的I型鋼(工字鋼)、H型鋼、U型鋼(槽鋼)、角鋼、T型鋼以及球扁鋼、窗框鋼等。冷彎型鋼——是指用鋼板或帶鋼在冷狀態(tài)下彎曲成的各種斷面形狀的成品鋼材，長(zhǎng)材(也稱“型材”)軌道鋼——重軌每米重量大于30公斤，30軌道鋼C

0.65--0.77

Si

0.15--0.35

Mn

1.1--1.3

P≤0.04

S≤0.04熱軋熱處理軌道鋼C

0.65--0.77

鋼板樁鋼板樁鋼板樁的

連接鋼板樁的

連接C型鋼C型鋼生產(chǎn)設(shè)備C型鋼C型鋼生產(chǎn)設(shè)備型鋼種種船用型鋼型鋼車輪型鋼花鍵冷彎彩色型鋼型鋼種種船用型鋼型鋼車輪型鋼花鍵冷彎彩色型鋼冷彎型鋼是一種經(jīng)濟(jì)的截面輕型薄壁鋼材，也稱為鋼制冷彎型材或冷彎型材。它是以熱軋或冷軋帶鋼為坯料經(jīng)彎曲成型制成的各種截面形狀尺寸的型鋼。是制作輕型鋼結(jié)構(gòu)的主要材料。它的壁厚不僅可以制得很薄，而且大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率。用途：建筑結(jié)構(gòu)、車輛制造，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造、礦山、交通運(yùn)輸、橋梁、石油化工、輕工、電子等工業(yè)。冷彎型鋼是一種經(jīng)濟(jì)的截面輕型薄壁鋼材，也稱為鋼制冷彎型材或冷彩鋼瓦彩鋼瓦棒材——是指產(chǎn)品斷面形狀為圓形、方形、扁形、六角形、八角形等簡(jiǎn)單斷面，并以直條交貨的鋼材(混凝土用鋼筋除外)。盤(pán)條(線材)——是指熱軋后成盤(pán)狀交貨的產(chǎn)品，又稱線材，其橫截面通常為圓形、橢圓形、方形、矩形、六角形、八角形、半圓形等。在產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)中，還包括企業(yè)自用于拔制鋼絲的線材，但切斷的直條列入型鋼。鋼筋——是指鋼筋混凝土用鋼材和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用鋼材，橫截面為圓形，有時(shí)為帶有圓角的方形，包括光圓鋼筋、帶肋鋼筋、扭轉(zhuǎn)鋼筋等。棒材——是指產(chǎn)品斷面形狀為圓形、方形、扁形、六角形、八角形等分類——根據(jù)斷面形狀分簡(jiǎn)單斷面型鋼復(fù)雜斷面型鋼(異型鋼)周期斷面分類——根據(jù)斷面形狀分簡(jiǎn)單斷面型鋼簡(jiǎn)單斷面特點(diǎn)：過(guò)斷面周邊上任意點(diǎn)作切線一般不交于斷面之中。主要有：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、三角鋼、弓形鋼和橢圓鋼等。簡(jiǎn)單斷面特點(diǎn)：過(guò)斷面周邊上任意點(diǎn)作切線一般不交于斷面之中。主復(fù)雜斷面包括角鋼、工字鋼、槽鋼、T字鋼、H型鋼、Z型鋼、鋼軌、鋼板樁、窗框鋼及其他雜形斷面型鋼復(fù)雜斷面包括角鋼、工字鋼、槽鋼、T字鋼、H型鋼、Z型鋼、周期斷面沿鋼材長(zhǎng)度方向斷面的形狀和尺寸發(fā)生周期性改變。例如螺紋鋼筋、車軸和犁鏵鋼等周期斷面沿鋼材長(zhǎng)度方向斷面的形狀和尺寸發(fā)生周期性改變。扁平材是指厚度與寬度、長(zhǎng)度比相差較大的平板鋼材，用“厚×寬×長(zhǎng)”表示產(chǎn)品規(guī)格；按生產(chǎn)方法可分為熱軋鋼板、冷軋鋼板。厚鋼板——是指厚度大于4毫米的鋼板，其中厚度50毫米及以上的為特厚鋼板，主要用于造船、鍋爐、橋梁和高壓容器殼體等；厚度4～50毫米的為中厚鋼板。薄鋼板——是指厚度不大于4毫米的鋼板，按軋制工藝分為熱軋薄鋼板和冷軋薄鋼板鋼帶(帶鋼)——是一種寬度一定呈長(zhǎng)帶狀的鋼材，大多卷成卷狀，也稱帶鋼。寬度600毫米及以上的為寬鋼帶，寬度小于600毫米的為窄鋼帶。扁平材是指厚度與寬度、長(zhǎng)度比相差較大的平板鋼材，用“厚×寬×鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件鍍錫板——俗稱“馬口鐵”，是指表面鍍有一薄層金屬錫的鋼板。鍍鋅板——是指表面鍍有一層鋅的鋼板。有機(jī)涂層鋼板——是指以鍍鋅板、鍍鋁板、鍍鋅鋁合金板、冷軋板等作為基體材料，表面涂上一或兩層有機(jī)涂料（如環(huán)氧酯、聚酯、丙烯酸脂、塑料溶膠等）或者覆上一層塑料薄膜而得到的產(chǎn)品，可以制成不同的顏色或壓出花紋，也叫彩色鋼板。電工鋼板——又稱“硅鋼片”、“矽鋼片”，是指一種含碳量極低的硅鐵軟磁合金，一般硅含量為0.5%～4.5%鍍錫板——俗稱“馬口鐵”，是指表面鍍有一薄層金屬錫的鋼板。涂鍍產(chǎn)品為防止鋼材腐蝕，對(duì)鋼材表面涂鍍是現(xiàn)今使用得最長(zhǎng)久，最廣泛，最有效的方式，其中對(duì)冷軋薄鋼板涂鍍應(yīng)用得最普遍：鍍類：鍍鋅、鍍鋁、鍍錫、…涂類：彩色有機(jī)涂層涂鍍產(chǎn)品為防止鋼材腐蝕，對(duì)鋼材表面涂鍍是現(xiàn)今使用得最長(zhǎng)久，最電工鋼板一般有硅鋼片等通過(guò)沖裁獲得疊片電工鋼板一般有硅鋼片等管材是指兩端開(kāi)口并具有中空斷面、長(zhǎng)度與周邊之比較大的鋼材，規(guī)格用外形尺寸（如外徑或邊長(zhǎng)）及壁厚表示。無(wú)縫鋼管——指由整塊金屬制成的表面無(wú)接縫的鋼管，按生產(chǎn)方法可分為熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管按斷面形狀可分為圓形和異形兩種，按壁厚不同可分為厚壁管和薄壁管。焊接鋼管——指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形、方形等形狀后焊接形成的、表面有接縫的鋼管。按焊接方法不同可分為電弧焊管、高頻或低頻電阻焊管、氣焊管、爐焊管、邦迪管等，按焊縫形狀可分為直縫焊管和螺旋焊管。管材是指兩端開(kāi)口并具有中空斷面、長(zhǎng)度與周邊之比較大的鋼材，規(guī)無(wú)縫鋼管的開(kāi)創(chuàng)者德國(guó)曼內(nèi)斯曼兄弟1885年發(fā)明斜軋穿孔技術(shù)德國(guó)專利DRP34617無(wú)縫鋼管的開(kāi)創(chuàng)者德國(guó)曼內(nèi)斯曼兄弟分類按生產(chǎn)方式不同分：熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管。按橫截面積形狀不同分：（1）簡(jiǎn)單斷面鋼管——圓形鋼管、方形鋼管、橢圓形鋼管、三角形鋼管、六角形鋼管、菱形鋼管、八角形鋼管、半圓形鋼圓、其他（2）復(fù)雜斷面鋼管——不等邊六角形鋼管、五瓣梅花形鋼管、雙凸形鋼管、雙凹形鋼管、瓜子形鋼管、圓錐形鋼管、波紋形鋼管、表殼鋼管、其他分類按生產(chǎn)方式不同分：鋼鐵冶煉生產(chǎn)成本煉鐵工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為原材料（球團(tuán)、鐵礦石等）、輔助材料（石灰石、硅石、耐火材料等）、燃料及動(dòng)力（焦炭、煤粉、煤氣、氧氣、水、電等）、直接工資和福利、制造費(fèi)用、成本抵扣（煤氣回收、水渣回收、焦炭篩下物回收等）鋼鐵冶煉生產(chǎn)成本煉鐵工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為原材料（球團(tuán)、鐵鋼鐵冶煉生產(chǎn)成本煉鋼工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為生鐵、廢鋼、合金、電極、耐火材料、輔助材料、電能、維檢和其他等費(fèi)用。中國(guó)目前主要的煉鋼設(shè)備為轉(zhuǎn)爐和電爐，基于冶煉原理的不同，轉(zhuǎn)爐和電爐在主要的原料（生鐵、廢鋼）配比有一定的差異，轉(zhuǎn)爐工藝廢鋼得使用量約10%，而電爐工藝廢鋼的使用量可占到80％。鋼鐵冶煉生產(chǎn)成本煉鋼工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為生鐵、廢鋼、合金鋼材成本以螺紋鋼為例鐵礦石1.55噸+焦炭340kg+噴吹煤粉130kg+燒結(jié)礦煤焦65kg+加工費(fèi)（折舊、財(cái)務(wù)費(fèi)用、人工等其他費(fèi)用）=1噸生鐵；985kg生鐵+100kg生鐵礦+鐵合金10kg+加工費(fèi)=1噸鋼坯1.03噸鋼坯+加工費(fèi)=1噸螺紋鋼增值稅17%以焦煤800-1100，焦炭1200計(jì)算，生鐵成本約1800，鋼坯約2400，螺紋鋼成本約2700，加上稅后3100（2008年統(tǒng)計(jì)）原料品級(jí)不同，鋼廠大小不同，費(fèi)用成本不一，例子僅為平均水平鋼材成本以螺紋鋼為例影響鋼材價(jià)格因素（1）經(jīng)濟(jì)狀況（2）成本狀況（3）技術(shù)水平（4）供求狀況及預(yù)期（5）國(guó)際鋼鐵價(jià)格走勢(shì)影響鋼材價(jià)格因素（1）經(jīng)濟(jì)狀況（1）經(jīng)濟(jì)狀況從全球看，鋼鐵需求量隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展繼續(xù)增長(zhǎng)，從一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展也與這個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展成正相關(guān)的關(guān)系。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的快慢直接影響社會(huì)對(duì)鋼鐵量的消費(fèi)需求，從而影響鋼鐵產(chǎn)品的價(jià)格?？梢哉f(shuō)，鋼鐵行業(yè)發(fā)展受經(jīng)濟(jì)周期的影響是比較明顯的，當(dāng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)處于快速增長(zhǎng)時(shí)期，鋼鐵產(chǎn)品的市場(chǎng)需求旺盛，價(jià)格上漲；當(dāng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入調(diào)整時(shí)期，鋼鐵產(chǎn)品的價(jià)格也將隨之下跌。（1）經(jīng)濟(jì)狀況從全球看，鋼鐵需求量隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展繼（2）成本狀況目前世界鋼產(chǎn)量的2／3、我國(guó)鋼產(chǎn)量的絕大部分是以鐵礦石為基本原料生產(chǎn)的因此，鐵礦石價(jià)格的變化是影響鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素。同時(shí)，鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中耗用的水、電、煤氣等能源以及鋼鐵產(chǎn)品貨物的運(yùn)輸也構(gòu)成了鋼鐵行業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本及盈利能力。（2）成本狀況目前世界鋼產(chǎn)量的2／3、我國(guó)鋼產(chǎn)量的絕大部分是（3）技術(shù)水平技術(shù)水平是影響鋼鐵產(chǎn)品價(jià)格的重要因素之一。技術(shù)進(jìn)步對(duì)鋼鐵產(chǎn)品價(jià)格的影響主要來(lái)自三個(gè)方面：一是對(duì)生產(chǎn)工藝的影響，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)成本的影響；二是技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致鋼鐵替代品的產(chǎn)生，從而減少對(duì)鋼鐵的需求；第三，技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致鋼鐵產(chǎn)品對(duì)其他材料的替代，從而增加對(duì)鋼鐵的需求。（3）技術(shù)水平技術(shù)水平是影響鋼鐵產(chǎn)品價(jià)格的重要因素之一。（4）供求狀況及預(yù)期任何商品的市場(chǎng)價(jià)格與供求狀況有著密切的關(guān)系，鋼鐵產(chǎn)品也不例外，因此投資者，就應(yīng)該密切注意鋼鐵產(chǎn)品的供求狀況，分析鋼鐵的價(jià)格走勢(shì)（4）供求狀況及預(yù)期任何商品的市場(chǎng)價(jià)格與供求狀況有著密切（5）國(guó)際鋼鐵價(jià)格走勢(shì)國(guó)內(nèi)相關(guān)鋼材的價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，所以關(guān)注國(guó)際鋼材現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格變化和相關(guān)已推出鋼材期貨交易的交易所公布的鋼材價(jià)格，對(duì)于把握我國(guó)鋼材價(jià)格走勢(shì)不無(wú)裨益。（5）國(guó)際鋼鐵價(jià)格走勢(shì)國(guó)內(nèi)相關(guān)鋼材的價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)有著千第2章鋼中常存元素及其對(duì)鋼的影響常存元素：Si,Mn,P,S1.有益元素

Si—

有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,能脫氧。

Mn

—

脫氧、去硫,提高鋼的強(qiáng)度和硬度。第2章鋼中常存元素及其對(duì)鋼的影響常存元素：Si,2.有害元素:

P

—

有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,低溫韌性差

(冷脆

)。

S

—

能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開(kāi)裂

(熱裂/熱脆

)。一般說(shuō)來(lái)，鋼的質(zhì)量主要看P、S含量的高低，愈是優(yōu)質(zhì)高級(jí)的鋼種，其P、S含量愈低。2.有害元素:P—有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,低溫韌性差氣體元素:N：鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生時(shí)效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除時(shí)效傾向。

O：鋼中的氧化物易成為疲勞裂紋源。

H：原子態(tài)的過(guò)飽和氫時(shí)將降低韌性,引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，

稱白點(diǎn)或發(fā)裂。鋼中白點(diǎn)氣體元素:N：鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生時(shí)鋼中白點(diǎn)第3章金屬材料機(jī)械性能基礎(chǔ)

機(jī)械零件和工具所用金屬材料的使用性能一般指力學(xué)性能（機(jī)械性能）：力學(xué)性能是指材料在承受外力作用下所顯示的性能，它包括強(qiáng)度、剛度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞抗力等。力性指標(biāo)是選材、材料檢驗(yàn)、零件設(shè)計(jì)計(jì)算、評(píng)定工藝質(zhì)量或生產(chǎn)操作質(zhì)量，尤其是熱處理質(zhì)量的重要依據(jù)。力學(xué)性能與受力狀態(tài)，材料成分，組織及加工過(guò)程有關(guān)。第3章金屬材料機(jī)械性能基礎(chǔ)機(jī)械零件和工具所用金屬材鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件力學(xué)性能指標(biāo)之一

——強(qiáng)度

金屬拉伸試樣在逐漸增大的外力作用下，一般依次產(chǎn)生彈性變形、（塑性變形）和斷裂。彈性變形是外力卸除后能完全消失的變形;塑性變形(永久變形)是外力卸除后仍然保留的變形；斷裂是試樣被永久性地破壞的呈現(xiàn)形式。測(cè)定金屬?gòu)?qiáng)度、剛度和塑性的常用方法是拉伸試驗(yàn)。

力學(xué)性能指標(biāo)之一

——強(qiáng)度

金屬拉伸試樣在逐漸增大的外力作拉伸試驗(yàn)機(jī)試樣夾頭Lodo拉伸試驗(yàn)機(jī)試樣夾頭Lodo低碳鋼拉伸試驗(yàn)過(guò)程示意圖固裝試樣進(jìn)行拉伸出現(xiàn)頸縮發(fā)生斷裂（原始狀態(tài)）（彈性變形）（塑性變形）（頸部斷裂）下夾具上夾具下夾具上夾具下夾具上夾具上夾具下夾具低碳鋼拉伸試驗(yàn)過(guò)程示意圖固裝試樣進(jìn)行拉伸出現(xiàn)頸縮拉伸試樣拉伸前后比較Δl=L1–L0拉伸前LodoL1dk拉伸后拉伸試樣拉伸前后比較Δl=L1–L0拉伸前LodoL過(guò)程特點(diǎn)：

彈性、屈服、塑變、頸縮、斷裂從拉伸曲線可見(jiàn)：彈性變形階段—拉力＜Fe時(shí)，oe階段變形量很小，伸長(zhǎng)量與拉力成線性正比，若去除外力，試樣仍可恢復(fù)原樣；屈服階段—Fe＜拉力＜Fs時(shí)，es階段出現(xiàn)水平或鋸齒狀線段，試樣繼續(xù)被拉長(zhǎng)，但拉力不增大甚至有所降低；塑性變形階段—Fs＜拉力＜Fb時(shí)，sb階段外力繼續(xù)增大，變形量均勻地、明顯增加；頸縮階段—bk階段的繼續(xù)變形使試樣局部截面縮小，載荷隨之降低，變形不均勻，集中于頸部；斷裂階段—拉力=Fk時(shí)，試樣頸所部位發(fā)生斷裂。eS’sFeFs’FsFbFkbk外力

F變形量OpFp過(guò)程特點(diǎn)：

彈性、屈服、塑變、頸縮、斷裂從拉伸曲線可見(jiàn)：eS低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變圖σBCDAδσbσSUσPσSLε彈性階段σ/ε=Eσp--彈性極限屈服階段△ε＞△σ產(chǎn)生塑性變形B—上屈服點(diǎn)B′—下屈服點(diǎn)σs—屈服強(qiáng)度強(qiáng)化階段：內(nèi)部組織變化，恢復(fù)部分強(qiáng)度σb--抗拉強(qiáng)度頸縮階段：過(guò)C點(diǎn)后，試件抵抗變形的能力下降，變形集中在某局部進(jìn)行，產(chǎn)生頸縮破壞0低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變圖σBCDAδσbσSUσPσSLε彈性階段強(qiáng)度的概念金屬在緩慢加載的靜載荷作用下，抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度。由拉伸試驗(yàn)測(cè)得的強(qiáng)度指標(biāo)主要有彈性極限、屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度）是試樣屈服時(shí)承受的拉應(yīng)力，用符號(hào)σs表示;單位為MPa，σs強(qiáng)度的概念金屬在緩慢加載的靜載荷作用下，抵抗永久變形和斷裂的退火低碳鋼低、中回火鋼淬火鋼及鑄鐵中碳調(diào)質(zhì)鋼不同材料的拉伸曲線退火低碳鋼低、中回火鋼淬火鋼及鑄鐵中碳調(diào)質(zhì)鋼不同材料的拉伸曲屈服極限對(duì)于無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，難以測(cè)定σs

。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以產(chǎn)生0.2%殘留應(yīng)變時(shí)的拉應(yīng)力作為條件屈服點(diǎn)(屈服強(qiáng)度)，用符號(hào)σ0.2表示。屈服點(diǎn)σs或條件屈服點(diǎn)σ0.2是表征在拉伸力作用下，金屬抵抗明顯塑性變形的能力。

屈服極限對(duì)于無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，難以測(cè)定σs。國(guó)家標(biāo)圖解法求σ0.2ABCF0.2ΔL0.2%l00圖解法求σ0.2ABCF0.2ΔL0.2%l00不同類型的強(qiáng)度載荷作用方式：拉伸、壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)。按作用力的性質(zhì)不同分：抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度。工程上常用屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。不同類型的強(qiáng)度載荷作用方式：拉伸、壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)。壓縮試驗(yàn)示意圖原始狀態(tài)上壓頭下壓頭壓縮試樣上壓頭下壓頭上壓頭下壓頭上壓頭下壓頭彈性變形塑性變形壓縮試驗(yàn)示意圖原始狀態(tài)上壓頭下壓頭壓縮試樣上壓頭下壓頭上壓頭彎曲試驗(yàn)

示意圖LδdFF平行彎曲dαF彎曲到規(guī)定角度d彎曲試驗(yàn)

示意圖LδdFF平行彎曲dαF彎曲到規(guī)定角度剪切試驗(yàn)示意圖原始狀態(tài)上剪下剪剪切試樣剪切狀態(tài)剪斷狀態(tài)剪切試驗(yàn)示意圖原始狀態(tài)上剪下剪剪切試樣剪切狀態(tài)剪斷狀態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)示意圖原始狀態(tài)扭轉(zhuǎn)試樣左夾頭右?jiàn)A頭左夾頭右?jiàn)A頭左夾頭右?jiàn)A頭扭斷狀態(tài)扭轉(zhuǎn)狀態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)示意圖原始狀態(tài)扭轉(zhuǎn)試樣左夾頭右?jiàn)A頭左夾頭右?jiàn)A頭左夾抗拉強(qiáng)度σb（抗壓、抗彎、抗剪）——指金屬材料在拉斷前所承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力?！硎窘饘俨牧系挚箶嗔训哪芰?。σb抗拉強(qiáng)度σb（抗壓、抗彎、抗剪）——指金屬材料在拉斷前所力學(xué)性能指標(biāo)之二

——塑性塑性的概念——材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。主要用斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率和冷彎角來(lái)表示。力學(xué)性能指標(biāo)之二

——塑性塑性的概念——材料斷裂前發(fā)生不可伸長(zhǎng)率δ——指試樣被拉斷后，標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。——表示材料被拉伸后的縱向變形程度。Δl=L1–L0拉伸前LodoL1dk拉伸后伸長(zhǎng)率δ——指試樣被拉斷后，標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百斷面收縮率ψ——指拉伸試樣被拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比?！硎静牧媳焕兗?xì)的程度。ΔS=S0-S1

斷面收縮率ψ——指拉伸試樣被拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮力學(xué)性能指標(biāo)之三

——硬度硬度(hardness):金屬抵抗較硬物體壓入其表面的能力。不是一個(gè)單純的物理量，是反映材料強(qiáng)度、塑性、彈性的綜合力學(xué)性能指標(biāo)。試驗(yàn)方法主要有布氏硬度HB、洛氏硬度HR、維氏硬度HV、銼刀法等。力學(xué)性能指標(biāo)之三

——硬度硬度(hardness):金布氏硬度

HB(Brinell-hardness)按照ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)規(guī)定，用一定直徑時(shí)鋼球或硬質(zhì)合金球，以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量試樣表面的壓痕直徑。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)測(cè)得的d值查表求出布氏硬度值。布氏硬度計(jì)

布氏硬度

HB(Brinell-hardness)按照布氏硬度符號(hào)壓頭為淬火鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料;壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用HBW表示，適用于布氏硬度值在650以下的材料。符號(hào)HBS或HBW之前為硬度值，符號(hào)后面按以下順序用數(shù)值表示試驗(yàn)條件:1·球體直徑;2·試驗(yàn)力;3·試驗(yàn)力保持時(shí)間(10~15s不標(biāo)注)。布氏硬度符號(hào)壓頭為淬火鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用布氏硬度表示實(shí)例例如:125HBS10/l000/30表示用直徑l0mm淬火鋼球在1000×9.8N試驗(yàn)力作用下保持30s測(cè)得的布氏硬度值為125;500HBW5/750表示用直徑5mm硬質(zhì)合金球在750×9.8N試驗(yàn)力作用下保持10~15s測(cè)得的布氏硬度值為500。布氏硬度值的單位為MPa，一般情況下可不標(biāo)出。布氏硬度表示實(shí)例例如:(二)洛氏硬度

HR(Rockwllhardness)洛氏硬度試驗(yàn)原理和布氏硬度試驗(yàn)一樣，也是一種靜載荷壓入法。將頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為1.588mm的淬火鋼球，在一定的載荷作用下，壓入被測(cè)金屬表面，保持一定時(shí)間后卸掉載荷，根據(jù)壓痕的深度確定被測(cè)金屬的硬度值。(二)洛氏硬度

HR(Rockwllhardness洛氏硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)及硬度表示硬度值的讀取——洛氏硬度是在洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，其硬度值可直接從表盤(pán)上讀出。硬度值的表示——根據(jù)國(guó)標(biāo)和ISO推薦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，洛氏硬度符號(hào)HR前面的數(shù)宇為硬度值，后面的字母表示級(jí)數(shù)。如60HRC表示C標(biāo)尺測(cè)定的洛氏硬度值為60；洛氏硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)及硬度表示硬度值的讀取——洛氏硬度是在洛氏洛氏硬度標(biāo)尺測(cè)量范圍初載N主載N×9.8壓頭類型適用范圍HRA70~8598.160金剛石圓錐硬質(zhì)合金HRB25~100100鋼球相對(duì)不太硬度的材料HRC20~67150金剛石圓錐較硬材料洛氏硬度標(biāo)尺測(cè)量范圍初載主載壓頭類型適用范圍HRA70~85（三）維氏硬度HV維氏硬度試驗(yàn)法可以在同一種硬度標(biāo)尺上，測(cè)定從極軟到極硬金屬材料的硬度。其原理同樣是根據(jù)壓痕單位面積上所受的平均載荷計(jì)量硬度值，不同的是維氏硬度的壓頭采用金剛石制成的錐面夾角α為136°的正四棱錐體。顯微硬度計(jì)亦是在維氏硬度上發(fā)展而來(lái)。（三）維氏硬度HV維氏硬度試驗(yàn)法可以在同一種硬度標(biāo)尺上，測(cè)維氏硬度值表示根據(jù)國(guó)標(biāo)(GB4340-84)和ISO推薦標(biāo)準(zhǔn)R81規(guī)定，維氏硬度符號(hào)HV前是硬度值，符號(hào)HV后附以試驗(yàn)載荷。如640HV30/20表示在30×9.8N作用下保持20s后測(cè)得的維氏硬度值為640；維氏硬度值表示根據(jù)國(guó)標(biāo)(GB4340-84)和ISO推薦標(biāo)準(zhǔn)(四)銼刀法:

一組硬度差為5HRC的銼刀。例如:25HRC、30HRC、35HRC…等。銼刀(四)銼刀法:一組硬度差為5HRC的銼刀。銼刀幾種硬度間的關(guān)系HB為200~400時(shí):1HRC=10HB;HV為200~400時(shí):1HB=1HV;1HRC=10HV;

幾種硬度間的關(guān)系HB為200~400時(shí):力學(xué)性能指標(biāo)之四

——沖擊韌度(notchtoughness)許多機(jī)件，如槍管、炮管、冷沖模、錘頭等都是在沖擊載荷(載荷以很快的速度作用于機(jī)件)下工作。試驗(yàn)表明，載荷速度增加，材料的塑性、韌性下降，脆性增加，易發(fā)生突然性破斷。因此，使用的材料就不能用靜載荷下的性能來(lái)衡量，而必須用抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的能力，即沖擊韌度來(lái)衡量。力學(xué)性能指標(biāo)之四

——沖擊韌度(notchtoughn沖擊韌度試驗(yàn)——一種采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格缺口（U、V形）試樣在沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，用來(lái)測(cè)試金屬材料的抗沖擊載荷變形和斷裂的力學(xué)性能試驗(yàn)。沖擊方法擺錘一次沖擊法沖擊韌度小能量多次沖擊法*沖擊次數(shù)沖擊韌度試驗(yàn)——一種采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格缺口（U、V形）試樣在沖擊V形(夏比)沖擊試樣形貌I12.50.80.812.555±0.6027.5±0.300.80.8B10±0.05

0.1

A

0.1

AA8±0.0510±0.05||

0.1

A45°±2°22.5°±1°22.5°±1°IR0.25±0.025V形(夏比)沖擊試樣形貌I12.50.80.812.555±沖擊試驗(yàn)方法（2-1）一次擺錘法H2H1沖擊示意圖沖擊試驗(yàn)方法（2-1）一次擺錘法H2H1沖擊示意圖鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件*沖擊試驗(yàn)方法（2-2）小能量多次沖擊法F錘頭橡膠沖擊示意圖*沖擊試驗(yàn)方法（2-2）小能量多次沖擊法F錘頭橡膠沖擊示意圖冷脆性沖擊韌度對(duì)材料的脆性轉(zhuǎn)變情況很敏感，用系列沖擊韌度試驗(yàn)可以確定其冷脆性，見(jiàn)示意圖：Αk/J?cm-2溫度/℃脆性轉(zhuǎn)變溫度范圍沖擊韌度波動(dòng)的中間部分冷脆性沖擊韌度對(duì)材料的脆性轉(zhuǎn)變情況很敏感，用系列沖擊韌度試驗(yàn)1943年美國(guó)T-2油輪發(fā)生斷裂1943年美國(guó)T-2油輪發(fā)生斷裂力學(xué)性能指標(biāo)之五

——疲勞強(qiáng)度疲勞斷裂——金屬在交變外力的作用下，所承受的最大應(yīng)力低于屈服點(diǎn)發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象。衡量指標(biāo)為疲勞極限。力學(xué)性能指標(biāo)之五

——疲勞強(qiáng)度疲勞斷裂——金屬在交變外力的鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取

N=107有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取

N=108鋼材的疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系:

σ-1

=(0.45～0.55)σb鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取N=107有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取*比強(qiáng)度(specificstrength):

材料的強(qiáng)度值與密度值之比。名稱密度(g/cm3)強(qiáng)度(Mpa)比強(qiáng)度純鋁2.780～10030～37純鐵7.87180～28023～36純鈦4.5405～50090～111*比強(qiáng)度(specificstrength):

屈強(qiáng)比=屈服強(qiáng)度σs

/抗拉強(qiáng)度σb斷裂強(qiáng)度屈服強(qiáng)度σb≤σkσb≥σk

脆性材料塑性材料脆性材料的強(qiáng)度通常以σk表示塑性材料的強(qiáng)度通常以σb表示屈強(qiáng)比=屈服強(qiáng)度σs/抗拉強(qiáng)度σb斷裂強(qiáng)度屈服強(qiáng)度σb≤σ金屬材料常用的機(jī)械性能指標(biāo)衡量金屬材料強(qiáng)度高低方面：抗拉強(qiáng)度δb屈服強(qiáng)度δs疲勞強(qiáng)度σ-1（疲勞極限）衡量金屬材料塑性優(yōu)劣方面：伸長(zhǎng)率δ斷面收縮率ψ衡量金屬材料韌性好差方面：沖擊韌度αk衡量金屬材料軟硬方面：硬度HB/HRC/HV金屬材料常用的機(jī)械性能指標(biāo)衡量金屬材料強(qiáng)度高低方面：第4章鋼的熱處理加熱、保溫、冷卻改變/改善金屬整體/表面組織，獲得所需性能。種類

1、普通熱處理：退火、正火、淬火、回火

2、表面熱處理：

表面淬火：感應(yīng)加熱、火焰加熱、激光加熱

化學(xué)熱處理：滲碳、氮化、碳氮共滲第4章鋼的熱處理熱處理工藝熱處理一般有加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段。冷卻方式主要有連續(xù)冷卻和等溫冷卻兩種方式。

保溫等溫冷卻連續(xù)冷卻加熱臨界溫度熱處理工藝熱處理一般有加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段。保溫等溫冷卻熱處理設(shè)備各種退火爐、淬火爐、回火爐；按結(jié)構(gòu)不同有箱式爐、井式爐、臺(tái)車爐、輥底爐、推桿式爐、鐘罩爐、網(wǎng)帶爐、真空爐、鹽浴爐、堿浴爐、振底爐、多用爐、感應(yīng)加熱裝置等。熱處理設(shè)備各種退火爐、淬火爐、回火爐；按結(jié)構(gòu)不同有箱式爐、井鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)概述課件熱處理加熱溫度臨界溫度一般有AC1、AC3、ACCm這幾個(gè)熱處理加熱溫度臨界溫度一般有AC1、AC3、ACCm這幾個(gè)冷卻介質(zhì)鹽水、水、油、空氣等。專用的淬火液低溫高壓氣體冷卻介質(zhì)鹽水、水、油、空氣等。熱處理工藝制定依據(jù)Fe——Fe3C相圖和TTT或CCT圖熱處理工藝制定依據(jù)Fe——Fe3C相圖和TTT或CCT圖退火：加熱、保溫、隨爐冷卻目的：降低硬度、細(xì)化晶粒、消除內(nèi)應(yīng)力，預(yù)先熱處理正火：加熱、保溫、空氣冷卻目的：同退火，更高的力學(xué)性能退火：加熱、保溫、隨爐冷卻淬火：加熱，保溫，水、油或鹽水冷卻目的：提高零件的硬度和耐磨性，強(qiáng)化材料。但淬火后，出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，材料變脆，須回火。方法：?jiǎn)谓橘|(zhì)淬火；雙介質(zhì)淬火等淬火：加熱，保溫，水、油或鹽水冷卻回火：零件淬火后，加熱至臨界溫度之下，保溫，以一定速度冷卻。目的：達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求的硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。回火工藝的種類：

1、低溫回火（150～250

C）

2、中溫回火（350～500

C）

3、高溫回火（500～650

C）

調(diào)質(zhì)處理－淬火＋高溫回火回火：零件淬火后，加熱至臨界溫度之下，保溫，以一定速度冷卻。

低溫回火零件低溫回火零件中溫回火零件中溫回火零件高溫回火零件高溫回火零件表面淬火：僅對(duì)鋼的表面進(jìn)行加熱和冷卻而不改變其成分的熱處理工藝。目的：提高零件的表層硬度、抗磨損性能。方式：感應(yīng)加熱：利用交流電的集膚效應(yīng)，對(duì)零件進(jìn)行加熱，并通過(guò)控制電流頻率得到不同的淬硬層深度。表面淬火：僅對(duì)鋼的表面進(jìn)行加熱和冷卻而不改變其成分的熱處理工火焰加熱：利用火焰加熱工件表面，然后立即用水噴射冷卻。調(diào)節(jié)燒嘴的位置和移動(dòng)速度即可得到不同厚度的淬硬層?；鹧婕訜幔豪没鹧婕訜峁ぜ砻?，然后立即用水噴射冷卻。調(diào)節(jié)燒激光加熱利用激光加熱工件表面，以及利用工件自身冷卻。調(diào)節(jié)激光功率、燒嘴的位置和移動(dòng)速度即可得到不同厚度的淬硬層。阻尼光閘高溫計(jì)光學(xué)集束激光加熱利用激光加熱工件表面，以及利用工件自身冷卻。調(diào)節(jié)激光化學(xué)熱處理將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入其表面，改變其化學(xué)成分和組織，達(dá)到改進(jìn)表面性能、滿足技術(shù)要求的熱處理過(guò)程。目的：提高鋼件表層的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性和疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能。按表面滲入元素的不同，分為滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鋁等種類?；瘜W(xué)熱處理時(shí)效處理為了消除精密量具或模具、零件在長(zhǎng)期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時(shí)的一種穩(wěn)定質(zhì)量的處理。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。時(shí)效處理為了消除精密量具或模具、零件在長(zhǎng)期使用中尺寸、形狀發(fā)固溶處理——將合金加熱到高溫、保溫，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。目的：主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準(zhǔn)備等。使合金中各種相充分溶解，強(qiáng)化固溶體，并提高抗蝕性能，消除應(yīng)力，以便繼續(xù)加工或成型。適用：多種特殊鋼，高溫合金，特殊性能合金，有色金屬。尤其適用：1.熱處理后須要再加工的零件。2.消除成形工序間的冷作硬化。3.焊接后工件。固溶處理——將合金加熱到高溫、保溫，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體沉淀硬化20世紀(jì)初葉，德國(guó)工程師A.維爾姆研究硬鋁時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種合金淬火后硬度不高，但在室溫下放置一段時(shí)間后，硬度便顯著上升，這種現(xiàn)象后來(lái)被稱為沉淀硬化。這一發(fā)現(xiàn)在工程界引起了極大興趣。隨后相繼發(fā)現(xiàn)了一些可以采用時(shí)效處理進(jìn)行強(qiáng)化的鋁合金、銅合金和鐵基合金，開(kāi)創(chuàng)了一條與一般鋼鐵淬火強(qiáng)化有本質(zhì)差異的新的強(qiáng)化途徑——時(shí)效強(qiáng)化。沉淀硬化20世紀(jì)初葉，德國(guó)工程師A.維爾姆研究硬鋁時(shí)發(fā)現(xiàn)，這冷處理一些精密的零件或工具、模具、量具在進(jìn)行了熱處理之后，還需進(jìn)行冷處理。目的是提高尺寸穩(wěn)定性。常用的冷處理溫度約為-60~-80℃。冷處理一些精密的零件或工具、模具、量具在進(jìn)行了熱處理之后，還第5章鋼的分類與牌號(hào)

工業(yè)用鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%

～2.11%的鐵碳合金，并含有少量的硅、錳、硫、磷等常存元素。

第5章鋼的分類與牌號(hào)工業(yè)用鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼含碳量鋼鐵（2%－4%）生鐵（低于0.03%）熟鐵（0.03%－2%）碳素鋼鋼的分類與牌號(hào)

工業(yè)用鋼鐵與含碳量含碳量鋼鐵（2%－4%）生鐵（低于0.03%）熟鐵（0.03鐵還是鋼？

鐵釘、鐵錘、鐵索橋、鐵甲…鐵還是鋼？

鐵釘、鐵錘、鐵索橋、鐵甲…生鐵、熟鐵、鑄鐵生鐵——一般指含碳量在2~4.3%的鐵的合金。又稱鑄鐵。煉鋼生鐵——碳主要以碳化鐵的形態(tài)存在，其斷面呈白色，通常又叫白口鐵。這種生鐵性能堅(jiān)硬而脆，一般都用做煉鋼的原料。鑄造生鐵——碳以片狀的石墨形態(tài)存在，它的斷口為灰色，通常又叫灰口鐵。由于石墨質(zhì)軟，具有潤(rùn)滑作用，因而鑄造生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能。其抗拉強(qiáng)度不夠，故不能鍛軋，只能用于制造各種鑄件，如鑄造各種機(jī)床床座、鐵管等。熟鐵——一般含碳量小于0.2%，也叫工業(yè)純鐵。熟鐵軟，塑性好，容易變形，強(qiáng)度和硬度均較低。生鐵、熟鐵、鑄鐵生鐵——一般指含碳量在2~4.3%的鐵的合金鋼與生鐵的分界線“鋼是以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。（在鉻鋼中含碳量可能大于2%，但2%通常是鋼和鑄鐵的分界線。）”—摘自GB/T13304.1-2008鋼與生鐵的分界線“鋼是以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下，一、常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用二、鋼（1）含碳量（2）鋼的分類

鋼的家族一、常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用二、鋼（1）含碳量（2）鋼的分類鋼的鋼的通常分類按用途分類按化學(xué)成分分類

鋼的通常分類按化學(xué)成分分類按質(zhì)量分類

按冶煉方法分類

按金相組織分類

（1）按退火組織分類（2）按正火組織分類沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼按脫氧程度分類

按質(zhì)量分類按冶煉方法分類按金相組織分類沸騰鋼按脫氧程度分鋼的新分類方法

從1991年起，實(shí)施了新的鋼分類方法（GB/T13304—1991），它是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制訂的。

按化學(xué)成分分類

鋼的新分類方法常用鋼種的牌號(hào)1、碳素鋼（非合金鋼）2、低合金鋼3、合金鋼常用鋼種的牌號(hào)1、碳素鋼（非合金鋼）碳素鋼（非合金鋼）牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼易切削鋼鑄造碳鋼碳素鋼（非合金鋼）牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素鋼是含碳量小于2％的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種。按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25％)，中碳鋼(wc0.25％-0.6％)和高碳鋼(wc>0.6％)按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含磷、硫較低)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(含磷、硫更低)一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強(qiáng)度也越高，但塑性降低碳素鋼是含碳量小于2％的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量

5.2.1.1碳素結(jié)構(gòu)鋼:

Q

235

—

A

·

F沸騰鋼A等級(jí)235MPa屈服強(qiáng)度屈服＋強(qiáng)度值（＋質(zhì)量等級(jí)）（＋脫氧程度）（1）用途

—一般工程用熱軋鋼板、鋼帶、型鋼、棒鋼等。（2）成分特點(diǎn)

—普通碳素結(jié)構(gòu)鋼平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為<0.38%，沸騰鋼A等級(jí)235MPa屈服強(qiáng)度屈服＋強(qiáng)度值（＋質(zhì)量等碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼主要保證力學(xué)性能，故其牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能，用Q+數(shù)字表示，其中“Q”為屈服點(diǎn)“屈”字的漢語(yǔ)拼音字首，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，例如Q275表示屈服點(diǎn)為275MPa。若牌號(hào)后面標(biāo)注字母A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同，含s、P的量依次降低，鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號(hào)后面標(biāo)注字母“F”則為沸騰鋼，標(biāo)注“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)注“F，’或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼，Q235-c表示屈服點(diǎn)為235MPa的c級(jí)鎮(zhèn)靜鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼主要保證力學(xué)性能，故其牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能，用碳素結(jié)構(gòu)鋼一般情況下都不經(jīng)熱處理，而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，焊接性能好，塑性、韌性好，有一