鋼材知識入門-鋼材基礎知識(實用資料
第一(yī)章(zhāng) 鋼的(de)分類
一(yī)、黑色金屬、鋼和(hé)有色金屬
在介紹鋼的(de)分類之前先簡單介紹一(yī)下黑色金屬、鋼與有色金屬的(de)基本概念。
1、 黑色金屬是指鐵和(hé)鐵的(de)合金。如(rú)鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和(hé)生鐵都是以鐵為(wèi)基礎,以碳為(wèi)主要添加元素的(de)合金,統稱為(wèi)鐵碳合金。
生鐵是指把鐵礦石放到高(gāo)爐中冶煉而成的(de)産品,主要用來煉鋼和(hé)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。
鐵合金是由鐵與矽、錳、鉻、钛等元素組成的(de)合金,鐵合金是煉鋼的(de)原料之一(yī),在煉鋼時做(zuò)鋼的(de)脫氧劑和(hé)合金元素添加劑用。
2、 把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一(yī)定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的(de)産品有鋼錠、連鑄坯和(hé)直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的(de)鋼,一(yī)般是指軋制成各種鋼材的(de)鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。
3、有色金屬又稱非鐵金屬,指除黑色金屬外的(de)金屬和(hé)合金,如(rú)銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和(hé)軸承合金等。另外,在工業上還采用鉻、鎳、錳、钼、钴、釩、鎢、钛等,這些金屬主要用作合金附加物,以改善金屬的(de)性能,其中鎢、钛、钼等多用以生産刀具用的(de)硬質合金。
以上這些有色金屬都稱為(wèi)工業用金屬,此外還有貴重金屬:鉑、金、銀等和(hé)稀有金屬,包括放射性的(de)鈾、鐳等。
二、鋼的(de)分類
鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的(de)鐵碳合金。為(wèi)了保證其韌性和(hé)塑性,含碳量一(yī)般不超過1.7%。鋼的(de)主要元素除鐵、碳外,還有矽、錳、硫、磷等。鋼的(de)分類方法多種多樣,其主要方法有如(rú)下七種:
1、按品質分類
(1) 普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 優質鋼(P、S均≤0.035%)
(3) 高(gāo)級優質鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化學(xué)成份分類
(1) 碳素鋼:a.低(dī)碳鋼(C≤0.25%);b.中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c.高(gāo)碳鋼(C≤0.60%)。
(2)合金鋼:a.低(dī)合金鋼(合金元素總含量≤5%)b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%)c.高(gāo)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) 退火狀态的(de)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) 正火狀态的(de):a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。
(3) 無相變或部分發生相變的(de)
5、按用途分類
(1) 建築及工程用鋼:a.普通碳素結構鋼;b.低(dī)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;?易切結構鋼;(d)冷塑性成形用 鋼:包括冷沖壓用鋼、冷镦用鋼。
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(gāo)速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼:a.不鏽耐酸鋼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(dī)溫用鋼;f.電工用鋼
(5) 專業用鋼——如(rú)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
.碳素結構鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);? Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低(dī)合金結構鋼
c.特定用途的(de)普通結構鋼
(2)優質鋼(包括高(gāo)級優質鋼)
a.結構鋼:(a)優質碳素結構鋼;(b)合金結構鋼;彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優質結構鋼。
b.工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;高(gāo)速工具鋼。
c.特殊性能鋼:(a)不鏽耐酸鋼;(b)耐熱鋼;電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高(gāo)錳耐磨鋼。
7、按冶煉方法分類
(1) 按爐種分
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。或 (a)底吹轉爐鋼;(b)側吹轉爐鋼;?頂吹轉爐鋼。
c. 電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;感應爐鋼;(d)真空自(zì)耗爐鋼;(e)電子(zǐ)束爐鋼。
(2)按脫氧程度和(hé)澆注制度分
a.沸騰鋼;b.半鎮靜鋼;c.鎮靜鋼;d.特殊鎮靜鋼。
第二章(zhāng) 我國(guó)鋼号的(de)表示方法
一(yī)、我國(guó)鋼号表示方法概述
鋼的(de)牌号簡稱鋼号,是對每一(yī)種具體鋼産品所取的(de)名稱,是人們了解鋼的(de)一(yī)種共同語言。我國(guó)的(de)鋼号表示方法,根據國(guó)家标準《鋼鐵産品牌号表示方法》 (GB221-79)中規定,采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符号和(hé)阿拉伯數字相結合的(de)方法表示。即:
①鋼号中化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)符号表示,例如(rú)Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用"RE"(或"Xt")表示。
②産品名稱、用途、冶煉和(hé)澆注方法等,一(yī)般采用漢語拼音的(de)縮寫字母表示,見表。
③鋼中主要化學(xué)元素含量(%)采用阿拉伯數字表示。
二、我國(guó)鋼号表示方法的(de)分類說明
1.碳素結構鋼
①由Q+數字+質量等級符号+脫氧方法符号組成。它的(de)鋼号冠以"Q",代表鋼材的(de)屈服點,後面的(de)數字表示屈服點數值,單位是MPa例如(rú)Q235表示屈服點(σs)為(wèi)235 MPa的(de)碳素結構鋼。
②必要時鋼号後面可(kě)标出表示質量等級和(hé)脫氧方法的(de)符号。質量等級符号分别為(wèi)A、B、C、D。脫氧方法符号:F表示沸騰鋼;b表示半鎮靜鋼:Z表示鎮靜鋼; TZ表示特殊鎮靜鋼,鎮靜鋼可(kě)不标符号,即Z和(hé)TZ都可(kě)不标。例如(rú)Q235-AF表示A級沸騰鋼。
③專門用途的(de)碳素鋼,例如(rú)橋梁鋼、船用鋼等,基本上采用碳素結構鋼的(de)表示方法,但在鋼号最後附加表示用途的(de)字母。
2.優質碳素結構鋼
①鋼号開頭的(de)兩位數字表示鋼的(de)碳含量,以平均碳含量的(de)萬分之幾表示,例如(rú)平均碳含量為(wèi)0.45%的(de)鋼,鋼号為(wèi)"45",它不是順序号,所以不能讀成45号鋼。
②錳含量較高(gāo)的(de)優質碳素結構鋼,應将錳元素标出,例如(rú)50Mn。
③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的(de)優質碳素結構鋼應在鋼号最後特别标出,例如(rú)平均碳含量為(wèi)0.1%的(de)半鎮靜鋼,其鋼号為(wèi)10b。
3.碳素工具鋼
①鋼号冠以"T",以免與其他鋼類相混。
②鋼号中的(de)數字表示碳含量,以平均碳含量的(de)千分之幾表示。例如(rú)"T8"表示平均碳含量為(wèi)0.8%。
③錳含量較高(gāo)者,在鋼号最後标出"Mn",例如(rú)"T8Mn"。
④高(gāo)級優質碳素工具鋼的(de)磷、硫含量,比一(yī)般優質碳素工具鋼低(dī),在鋼号最後加注字母"A",以示區别,例如(rú)"T8MnA"。
4.易切削鋼
①鋼号冠以"Y",以區别于優質碳素結構鋼。
②字母"Y"後的(de)數字表示碳含量,以平均碳含量的(de)萬分之幾表示,例如(rú)平均碳含量為(wèi)0.3%的(de)易切削鋼,其鋼号為(wèi)"Y30"。
③錳含量較高(gāo)者,亦在鋼号後标出"Mn",例如(rú)"Y40Mn"。
5.合金結構鋼
①鋼号開頭的(de)兩位數字表示鋼的(de)碳含量,以平均碳含量的(de)萬分之幾表示,如(rú)40Cr。
②鋼中主要合金元素,除個别微合金元素外,一(yī)般以百分之幾表示。當平均合金含量<1.5%時,鋼号中一(yī)般隻标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情況下易緻混淆者,在元素符号後亦可(kě)标以數字"1",例如(rú)鋼号"12CrMoV"和(hé)"12Cr1MoV",前者鉻含量為(wèi)0.4-0.6%,後者為(wèi)0.9- 1.2%,其餘成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時,在元素符号後面應标明含量,可(kě)相應表示為(wèi)2、3、4……等。例如(rú)18Cr2Ni4WA。
③鋼中的(de)釩V、钛Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素,均屬微合金元素,雖然含量很低(dī),仍應在鋼号中标出。例如(rú)20MnVB鋼中。 釩為(wèi)0.07-0.12%,硼為(wèi)0.001-0.005%。
④高(gāo)級優質鋼應在鋼号最後加"A",以區别于一(yī)般優質鋼。
⑤專門用途的(de)合金結構鋼,鋼号冠以(或後綴)代表該鋼種用途的(de)符号。例如(rú)鉚螺專用的(de)30CrMnSi鋼,鋼号表示為(wèi)ML30CrMnSi。
6.低(dī)合金高(gāo)強度鋼
①鋼号的(de)表示方法,基本上和(hé)合金結構鋼相同。
②對專業用低(dī)合金高(gāo)強度鋼,應在鋼号最後标明。例如(rú)16Mn鋼,用于橋梁的(de)專用鋼種為(wèi)"16Mnq",汽車大梁的(de)專用鋼種為(wèi)"16MnL",壓力容器的(de)專用鋼種為(wèi)"16MnR"。
7.彈簧鋼
彈簧鋼按化學(xué)成分可(kě)分為(wèi)碳素彈簧鋼和(hé)合金彈簧鋼兩類,其鋼号表示方法,前者基本上與優質碳素結構鋼相同,後者基本上與合金結鋼相同。
8.滾動軸承鋼
①鋼号冠以字母"G",表示滾動軸承鋼類。
②高(gāo)碳鉻軸承鋼鋼号的(de)碳含量不标出,鉻含量以千分之幾表示例如(rú)GCr15。滲碳軸承鋼的(de)鋼号表示方法,基本上和(hé)合金結構鋼相同。
9.合金工具鋼和(hé)高(gāo)速工具鋼
①合金工具鋼鋼号的(de)平均碳含量≥1.0%時,不标出碳含量;當平均碳含量<1.0%時,以千分之幾表示。例如(rú)Cr12、CrWMn、9SiCr、 3Cr2W8V。
②鋼中合金元素含量的(de)表示方法,基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低(dī)的(de)合金工具鋼鋼号,其鉻含量以千分之幾表示,并在表示含量的(de)數字前加"0",以便把它和(hé)一(yī)般元素含量按百分之幾表示的(de)方法區别開來。例如(rú)Cr06。
③高(gāo)速工具鋼的(de)鋼号一(yī)般不标出碳含量,隻标出各種合金元素平均含量的(de)百分之幾。例如(rú)鎢系高(gāo)速鋼的(de)鋼号表示為(wèi)"W18Cr4V"。鋼号冠以字母"C"者,表示其碳含量高(gāo)于未冠"C"的(de)通用鋼号。
10.不鏽鋼和(hé)耐熱鋼
①鋼号中碳含量以千分之幾表示。例如(rú)"2Cr13"鋼的(de)平均碳含量為(wèi)0.2%;若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,鋼号前分别冠以" 00"及"0"表示之,例如(rú)00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。
②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示,而钛、铌、锆、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的(de)表示方法标出。
11.焊條鋼
它的(de)鋼号前冠以字母"H",以區别于其他鋼類。例如(rú)不鏽鋼焊絲為(wèi)"H2Cr13",可(kě)以區别于不鏽鋼"2Cr13"。
12.電工用矽鋼
①鋼号由字母和(hé)數字組成。鋼号頭部字母DR表示電工用熱軋矽鋼,DW表示電工用冷軋無取向矽鋼,DQ表示電工用冷軋取向矽鋼。
②字母之後的(de)數字表示鐵損值(W/kg)的(de)100倍。
③鋼号尾部加字母"G"者,表示在高(gāo)頻率下檢驗的(de);未加"G"者,表示在頻率為(wèi)50周波下檢驗的(de)。
例如(rú)鋼号DW470表示電工用冷軋無取向矽鋼産品在50赫頻率時的(de)最大單位重量鐵損值為(wèi)4.7W/kg。
13.電工用純鐵
①它的(de)牌号由字母"DT"和(hé)數字組成,"DT"表示電工用純鐵,數字表示不同牌号的(de)順序号,例如(rú)DT3。
②在數字後面所加的(de)字母表示電磁性能:A--高(gāo)級、E--特級、C--超級,例如(rú)DT8A。
第三章(zhāng) 鋼材的(de)分類
鋼材按外形可(kě)分為(wèi)型材、闆材、管材、金屬制品四大類。為(wèi)便于采購、訂貨和(hé)管理(lǐ),我國(guó)目前将鋼材分為(wèi)十六大品種: