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钢铁百科 - 钢之家

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钢材应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成需要的各种形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是钢材通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。

 

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钢材的定义编辑本段回目录

钢材(Steel):是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。

钢材有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴钢材、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钢材钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,钢材此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等钢材。

钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资,应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作,又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢,优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。

 

钢的分类编辑本段回目录

一、黑色金属、钢和有色金属

在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和碳的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类
钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:
1、按品质分类
(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 优质钢(P、S均≤0.035%)
(3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化学成份分类
(1) 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≥0.60%)。
(2) 合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%);c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。
4、按金相组织分类
(1) 退火状态的:a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。
(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。
(3) 无相变或部分发生相变的
5、按用途分类
(1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
(2) 结构钢
a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
b.弹簧钢
c.轴承钢
(3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
(4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。
(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
6、综合分类
(1)普通钢
a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金结构钢
c.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢(包括高级优质钢)
a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。
b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。
7、按冶炼方法分类
(1) 按炉种分
a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c. 电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。
(2)按脱氧程度和浇注制度分
a.沸腾钢(F);b.半镇静钢(b);c.镇静钢(Z);d.特殊镇静钢(TZ)。

钢铁产品有关术语编辑本段回目录

序号 名 称 说 明
1 碳钢 碳钢也叫碳素钢,是含碳量wc小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25%),中碳钢(wc 0.25%一0.6%)和高碳钢(wc >O.6%)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低)
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高,强度也越高,但塑性降低
2 碳素结构钢 这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如Q275表示屈服点为275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D,则表示钢材质量等级不同,含s、P的量依次降低,钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“F,’或“b”者为镇静钢。例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢,Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢
碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低,焊接性能好,塑性、韧性好,有一定强度,常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高,强度较高,塑性、韧性较好,可进行焊接,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件
3 优质结构钢 这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(wс×10000)。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%;08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%
优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳的质量分数不同,有不同的用途。08、08F、10、10F钢,塑性、韧性高,具有优良的冷成形性能和焊接性能,常冷轧成薄板,用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车身、拖拉机驾驶室等;15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件,如活塞销、样板等;30、35、40、45、50钢经热处理(淬火+高温回火)后具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和较高的塑性、韧性,用于制作轴类零件,例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件;55、60、65钢热处理(淬火+中温回火)后具有高的弹性极限,常用于制作负荷不大、尺寸较小(截面尺寸小于12~15mm)的弹簧,如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等
4 碳素工具钢 碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%~1.35%范围内,其生产成本低,原料来源易取得,切削加工性良好,处理后可以得到高硬度和高耐磨性,所以是被广泛采用的钢种,用来制造各种刃具、模具、量具
但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250℃时,钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外,碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹
5 易切削结
构钢 易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素,使钢切削时切屑易脆断成碎屑,从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元素
这种钢的含硫量ws在0.08%一0.30%范围内,含锰量wMn在0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在,硫化锰很脆并有润滑效能,从而使切屑容易碎断,并有利于提高加工表面的质量
6 合金钢 在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢
各国的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、铬钢系统,我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统
合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的
按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢
7 普通低合
金钢 普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量w总不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等
在大量节约稀缺合金元素(如镍、铬)条件下,通常lt普通低合金钢可顶1.2—1.3t碳素钢使用,其使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼,成本也和碳素钢接近
8 工程结构
用合金钢 这是指工程和建筑结构用的合金钢,包括可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、铁道用合金钢、地质石油钻探用合金钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等。这类钢用作工程和建筑结构件,在合金钢中,这类钢合金含量总量较低,但生产、使用量较大
9 机械结构
用合金钢 这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳紊钢的基础上,适当地加入一种或数种合金元素,用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过热处理(如调质处理、表面硬化处理)后使用。主要包括常用的合金结构钢和合金弹簧钢两大类,其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢(渗碳钢、氮化钢、表面高频淬火钢等)、冷塑性成型用合金钢(冷顶锻用钢、冷挤压用钢等)。按化学成分基本组成系列可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Nj系钢、B系钢等
10 合金结构
钢 合金结构钢的含碳量wc比碳素结构钢低一些,一般在O.15%一O.50%的范围内。除含碳外,还含有一种或几种合金元素,如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等
合金结构钢易于淬硬和不易变形或开裂,便于热处理改善钢的性能
合金结构钢广泛用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种传动件和紧固件。低碳合金钢一般进行渗碳处理,中碳合金钢一般进行调质处理
11 合金工具
钢 合金工具钢是含有多种合金元素,如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢。合金工具钢容易淬硬,不易产生变形和裂纹,适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和量具
用途不同,合金工具钢的含碳量也不同。大多数合金工具钢的含碳量wc为0.5%~1.5%。热变形模具用钢含碳较低,wc在0.3%~0.6%范围内;切削刀具用钢一般含碳wc1%左右;冷加工模具用钢则含碳量较高,如石墨模具钢含碳量wc达1.5%,高碳高铬型冷加工模具用钢含碳量wc高达2%以上
12 高速工具
钢 高速工具钢是高碳高合金工具钢,钢中含碳量wc为0.7%-1.4%,钢中含有能形成高硬度碳化物的合金元素,如钨、钼、铬、钒
高速工具钢具有高的红硬性,在高速切削的条件下,温度高达500-600ºc硬度也不降低,从而保证良好的切削性能
13 弹簧钢 弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等
碳素弹簧钢即含碳量wc在0.6%~0.9%范围内的优质碳素结构钢(包括正常和较高含锰量的)。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量WSi(1.3%~2.8%)提高性能;另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。近年来,结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量
14 轴承钢 轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格
轴承钢又称高碳铬钢,含碳wc为l%左右,含铬量wc为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类
15 电工硅钢 电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量很大的钢材
按化学成分硅钢可以分为低硅钢和高硅钢。低硅钢含硅量wsi1.O%~2.5%,主要用来制造电机;高硅钢含硅量wsi3.O%~4.5%,一般用来制造变压器。它们的含碳量wc≤O.06%~0.08%
16 钢轨钢 钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷,因此,要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。通常采用的钢轨钢是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢,这种钢含碳wc0.6%。0.8%,属于中碳钢和高碳钢,但钢中含锰量WMn较高,在O.6%一1.1%的范围内
近年来,已广泛采用普通低合金钢钢轨,如高硅轨、中锰轨、含铜轨、含钛轨等。普通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀,使用寿命有很大提高
17 造船用钢 造船用钢是指用于制造海船和大型内河船体结构的钢。由于船体结构一般采用焊接方法制造,所以要求造船钢有较好的焊接性能。此外,还要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及腐蚀性能。过去主要采用低碳钢作为造船用钢。近来,已大量采用普通低合金钢,已有的钢种如12锰船、16锰船、15锰钒船等钢种。这些钢种有强度高、韧性好、容易加工和焊接、耐海水腐蚀等综合特性,可成功地用来制造万吨远洋巨轮
18 桥梁钢 铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷,桥梁钢要求有一定的强度、韧性和良好的抗疲劳性能,并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢,近来成功地采用了普通低合金钢如16锰、15锰钒氮等
19 锅炉钢 锅炉钢主要指用来制造过热器、主蒸气管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢,含碳量wc在O.16%~0.26%范围内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。近年来也采用普通低合金钢建造锅炉,如12锰、15锰钒、18锰钼铌等
20 焊条用钢 这类钢是专门供制造电弧焊和气焊焊条钢丝用。钢的成分随所焊材质不同而异。根据需要,大致分碳素钢、合金结构钢和不锈钢三类。这些钢的硫、磷含量ws、wP不大于0.03%,比一般钢要求严些。这些钢不要求力学性能,而只作化学成分的检验
21 不锈钢 不锈耐酸钢简称不锈钢,它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的。简言之,能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢,而能抵抗化学介质(如酸类)腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来,含铬量wcr大于12%的钢就具有了不锈钢的特点
不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类:即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体不锈钢及沉淀硬化不锈钢
22 耐热钢 在高温条件下,具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件
23 高温合金 高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足够的化学稳定性的一种热强材料,用于1000ºC左右高温条件下工作的热动力部件
按其基本化学成分的不同,又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金
24 精密合金
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料
精密合金按其不同的物理性能又分为七类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电偶合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的
注:Wc、Ws、Wmn、Wp分别表示C、S、Mn、P的质量分数
表2 钢材缺陷术语
序号 名 称 说 明
l 圆度 圆形截面的轧材,如圆钢和圆形钢管的横截面上,各个方向上的直径不等
2 形状不正确 轧材横截面几何形状歪斜,凹凸不平。如六角钢的六边不等、角钢顶角大、型钢扭转等
3 厚薄不均 钢板(或钢带)各部位的厚度不一样,有的两边厚而中间薄,有的边部薄而中间厚,也有的头尾差超过规定
4 弯曲度 轧件在长度或宽度方向不平直,呈曲线状
5 镰刀弯 钢板(或钢带)的长度方向在水平面上向一边弯曲
6 瓢曲度 钢板(或钢带)在长度和宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象,使其成为“瓢形”或“船形”
7 扭转 条形轧件沿纵轴扭成螺旋状
8 脱方、脱矩 方形、矩形截面的材料对边不等或截面的对角线不等
9 拉痕(划道) 呈直线沟状,肉眼可见到沟底分布于钢材的局部或全长
10 裂纹 一般呈直线状,有时呈Y形,多与拔制方向一致,但也有其他方向,一般开口处为锐角
ll 重皮(结疤) 表面呈舌状或鱼鳞片的翘起薄片:一种是与钢的本体相连结,并折合到表面上不易脱落;另一种是与钢的本体没有连结,但粘合到表面易于脱落
12 折叠 钢材表面局部重叠,有明显的折叠纹
13 锈蚀 表面生成的铁锈,其颜色由杏黄色到黑红色,除锈后,严重的有锈蚀麻点
14 发纹 表面发纹是深度甚浅,宽度极小的发状细纹,一般沿轧制方向延伸形成细小纹缕
15 分层 钢材截面上有局部的明显的金属结构分离,严重时则分成2~3层,层与层之间有肉眼可见的夹杂物
16 气泡 表面无规律地分布呈圆形的大大小小的凸包,其外缘比较圆滑。大部是鼓起的,也有的不鼓起而经酸洗平整后表面发亮,其剪切断面有分层
17 麻点(麻面) 表面呈现局部的或连续的成片粗糙面,分布着形状不一、大小不同的凹坑,严重时有类似桔子皮状的,比麻点大而深的麻斑
18 氧化颜色 钢板(或钢带)经退火后在表面上呈现出浅黄色、深棕色、浅蓝色、深蓝色或亮灰色等
19 辊印 表面有带状或片状的周期性轧辊印,其压印部位较亮,且没有明显的凸凹感觉
20 疏松 钢的不致密性的表现。切片经过酸液侵蚀以后,扩大成许多洞穴,根据其分布可分:一般疏松、中心疏松
2l 偏析 钢中各部分化学成分和非金属夹杂物不均匀分布的现象。根据其表现形式可分:树枝状、方框形、点状偏析和反偏析等
22 缩孔残余 在横向酸浸试片的中心部位,呈现不规则的空洞或裂缝。空洞或裂缝中往往残留着外来杂质
23 非金属夹杂物 在横向酸性试片上见到一些无金属光泽,呈灰白色、米黄色和暗灰色等色彩,系钢中残留的氧化物、硫化物、硅酸盐等
24 金属夹杂物 在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基体金属显然不同的金属盐
25 过烧 观察经侵蚀后的显微组织时,往往在网络状氧化物周围的基体金属上可看到脱碳组织,其他金属如铜及其合金则有氧化铜沿晶界呈网络状或点状向试样内部延伸
26 白点 它是钢的内部破裂的一种。在钢件的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点,在经过磨光和酸蚀以后的横向切片上,则表现为细长的发裂,有时呈辐射状分布,有时则平行于变形方向或无规则地分布
27 晶粒粗大 酸浸试片断口上有强烈金属光泽
28 脱碳 钢的表层碳分较内层碳分降低的现象称为脱碳。全脱碳层是指钢的表面因脱碳而呈现全部为铁素体组织部分;部分脱碳是指在全脱碳层之后到钢的含碳量未减少的组织处
表3 钢材标准常用术语
序号 名 称 说 明
1 标准 标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础,经有关方面协商一致,由主管机构批准,以特定形式发布,作为共同遵守的准则和依据。目前,我国钢铁产品执行的标准有国家标准(GB、GB/T)、行业标准(YB)、地方标准和企业标准
2 技术条件 标准中规定产品应该达到的各项性能指标和质量要求称为技术条件,如化学成分、外形尺寸、表面质量、物理性能、力学性能、工艺性能、内部组织,交货状态等
3 保证条件 按照金属材料技术条件的规定,生产厂应该进行检验并保证检验结果符合规定要求的性能、化学成分、内部组织等质量指标,称为保证条件
(1)基本保证条件——又叫必保条件,是指标准中规定的,无论需方是否在订货合同中提出要求,生产厂必须进行检验并保证检验结果符合规定的项目
(2)附加保证条件——是标准中规定的,只要需方在合同中注明要求,生产厂就必须进行检验并保证检验结果符合规定的项目
(3)协议保证条件——在标准中没有规定,而经供需双方协议并在合同中注明加以保证的项目,称为协议保证条件
(4)参考条件——标准中没有规定,或有规定而不要求保证,由需方提出并经供需双方协商一致进行检验的项目,其结果仅供参考,不作考核,称为参考条件
4 质量证明书 金属材料的生产和其他工业产品的生产一样,是按统一的标准规定进行的,执行产品出厂检验制度,不合格的金属材料不准交货。对于交货的金属材料,生产厂提供质量证明书以保证其质量。金属材料的质量证明书不仅说明材料的名称、规格、交货件数、重量等,而且还提供规定的保证项目的全部检验结果
质量证明书,是供方对该批产品检验结果的确认和保证,也是需方进行复检和使用的依据
5 质量等级 按钢材表面质量、外形及尺寸允许偏差等要求不同,将钢材质量划分为若干等级。例如一级品、二级品。有时针对某一要求制定不同等级,例如针对表面质量分为一级、二级、三级,针对表面脱碳层深度分为一组、二组等,均表示质量上的差别
6 精度等级 某些金属材料,标准中规定有几种尺寸允许偏差,并且按尺寸允许偏差大小不同,分为若干等级,叫作精度等级。精度等级按允许偏差分为普通精度、较高精度、高级精度等。精度等级愈高,其允许的尺寸偏差就愈小。在订货时,应注意将精度等级要求写入合同等有关单据中
7 牌号 金属材料的牌号,是给每一种具体的金属材料所取的名称。钢的牌号又叫钢号。我国金属材料的牌号,一般都能反应出化学成分。牌号不仅表明金属材料的具体品种,而且根据它还可以大致判断其质量。这样,牌号就简便地提供了具体金属材料质量的共同概念,从而为生产、使用和管理等工作带来很大方便
8 品种 金属材料的品种,是指用途、外形、生产工艺、热处理状态、粒度等不同的产品
9 型号 金属材料的型号是指用汉语拼音(或拉丁文)字母和一个或几个数字来表示不同形状、类别的型材及硬质合金等产品的代号。数字表示主要部位的公称尺寸
lO 规格 规格是指同一品种或同一型号金属材料的不同尺寸。一般尺寸不同,其允许偏差也不同。在产品标准中,品种的规格通常按从小到大,有顺序地排列
ll 表面状态 主要分为光亮和不光亮两种。在钢丝和钢带标准中常见,主要区别在于采取光亮退火还是一般退火。也有把抛光、磨光、酸洗、镀层等作为表面状态看待
12 边缘状态 边缘状态是指带钢是否切边而言。切边者为切边带钢,不切边者为不切边带钢
13 交货状态 交货状态是指产品交货的最终塑性变形加工或最终热处理状态。不经过热处理交货的有热轧(锻)及冷轧状态。经正火、退火、高温回火、调质及固溶等处理的统称为热处理状态交货,或根据热处理类别分别称正火、退火、高温回火、调质等状态交货
14 材料软硬程度 是指采用不同热处理或加工硬化程度,所得钢材的软硬程度不同。在有的带钢标准中,划分为特软钢带、软钢带、半软钢带、低硬钢带和硬钢带
15 纵向和横向 钢材标准中所称的纵向和横向,均指与轧制(锻制)及拔制方向的相对关系而言,与加工方向平行者称纵向;与加工方向垂直者称横向。沿加工方向取的试样叫纵向试样;与加工方向垂直取的试样称横向试样。而在纵向试样上打的断口,是与轧制方向垂直的,故叫横向断口;横向试样上打的断口,则与加工方向平行,故叫纵向断口
16 理论质量和实际质量 这是两种不同的计算交货质量的方法。按理论质量交货者,是按材料的公称尺寸和密度计算得出的交货质量。按实际质量交货者,是按材料经称量(过磅)所得交货质量
17 公称尺寸和实际尺寸 公称尺寸是指标准中规定的名义尺寸,是生产过程中希望得到的理想尺寸。但在实际生产中,钢材实际尺寸往往大于或小于公称尺寸,实际所得到的尺寸,叫作实际尺寸
18 偏差和公差 由于实际生产中难达到公称尺寸,所以标准中规定实际尺寸和公称尺寸之间有一允许差值,叫作偏差。差值为负值叫负偏差,正值叫正偏差。标准中规定的允许正负偏差绝对值之和叫作公差。偏差有方向性,即以“正”或“负”表示,公差没有方向性
19 交货长度 钢材交货长度,在现行标准中有四种规定:
(1)通常长度——又称不定尺长度,凡钢材长度在标准规定范围内而且无固定长度的,都称为通常长度。但为了包装运输和计量方便,各企业剪切钢材时,根据情况最好切成几种不同长度的尺寸,力求避免乱尺
(2)定尺长度——按订货要求切成的固定长度(钢板的定尺是指宽度和长度)叫定尺长度,例如定尺为5m,则一批交货钢材长度均为5m。但实际上不可能都是5m长,因此还规定了允许正偏差值
(3)倍尺长度——按订货要求的单倍尺长度切成等于订货单倍长度的整数倍数,称为倍尺长度,例如单倍尺长度为950mm,则切成双倍尺时为1900mm,三倍尺为950×3=2850mm等
(4)凡长度小于标准中通常长度下限,但不小于最小允许长度
者,称为短尺长度
20 冶炼方法 指采用何种炼钢炉冶炼而言,例如用平炉、电弧炉、电渣炉、真空感应炉及混合炼钢等冶炼。“冶炼方法”一词在标准中的含义,不包括脱氧方法(如全脱氧的镇静钢、半脱氧的半镇静钢和沸腾钢)及浇注方法(如上注、下注、连铸)这些概念
2l 化学成分(产品成分) 是指钢铁产品的化学组成,包括主成分和杂质元素,其含量以重量百分数表示
22 熔炼成分 钢的熔炼成分是指钢在熔炼(如罐内脱氧)完毕,浇注中期的化学成分
23 成品成分 钢材的成品成分,又叫验证分析成分,是指从成品钢材上按规定方法(详见GB/T222)钻取或刨取试屑,并按规定的标准方法分析得来的化学成分。钢材的成品成分主要是供使用部门或检验部门验收钢材时使用的。生产厂一般不全做成品分析,但应保证成品成分符合标准规定。有些主要产品或者有时由于某种原因(如工艺改动、质量不稳、熔炼成分接近上下限、熔炼分析未取到等),生产厂也做成品成分分析
24 优质钢和高级优质钢(带A字) 又叫质量钢和高级质量钢,其区别在于高级优质钢在下列方面的一部分或全部分优于优质钢:
①缩小含碳量范围;②减少有害杂质(主要是硫、磷)含量;③保证较高的纯净度(指夹杂物含量少);④保证较高的力学性能和工艺性能
表4 钢材交货状态
序号 名 称 说 明
l 热轧状态 钢材在热轧或锻造后不再对其进行专门热处理,冷却后直接交货,称为热轧或热锻状态,热轧(锻)的终止温度一般为800~900℃,之后一般在空气中自然冷却,因而热轧(锻)状态相当于正火处理。所不同的是因为热轧(锻)终止温度有高有低,不像正火加热温度控制严格,因而钢材组织与性能的波动比正火大。目前不少钢铁企业采用控制轧制,由于终轧温度控制很严格,并在终轧后采取强制冷却措施,因而钢的晶粒细化,交货钢材有较高的综合力学性能。无扭控冷热轧盘条比普通热轧盘条性能优越就是这个道理,热轧(锻)状态交货的钢材,由于表面覆盖有一层氧化铁皮,因而具有一定的耐蚀性,储运保管的要求不像冷拉(轧)状态交货的钢材那样严格,大中型型钢、中厚钢板可以在露天货场或经苫盖后存放
2 冷拉(轧)
状态 经冷拉、冷轧等冷加工成型的钢材,不经任何热处理而直接交货的状态,称为冷拉或冷轧状态。与热轧(锻)状态相比,冷拉(轧)状态的钢材尺寸精度高、表面质量好、表面粗糙度低,并有较高的力学性能,由于冷拉(轧)状态交货的钢材表面没有氧化皮覆盖,并且存在很大的内应力,极易遭受腐蚀或生锈,因而冷拉(轧)状态的钢材,其包装、储运均有较严格的要求,一般均需在库房内保管,并应注意库房内的温湿度控制
3 正火状态 钢材出厂前经正火热处理,这种交货状态称正火状态。由于正火加热温度(亚共析钢为Ac3+30~50°C,过共析钢为Accm+30~50°C)比热轧终止温度控制严格,因而钢材的组织、性能均匀。与退火状态的钢材相比,由于正火冷却速度较快,钢的组织中珠光体数量增多,珠光体层片及钢的晶粒细化,因而有较高的综合力学性能,并有利于改善低碳钢的魏氏组织和过共析钢的渗碳体网状,可为成品的进一步热处理做好组织准备。碳结钢、合结钢钢材常采用正火状态交货。某些低合金高强度钢如14MnMoVBRE、14CrMnMoVB钢为了获得贝氏体组织,也要求正火状态交货
4 退火状态 钢材出厂前经退火热处理,这种交货状态称为退火状态。退火的目的主要是为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,并为后道工序作好组织和性能上的准备,合金结构钢、保证淬透性结构钢、冷镦钢、轴承钢、工具钢、汽轮机叶片用钢、铁索体型不锈耐热钢的钢材常用退火状态交货
5 高温回火
状态 钢材出厂前经高温回火热处理,这种交货状态称为高温回火状态。高温回火的回火温度高,有利于彻底消除内应力,提高塑性和韧性,碳结构、合金钢、保证淬透性结构钢钢材均可采用高温回火状态交货。某些马氏体型高强度不锈钢、高速工具钢和高强度合金钢,由于有很高的淬透性以及合金元素的强化作用,常在淬火(或回火)后进行一次高温回火,使钢中碳化物适当聚集,得到碳化物颗粒较粗大的回火索氏体组织(与球化退火组织相似),因而,这种交货状态的钢材有很好的切削加工性能
6 固溶处理
状态 钢材出厂前经固溶处理,这种交货状态称为固溶处理状态。这种状态主要适用于奥氏体型不锈钢材出厂前的处理。通过固溶处理,得到单相奥氏体组织,以提高钢的韧性和塑性,为进一步冷加工(冷轧或冷拉)创造条件,也可为进一步沉淀硬化做好组织准备

钢材期货[1]

钢材期货就是以钢材为标的物的期货品种,可以交易的钢材期货是螺纹钢期货和线材期货。中国是全球最大的钢材生产和消费国,2004年中国钢材产量已占到全球产量近三成。预计2005年中国粗钢生产能力为3.33亿吨,钢材需求量达2.7亿吨。与此同时,中国还是钢材进口大国,2004年进口钢材达2930万吨。对于这样一个世界钢材的生产、消费和贸易大国,2005年2月28日宝钢"被迫"接受国际矿业巨头铁矿石大幅涨价的要求后,国内业界对恢复钢材期货交易的呼声也日渐高涨。如何成为国际钢材定价中心,维护中国的经济利益,成为越来越多的人关注的焦点。


钢材的编号方式
我国钢号表示方法

一、我国钢号表示方法概述

钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法,根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》(GB221-79)中规定,采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。

①钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。

②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音的缩写字母表示,见表。

③钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。

GB标准钢号中所采用的缩写字母及其涵义

名称汉字符号字体位置名称汉字符号字体位置

屈服点屈Q大写头多层或高压容器用钢高层gc小写尾

沸腾钢沸F大写尾铸钢铸钢ZG大写头

半镇静钢半b小写尾轧辊用铸钢铸辊ZU大写头

镇静钢镇Z大写尾地质钻探钢管用钢地质DZ大写头

特殊镇静钢特镇TZ大写尾电工用热轧硅钢电热DR大写头

氧气转炉(钢)氧Y大写中电工用冷轧无取向硅钢电无DW大写头

碱性空气转炉(钢)碱J大写中电工用冷轧取向硅钢电取DQ大写头

易切削钢易Y大写头电工用纯铁电铁DT大写头

碳素工具钢碳T大写头超级超C大写尾

滚动轴承钢滚G大写头船用钢船C大写尾

焊条用钢焊H大写头桥梁钢桥q小写尾

高级(优质钢)高A大写尾锅炉钢锅g小写尾

特级特E大写尾钢轨钢轨U小写头

铆螺钢铆螺ML大写头精密合金精J大写中

锚链钢锚M大写头耐蚀合金耐蚀NS大写头

矿用钢矿K大写尾变形高温合金高合GH大写头

汽车大梁用钢梁L大写尾铸造高温合金K大写头

压力容器用钢容R大写尾

二、我国钢号表示方法的分类说明

1.碳素结构钢

①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235MPa的碳素结构钢。

②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号:F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

③专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。

2.优质碳素结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。

②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。

3.碳素工具钢

①钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。

②钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

③锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。

④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。

4.易切削钢

①钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。

②字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,其钢号为“Y30”。

③锰含量较高者,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。

5.合金结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。

②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号

“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%,硼为0.001-0.005%。

④高级优质钢应在钢号最后加“A”,以区别于一般优质钢。

⑤专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。

6.低合金高强度钢

①钢号的表示方法,基本上和合金结构钢相同。

②对专业用低合金高强度钢,应在钢号最后标明。例如16Mn钢,用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”,汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7.弹簧钢:弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类,其钢号表示方法,前者基本上与优质碳素结构钢相同,后者基本上与合金结构钢相同。

8.滚动轴承钢

①钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。

②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出,铬含量以千分之几表示。例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。

9.合金工具钢和高速工具钢

①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时,不标出碳含量;当平均碳含量<1.0%时,以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②钢中合金元素含量的表示方法,基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号,其铬含量以千分之几表示,并在表示含量的数字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。

③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量,只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。

10.不锈钢和耐热钢

①钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%;若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②对钢中主要合金元素以百分之几表示,而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

11.焊条钢:它的钢号前冠以字母“H”,以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”,可以区别于不锈钢“2Cr13”。

12.电工用硅钢

①钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢,DW表示电工用冷轧无取向硅钢,DQ表示电工用冷轧取向硅钢。

②字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。

③钢号尾部加字母“G”者,表示在高频率下检验的;未加“G”者,表示在频率为50周波下检验的。

例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。

13.电工用纯铁

①它的牌号由字母“DT”和数字组成,“DT”表示电工用纯铁,数字表示不同牌号的顺序号,例如DT3。②在数字后面所加的字母表示电磁性能:A——高级、E——特级、C——超级,例如DT8A。

三、部分新老钢号对照

1、碳结钢新、老标准钢号对照。

GB700-88新标准系参照采用国际标准ISO630《结构钢》,而GB700-79旧标准主要参照前苏联IOCT380,因此两者的钢号表示方法以及对各钢号所规定的技术要求都不相同,现将新旧标准钢号对照及材料试验要求如下。

GB700-88标准GB700-79标准

钢号技术条件钢号技术条件

Q195不分等级,其化学成分和力学性能(σs,σb,δ和冷弯)均须保证。A1A1钢保证的力学性能(σs,σb,δ和冷弯),B1钢保证的化学成分与Q195相同

对轧制薄板和盘条等产品,其力学性能的保证条件,可根据产品特点和使用要求,在有关标准中另行规定。B1A1钢的冷弯试验是附加保证条件

1号钢没有特类钢

Q215分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证A2A2钢保证的力学性能,C2钢保证的化学成分及力学性能,与Q215钢基本相同

Q215A不作冲击试验C2

Q215B须作室温冲击试验,用V型缺口试样

Q235分A、B、C、D等级,规定的化学成分和力学性能均须保证A3A3钢保证的力学性能,C3钢保证的化学成分及力学性能,与Q235钢基本相同

Q235A不作冲击试验C3A3钢附加保证常温冲击试验,用U型缺口试样

Q235B须作室温冲击试验,用V型缺口试样C3钢附加保证常温或-20OC冲击试验,试样同上

Q235C、Q235D用于重要焊接结构,前者于0OC作冲击试验,后者于-20OC作冲击试验,试样,试样同上

Q255分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证A4A4钢保证的力学性能,C4钢保证的化学成分及力学性能,与Q255钢基本相同

Q255A不作冲击试验C4C4钢附加保证冲击试验,用U型缺口试样

Q255B须作室温冲击试验,用V型缺口试样

Q275不分等级,规定的化学成分和力学性能均须保证C5C5钢保证的化学成分及力学性能,与Q275钢基本相同

低合金钢目前采用GB/T1591-94代替1591-88,现将部分新老钢号对照如下:

GB/T1591-94GB1591-88

Q29509MnV09MnNb12Mn

Q34512MnV16Mn16MnRE

Q39015MnV15MnTi16MnNb

Q42015MnVN14MnVTiRE


 

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