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第一章 钢材的基本知识第一节 钢的分类钢是以铁为主要元素，含C量一般在2%以下，并含有其它元素的材料。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。见下表钢的分类分类方法分类名称说明按化学成分 分（1）碳素钢碳素钢是指钢中除铁、碳外，还有少量的锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金。按含碳量的不同，碳素钢可分为：低碳钢含碳量0.25%中碳钢含碳量0.250.60高碳钢含碳量0.60%（2）合金钢为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素（如铬、镍、钨、钼、钒等）而炼成的钢。按其合金元素的不同，可分为：低合金钢合金元素总含量5%中合金钢合金元素总含量5%-10%高合金钢合金元素总含量10%按钢的品质 分（1）普通钢钢中含杂质元素较多，如炭素结构钢、低合金钢（2）优质钢钢中含杂质元素较少，含硫及含磷量一般均0。04%，如优质炭素结构钢、合金结构钢、炭素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等（3）高级优质钢钢中含杂质元素极少，含硫量一般0.03%，含磷量0.035%，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢的后面，通常家符号A或汉字“高”，以便标识。按钢的用途 分（1）结构钢建筑及工程用结构钢-简称建筑用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构建的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢。主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等（2）工具钢一般用于制造各种工具，如碳素工具、合金工具、高速工具钢等。按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢（3）特殊钢具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金钢、耐磨钢、磁钢等（4）专业用钢这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢按浇铸前脱氧程度分（1）沸腾钢属脱氧不完全的钢，浇铸时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及神冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳素结构钢的型钢和钢板（2）镇静钢属脱氧完全的钢，浇铸时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢（3）半镇静钢脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间的钢，因生产较难控制。目前产量较少按制造加工形式分（1）铸钢铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件（2）锻钢锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应采用锻钢件（3）热轧钢热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材（4）冷轧钢冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管（5）冷拔钢冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢材的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管按冶炼方法 分（1）转炉钢用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹炼等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种（2）平炉钢用平炉炼制的钢，按炉衬材料不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性（3）电炉钢用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢。工业上大量生产的是碱性电弧炉钢第二节 钢材的分类钢材按外形可分为板带材、型线材、管材、金属制品四大类，一般具体分为十六大类。钢材的分类类别品种说 明型线材重轨每米质量24kg的钢轨（包括起重机轨）轻轨每米质量24kg的钢轨大型型钢工字钢、槽钢、角钢、H型钢，高度80mm中小型型钢工字钢、槽钢、角钢、H型钢 高度 80mm棒材圆、方、扁、六角、八角钢等简单断面型钢线材盘条、优质盘条、电焊盘条等钢筋螺纹优质型钢碳结、碳工、弹簧、合结、滚珠、高工、不锈钢等。分圆钢、方钢、扁钢、六角钢、异型材；冷拉优质钢、高温合金、精密合金、工业纯铁其他钢材冷弯型钢：将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢：鱼尾板、垫板、车轮坯、锻件坯、车轮、轮箍、法蓝、盘件、坯件等板带材中厚钢板厚度3mm，包括普通和优质中板、厚板和特厚板薄钢板厚度3mm，包括普通、优质、热轧、冷轧薄板和镀层薄板、涂层薄板等硅钢片电动机硅钢片，变压器硅钢片，分冷、热轧钢带普通、优质钢带，中厚宽钢带，热轧、冷轧薄宽钢带和窄钢带，镀、涂层钢带管材无缝钢管热轧、冷轧、冷拔的无缝管及镀锌无缝管，包括一般锅炉、合金、不锈钢、渗铝无缝管、石油用无缝管、地质用无缝管、异型断面管及其他用管焊接钢管一般焊管、镀锌焊管、电线套管、薄壁管、异型管、螺旋焊管、波纹管、吹氧管等金属制品金属制品包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等第三节 钢铁产品牌号的表示方法1、常用钢铁产品的命名符号（GB/T221-2000）钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称。根据GB/T221-2000的规定，我国钢铁产品牌号采用汉语拼音、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示。即：（1）钢铁产品牌号中化学元素采用国际常用的化学元素符号表示，混合稀土元素用“RE”表示。（2）钢铁产品的名称、用途、特性和工艺方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示；质量等级符号采用A、B、C、D、E字母表示。如炭素结构钢、低合金高强度钢Q (3)钢铁牌号中主要化学元素含量（质量分数）采用阿拉伯数字表示。非合金钢、低合金钢和合金钢中化学元素含量的基本界限值。 GB/T13304-1991非合金钢、低合金钢和合金钢的合金元素规定质量分数界限值2、常用钢铁产品的牌号表示方法常用钢铁产品的牌号表示方法产品名称牌号举例牌号表示方法说明（1）碳素结构钢（GB/T700-2006）Q195FQ215AFQ235BQ255AQ2751）钢号冠以“Q”，后面的数字表示屈服点值（MPa）。例如：Q235，其s为235MPa2）必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分为：A、B、C、D。脱氧方法符号：F沸腾钢； Z镇静钢；TZ特殊镇静钢。例如：Q235-BF，表示B级沸腾钢3）专门用途的碳素钢，例如桥梁钢等，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。如桥梁钢，采用符号q（2）优质碳素结构钢普通含锰量较高含锰量锅炉用钢（GB/T699-1999）08Al、45、20A、40Mn、70Mn、20g1）钢号开头的两位数表示钢的碳含量，以平均碳含量100表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”2）锰含量较高的优质碳素结构钢，应标出“Mn”，例如5 0Mn。用脱氧的镇静钢应标出“Al”例如08Al3）镇静钢不加“Z”，沸腾钢及专门用途的优质炭素结构钢应在钢号最后特别标出。4）高级优质碳素结构钢在钢号后加“A”，特级优质碳素结构钢在钢号后加“E”（3）低合金高强度结构钢（GB/T1591-1994）Q295Q345AQ390BQ420CQ460E1）钢号冠以“Q”，和碳素结构钢的现行钢号相统一。后面的数字表示s值，分为五个强度等级2）在强度等级系列中又有A、B、C、D、E五个质量等级。例如：Q345-D表示D级低合金高强度结构钢3）对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后附加表示用途的字母。如Q345q（GB/T714-2000）表示用于桥梁的专用钢种（4）合金结构钢（4）合金结构钢25Cr2MoVA30CrMnSi25Cr2MoVA30CrMnSi1）钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量100表示2）钢中主要合金元素（质量分数），除个别微量元素外，一般以百分之几表示。当平均含量1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，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%1.6%，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36Mn2Si3）钢中的钒、钛、铝、硼、稀土等合金元素，均属微量合金元素，虽然含量很低，仍在钢号中标出。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。例如：18Cr2Ni4WA5）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。有如，保证淬透性钢，在钢号后缀标出“H”（5）弹簧钢50CrVA55Si2Mn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，后者基本上与很近结构钢相同第四节 钢铁材料的主要性能指标及涵义1、物理性能名称量的符号单位符号含义1、密度g/cm3密度就是某种物质单位体积的质量2、热性能（1）熔点金属材料由固态转变为液态时的熔化温度（2）比热容CJ/（kgK)单位质量的某种物质，在温度升高1时吸收的热量或温度降低1时所放出的热量（3）热导率W/（mK）在单位时间内，当沿着热流方向的单位长度上温度降低1时，单位面积容许导过的热量（4）线胀系数aL10-6/K金属温度每升高1所增加的长度与原来的长度的比值3、电性能（1）电阻率m是表示物体导电性能的一个参数。它等于1m长，横截面积为1mm2的导线两端间的电阻。也可用一个单位立方体的两平行端面间的电阻表示（2）电阻温度系数ap1/温度每升降1，材料电阻率的改变量与原电阻率之比，称为电阻温度系数（3）电导率kS/m或IACS电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时，流过单位面积的电流4、磁性能（1）磁导率H/m是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标，它是磁性材料中的磁感应强度（B）和磁场强度（H）的比值。磁性材料通常分为：软磁材料（值甚高，可达数万）和硬磁材料（值在1左右）两大类（2）磁感应强度BT在磁介质中的磁化过程，可以看作在原先的磁场强度（H）上再加上一个由磁化强度（J）所决定的，数量等于4J的新磁场，因而再磁介质中的磁场BH4J，叫做磁感应强度磁性能（3）磁场强度HA/m导体中通过电流，其周围就产生了磁场。磁场对原磁矩或电流产生作用力的大小为磁场强的的表征（4）矫顽力HcA/m样品磁化到饱和后，由于由磁滞现象，欲使磁感应强度减为零，须施加一定的负磁场Hc，Hc就称为矫顽力（5）铁损PW/kg铁磁性材料在动态磁化条件下，由于磁滞和涡流效应所消耗的能量2、力学性能表1-8 钢铁材料的力学性能名称量的符号单位符号含义1、强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力（1）抗拉强度bMPa金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面积之比称为抗拉强度 Pbb Fo式中Pb试样拉断前的最大符合（N） Fo试样原横截面积（mm2）（2）屈服点sMpa金属试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象成为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限 Pss Fo式中Ps屈服载荷（N） Fo试样原横截面积（mm2）（3）屈服强度0.2MPa对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限 P0.20.2 Fo式中P0.2试样产生永久变形为0.2时的载荷（N） Fo试样原横截面积（mm2）2、塑性所谓的塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力（1）伸长率金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。5是标距为5倍直径时的伸长率，10是标距为10倍直径时的伸长率（2）断面收缩率金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比3、韧性（1）冲击吸收功Aku或AkvJ由于k值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而k值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功Ak作为冲击韧度的指标 Aku Akvku kv F F式中ku夏比U形缺口试样冲击值（J/cm2）kv夏比V缺口试样冲击值（J/cm2）Aku夏比U口试样冲断时所消耗的冲击功（J）Aku夏比V口试样冲断时所消耗的冲击功（J）F试样缺口处的横截面积（cm2）3、化学性能 钢铁材料的化学性能名称量的符号单位符号含义1、抗氧化性g/（cm2h）或mm/a金属材料在室温或高温下抵抗氧化能力。金属的氧化过程实际上是属于化学腐蚀的一种形式。它可直接用一定时间内，金属表面经腐蚀之后重量损失的大小，即用金属减重的速度表示2、化学稳定性系指金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材料在高温下的化学稳定性叫做热稳定性4、工艺性能和试验 钢铁材料的工艺性能名称含义1、铸造性金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。流动性是指液态金属充满铸模的能力，流动性愈好，愈易铸造细薄精致的铸件。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度，收缩愈小，铸件凝固时变形愈小。偏析是指化学成分不均匀，偏析愈严重，铸件各部位的性能愈不均匀，铸件的可靠性愈小2、切削加工性金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力，也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性3、焊接性焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断4、可锻性可锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺时会改变形状而不产生裂纹的性能。它实际上是金属塑性好坏的一种表现，金属材料塑性越高，变形抗力就越小，则可锻性就越好。可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素5、冲压性冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、盂、壶等日用品。为保证制品的质量和工艺的顺利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能6、顶锻性顶锻性是指金属材料承受打铆、镦头等的顶锻变形的性能。金属的顶锻性，是用顶锻试验测定的7、冷弯性金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能，称为冷弯性。出现裂纹前能承受的弯曲程度愈大，则材料的冷弯性能愈好8、热处理工艺性热处理是指金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温和冷却方法，以改变金属或合金的内部组织，而得到所需性能的一种工艺操作。热处理工艺性能就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等钢铁材料的工艺性能试验名称含义1、冷弯试验检验金属材料冷弯性能的一种方法，即将材料试样围绕具有一定直径的弯心弯到两面接触（即弯曲180 ，弯心直径d=0）后检查弯曲处附近的塑性变形情况，看是否有裂纹等缺陷存在，以判定材料是否合格，弯心直径d可以等于试样厚度a的一半、相等、2倍、3倍等。弯曲角度可为90 、120 、1802、杯突试验检验金属材料冲压性能的一种方法。其过程是，用规定的钢球或球形冲头顶压在压模内的试样，直至试样产生第一个裂纹为止。压入深度即为杯突深度。其深度小于规定值者为合格3、反复弯曲试验该试验是检验金属（及覆盖层）的耐反复弯曲性能，并显示其缺陷的一种方法。它适用于截面小于等于120 mm2 的线材、条材和厚度小于等于5mm的带材及板材。其方法是，将试样垂直夹紧于仪器中，在与仪器夹口相互接触线成垂直的平面上沿左右方向作90反复弯曲，其速度不超过60次/min。弯曲次数由有关标准规定4、压扁试验该试验用以检验金属管压扁到规定尺寸的变形性能，并显示其缺陷。试验时将试样放在两个平行板之间，用压力机或其他方法，均匀的亚至有关的技术条件规定得压扁距，用管子外壁压扁距，以毫米表示。试验焊接管时，焊缝位置应在有关技术条件中规定，如无规定时，则焊缝应位于同施力方向成90角的位置。试验均在常温下进行，但冬季不应低于10。试验后检查试样弯曲变形处，如无裂缝、裂口或焊缝开裂，即认为试验合格5金属管液压试验液压试验用以检验金属管的质量和耐液压强度，并显示其有无漏水(或其他流体)浸湿或永久变形（膨胀）等缺陷钢管和铸铁管的液压试验，大都用水作压力介质，所以又称水压试验。该试验虽不是进一步加工工艺而进行的试验，但目前标准中称为工艺试验5、钢铁材料的热处理钢铁材料的一般热处理名称热处理过程热处理目的1、退火将钢件加热到一定程度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的性能及为以后的热处理作准备消除钢中的内应力，防止零件加工后变形及开裂退火类别完全退火将钢件加热到临界温度（不同钢材临界温度也不同，一般是710750，个别合金钢的临界温度可达800900）以上30-50,保温一定时间，然后随炉缓慢冷却（或埋在沙中冷却）细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量（质量分数）在0.8%以下的锻件或铸钢件球化退火将钢件加热到临界温度以上2030，经过保温以后，缓慢冷却至500以下再出炉空冷降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火做好准备，以减少淬火后变形和开裂球化退火适用于含碳量（质量分数）大于0.8%的碳素钢和合金工具钢去应力退火将钢件加热到500650，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般采用随炉冷却）消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，以防止以后加工和使用过程中发生变形去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等正火将钢加热到临界温度以上4060,保温一定时间，然后在空气中冷却改善组织结构和切削加工性能对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理消除内应力淬火将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油（个别材料在空气中）中极速冷却分为：单液淬火、双液淬火、火焰表面淬火、表面感应淬火使钢件获得较高的硬度和耐磨性使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等回火将淬火后的钢件加热到临界温度以下，保温一段时间，然后在空气或油中冷却回火是紧接着淬火以后进行的，也是热处理的最后一道工序分为：低温、中温、高温回火获得所需的力学性能。在通常情况下，零件淬火后的强度和硬度有很大提高，但塑性和韧性却有明显降低，而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后，可以获得所需的力学性能稳定组织，稳定尺寸消除内应力调质将淬火后的钢件进行高温（500600）回火多用于重要的结构零件，如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的细化晶粒，使钢件获得较高韧性和足够的强度，使其具有良好的综合力学性能化学热处理将钢件放到含有某些活性原子（如碳、氮、铬等）的化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些原子渗入到钢件的表层，从而达到改变钢件表层的化学成分，使钢件表层具有某种特殊的性能分为：钢的渗碳、钢的渗氮、钢的氰化6、钢铁产品有关术语常用钢产品术语序号名 称说明1碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量小于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（wc0.25%），中碳钢（wc0.25%0.6%）和高碳钢（wc0.6%）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，不标注“F”为镇静钢。例如Q235-AF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。其牌号是采用两数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数（wc10000）。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1215mm）的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等4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，还含有一定的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、铌、钒、钛、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，我国则发展以硅、锰、钒、钒、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：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5普通低合金钢普通低合金钢是一种含有少量合金元素（多数情况下其总数不超过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等。在大量节约稀缺合金元素（如镍、铬）条件下，通常1t普通低合金钢可顶1.2t-1.3t碳素钢使用，其使用寿命和适用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢一般的冶炼方法在转炉中冶炼，成本和碳素钢接近6合金结构钢合金结构钢的含碳量比碳素结构钢低一些，一般在0.15%-0.5%的范围内。除含碳外，还含有一种或几种合金元素，如硅、锰、钛、钒、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钢材缺陷术语序号名称说 明1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8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；一种是与钢的本体没有连结，但粘合到表面易于脱落9折叠钢材表面局部重叠，有明显的折叠纹10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11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23层，层与层之间有肉眼可见的夹杂物12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13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14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15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16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17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18金属夹杂物在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基本金属显然不同的金属盐19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试样内部延伸20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，按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度不同等级，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，牌号就简便的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10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11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）及冷扎状态。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，实际所得的尺寸，叫作实际尺寸17偏差和公差由于实际生产中很难达到公称尺寸，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，即以“正”或“负”表示，公差没有方向性18交货长度钢材交货长度，在现行标准中有四种规定：（1）通常长度有称不定尺长度，凡钢材长度在标准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（钢板的定尺都是指宽度和长度）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9503=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19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、沸腾钢）及浇注方法（如上注、下注、连铸）这些概念20化学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21熔炼成分钢的熔炼成分是指在熔炼（如罐内脱氧）完毕，浇注中期的化学成分22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23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优于优质钢：缩小含碳量范围；减少有害杂质（主要是硫、磷）含量；保证较高的纯净度（指夹杂物含量少）；保证较高的力学性能和工艺性能钢材交货状态序号名称说 明1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800900，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存放2冷轧（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铁皮覆盖，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AC3+3050，过共析钢为ACcm+3050）比热轧终止温度控制严格，因而钢材的组织、性能均有。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五、钢材的保管钢材的保管名称说 明1、选择适宜的场地和库房1）保管钢材的场地或仓库，要选择在清洁干净、排水通畅的地方，远离产生有害气体或粉尘的厂矿。在场地上要清除杂草及一切杂物，保持钢材干净2）在仓库里不得与酸、碱、盐、水泥等对钢材有侵蚀性的材料堆放在一起。不同品种的钢材应分别堆放，防止混淆，防止接触腐蚀3）大型型钢、钢轨、厚钢板、大口颈钢管、锻件等可以露天堆放4）中小型型钢、盘条、钢筋、中口径钢管、钢丝及钢丝绳等，可在通风良好的料棚内存放，但必须上苫下垫5）一些小型钢材、薄钢板、钢带、硅钢片、小口径或薄壁钢管、各种冷轧、冷拔钢材以及价格高、易腐蚀的金属制品，可存放入库6）库房应根据地理条件选定，一般采用普通封闭式库房，即有房顶有围墙、门窗严密，设有通风装置的库房7）库房要求晴天注意通风，雨天注意关闭防潮，经常保持适宜的储存环境2、合理码跺、先进先放1）堆码的原则要求是在码垛稳固、确保安全的条件下，做到按品种、规格码垛，不同品种的材料要分别码垛，防止混淆和相互腐蚀2）禁止在垛位附近存放对钢材有腐蚀作用的物品3）垛底应垫高、坚固、平整，防止材料受潮或变形4）同种材料按入库先后分别堆码，便于执行先进先发的原则5）露天堆放的型钢，下面必须有木垫或条石，垛面略有倾斜，以利排水，并注意材料安放平直，防止造成弯曲变形6）堆垛高度，人工作业的不超过1.2m，机械作业的不超过1.5m，垛宽不超过2.5m7）垛与垛之间应留有一定的通道，检查道一般为0.5m，出入通道视材料大小和运输机械而定，一般为1.52.0m8）垛底垫高，若仓库为朝阳的水泥地面，垫高0.1m即可；若为泥地，须垫高0.20.5m。若为漏天场地，水泥地面垫高0.30.5m，沙泥面垫高0.50.7m9）露天堆放角钢和槽钢应俯放，即口朝下，工字钢应立放，钢材的槽面不能朝上，以免积水生锈3、保护材料的包装和保护层钢厂出厂前涂的防腐剂或其它镀复及包装，这是防止材料腐蚀的重要措施，在运输装卸过程中须注意保护，不能损坏，可延长材料的保管期限4、保持仓库清洁、加强材料养护1）材料在入库前要注意防止雨淋或混入杂质，对已经淋雨弄污的材料要按其性质采用不同的方法擦净，如硬度高的钢丝刷，硬度低的用布、棉等物2）材料入库后要经常检查，如有锈蚀，应清除锈蚀层3）一般钢材表面清除干净后，不必涂油，但对优质钢、合金薄钢板、薄壁管、合金钢管等，除锈后其内外表面均须涂防锈油后再存放4）对锈蚀较严重的钢材，除锈后不宜长期保管，应尽快使用第二章 板材的基本知识第一节 钢板（包括钢带）的分类1、按厚度分为薄钢板：厚度3mm厚钢板：厚度3mm（习惯分为中厚板：3mm厚度20mm；厚板（特厚板）：厚度20mm。2、按生产方法分为热轧钢板；冷轧钢板。