钢材基础知识培训课件.ppt

钢材的基础知识 目录一 钢钢铁二 钢材简介及分类三 钢材介绍 钢钢铁 钢是如何诞生的 钢的源头是铁矿砂 即铁元素 Fe 在自然界中的存在形式 纯粹的铁在自然界中是不存在的 铁矿砂主要分为磁铁矿 赤铁矿 褐铁矿三种 这些都是铁的氧化物 不同之处在于它们的氧化方式 铁矿砂中的含铁量越高越好 理论上铁矿砂中的最高含铁量在72 左右 含铁量在60 以上称为富铁矿 铁矿砂先在熔炉内还原成铁 再送入炼钢炉内脱碳精炼成钢 废钢也可在炼钢炉熔炼再生 全球矿石资源分布 澳大利亚运距较近 运费相对低廉Al2O3含量偏高巴西巴西全境内铁矿均属CVRD控股品位高 杂质少 成分稳定中国储量丰富多属贫矿 伴生矿 开采难度大俄罗斯 印度 南非 全球矿石资源分布 全国分区域供需关系 华北地区是钢材最大输出区 东南是最大输入区 2011年中国钢铁占世界的位置 2011年中国钢产量占全球的37 78 世界十大钢铁生产国中国占五席 中国钢产量等于前2 9国家之和 钢铁生产厂家 钢铁生产厂家 钢铁生产厂家 钢铁生产厂家 钢铁生产厂家 钢材简介及分类 1 硅 Si 在碳钢中 硅的含量一般小于0 4 硅能溶于铁素体 具有强化作用 可使钢致密 提高强度和硬度 同时也会降低钢的韧度和塑性 当含量较小时 其影响并不明显 2 锰 Mn 在碳钢中 锰的含量一般为0 25 0 8 锰大部分溶于铁素体形成置换固溶体 因此具有固溶强化作用有助于生成纹理结构 增加坚固性 和强度 及耐磨损性 钢材中合金元素作用 3 碳 C 存在于所有的钢材 是最重要的硬化元素 有助于增加钢材的强度 4 钛 Ti 钛能细化晶粒 使组织致密 并能提高钢的综合机械性能5 铬 Cr 铬是一种常用的合金元素 含碳量低的钢加入铬能提高钢的强度和硬度 增加耐磨损性 硬度 最重要的是耐腐蚀性 拥有12 以上的认为是不锈钢 但如果保养不当 所有钢材都会生锈的 6 镍 Ni 含镍在6 以下时能使钢具有高强度和高韧度 含镍8 11 与铬配合可组成镍铬不锈钢 含镍超过20 可成为耐热钢 7 钨 W 钨能提高钢的强度及耐磨性 使钢具有良好的热硬性8 铝 Ai 铝能细化钢的晶粒 并能提高钢的抗氧化性和耐热性 钢材的生产方法 钢材的生产方法大部分钢材加工都是通过压力加工 使被加工的钢 坯 锭等 产生塑性变形 根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种 钢材的主要加工方法有 轧制 将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙 各种形状 因受轧辊的压缩使材料截面减小 长度增加的压力加工方法 这是生产钢材最常用的生产方式 主要用来生产型材 板材 管材 分冷轧 热轧 锻造 利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法 一般分为自由锻和模锻 常用作生产大型材 开坯等截面尺寸较大的材料 拉拨 是将已经轧制的金属坯料 型 管 制品等 通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工 挤压 是将金属放在密闭的挤压简内 一端施加压力 使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法 多用于生产有色金属材料 钢的分类方法 钢的分类方法多种多样 其主要方法有七种 1 按品质分类2 按化学成份分类3 按成形方法分类4 按金相组织分类5 按用途分类6 综合分类7 按冶炼方法分类 1 按品质分类 1 普通钢 磷P 0 045 硫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 碳C 0 25 b 中碳钢 碳C 0 25 0 60 c 高碳钢 碳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 b 半镇静钢 镇静钢 d 特殊镇静钢 所有钢材也可按照外形分类1 型材2 板材3 管材4 金属制品四大类 钢材的分类 线材 普线 高线 螺纹钢型材 工字钢 槽钢 角钢 方钢 重轨 高工钢 H型钢 圆钢 不等边角钢 扁钢 轻轨 齿轮钢 六角钢 耐热钢棒 合结圆钢 合工圆钢 方管碳工钢 轴承钢 碳结圆钢 不锈圆钢 轴承圆钢 矩型管 弹簧钢板材 中厚板 容器板 中板 碳结板 锅炉板 低合金板 花纹板 冷板 热板 冷卷板 热卷板 镀锌板 电镀锌板 电镀锌卷 锰板 不锈钢板 硅钢片 彩涂板 彩钢瓦楞铁 镀锌卷板 热轧带钢管材 焊管 不锈钢管 热镀锌管 冷镀锌管 无缝管 螺旋管 热轧无缝 钢 碳素钢 碳素结构钢 0 38 C 优质碳素结构钢 0 2 0 7 C用途广 碳素工具钢 T8等 合金钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢 其它 量具钢 模具钢 刃具钢 轴承钢 弹簧钢 调质钢 渗碳钢 低合金结构钢 1 5 C 16Mn 20Cr 9Cr2 CrWMn 2Cr13 1Cr18Ni9 工业用钢分类及选材 钢材介绍 1 型材2 板材3 钢管 目前我公司使用的钢材种类 主要有三种 1 角钢角钢有等边角钢和不等边角钢两种 等边角钢以 L肢宽 肢厚 表示 不等边角钢以 L长肢宽 短肢宽 肢厚 表示 单位为mm 如L63 5 L100 80 8 计算公式 F d 2b d 0 2146 rr 2qq d 边厚 b 边宽 r 内圆角半径 q 边端圆角半径2 槽钢槽钢是截面为凹槽形的长条钢材 其规格表示方法 如120 53 5 表示腰高为120毫米 腿宽为53毫米的槽钢 腰厚为5毫米的槽钢 或称12 槽钢 腰高相同的槽钢 如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加abc予以区别 如25a 25b 25c 等 型材 3 工字钢工字钢有普通工字钢和轻型工字钢两种 普通工字钢用 I截面高度的厘米数 表示 高度20mm以上的工字钢 同一高度有三种腹板厚度 分别记为a b c a类腹板最薄 冀缘最窄 b类较厚较宽 c类最厚最宽 如I20a 同样高度的轻型工字钢的翼缘要比普通工字钢的冀缘宽而薄 腹板亦薄 轻型工字钢可用汉语拼音符号 Q 表示 如QI40等 计算公式 F hd 2t b d 0 8584 rr 2qq h 高度 d 腰厚 b 腿宽 t 平均腿厚 r 内圆角半径 q 边端圆角半径 4 H型钢H型钢分热轧和焊接二种 热轧H型钢有宽翼缘 HW 中翼缘 HM 窄翼缘 HN 和H型钢柱 HP 等四类 H型钢用 高度 宽度 腹板厚度 翼缘厚度 表示 单位为mm 如HW250 250 9 14 HM294 200 8 12 焊接H型钢是由钢板用高频焊接组合而成 也用 高度 宽度 腹板厚度 翼缘厚度 表示 如H350 250 10 16 计算公式 F d h 2t 2bt 0 858rrh 高度 d 腹板厚 b 翼缘板宽 t 翼缘板厚 r 内圆角半径 q 边端圆角半径 钢板的分类 按厚度分类 薄板中板厚板特厚板按生产方法分类 热轧钢板冷轧钢板按表面特征分类 镀锌板 热镀锌板 电镀锌板 镀锡板复合钢板彩色涂层钢板 钢板的分类 按用途分类 桥梁钢板锅炉钢板造船钢板装甲钢板汽车钢板屋面钢板结构钢板电工钢板 硅钢片 弹簧钢板其他 钢板的分类 薄钢板厚度等于和小于4毫米的钢板厚钢板厚度大于4毫米的钢板 可分为中板 厚度大于4mm小于20mm 厚板 厚度大于20mm小于60mm 特厚板 厚度大于60mm 钢管基本知识 钢管是一种中空的长条钢材 大量用作输送流体的管道 如石油 天燃气 水 煤气 蒸气等 另外 在搞弯 抗扭强度相同时 重量较轻 所以也广泛用于制造机械零件和工程结构 也常用作生产各种常规武器 枪管 炮弹等 钢管的分类 钢管分无缝钢管和焊接钢管 有缝管 两大类 按断面形状又可分为圆管和异形管 广泛应用的是圆形钢管 但也有一些方形 矩形 半圆形 六角形 等边三角形 八角形等异形钢管 对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量 在规定的压力下不发生泄漏 浸湿或膨胀为合格 有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验 扩口试验 压扁试验等 无缝钢管 无缝钢管 无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管 然后经热轧 冷轧或冷拨制成 无缝管的规格用外径 壁厚毫米数表示 无缝钢管分热轧和冷轧 拨 无缝钢管两类 热轧无缝钢管分一般钢管 低 中压锅炉钢管 高压锅炉管 合金钢管 不锈钢管 石油裂化管 地质钢管和其它钢管等 冷轧 拨 无缝钢管除分一般钢管 低中压锅炉钢管 高压锅炉管 合金钢管 不锈钢管 石油裂化管 其它钢管外 还包括碳素薄壁钢管 合金薄壁钢管 不锈薄壁钢管 异型钢管 无缝管外径一般大于32mm 壁厚2 5 75mm 冷轧无缝钢管外径可以到6mm 壁厚可到0 25mm 薄壁管外径可到5mm 壁厚小于0 25mm 冷轧比热轧尺寸精度高 结构用无缝钢管 GB T8162 1999 是用于一般结构和机械结构的无缝钢管 流体输送用无缝钢管 GB T8163 1999 是用于输送水 油 气等流体的一般无缝钢管 低中压锅炉用无缝钢管 GB3087 1999 是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管 沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管 大烟管 小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔 轧 无缝钢管 高压锅炉用无缝钢管 GB5310 1995 是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢 合金钢和不锈耐热钢无缝钢管 化肥设备用高压无缝钢管 GB6479 2000 是适用于工作温度为 40 400 工作压力为10 30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管 石油裂化用无缝钢管 GB9948 88 是适用于石油精炼厂的炉管 热交换器和管道无缝钢管 地质钻探用钢管 YB235 70 是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管 按用途可分为钻杆 钻铤 岩心管 套管和沉淀管等 金刚石岩芯钻探用无缝钢管 GB3423 82 是用于金刚石岩芯钻探的钻杆 岩心杆 套管的无缝钢管 石油钻探管 YB528 65 是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管 钢管分车丝和不车丝两种 车丝管用接头联结 不车丝管用对焊的方法与工具接头联结 船舶用碳钢无缝钢管 GB5213 85 是制造船舶I级耐压管系 级耐压管系 锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管 碳素钢无缝钢管管壁工作温度不超过450 合金钢无缝钢管管壁工作温度超过450 汽车半轴套管用无缝钢管 GB3088 82 是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管 柴油机用高压油管 GB3093 2002 是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝钢管 液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管 GB8713 88 是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝钢管 冷拔或冷轧精密无缝钢管 GB3639 2000 是用于机械结构 液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管 选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等 可以大大节约机械加工工时 提高材料利用率 同时有利于提高产品质量 结构用不锈钢无缝钢管 GB T14975 2002 是广泛用于化工 石油 轻纺 医疗 食品 机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧 挤 扩 和冷拔 轧 无缝钢管 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB T14976 2002 是用于输送流体的不锈钢制成的热轧 挤 扩 和冷拔 轧 无缝钢管 异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝钢管的总称 按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝钢管 代号为D 不等壁厚异型无缝钢管 代号为BD 变直径异型无缝钢管 代号为BJ 异型无缝钢管广泛用于各种结构件 工具和机械零部件 和圆管相比 异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数 有较大的抗弯抗扭能力 可以大大减轻结构重量 节约钢材无缝钢管价格 焊管 焊接钢管是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形 方形等形状后再焊接成的 表面有接缝的钢管 焊接钢管生产工艺简单 生产效率高 品种规格多 设备资少 但一般强度低于无缝钢管 20世纪30年代以来 随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步 焊缝质量不断提高 焊接钢管的品种规格日益增多 并在越来越多的领域代替了无缝钢管 按焊接方法不同可分为电弧焊管 高频或低频电阻焊管 气焊管 炉焊管 邦迪管等 按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋焊管 电焊钢管用于石油钻采和机械制造业等 炉焊管可用作水煤气管等 大口径直缝焊管用于高压油气输送等 螺旋焊管用于油气输送 管桩 桥墩等 焊接钢管比无缝钢管成本低 生产效率高 直缝焊管生产工艺简单 生产效率高 成本低 发展较快 螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高 能用较窄的坯料生产管径较大的焊管 还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管 但是与相同长度的直缝管相比 焊缝长度增加30 100 而且生产速度较低 因此 较小口径的焊管大都采用直缝焊 大口径焊管则大多采用螺旋焊 焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢 因其焊接工艺不同而分为炉焊管 电焊 电阻焊 管和自动电弧焊管 因其焊接形式的不同分为直缝焊管和螺旋焊管两种 因其端部形状又分为圆形焊管和异型 方 扁等 焊管 焊管因其材质和用途不同而分为如下若干品种 GB T3091 1993 低压流体输送用镀锌焊接钢管 主要用于输送水 煤气 空气 油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其他用途管 其代表材质Q235A级钢 GB T3092 1993 低压流体输送用镀锌焊接钢管 主要用于输送水 煤气 空气 油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其它用途管 其代表材质为 Q23