钢分类和标.doc

钢分类和标识按EN10020标准，钢分类按合金元素含量分：碳钢、低合金钢（合金元素总量5%）、高合金钢（合金元素总量5%）按使用要求分类：普通钢、优质钢、特殊优质钢钢的标记体系：l EN10027-2材料的数字编号 X . XX XX X X 材料分组：0-纯铁，1-钢，2-重金属如Gu、Ni,3-轻金属如Al 分类组别 不同品种的数字编号 钢种的数量有要求时标记数字例如：1.4571钢.特殊不锈钢 按相应材料标准l 按10027材料主要标记符号 G铸钢 根据钢的使用及其机械性能和物理性能的主要符号S-普通结构用钢；P-压力容器用钢；L-管道用钢；E-机械制造用钢；B-钢筋用钢；Y-应力用钢；R-钢轨用钢；H-高强度拉伸性能的冷轨钢板；EN10025-2 S236J2 按化学成分含量标记l 碳素钢和锰1%的碳锰钢（不含易切削钢），标记为：CXX如C25,C45l 锰1%的碳锰钢非合金钢、非合金钢的切削钢、合金元素5%的合金钢，用数字+化学元素符号+数字来标记 例如：13CrMo4-513-C=0.13% Cr-Cr=4%/4=1% Mo-Mo=5%/10=0.5%合金系数钢的合金系数元素4Co,Cr,Mn,Ni,Si,W10Al,B,Be,Cu,Mo,No,Pb,Ta,Ti,V,Zr100C,Ce,N,P,Sl 合金元素总含量5%的合金钢，用X+数字+化学元素+数字来标记，如X5CrNi18-10X-高合金钢Cr-18%Ni-10%例如：按En10027标准，用屈服强度作为主要符号对结构钢的标记 S355 按IC10，对结构钢的 附加符号的标记 S355NL碳钢和碳锰钢 目的及应用：用于：民用建筑、地下工程、桥梁工程、水利工程、车辆制造和机器制造八类：S185S235S275S355S450E335和E360EN10025-2包括对普通碳钢及优质碳钢的要求。这些钢除供货状态为正火外一般不进行热处理。供货状态为正火的的产品可在供货后进行正火处理和热成型。标记：l 标准号EN10025-2l 标记S结构钢，E机器制造用钢l 厚度16mm的最低屈服强度的标识，用MPa表示l 如果适用，关于冲击功数值的等级标记l 如果适用，表示特殊要求的附加标记Cl 标明“+N（正火轧制）或者+AR（无任何轧制和或热处理条件）”当产品要求在+N或+AR条件下订货和供货时，其钢材牌号应包括这样的标识“+N或+AR”例如:EN10025-2 S355J0C+N（normalizing）冷弯边C的结构钢S,其在室温条件下的最低屈服强度355MPa，在0（J0）条件下的最低冲击功数值27J，供货状态为正火轧制。CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15熔样中0.250.4%，产品中0.20.4%焊接性：EN1011-2中给出了等级JR、J0、J2、K2钢材焊接的基本要求。随着产品厚度和强度等级的增加，会产生冷裂纹。连接处冷裂纹产生因素：l 焊缝金属中扩散H的总量l 热影响区中的脆性组织l 焊接接头中明显的集中张应力。温度下降，韧性下降，可低温脆断。含碳量不0.22%的结构钢，焊接性好，并且可在不预热的情况下施焊。K0.4%时焊接性良好；0.40.6%时一定条件下焊接性好（预热100-250）；K0.6时焊接性差(预热200-350)。含碳量量高的碳钢、低合金钢在不预热条件下焊接，易在过热区产生淬硬组织。碳当量估算预热温度。脆断：断裂前，材料没有明显的形状改变的断裂。失去变形能力：低温、冲击载荷、多轴向拉应力。时效：随时间的流逝，材料的某种性能如缺口冲击功出现改变的现象。晶界或滑移面上的N和或FeN化合物，降低钢变形能力。耐候钢：含有一定数量的合金元素的钢材，如添加P、Cu、Cr、Ni、Mo。到钢材中在温度条件下通过在母材金属下形成自保护的氧化膜可以增强其抗大气腐蚀性。抗大气腐蚀的钢叫耐候钢。耐候钢标记：l 标准号EN10025-5l 标记S（结构）l 厚度16mm的最低屈服强度标识l 字母W表抗大气腐蚀l 如必要，字母P表示高P含量等级（只适合级别S355）l 标明+N,+AR供货条件。钢材：EN10025-5 S355J0W+N(+AR)耐候钢焊接性：如使用无抗大气腐蚀的填充金属则应该确保焊缝本身是耐候的。焊前清理缝两侧10mm20mm.注：随产品厚度和强度等级增加，可能产生裂纹，原因：l 焊缝金属扩散H总量。l 热影响区中脆性组织l 焊接接头中明显的集中张应力EN10217 具特殊性能要求的碳钢焊接管 EN10216具特殊性能要求的碳钢焊无缝管EN10208 可燃性液体和气体长输管道用钢 EN10210 普通结构钢的焊接管和无缝管EN102109 结构冷制空心型材调制碳锰钢Q：即强度又韧性，屈强比0.70.95 细晶粒结构钢金属五种强化方式：l 固溶强化l 晶界强化l 析出强化l 热处理强化l 冷作硬化EN10025-3：2004 正火细晶粒结构钢NEN10025-4：2004 热机械轧制细晶粒轧制钢MEN10025-6：2004 调制细晶粒结构钢Q用于：受高载荷的焊接构件，如桥梁、闸门、容器、水罐、吊车以及用于低温情况下。按细晶粒结构钢EN10025-3分类，四种钢级别：S275、S355、S420、S460在不低于-20的温度下按照所说明的最低冲击功数值，N在不低于-50的温度下按照所说明的最低冲击功数值，NL正火细晶粒钢标记：l 标准号EN10025-3l 标记S（结构钢）l 厚度的最低屈服强度的标识MPa.l 供货条件Nl 大写L用于表示在温度不低于-50下按照所说明的最低冲击功数值性质。如：EN10025-3 S355NL随产品厚度和强度的提高可能会发生冷裂纹：l 扩散Hl 热影响区脆性组织l 接头中较高应力正火晶粒钢的焊接性：l 元素多，淬硬倾向大，用低线能量、降低H含量、预热和及时后热等措施，以防止冷裂纹产生。l HAZ区脆性正火细晶粒钢性能：1. 特殊镇静钢，无偏析2. 含VNbTi时效倾向小，利于组织转变3. 脆性转变温度低（脆断倾向小）4. Re255-500N/mm2强度高，性能好5. 细小晶粒的强化，过热倾向小6. 没有S化物，层状撕裂倾向小EN10025-4：2004 热机械轧制细晶粒轧制钢一定温度范围内进行最终变形的轧制方法，可达到一些热处理无法达到的并且不可重复得到的，供货状态M;特点：1. 较低的含碳量-改善韧性，改善可焊性2. 加入合金元素如NbTiV -提高强度，细化晶粒3. 控制轧制 -理想的组织结构，较好的性能4. 避免长夹物-冷变形好，高韧性，较小的各项性焊接性：少量珠光体，不同焊接条件无困难焊接。特殊优点在于恶劣环境下也不要求预热或焊后处理。可用大型焊接管得学习，特别是在铺设长输管线时，甚至在北极地区也能保证其焊接性。通常：15mm,预热80150用于：架桥、泄水闸门、储水池、给水池焊接部分。En10025-4 S355MLEN10025-6：2004 调制细晶粒结构钢S460S500S550S620和S690,板厚3mm150mm,对钢种S890最大厚度100mm，对S960最大厚度50mm,均在调制状态，最低屈服极限由460960N/mm2.级别和等级无标记：在不低于-20的温度下最低冲击功在不低于-40温度下最低冲击功，记L在不低于-60温度下最低冲击功，记L1(不包括S960)标记：l EN10025-6l Sl 厚度50mm的最低屈服强度的标识，Mpal 供货条件Ql 大写L或L1用于在不低于-40或-60的温度下的最低冲击功如：EN10025-6 S460QLEN10025-6：2004 调制细晶粒结构钢 焊接性1. 冷裂纹；降低冷却速度，使马氏体自回火，避免冷裂纹。2. 再热裂纹：加入的CrMoGuVTiNbB增加淬硬性可引起再热裂纹，V最大，Mo次之。3. HAZ区脆化。奥氏体晶粒增大所致。4. HAZ区软化。火焰矫正取决于温度和冷却速度。结构设计基本原则：l 尽量采用受压构件l 对于受动载构件应尽量选择有利的缺口情况l 受动载时应将焊接接头安排在脉动和非交变荷载的区域内l 尽量避免刚性跳跃和急剧的力线变相 热强钢 热强钢是在较高温度条件下（部分可达到600），长时间受载荷作用时仍能够保持其力学性能。同时，热强刚还应具有一定的抗氧化能力。应用：常规热电站、核能动力装置、石油精制、加氢裂化设备、合成化工容器、宇航装置以及其它高温加工设备。对热强钢的要求：1. 具有足够的热强性，包括高温持久强度或蠕变强度；2. 具有足够的抗氧化性和耐腐蚀性3. 具有良好的可加工性能，包括冷、冷成型性能，热切割性和焊接性等4. 良好的组织稳定性。蠕变及其影响因素：钢在长时间的恒温、恒载作用下，发生缓慢的塑性变形现象成为蠕变。蠕变强化五种方法：1. 固溶强化。MnMoWCr,0.5%Mo蠕变极限上升75%，但能有石墨化倾向，加Cr抗氧，抗石墨化。2. 弥散强化阻碍位错。VTiNb生成他们的C化物，阻碍位移。3. 净化有害伴生元素。BZr减少晶界缺陷。4. 正火处理使晶粒分布均匀5. 通过改变金属的晶格结构提高热强性。CrNi使体心立方晶格转变为面心立方晶格。持久强度：在规定的温度和时间条件下，保持不失效的最大承载能力。 500 =240MPa 钢在500时，经10000小时工作或试验后，抗拉240MPa b/10000蠕变极限：在规定的温度和时间条件下，产生一定量的总形变的应力值。 565 =50MPa 钢在565时，经10000小时工作或试验后，允许1%时应力极限50MPa 1/10000热强钢分类：l 碳钢系列：温度约350；热强机理：优质钢（限制PS）l 低合金钢系列：温度约600；热强机理：通过Mn、Mo固溶强化，微小析出物强化l 高合金钢：750；热强机理：固溶强化，微小析出物强化、面心立方体晶格低合金热强钢焊接方法：l 111l 12l 13l 141l 72电渣焊热强钢焊接用焊条电弧焊用药皮焊条ISO 3580如：ISO 3580-A E CrMo1 B 4 4 H54熔敷率和电流种类 4焊接位置 热强钢气体保护焊焊丝、棒、埋弧焊焊丝ISO21952如：ISO21952 W CrMo1热强钢气体保护焊药芯焊丝ISO17634如：ISO17634-A T CrMo1 B M(保护气) 低温用钢 低温钢：用于制造生产、运输及储存液化气体的设备，在低温条件下工作的容器、管道和结构的等。最重要的是抗低温脆性破坏，保证在使用温度下具有足够的低温韧性。提高低温韧性的方法：l 面心立方晶格Al、Cu、Ni、-Fe都无低温脆断现象。Ni和Mn可有效地降低脆性转变温度。Ni、Mn对低温钢固溶强化。加入V、Al、Nb、Ti等合金元素形成稳定的N化物，达到细化晶粒目的。l 加Ni降低屈强比，有较多的韧性储备，使低温韧性明显改善。l 提高钢材的纯净度。提高Ni同时，降低C限制S、Pl 热处理方法。正火或加回火或调制处理细化晶粒、均化组织，获得良好低温韧性。低温用钢分有Ni和无Ni两类，无Ni钢加入V、Al、Nb、Ti、Mn元素提高强度和晶粒细化。低温钢焊接性：良好，关键是保证焊缝和粗精区的低温韧性。低温用Ni钢有回火脆性倾向。可用1111214113l 低合金低温钢碳含量低，淬硬性和冷裂倾向小，常温下焊接可不预热，当焊厚25mm时，预热100150，层间温度应与预热温度相同。l 对12Ni9X8Ni9钢多层焊的层间温度控制应小于100，否则热影响区会形成粗晶组织。l 9%Ni钢由于C、S、P含量控制严，可能产生液化裂纹、弧坑裂纹。多道焊，小电流，线能量控制小可以防止晶粒粗大、韧性下降。焊后热处理：应控制回火温度和冷却速度，应采取避免回火脆性的措施。焊材选择：含Ni基低合金钢焊接时，所选焊接填充材料含Ni量应与母材相同或高于母材。 铸钢铸铁 按石墨状态和碳存在形式对铸造材料分类铁-碳-铸造材料：可塑性（铸钢GS、可锻铸铁GTW(GTS)、球墨铸铁GGG）和非可塑性（冷硬铸钢G-Hcrt、片状石墨铸铁GG）GS38GS45GS52GS60表抗拉强度N/mm2.如没有明显屈服强度极限时