合金大棒市场调研报告(定稿1).doc

合金大棒市场调研报告(定稿1) 内第1页共113页容提要根据控股公司安排，市场开发处及子公司抽调的同志组成大棒材调研组，对国内（主要是东北、华北和华东的大棒材应用和市场情况进行调研，在此基础上形成调研报告。 本次调研实地走访了专业协会、设计院、研究所10余家、大棒材特殊钢生产厂3家、大棒材使用厂65家、大棒材经营商25家以及一些无缝钢管生产厂。 其中东北大棒材特殊钢生产厂3家、大棒材使用厂27家、大棒材经营商6家。 通过网络等信息平台收集了大量资料。 在调研的65家大棒材使用厂主要分布于机械制造行业的轴承制造、重型机械制造、汽车制造、工程机械制造、农业机械制造、锚链制造、铁路机车车辆制造、工业齿轮制造、和锻造的分行业，还有无缝钢管制造行业。 调研结果认为xx年全国消耗大棒材871.07万吨，其中无缝钢管坯钢547.71万吨，机械制造业用大棒材313.37万吨；机械制造业用大棒材按材质分合结钢114.67万吨、齿轮钢71.29万吨、优质碳素钢（碳结钢）70.75万吨、轴承钢49.12万吨、普碳钢0.14万吨、轴坯钢7.4万吨，按断面分80-150mm178.59万吨、150-250mm127.25万吨（还有7.4万吨车轴坯）。 xx年消耗大棒材的地区分布为东北105.97万吨、华北109.16万吨、华东528.24万吨、其它地区117.85万吨。 xx年消耗大棒材的行业分布为轴承制造49.12万吨、重型机械制造47万吨、汽车制造140.05万吨、工程机械制造23.01万吨、农业机械10万吨、锚链制造10.98万吨、铁路机车车辆制造8.46万吨、工业齿轮制造24.75万吨和无缝钢管制造行业547.71万吨，。 “十一.五”期间，我国大棒材消耗量还会增加，到xx年机械制造业可以达到519.15万吨，比xx年增加214.14万吨；增加幅度最大的是汽车制造行业。 具有大棒材的生产能力32家企业39条生产线中，生产断面可达80-150mm的轧机27套，具有生产断面可达150-250mm的轧机12套；其中在15家特钢企业拥有21条大棒材生产线，断面80-150mm的轧机15套，断面150-250mm的轧机6套。 其余17家混合型企业中，每家至少拥有1条大棒材生产线，3家可生产150-250mm大棒材，其余的只能生产150mm以下大棒材。 它们的地区分布为华东17套、东北9套、其它地区9套、华北4套。 大棒材生产企业的装备水平多数较低。 从消耗大棒材的厂家、经营大棒材的经销商、国家的棒材生产统计报表和棒材流向及生产厂的产品流向来看，华东地区是大棒材等最大消费区域。 同时该地区也是大棒材轧机生产线最多的地区。 目前大棒材生产的局面是低端供需基本平衡，第2页共113页高端供应不足，如齿轮钢和轴承钢等还需进口；用户对大棒材质量要求越来越高。 目前大棒材供应渠道为特钢以直销为主，售后服务很重要；对信誉好的企业带款提货，一般可以做三方；碳素结构钢之类有直销（无缝钢管坯）、做三方和代销。 生产特钢大棒材需要有一批搞特钢的技术力量，炼钢必须进行无渣出钢、钢包精炼、真空脱气；连铸要有控制温度、冷却均匀降低坯壳应力、提高表面和内部质量、减少偏析和中心缩孔的措施；轧钢要采用步进式加热炉、要配备铸坯和钢材精整和热处理炉。 只要转炉生产大棒材生产线装备水平达到一定要求，绝大多数钢种可以生产。 目第3页共113页录 一、大棒材概述第8页共113页 1、大棒材的品种用途和分类棒材棒材是指产品断面形状为圆形、方形、扁形、六角形、八角形等简单断面，并以直条交货的钢材(混凝土用钢筋除外)。 本文所指的大棒材仅限于直径在80-250mm的棒材或同类方钢。 1.1按用途分类大棒材（优质碳素钢、合金钢及特种合金材料）是制造业用钢最主要的钢类。 是国民经济各部门不可缺少的重要基础材料。 它们广泛应用于汽车、农业机械、发动机、工程机械、铁路及机械制造等下游行业。 它们主要用来制造齿轮、轴承、轴等，还有一部分用于穿制无缝管。 齿轮钢主要应用于汽车、工程机械及机械制造业的传动部件。 高质量的齿轮钢不但要有良好的强韧性、耐磨性,能很好地承受冲击、弯曲和接触应力,而且还要求变形小、精度高和噪声低。 轴承钢是重要的冶金产品,它被广泛应用于机械制造、铁路运输、汽车制造、国防工业等领域,主要是制造滚动轴承的滚动体和套圈,一些大断面的轴承钢也被用来制造机械加工用的工、模具。 轴承的工作环境和使用条件决定轴承材料应具有高的硬度和耐磨性、高的抗压强度和接触疲劳强度,此外,还应具有一定的韧性、良好的尺寸稳定性和工艺特性等,有些特定场合则要求材料具有耐蚀性或耐高温性能。 易切削钢被广泛地应用于各工业部门。 随着加工自动化程度增大，对材料的可切削加工性能要求提高。 直至今日，硫系易切削钢仍然是应用最广泛和数量最大的易切削钢。 在汽车工业，易切削钢主要用于制造汽车的零部件，如曲轴、连杆等。 1.2按大棒材质分类xx年特殊钢行业钢种的分类如下表所示。 xx年特殊钢行业主要钢种产量（万吨）钢种特殊碳结合结钢齿轮钢轴承钢合工钢高合工产量1535701901781317比例（%）11.4242.5413.3613.280.971.27钢种高速钢不锈钢合弹钢模具钢合计铬镍不锈铬不锈钢产量4.9145421035525比例（%）0.3710.283.137.694.101.87xx年特钢行业钢材产量统计（万吨）第9页共113页153,11%55,4%145,11%190,14%25,2%570,43%178,13%13,1%17,1%4.9,0%特殊碳结合结钢合弹钢轴承钢合工钢高合工高速钢不锈钢齿轮钢模具钢在特殊钢行业钢种中，特殊碳结、合结钢、轴承钢、齿轮钢所占比例较高，均高于10%。 如果除去大棒材不生产的不锈钢和合弹钢，上表可改为下表。 特殊钢行业主要钢种材产量钢种特殊碳结合结钢齿轮钢轴承钢合工钢高合工高速钢模具钢产量（万吨）15357019017813174.925比例（%）13.2949.5316.5115.471.131.480.432.17特钢行业主要钢种产量5701901781532517134.90100xx00400500600合结钢齿轮钢轴承钢特殊碳结模具钢高合工合工钢高速钢钢种产量（万吨）从该表和图可以看出，表中后4栏合工钢、高合工、高速钢、模具钢所占比例均不高于2.5%，合计占5.2%，所以以后钢种主要讨论碳结钢、合结钢、齿轮钢和轴承钢。 2、大棒材的技术要求2.1采用标准序号标准编号标准名称1GB/T700-1988碳素结构钢2GB/T699-1999优质碳素结构钢3GB/T3077-1999合金结构钢4GB/T1591-1994低合金高强度结构钢5GB/T18254-xx高碳铬轴承钢6第10页共113页GB/T5216-xx保证淬透性结构钢7GB/T1299-2000合金工具钢8GB/T3203-1982渗碳轴承钢技术条件9GB/T8731-1988易切削钢10TB/T2945-1999火车车轴用钢标准11GB/T549-1996电焊锚链标准要求12YB4100-1988铁路货车滚动轴承用渗碳轴承钢13YB4101-1988铁路货车滚动轴承用冷拉轴承钢2.2牌号、钢种和化学成分2.2.1齿轮钢齿轮钢品种繁多,世界各国都根据使用性能要求和本国的资源条件,建立各自的齿轮用钢系列。 我国多年来大量使用的是20CrM nTi齿轮钢,品种单一,改革开放后汽车工业从不同国家引进了多条生产线,相应地引进了许多齿轮钢号,逐步开发使用Cr系、M n-Cr系、Cr-Mo系、Cr-N i-Mo、Cr-M n-B系齿轮钢。 车辆用20CrMnTi齿轮钢的化学成分及淬透性牌号化学成分/%淬透性值/HRC C Si Mn P S Cr CuTi J9J15H10.180.230.170.370.81.100.0300.0351.001.300.0200.040.1026322239H20.180.230.170.370.81.100.0300.0351.001.300.0200.040.1030362431H30.180.230.170.370.81.100.0300.0351.001.300.0200.040.1032382633H40.180.230.170.37?0.0300.035?0.0200.040.1035412835H50.180.230.170.370.901.250.0300.0351.101.450.0200.040.1037433238H60.180.230.170.370.901.250.0300.0351.101.450.0200.040.1039453541新型齿轮钢的化学成分(%)牌号C SiMnP S NiCr MoAl Cu16MnCrH0.140.200.121.001.400.0300.020.035?0.901.20?0.0200.0550.2020MnCrH0.170.230.121.001.400.0300.020.035?0.0230.0550.2025MnCrH0.230.280.120.600.800.0300.020.035?0.0200.0550.2028MnCrH0.250.300.120.600.800.0300.020.0350.15?0.100.0200.200.055第11页共113页16CrMnBH0.130.180.150.401.001.300.0300.0150.035?0.801.10?0.xxCrMnBH0.150.200.150.401.001.300.0300.0150.035?1.001.30?0.2018CrMnBH0.150.200.150.401.001.300.0300.0150.035?1.001.30?0.xxCr2Ni3H0.150.190.150.400.400.600.0300.0150.0351.401.701.401.70?0.020.050.xxCrNiH0.130.180.150.350.701.100.0300.0020.040.801.200.801.200.100.020.050.xxCr2Ni2H0.160.210.150.400.701.100.0300.0150.0350.801.200.801.200.100.200.xxCr2Ni2MoH0.150.190.150.400.400.600.0300.0150.0351.051.080.250.35?0.020.0450.xxCr2Ni2MoH10.170.230.150.350.600.900.0300.0170.032?0.350.650.150.250.020.0450.2020Cr2Ni2MoH20.170.230.150.350.400.950.0300.0170.032?0.250.650.150.250.020.050.1520CrMoH0.170.230.170.350.350.900.0300.025?0.851.250.150.25?0.1520CrH0.180.230.170.370.500.800.0300.035?0.701.00?2.2.2轴承钢高碳铬轴承钢GCr4，GCrl5，GCr15SiMn，GCrl5SiMo，GCrl8Mo牌号C SiMn CrMo PS Ni Cu Ni+Cu O模铸钢连铸钢不大于GCr40.951.050.150.300.150.300.350.500.080.030.020.250.20.00150.0012GCr150.951.050.150.350.250.451.401.650.100.030.0250.30.250.50.00150.0012GCr15S第12页共113页iMn0.951.050.450.750.951.251.401.650.100.030.0250.30.250.50.00150.0012GCr15SiMo0.951.050.650.850.200.401.401.700.300.400.030.020.30.250.00150.0012GCr18MO0.951.050.200.400.250.401.651.950.150.250.030.020.250.250.00150.0012元素C SiMn CrPSNi CuMo允许偏差/%0.030.020.030.050.0050.0050.0030.02O;10时，0.01O;10时，0.02渗碳轴承钢G20CrMo，G20CrNiMo，G20CrNi2Mo，G20CrNi3Mo，G20Cr2Ni4，G20Cr2Mn2Mo牌号化学成分（质量分数）/%C SiMn CrNi MoCu PS不大于G20CrMo0.170.230.200.350.650.950.350.65?0.080.150.250.030.03G20CrNiMo0.170.230.150.400.600.900.350.650.400.700.150.300.250.030.03G20CrNi2Mo0.170.230.150.400.400.700.350.651.602.000.200.300.250.030.03G20Cr2Ni40.170.230.150.400.300.601.251.753.253.75?0.250.030.03G10CrNi3Mo0.080.130.150.400.400.701.001.403.003.500.080.150.250.030.03G20Cr2Mn2Mo0.170.230.150.401.301.601.702.000.300.200.300.250.030.032.2.3轴用钢轴的常用材料是优质碳素钢 35、 45、50，最常用的是45和40Cr钢。 对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等普通碳素钢。 对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi等。 2.2.4易切削钢我国的易切削钢牌号牌号化学成分（w%)CSiMn SP PbCa Y12第13页共113页0.080.160.150.350.701.000.100.200.080.15?Y12Pb0.080.160.150.701.000.150.250.050.100.150.35?Y150.100.180.150.801.200.230.330.050.10?Y15Pb0.100.180.150.801.200.230.330.050.100.150.35?Y200.170.250.150.351.701.000.080.150.06?Y300.270.350.150.350.701.000.080.150.06?Y350.320.400.150.350.701.000.080.150.06?Y40Mn0.370.450.150.351.201.550.200.300.05?Y45Ca0.420.500.200.401.600.900.040.080.04?0.0020.0062.2.5锚链钢锚链钢牌号及化学成分标准号牌号C MnSi PS YB（T）66-1987M150.180.40-0.600.050.0400.040M20Mn0.241.10-1.600.20-0.550.0400.040M30Mn20.361.30-1.800.20-0.550.0400.040GB/T18669-xxCM3700.160.40-0.700.15-0.350.0400.040CM4900.241.10-1.600.15-0.350.0350.035CM6900.331.30-1.900.15-0.350.0350.0352.2.6火车轴钢火车轴钢牌号LZ50钢种火车轴钢牌号LZ50钢种和化学成分如下C MnSi PSCrNiCuT.Al0.47-0.570.60-0.900.17-0.400.0300.0300.300.300.250.0202.3力学性能2.3.1齿轮钢齿轮钢性能钢种晶粒度夹杂物中心疏松中心偏析sbs/%b/%20Cr570.510.50.5815950124420CrMo570.510.50.5855995115720CrMnTi780.520.510.5910111013482.3.2轴承钢渗碳轴承钢淬火第14页共113页牌号试样毛坯直径/mm回火力学性能温度/冷却剂温度/冷却剂抗拉强度b/Mpa伸长率s/%收缩率/%冲击功Akv/J第一次淬火第二次淬火不小于G20CrNiMo158802079020油150200空117594563G20CrNi2Mo258802080020油150200空980134563G20Cr2Ni4158702079020油150200空1175104563G10CrNi3Mo158802079020油180200空108094563G20Cr2Mn2Mo158802081020油180200空127594055上表所规定的力学性能通用于截面尺寸不大于80mm的钢材。 截面尺寸81mm-100mm的钢材，允许其伸长率、收缩率及冲击功比上表规定分别降低1个单位、5个单位和5；截面尺寸101mm-150mm的钢材，允许其伸长率、收缩率及冲击功比上表规定分别降低2个单位、10个单位和10；截面尺寸151mm一250mm的钢材，允许其伸长率、收缩率及冲击功比表7的规定分别降低3个单位、15个单位和15。 2.3.3轴用钢表8轴的常用材料及其机械性能材料牌号热处理毛坯直径(mm)硬度HB抗拉强度b屈服强度s弯曲疲劳极限-1扭转疲劳极限-1许用弯曲应力备注+10-1Q235-A-4402401801051257040不重要或载荷不大20正火251564202501801001257040载荷不大，要求韧性较高的场合。 正火回火100100300300500500700103156400380370360220xx9018016515515014595908580125704035正火25875403202301301657545用于有一100第15页共113页正火回火10030030050050075075010001491871431871371875205004804604402702602402302202102051901851751xx51101051001657545定强度要求和加工塑性要求的轴。 调质1001003001562075605403002802302xx0125175855045正火252416103602601501959555应用最广泛。 正火回火1001003003005005007501702171622171562176005805605403002902802702402352252151401351301251959555调质xx172556503602701552151006040Cr调质25100080048528024512070用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴。 100100300300500500800241286229269217255750700650600550500450350350320295255xx851701452451207035SiMn42SiMn调质2590075044525524512070性能接近40Cr，用于中小型轴。 1001003003004004005002292862172692172551962558007507006505204504003803553202952752051851701602451207040MnB调质25100080048528024512070性能同40Cr，用于重要的轴。 xx412867505003351952451207040CrNi调质25100080048528028513075用于很重要的轴35CrMo调质2510085050028524512070性能接近40CrNi，用于重载荷的轴。 100100300300500500800207269750700650600550500450400350320295270xx851701552451207038SiMnMo调质10010030030050050080022928621726919624118724175070065060060055050040036033531027021019517515527512070性能接近于35CrMo。 37SiMn2MoV调质25100085049528527512070用于高强度、大尺寸和重载荷的轴。 2002004004006002693022412862412698808307807006506004253953702452302152751207038CrMoAlA调质30229100085049528527512575要求耐磨、高强第16页共113页且热处理变形很小的(氮化)轴20Cr渗碳淬火回火1560表面HRC566285065055040037528021516021510060用于要求强度、韧性均较高的轴(如齿轮轴、蜗杆)20CrMnTi渗碳淬火回火15表面HRC566211008505253003651651001Cr13调质6018721760042027515527513075用于腐蚀条件下工作的轴。 2Cr13调质100197248660450295170275130751Cr18Ni9Ti淬火6060180100200192550540500220xx002051951851xx51051657545在高、低温及强腐蚀条件下工作的轴。 QT400-15-156197400300145125100用于结构、形状复杂的轴QT450-10-170207450330160140110QT500-7-187255500380180155125QT600-3-197269600420215185150注1.表中所列疲劳极限数据，均按下式计算-10.27(b+s)，-10.156(b+s)。 2.其他性能，一般可取s(0.550.62)s，01.4-1，01.5-1。 3.球墨铸铁-10.36b，-10.31b。 4.许用静应力+1=b/Sb，许用疲劳应力-1-1/S-1。 5.选用-1时，重要零件取小值，一般零件取大值。 2.3.4易切削钢我国易切钢的可切削性与国外相比存在着较大的差距，主要表现在切削速度难以提高、零件表面粗糙度达不到要求、刀具寿命低等方面。 用国产易切钢加工的零件甚至有清晰可见的裂纹。 下表分析了国产Y 15、日本进口SMM 22、德国进口11SMn30的工艺性能。 表2-13三种材料的工艺性能对比材料主轴转速/rmin-1进给量/mmr-1表面粗糙度R a/m刀具寿命/班断屑形状Y156210.001831.62长的紧卷屑、发条屑或崩碎屑，铁屑积瘤较严重SM226210.001830.86半松长的螺卷屑，断屑稳定、无铁屑积瘤11SMn306210.001830.812半松长的螺卷屑，断屑稳定、无铁屑积瘤11SMn307460.002190.88半松长的螺卷屑，断屑稳定、无铁屑积瘤2.3.5锚链钢有档锚链、浮标锚链、转环、D型连接、末端卸扣、有档锚链及附件拉断负荷表每第17页共113页Diameter AM1AM2AM3米重量kg/m拉力负荷Proof load拉断负荷Breaking load拉力负荷Proof load拉断负荷Breaking load拉力负荷Proof load拉断负荷Breaking loadmm KN KN KN KNKNKNKN92304021304260304060804260185.3695323022604510323064404510197.5697334023404680334066904680206.06100353024704940353070604940219.00102366025605120366073205120227.85105385027005390385077005390241.45107398027905570398079605570250.73111425029705940425084805940269.83114444031106230444088906230284.61117465032606510465093006510299.79120485034006810485097206810315.36122500035007000500099907000325.962.3.6火车轴钢LZ50力学性能bs4600MPa345MPa21%35%2.4规格范围根据本报告对大棒材的定义，其规格范围为，80- 150、150-250或方钢。 二、我国大棒材需求现状 1、大棒材使用情况分类大棒材是制造业用钢最主要的钢类之一。 是国民经济各部门不可缺少的重要基础材料。 为了便于分析，我们将主要钢种归类为普碳钢、碳素结构钢、合金结构钢和轴承钢。 2、使用大棒材的各行业对大棒材发展要求大棒材广泛应用于机械制造行业的汽车、农业机械、工程机械、铁路、轴承、锚链、机床制造和重型机械制造等下游行业，主要用作制造齿轮、