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湖北弘毅钢结构工程有限公司 懂钢才能用好钢 钢材基础知识培训 培训单位 物资部 培训讲师 刘臣 钢铁行业基础 钢材的诞生钢铁行业的基本流程钢铁原材料中国在世界钢铁中的地位 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 铣铁 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 一般钢铁依使用用途制成性质 形状各异的商品 既所谓的钢铁制品 通常钢铁制品是将铁矿石还原 熔解成铣铁 炼铣 铣铁精炼成钢 炼钢 钢再轧延 加工后制成各种钢铁制品 广义的钢铁制品包含铸铁 铸钢 锻造钢品及钢材加工的制品 主要钢铁生产工艺流程 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 国内铁矿资源分布 东北地区鞍山本溪华北地区河北宣化 迁安 邯郸 邢台内蒙 山西中南地区湖北大冶 湖南湘潭 河南舞阳 安阳江西 广东和海南都有一定储量华东地区山东金岭 安徽江苏的沪宁矿区其他地区 全国分区域供需关系 东北产量 6224消费量 5246差额 978 华北产量 20030消费量 10631差额 9398 华东产量 7258消费量 10046差额 2788 中部产量 8342消费量 8253差额 89 东南产量 1741消费量 7121差额 5380 西南产量 3770消费量 5275差额 1505 西北产量 1560消费量 2352差额 792 华北地区是钢材最大输出区 东南是最大输入区 从此图可以看出一个特点 输出量越小消耗量越大的地区都是经济水平较高的地区 而且在这些地区建筑行业的发展是非常迅猛 2011年中国钢铁占世界的位置 1等于12 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 中国钢材价格从2006年就开始上浮 在2008年达到顶点 截止到今年中国钢材综合价格还是在持续上浮 钢材价格上浮直接影响到 建筑行业发展 从2005年到2008年建筑行业的材料成本 平均增加了23 6 导致行业利润降低 钢材价格 第一章钢材行业的发展 什么是钢 钢是含碳量在0 04 2 3 之间的铁碳合金 统称为钢备注 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 钢是铁碳合金 人类采用钢结构的历史和炼铁 炼钢技术的发展是密不可分的 早在公元前2000年前 在人类古文明的发祥地之一的美索不达米亚平原 位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间 就出现了早期的炼铁术 我国也是较早发明炼铁技术的国家之一 在河南辉县等地出土的大批战国时代 公元475 前221年 的铁制生产工具说明 早在战国时期 我国的炼铁技术已经很盛行了 公元65年 汉明帝时代 已成功地用锻铁为环 相扣成链 建成了世界上最早的铁链悬桥 兰津桥 此后 为了便利交通 跨越深谷 曾陆续建造了数十座铁链桥 其中跨度最大的为17058 清康熙四十四年 建成的四川泸定大渡河桥 桥宽2 8m 跨长100m 由9根桥面铁链和4根桥栏铁链构成 两端系于直径20cm 长4m的生铁铸成的锚桩上 该桥比美洲1801年才建造的跨长23m的铁索桥早了近百年 比号称世界最早的英格兰跨长30m铸铁拱桥也早74年 除鉄悬桥外 我国古代还建有许多铁建筑物 如公元694年 周武氏十一年 在洛阳建成的 天枢 高35m 直径4m 顶有直径为11 3m的 腾云承露盘 底部有直径约16 7m用来保持天枢稳定的 铁山 相当符合力学原理 又如公元1061年 宋代 在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔 目前依然存在 所有这些都表明 我们中华民族对铁结构的应用 曾经居于世界领先地位 钢结构的发展与应用 由于我国长期处于封建主义统治之下 束缚了生产力的发展 1840年鸦片战争以后 更沦为半封建半殖民地国家 经济凋敝 工业落后 古代在铁结构方面的技术优势早已丧失殆尽 我国在1907年才建成了汉阳钢铁厂 年产钢只有0 85吨 日本帝国主义侵略中国期间 曾在东北的鞍山 本溪建设了几个钢铁企业 疯狂掠夺我国的宝贵资源 1943年是我国历史上钢铁产量最高的一年 生产生铁180万吨 钢90万吨 绝大部分是在东北生产的 这些钢铁很少用于建设 大部分被日本帝国主义用于反动的侵略战争 新中国成立后 随着经济建设的发展 钢结构曾起过重要作用 如第一个五年计划期间 建设了一大批钢结构厂房 桥梁 但由于受到钢产量的制约 在其后很长一段时间内 钢结构被限制使用在其它结构不能替代的重大工程项目中 在一定程度上 影响了钢结构的发展 自1978年我国实行改革开放政策以来 经济获得了飞速的发展 钢产量逐年增加 自1996年超过1亿吨以来 一直位列世界产钢的首位 2003年更达到创纪录的2 2亿吨 逐步改变着钢材供不应求的局面 我国的钢结构技术政策 也从 限制使用 改为积极合理地推广应用 近年来 随着市场经济的不断完善 钢结构制作和安装企业像雨后春笋般在全国各地涌现 外国著名结构厂商也纷纷打入中国市场 在多年工程实践和科学研究的基础上 我国新的 钢结构设计规范 GB50017和 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018也以发布实施 所有这些 为钢结构在我国的快速发展创造了条件 我国的钢铁产量位于世界第一位 但人均产量仍处于快速增长区间 钢铁产量与人均钢铁产量的走势基本一致 并在同一时期达到峰值 所以尽管中国的钢铁年产量目前己经超过发达国家成长期 甚至成熟期的平均值 但人均钢产量的发展即使考虑到人口基数问题仍相距甚远 说明中国钢铁行业距离达到成熟期还有相当的距离 目前仍处于成长阶段 时至现在钢铁行业出现多样化发展 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 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 目前我公司使用的钢材种类 主要有三种 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 w 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 第二章钢材的分类 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钢材按外形可分为 1 型材2 板材3 管材4 金属制品四大类 1 重轨 每米重量大于30千克的钢轨 包括起重机轨 2 轻轨 每米重量小于或等于30千克的钢轨3 大型型钢 中型型钢 小型型钢 普通钢 圆钢 方钢 扁钢 六角钢 工字钢 槽钢 等边和不等边角钢及螺纹钢等 按尺寸大小分为大 中 小型 4 线材 直径5 10毫米的圆钢和盘条 5 冷弯型钢 将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢 6 优质型材 优质钢圆钢 方钢 扁钢 六角钢等 7 其它钢材 包括重轨配件 车轴坯 轮箍等 1 型材 型材主要包含以下7大类 2 板材 一 钢板 包括带钢 的分类1 按厚度分类 1 薄板 2 中板 厚度大于4mm小于20mm 3 厚板 厚度大于20mm小于60mm 4 特厚板 厚度大于60mm 2 按生产方法分类 1 热轧钢板 2 冷轧钢板3 按表面特征分类 1 镀锌板 热镀锌板 电镀锌板 2 镀锡板 3 复合钢板 4 彩色涂层钢板4 按用途分类 1 桥梁钢板 2 锅炉钢板 3 造船钢板 4 装甲钢板 5 汽车钢板 6 屋面钢板 7 结构钢板 8 电工钢板 硅钢片 9 弹簧钢板 10 其他5 钢带 也称带钢 实际上是较薄 较窄而长度很长的钢板 通常成卷供应 与钢板相比 具有尺寸精度高 表面质量好和便于使用等优点 广泛用作生产焊接钢管 冷弯型钢坯料 用作制造自行车车架 轮圈 卡箍 垫圈 弹簧片 电缆铠装 锯条 刀片 打包铁皮等 钢带分类和薄钢板相似 6 电工硅钢薄板 也叫硅钢片或矽钢片 7 翼缘板 热轧翼缘板是焊接不同规格尺寸的轻型H型钢专用材料 此产品优化了焊接H型钢的生产工艺 代替板材 节省了剪切的费用 节省工时 节省钢材消耗从而大大降低了焊接H型钢的成本 主要用于钢结构制造 桥梁工程 工程机械 设备制造及其它需要窄中板的用户 8 彩钢 是指彩涂钢板 彩涂钢板是一种带有有机涂层的钢板 具有耐蚀性好 色彩鲜艳 外观美观 加工成型方便及具有钢板原有的强度等优点而且成本较低等特点 彩涂钢板的基板为冷轧基板 热镀锌基板和电镀锌基板 涂层种类可分为聚脂 硅改性聚脂 偏聚二氟乙烯和塑料溶胶 彩涂钢板的表面状态可分为涂层板 压花板和印花板 彩涂钢板广泛用于建筑家电和交通运输等行业 对于建筑业主要用于钢结构厂房 机场 库房和冷冻等工业及商业建筑的屋顶墙面和门等 民用建筑采用彩钢板的较少 它与塑钢区别在于材料的构成不同 吸铁石可以吸动 传统的涂层分好几类 最高档的是氟碳涂层的 几乎可以防腐20年 一般从钢厂以卷筒的形式分销到各地 我们经常看到的彩钢板是指加工好的板材 厚度在50 100mm左右 它是由中间的填料和两面的彩钢板组成 其中 彩板厚度有0 4mm 0 5mm 0 6mm等不同的厚度 中间层可以是聚胺脂 岩绵或泡沫塑料等 由于有专用型材 所以用彩钢板构筑的厂房建造速度很快 管材 1 无缝钢管 用热轧 热轧 冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管 2 焊接钢管 将钢板或钢带卷曲成型 然后焊接制成的钢管 金属制品 金属制品包括钢丝 钢丝绳 钢绞线等 第三章钢材的规格 三 钢材的规格钢结构所用的钢材主要为热轧成型的钢板 型钢以及冷弯成型的薄壁型钢 1 钢板钢板有薄钢板 厚度0 35 4mm 厚钢板 厚度4 5 60mm 特厚板 板厚 60mm 和扁钢 厚度4 60mm 宽度为12 200mm 与翼缘板等 钢板用 宽 厚 长 或 宽 厚 表示 单位为mm 如 450 8 3100 450 8 2 型钢钢结构常用的型钢是角钢 工字型钢 槽钢和H型钢 钢管等 除H型钢和钢管有热轧和焊接成型外 其余型钢均为热轧成型 3 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 4 钢管钢管有热轧无缝钢管和焊接钢管两种 无缝钢管的外径为32 630mm 钢管用 外径 壁厚 来表示 单位为mm 如 273 5 我国生产的各型钢规格和截面特性见附录三 对普通钢结构的受力构件不宜采用厚度小于5mm的钢板 壁厚小于3mm的钢管 截面小于L45 4或L56 36 4的角钢 计算公式 F 3 1416t D t D 外径 t 壁厚 5 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 槽钢分普通槽钢和轻型槽钢 热轧普通槽钢的规格为5 40 经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6 5 30 槽钢主要用于建筑结构 车辆制造和其它工业结构 槽钢还常常和工字钢配合使用 计算公式 F hd 2t b d 0 4292 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 2 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 3 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢采用薄钢板冷轧制成 其壁厚一般为1 5 12mm 但承重结构受力构件的壁厚不宜小于2mm 薄壁型钢能充分利用钢材的强度以节约钢材 在轻钢结构中得到广泛应用 常用冷弯薄壁型钢截面型式有等边角钢 a 卷边等边角钢 b 槽钢 c 卷边槽钢 d Z型钢 卷边Z型钢 C型钢 e 钢管 f g h 等 表示方法为 按字母B 截面形状符号和长边宽度 短边宽度 卷边宽度 壁厚的顺序表示 单位为mm 长 短边相等时 只标一个边宽 无卷边时不标卷边宽度 如B 120 40 2 5 BC160 60 20 3 压型钢板是冷弯薄壁型钢的另一种形式 它是用厚度为0 4 2mm的钢板 镀锌钢板或彩色涂层钢板经冷轧成的波形板 第四章常用型材的有关实用知识 简单断面型钢 方钢 热轧方钢 冷拉方钢 方钢是轧制或加工成方形截面的钢材 分热轧和冷轧两种 热轧方钢边长5 250mm 冷拉方钢边长3 100mm 圆钢 热轧圆钢 锻制圆钢 冷拉圆钢 是指截面为圆形的实心长条钢材 其规格以直径的毫米数表示 如 50 即表示直径为50毫米的圆钢 圆钢分为热轧 锻制和冷拉三种 热轧圆钢的规格为5 5 250毫米 其中 5 5 25毫米的小圆钢大多以直条成捆供应 常用作钢筋 螺栓及各种机械零件 大于25毫米的圆钢 主要用于制造机械零件或作无缝钢管坯 复杂断面型材 工字钢 普通工字钢 轻型工字钢 工字钢也称钢梁 是截面为工字形的长条钢材 工字钢的规格以腰高 h 腿宽 b 腰厚 d 的毫米数表示 如 工160 88 6 即表示腰高为160毫米 腿宽为88毫米 腰厚为6毫米的工字钢 工字钢的规格也可用型号表示 型号表示腰高的厘米数 如工16 腰高相同的工字钢 如有几种不同的腿宽和腰厚 需在型号右边加abc予以区别 如32a 32b 32c 等 工字钢分普通工字钢和轻型工字钢 热轧普通工字钢的规格为10 63 经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12 55 工字钢广泛用于各种建筑结构 桥梁 车辆 支架 机械等 槽钢 热轧槽钢 普通槽钢 轻型槽钢 弯曲槽钢 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 槽钢分普通槽钢和轻型槽钢 热轧普通槽钢的规格为5 40 经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6 5 30 槽钢主要用于建筑结构 车辆制造和其它工业结构 槽钢还常常和工字钢配合使用 H型钢 又称宽腿工字钢 H 型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材 尤其断面与英文字母 H 相同而得名 H型钢属于高效经济裁面型材 其它还有冷弯薄壁型钢 压型钢板等 由于截面形状合理 它们能使钢材更高地发挥效能 提高承裁能力 其尺寸构成合理系列 型号齐全 便于设计选用 我国国标 热轧H型钢尺寸 外形 重量及允许偏差 GB11l263 89 将H型钢分为窄翼缘 宽翼缘和钢桩三类 其代号分别为HZ HK和HU 窄翼绦H型钢适用于梁或压弯构件 而宽翼缘H型钢和H型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件 C型钢经热卷板冷弯加工而成 壁薄自重轻 截面性能优良 强度高 与传统槽钢相比 同等强度可节约材料30 C型钢广泛用于钢结构建筑的檩条 墙梁 也可自行组合成轻量型屋架 托架等建筑构件 此外 还可用于机械轻工制造中的柱 梁和臂等 角钢 俗称角铁 是两边互相垂直成角形的长条钢材 角钢属建造用碳素结构钢 是简单断面的型钢钢材 主要用于金属构件及厂房的框架等 在使用中要求有较好的可焊性 塑性变形性能及一定的机械强度 生产角钢的原料钢坯为低碳方钢坯 成品角钢为热轧成形 正火或热轧状态交货 主要分为等边角钢和不等边角钢两类 其中不等边角钢又可分为不等边等厚及不等边不等厚两种 角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示 目前国产角钢规格为2 20号 以边长的厘米数为号数 同一号角钢常有2 7种不同的边厚 进口角钢标明两边的实际尺寸及边厚并注明相关标准 一般边长12 5 以上的为大型角钢 12 5cM 5 之间的为中型角钢 边长5 以下的为小型角钢 具体标准如 7 所列 Z型钢 是一种常见的冷弯薄壁型钢 厚度一般为1 6 3 0mm之间 截面高多为120 350mm之间 加工材料为热轧 喷漆 镀锌加工标准按GB50018 2002执行 Z型钢通常应用在大型钢结构厂房中 加工长度及孔为按加工要求生产 线材 钢丝是钢材的板 管 型 丝四大品种之一 是用热轧盘条经冷拉制成的再加工产品 按断面形状分类 主要有圆 方 矩 三角 椭圆 扁 梯形 Z字形等 按尺寸分类 有特细8 0毫米 按强度分类 有低强度3135兆帕 按用途分类有 普通质量钢丝包括焊条 制钉 制网 包装和印刷业用钢丝 冷顶锻用钢丝供冷镦铆钉 螺钉等 电工用钢包括生产架空通讯线 钢芯铝绞线等用专用钢丝 纺织工业用钢丝包括粗梳子 综013 针布和针用钢丝 制绳钢丝专供生产钢丝绳和辐条 弹簧钢丝包括弹簧和弹簧垫圈用 琴用及轮胎 帘布和运输胶带用钢丝 结构钢丝指钟表工业 滚珠 自动机易切削用钢丝 不锈钢丝包括上述各用途的不锈钢丝及外科植入物钢丝 电阻合金丝供加热器元件 电阻元件用 工具钢丝包括钢筋钢丝和制鞋钢丝 第五章常用钢材的理论重量算法 圆钢盘条kg mw 0 006165 d2式中 d为直径 mm 直径80mm的圆钢 求每米质量每米质量 0 006165 802kg 39 46kg方钢kg mW 0 00785 d2式中 d为边宽 MM 边宽30mm的方钢 求每米质量每米质量 0 00785 302kg 7 07kg等边角钢kg mW 0 00785 d 2b d 0 215 R2 2r2 式中 b为边宽 d为边厚 R为内弧 半径 r为端弧半径求4mmx20mm等边角钢的每米质量GB9787中查出4mm 20mm等边角钢的R为3 5 r为1 2每米质量 0 00785 4 2 20 4 0 215 3 52一2 1 22 kg 1 15kg不等边角钢kg mw 0 00785 d B 6 d 0 215 R2 2r2 式中 B为长边宽 b为短边 宽 d为边厚 R为内弧半径 r为端弧半径求30rnm 20mmx4mm不等边角钢每米质量 从GB9788中查出30 x20 x4不等边角钢的R为3 5 r为1 2每米质量 0 00785 4 30 20 4 0 215 3 52 2 1 22 kg 1 46kg 槽钢kg mw 0 00785 hd 2t b d 0 349 R2 r2 式中 h为高 b为腿长 d为腰厚 t为平均腿厚 R为内弧半径 r为端弧半径求80mm 43mm 5mm的槽钢每米质量 从GB707中查出该槽钢t为8 R为8 r为4每米质量 0 00785 80 5十2 8 43 5 0 349 82 42 kg 8 04kg工字钢kg mw 0 00785 hd 2t b d 0 8584 R2 r2 式中 h为高 b为腿长 d为腰厚 t为平均腿厚 R为内弧半径 r为端弧半径求250rnm 118mm 10mm的工字钢每米质量 从GB706中查出该工字钢t为13 R为10 r为5每米质量 0 00785 250 10 2 13x 118一10 0 8584 102 52 kg 42 2kg钢板kg m2w 7 85 6式中 6为厚厚度6mm的钢板 求每平方米的质量每平方米质量 7 85 6kg 47 1kg钢管 包括无缝钢管及焊接钢管 kg mw 0 02466 S D S 式中 D为外径 s为壁厚外径60mm 壁厚4mm的无缝钢管 求每米质量每米质量 0 02466 4 60 4 kg 5 52kg 钢材标准常用术语 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 精密等级 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 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 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