金属材料的基本知识

1、金属材料的基本知识1、有关材料力学（机械）性能名词1.1极限强度：材料抵抗外力破坏作用的最大能力，叫做极限强度；分：抗拉强度，抗压强度，抗弯强度，抗剪强度，单位是兆帕。1.2屈服点，屈服强度，单位是兆帕。1.3弹性极限：材料在受到外力到某一极限时，若除去此外力，则变形即恢复原状，材料抵抗这一外力的能力。1.4延伸率：材料受拉力作用断裂时，伸长的长度与原有长度的比值。1.5断面收缩率：材料受拉力作用断裂时，断面缩小的面积与原有断面面积的比值。1.6硬度：材料抵抗硬的物体压入表面的能力。一般是用一定负荷把一定直径的淬硬钢球压材料表面，保持规定时间后卸除载荷，测量材料表面的压痕，按公式用压痕面积除以

2、负荷所得的商。依据测量方法的不同，有布氏硬度HB，洛氏硬度HR，表面洛氏硬度，维氏硬度HV。2、金属材料分类2.1 按组分分：纯金属和合金，2.2 按实用分：黑色金属（铁和铁合金），有色金属（指铜，锡，锰，铅，铝等）3、钢铁3.1钢的定义：是指碳含量低于2的一种铁碳合金，当然，其中还含有一定量的硅、锰、磷、硫等元素。铁的定义：是指碳含量高于2的一种铁碳合金。含碳量小于0.04为工业纯铁。3.2 钢的分类3.2.1按化学成分分：碳素钢（除铁外，含有少量的硅、锰、硫、磷）；合金钢（钢中加入了一些如铬，镍、钼、钨、钒等元素）3.2.2按含碳量分：低碳钢（含碳量0.25%）；中碳钢（含碳量0.250.

3、6%）；高碳钢（含碳量0.6%）。3.2.3 按质量分：主要是控制钢中含硫、含磷量；普通钢（S不超过0.050，P不超过0.045），优质钢（S不超过0.035，P不超过0.035），高级优质钢（S不超过0.025，P不超过0.030），特级质量钢（S不超过0.015，P不超过0.025）。3.2.4 按用途分：结构钢（建筑、机器零件），工具钢（工具、模具、量具），特殊用途（如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等），专业用钢（如汽车用钢，化工用钢，锅炉用钢，电工用钢，焊条用钢等）。3.2.5 按冶炼方法分：转炉钢（同时分为底吹转炉钢，侧吹转炉钢，顶吹转炉钢），平炉钢，电炉钢。3.2.6 按浇铸前脱氧

4、程度分：镇静钢（脱氧完全，钢锭组织结构紧密），沸腾钢（脱氧不完全的钢），半镇静钢。3.2.7 综合分类：钢碳素钢碳素结构钢碳素结构钢优质碳素结构钢易切削结构钢碳素工具钢合金钢合金结构钢低合金结构钢合金结构钢弹簧钢轴承钢合金工具钢合金工具钢高速工具钢特殊用途钢（不锈钢、耐热钢等）3.3 钢材3.3.1 型钢：按断面形状分圆钢，扁钢，方钢，等边角钢，工字钢，槽钢，丁字钢等3.3.2 钢板 按厚度分：以4mm为界划分为厚钢板和薄钢板。 按用途分：一般用钢板，锅炉用钢板，造船用钢板，汽车用钢板，屋面用钢板和其它专用钢板等。 按制造方法：热轧钢板和冷轧钢板。3.3.3 钢管：按制造方法：无缝钢管（热轧或

5、冷轧）和焊接钢管。按用途分：一般用钢管，锅炉用钢管，水煤气用钢管，石油用钢管，和其它专用钢管等。4 有色金属包括纯金属和合金。有铜，镍，铝，镁，锌，铅，锡，铬等及其合金。钢铁牌号表示方法因为经济、贸易和技术等各方面的原因，我们现在常用的钢铁牌号一般是中国，美国，日本，下面就介绍一些此方面的知识。中国钢号表示方法：QT400-18 QT-球墨铸铁，400-最低抗拉强度，18-最低伸长率；工程铸钢：ZG200-400 ZG-铸钢，200-最低屈服强度，400-最低抗拉强度；铸造不锈钢：ZG1Cr13 ZG-铸钢，1-含碳量（以万分之几表示），Cr-元素铬，13-元素铬名义百分含量；铸造合金钢：ZG

6、15Cr1Mo1V ZG-铸钢，15-含碳量（以万分之几表示），Cr-元素铬，1-元素铬名义百分含量，Mo-元素钼，1元素钼的名义百分含量，V-元素钒，含量小于0.9；碳素结构钢：Q235Bb Q-钢材屈服强度“屈”字拼音首字，235-屈服点强度值（MPa），B-质量等级（共分A、B、C、D级），b-脱氧方法（F-沸腾钢，b-半镇静钢，Z-镇静钢，TZ-特殊镇静钢）；优质碳素结构钢：包括普通含锰量，较高含锰量，锅炉用钢；08F, 10，45, 20A,40Mn,70Mn,20g,50Mn(F)A 50含碳量（以万分之几表示），Mn -元素锰（含量较高时标出0.71.0）， (F)-脱氧方法，A

7、质量等级（无符号 是优质，A表示高级优质）；合金结构钢：25Cr2MoVA 25含碳量（以万分之几表示），Cr2MoV元素符号及含量（合金元素小于1.5时，只写出符号，含量以1.52.49，2.53.49等为标准，分别标出2，3等），A质量等级（A表示硫，磷含量较低的高级优质钢）；不锈钢和耐热钢：1Cr13, 00Cr18Ni10N,0Cr25Ni20等1Cr13 1含碳量（以千分之几表示，标一个“0”的，表示含碳量不大于0.09，标两个“0”的，表示含碳量不大于0.03），Cr13元素符号和其含量，专门用途钢：20g 20-钢号，g锅炉用钢,16Mn牌号DR低温压力容器用钢,15MnVN牌号

8、R压力容器用钢。日本钢号表示方法（JIS日本工业标准）：铸钢：（1）碳素钢铸件 SC360 SC铸钢，360 最小抗拉强度值（N/mm2）；（2）结构用高强度碳钢和低合金钢铸件 SCC3 SC铸钢，C-代表碳元素符号，3-序号;(3)合金钢铸件 SCSiMn2 SC铸钢，SiMn-代表碳元素符号，2-序号; 但有些元素是采用字母代号表示的，如：Cr-C,Mo-M,Ni-N,Al-A等，（4）不锈钢铸件 SCS1 SCS-不锈钢铸件，1-序号；（5）耐热钢铸件 SCS22 SCS-不锈钢铸件，22-序号；结构钢：（1）普通用结构钢 SS360 SS-结构钢，360最小抗拉强度值（N/mm2）；（

9、2）碳素结构钢 S10C, S09CK S-结构钢，20碳含量中间值100倍，无十位值时写0，C碳（CK-渗碳用钢）；不锈耐热钢：（1）不锈钢 SUS301 SUS316 (2)耐热钢SUH310 SUH660; SUS301 S-钢符号，US不锈钢符号（UH耐热钢符号）301顺序号（参见AISI标准）SUSSteel-Use-Stainless词首字母，SUHSteel-Use-Heat-resisting词首字母(3) SCS(不锈耐腐蚀铸钢)Steel-Casting-Stainless词首字母日本部分钢铁牌号对应序号代号名称1SBV锅炉压力容器用锰钼和锰钼镍钢板2SB锅炉和压力容器用碳

10、钢和钼合金钢材3SB-M锅炉和压力容器用碳钢和钼合金钢材4SC碳素钢铸件5SCC结构用高强碳素钢铸件6SCH耐热钢铸件7SCM铬钼合金钢钢材8SCMV锅炉及压力容器用铬钼合金钢板9SEV中常温压力容器用高强度钢钢板10SFVC压力容器用碳素钢锻件11SFVQ压力容器用调制合金钢锻件12SGV压力容器用钢板13SNCM镍铬钼钢材14SPV压力容器用钢板15STB锅炉热交换器用碳钢钢管16STBA锅炉热交换器用合金钢钢管17STF加热炉用碳钢钢管18STFA加热炉用合金钢钢管19SUH-HP耐热钢热轧板和薄板20SUS-CP冷轧不锈钢板21SUS F压力容器用不锈钢锻件22SUS-TF加热炉用不锈

11、钢钢管美国钢号表示方法：美国常用材料标准有ASTM(美国材料与试验协会标准)，SAE(美国机动车工程师协会标准)，AISI（美国钢铁协会标准），ANSI(美国国家标准)。因为美国从事标准化团体多达400以上，标准牌号也各不一样。常用的就是以上几种，同时，ASTM标准非常广泛，且大部分采用其它协会标准，如：不锈钢和耐热钢引用AISI标准，铸钢引用ACI（美国合金铸造协会）标准。1 AISI标准钢号均由三位数字组成；第一位表示钢的类型，第二、第三位数字表示序号。具体编号系列为： 2××铬钼镍氮奥氏体钢，××为序列号数字；下同； 3××镍铬

12、奥氏体钢， 4××高铬马氏体钢和低碳高铬铁素体钢， 5××低铬马氏体钢2. ACI标准由两个字母或在字母后加以表示碳含量的数字及表示合金元素的字母组成。钢号的第一个字母一般采用C或H。C表示650以下使用的耐蚀铸钢，H表示超过650使用的耐蚀铸钢。钢号简单对照表：优质碳素结构钢项目中国GB,YB日本JIS德国DIN(W-Nr.)美国英国BS法国NF前苏联国际ISOASTMAISISAE普通含锰量钢组S38C103810381038060A37,080A37XC3840S40C1040,10391040,10391040,1039060A40,080A40

13、,080M4040R683/IC40eS43C1042,10431042,10431042,1043060A42,080A42XC4245S45CC45(1.0503),CK45(1.1191),Cm45(1.1201) 1045,10461045,10461045,1046060A47,080A47,080M46XC4545R683/IC45eS48C1045,1046,10491045,1046,10491045,1046,1049060A47,080A47XC48501050,10531050,10531050,1053080M5050R683/IC50eS53C1055105

14、51055060A52,080A5255S55CC55(1.0535),CK55(1.1181),Cm55(1.1209) 105510551055070M55,060A57,080A57XC5555R683/IC55e60S58CC60(1.0601),CK60(1.1221),Cm60(1.1223) 106010601060060A62,080A6260R683/IC60e65106510651065060A67,080A67XC656570107010701070060A72,070A72,080A72XC707075107410741074060A78,070A7

15、8,080A787580108010801080060A82,080A83XC808085108410841084060A86,080A8685耐热钢项目中国GB,YB日本JIS德国DIN(W-Nr.)美国英国BS法国NF前苏联ASTMAISISAE1Cr13Si3X10CrSi13(1.4722)1Cr18Si2X10CrSi18(1.4741)4421Cr13SiAlX10CrAl13(1.4724)10X13C(1X12C)1Cr13SUS410,SUS403X10Cr13(1.4006) (DIN)X15Cr13(1.4024) (DIN)410,403410S21,403S17Z12

16、C1312X13(1X13)2Cr1320X13(2X13)1Cr5Mo12CrMo19 5(1.7362)501,502Z12CD515X5M(X5M)1Cr11MoV15X11M(1X11M)4Cr9Si2SUH1X45CrSi9(1.4718)401S45Z45CS940X9C2(4X9C2)4Cr10Si2MoSUH3Z40CSD10,Z45CSD1040X10C2M(4X10C2M)1Cr18Ni9TiX10CrNiTi18 9(1.4541) (DIN)321S20Z10CNT18-1112X18H10T(X18H10T)12X18H9T(X18H9T)1Cr18Ni12Ti12X

17、18H12T(X18H12T)1Cr23Ni13SUH309309309S24Z15CN24-1320X23H13(X23H13)1Cr20Ni14Si2X15CrNiSi20 12(1.4828)20X20H14C2(X20H14C2)1Cr25Ni20Si2SUH310X15CrNiSi25 20(1.4841)310Z12CN25-2020X25H20C2(X25H20C2)4Cr14Ni14W2Mo45X14H14B2M(4X14H14B2M)SUH31331S42Z25CNWS14-141Cr15Ni36W3TiXH35BTSUH35349S52SUH36349S54SUH37381

18、S34SUH330330Z12NCS36-16SUH660660Z6NCTDV25-15BSUH661661SUH21CrA12 05(1.4767) (DIN)SUH409409SUH446446SUH4443S65Z80CSN20-02SUH11Z45CS9SUH600Z20CDNbV11SUH61661615X12BHM(1X12BHM)部分钢号简单说明：1、 热高压空冷管材是lncoloy825,简单对应中国材料是0Cr21Ni42mO3Cu2Ti板材，日本NCF825板材，NCF825TP无缝管，美国ASTM B423-84 No8825无缝管，ASTM B424-87 No8825

19、板材，2、 高压管道和加热炉管为TP347，TP321,这是通常讲法，日本钢号是SUS347,SUS321，美国就叫347，321。相当于中国的0Cr18Ni11Nb和0Cr18Ni11Ti.3、 高压管道有TP316L,日本钢号是SUS316L，美国就叫316L。相当于中国的00Cr17Ni14Mo2.4、 通常叫405的，日本钢号是SUS405，美国就叫405。相当于中国的0Cr13Al.5、 通常叫410的，日本钢号是SUS410，美国就叫410。相当于中国的1Cr13.6、SA387Cr22CL2代表2 1/4Cr-1Mo板材；SA336CrF22CL2代表2 1/4Cr-1Mo锻件（大于300mm）；SA182CrF22CL2代表2 1/4Cr-1Mo锻材（小于300mm）；7、如ARDS压缩机缓冲罐V-07,新建加氢裂化装置压缩机缓冲罐V-1108是16Mn（HIC），HIC就是在S、P上要求含量非常低，几乎是纯净的，也叫纯净钢，是为了抵抗氢腐蚀。8、新建加氢裂化装置反应器筒体材质为SA-336-F22V+O.L，顶封头材质为SA-542-D,CL.4a+O.L，SA-336-F22V和SA-542-D,CL.4a都是指ASME规范中的规范号，都是指2 1/4Cr-1Mo1/4V，其中SA-336-F22V是锻件规范要求，SA-542-D,CL.4a