钢材知识钢铁基本知识

钢铁基本知识(备忘)

1.共析钢

碳溶解在铁的晶格中形成固溶体，碳溶解到a——铁中的固溶体叫铁素体，溶解到Y―铁中的固溶体叫奥氏体。铁素

体与奥氏体都具有良好的塑性。当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中时，剩余出来的碳将与铁形成化合物——

碳化铁(Fe3C)这种化合物的晶体组织叫渗碳体，它的硬度极高，塑性几乎为零。

从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态图上可见，当碳的含量正好等于0.77%时，即相

当于合金中渗碳体(碳化铁)约占12%,铁素体约占88%时，该合金的相变是在恒温下实现的。即在这种特定比例下的渗

碳体和铁素体，在发生相变时，如果消失两者同时消失(加热时)，如果出现则两者又同时出现，在这一点上这种组织与纯

金属的相变类似。基于这个原因，人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待，并11命名为珠光体，这种

钢就叫做共析钢。即含碳量正好是0.77%的钢就叫做共析钢，它的组织是珠光体。

2.亚共析钢

常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于0.77%,所以组织中的渗碳体量也少于12%,于是铁素体除去

一部分要与渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，所以这种钢的组织是铁素体+珠光体。碳含量越少，钢组织中珠光体

比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好，这类钢统称为亚共析钢。

3.过共析钢

工具用钢的含碳量往往超过0.77%,这种钢组织中渗碳体的比例超过12%,所以除与铁素体形成珠光体外，还有多余

的渗碳体，于是这类钢的组织是珠光体+渗碳体。这类钢统称为过共析钢。

二、有关钢材机械性能的名词

1.屈服点(as)

钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象

为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点as

=Ps/Fc(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa：帕斯卡=N/m2)

2.屈服强度(o0.2)

有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一

定值(一般为原长度的02%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度。0.2。

3.抗拉强度(ub)

材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还

有抗压强度、抗弯强度等,设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，F。为试样截面面枳，则抗拉强度cb=Pb/Fo(MPa)。

4.伸长率(6s)

材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(as/ob)

钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比

为060.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86,

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用

的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持

一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB）,单位为公斤力/mm2（N/mm2）。

⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°

的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试

验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：是采用150kg我荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

⑶维氏硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角为136。的金刚石方形锥压入器压入材料表而，用材料压痕凹坑的表面

积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）

三、有关钢的热处理的名词

1.钢的退火将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或

部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化

晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力：同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和

改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

2.钢的正火正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。

它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工

艺是比较经济的。

3.钢的淬火淬火是将钢加热到临界温度以上，保温•段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临

界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑

性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。

4.钢的回火将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降

低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。

⑴调质处理：淬火后高温网火的热处理方法称为调质处理。高温F1火是指在500-65CTC之间进行网火。调质可以使钢的

性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综介机械性能。

⑵时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后•(低温回火温度

150-250C)精加工前，把工件重新加热到100-150'C,保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在

低温或动我荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。

5.钢的表而热处理

⑴表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把

表面层被淬在马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。

⑵化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层

的化学成分和结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同，化学

热处理可分为渗碳、渗氮、制化和渗金属法等四种。

渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，

使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

渗氮：乂称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐

蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。

氟化：又称碳氮共渗，是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。

渗金属：是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的

特性，如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗辂、渗硼、渗硅等。

钢材机械性能介绍

1.屈服点(as)

钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象

为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点as

=Ps/Fc(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa：帕斯卡=N/m2)

2.屈服强度(a0.2)

有的金属材料的屈服点极不明显，在测旱，有困难，囚此为了衡最材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一

定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈报强度。0.2o

3.抗拉强度(ob)

材粘在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还

有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度ob=b/F。(MPa)。

4.伸长率(6s)

材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比（os/ob）

钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比

为060.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86：,

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之-o•般硬度越高，耐磨性越好。常用的

硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）

以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一•段时间，去载后，负

荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB）,单位为公斤力/mm2（N/mm2）.

（2）洛氏硬度（HR）

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120。的金刚石圆锥体或直径

为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分

三种不同的标度来表示：

HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：是采用100kg教荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用手硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：是采用150kg载荷和钻石锥工入肠求得的硬度，用丁硬度很高的材料（如淬火钢等）。

⑶维氏硬度（HV）

以120kg以内的载荷和顶角为136。的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维

氏硬度值（HV）

对钢材性能产生影响的元素

钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要.要有不同的元素含量.

：1）碳；含碳量越高，刚的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差.

：2）硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫作热脆性.

（3）磷.：能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆性.在优质钢中，硫和磷

要严格控制.但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性是有利的.

：4）锈：能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含钵量很高的高合金钢（高钵钢）

具有良好的耐磨性和其它的物理性能.

：5）硅：它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能.

：6）鸨；能提高钢的红硬性和热强性，并能提高钢的耐磨性.

：7）辂：能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.

18）机：能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透性：反

之，当它在碳化物形态存在时，就会降低它的淬透性.

：9）相：可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和娇顽力.

：10）钛：能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中，钛能消除或减轻银•的晶间腐蚀现象.

：11）锲：能提高钢的强度和韧性，提高淬透性.含量高时，可显著改变钢和合金的一些物理性能，提高钢的抗腐

蚀能力.

：12）硼：当钢中含有微量的（0.001-0.005%）硼时，钢的淬透性可以成倍的提高.

：13）铝；能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性，还能提高钢的抗氧化性，提高钢的

耐磨性和疲劳强度等.

：14）铜；它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是利磷配合使用时更为明显.

钢材理论重量计算方法（中冶搜索）

一、钢材长度尺寸

钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸，是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。钢材长度

的法定计量单位是米（m）、厘米（cm）、亳米（mm）。在现行习惯中，也有用英寸（"）表示的，但它不是法定计量单

位。

1.钢材的范围定尺

是芋省材料的一种有效措施。范围运尺就是长度或长乘宽不小于某种尺寸，或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围

内交货。生产单位可以按此尺寸要求进行生产供货。

2.不定尺（通常长度）

凡产品尺寸（长度或宽度），在标沱规定范围内，而又不要求固定尺寸的叫不定尺。不定尺长度又叫通常长度（通尺）。

按不定尺交货的金属材料，只要在规定长度范围内交货即可。例如，不大于25mm的普通圆钢，其通常长度规定为4-10m,

则长度在此范围内的圆钢都可以交货。

3.定尺

按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。按定尺长度交货时，所交金属材料必须具有需方在订货合同中指定的长度。例如,

合同上注明按定尺长度5m交货，则所交货的材料必须都是5m长的，短于5m或长于5m均为不合格。但实际上交货不可

能都是5m长，因此规定了允许有正偏差，而不允许有负偏差。

4.倍尺

按订货要求的固定尺寸切成整倍数的称为倍尺。按倍尺长度交货时，所交金属材料的长度必须为需方在订货合同中指定

的长度（叫单倍尺）的整数倍数（另加锯口）。例如，需方在订货合同中要求单倍尺长度为2m,那么，切成双倍尺时长

度即为4m,切成3倍尺时即为6m,并分别加上一■个或两个锯口量。锯口量在标准中有规定。倍尺交货时，只允许有正偏

差，不允许出现负偏值。

5.短尺

长度小于标准规定的不定尺长度下限，但不小于允许的最短长度的叫短尺。例如，水、煤气输送钢管标准中规定，允许

每批有10%的（按根数计算）2-4m长的短尺钢管。4m即为不定尺长度的下限，允许的最短长度为2m。

6.一尺

宽度小于标准规定的不定尺宽度下限，但不小于允许的最窄宽度的叫窄尺。

按窄尺交货时，必须注意有关标准规定的窄尺比例和最窄尺。

二、钢材长度尺寸举例

1.型钢的长度尺寸

⑴火车轨的标准长度有12.5m和25m两种。

⑵恻钢、线材、钢丝尺寸以直径d的亳米（mm）数标定。

⑶方钢尺寸以边长a的亳米（mm）数标定。

⑷六角钢、八角钢尺寸以对边距离s的亳米（mm）数标定。

⑸扁钢的尺寸以宽度b和厚度d的亳米（mm）数标定.

⑹工字钢、槽钢的尺寸以腰高h、腿宽b和腰厚d的亳米（mm）数标定。

⑺等边角钢的尺寸以相等边宽b和边厚d的亳米（mm）数标定。不等边角钢的尺寸以边宽B、b和边厚d的亳米（mm）

数标定。

（8）H型钢的尺寸以腹板高度h、翼板宽度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的亳米（mm）数标定。

2.钢板、钢带的长度尺寸

⑴一般以钢板的厚度d的亳米（mm）数标定。而钢带则以钢带的宽度b和厚度d的毫米（mm）数标定。

⑵单张钢板有规定的不同尺寸，如热轧钢板有：1mm厚的钢板，有宽度600x长度2000mm；650x2000mm；700x1420

mm:750x1500mm：900x1800mm：1000x2000mm等。

3.钢管的长度尺寸

。）一般以钢管的外径D、内径和壁厚S的毫米（mm）数标定,

⑵每种钢管有规定的不同尺寸，如无缝钢管外径50mm的，壁厚有2.5-10mm的15种：或者说相同壁厚5mm的，

外径有32-195mm的29种。又如焊接钢管公称口径25mm的壁厚有3.25mm的普通钢管和4mm的加厚钢管。

三、钢材重量

1.钢材的理论重量

钢杈的理论重量是按钢材的公称尺寸和密度（过去称为比重）计算得出的重量称之为理论重量。这与钢材的长度尺寸、

截面面积和尺寸允许偏差有直接关系。由于钢材在制造过程中的允许偏差，因此用公式计算的理论重量与实际重量有一定出

入，所以只作为估算时的参考。

2.钢材的实际重量

钢材实际重量是指钢材以实际称量（过磅）所得的重量，称之为实际重量。实际重量要比理论重量准确。

3.钢材重量的计算方法

⑴毛重是“净重”的对称，是钢材本身和包装材料合计的总重量。运输企业计算运费时按毛重计算。但钢材购销中是按净

重计算。

⑵净重是“毛重”的对称。钢材毛重减去包装材料重量后的重量，即实际重量，称之为净重。在钢材购销中一般按净重计

算。

⑶皮重钢材包装材料的重量，称之为皮重。

⑷重量吨按钢材毛重计算运费时使用的重量单位。其法定计量单位为吨（1000kg）,还有长吨（英制重量单位1016.16kg）、

短吨（美制重量单位907.18kg）。

⑸计费重量亦称“计费吨”或“运费吨”.运输部门收取运费的钢材重量。不同的运输方式，有不同的计算标准和方法。如铁

路整车运输，一般以所使用的货车标记载重作为计费重量。公路运输则是结合车辆的载重吨位收取运费。铁路、公路的零担，

则以毛重若干公斤为起码计费重量，不足时进整。

四、钢材理论重量计算

钢材理论重量计算的计量单位为公斤（kg）。其基本公式为：

W（重量，kg）=F（断面积mm2）xL（长度，m）xp（密度，g/cm3）x1/1000

钢的密度为：7.85g/cm3,各种抠材理论重量计算公式如下：

♦角钢:每米重量（公斤上边宽x边厚x0.015

♦角钢:每米重量（公斤）=0.00785x[d（边厚）（2b（边宽）—d（边厚））+0.215（R（内弧半径）2-2r（端弧半径＞＞）2）]

举例：求20mmx4mm等边角钢的每m重量。从冶金产品目录中查出4mmx20mm等边角钢的R为3.5,r为1.2,

则每m重量=0.00785x[4x（2x20-4）+0.215x（3.52-2x1.22）]=1.15kg＞

♦不等边角钢海米重量（公斤）=0.00785x[d（Bv长边宽〉+bv短边宽＞—d＜边厚＞）+0.215（R＜内弧半径＞2-2r＜端弧半

径＞2）]

举例：求30mmx20mmx4mm不等边角钢的每m重量。从冶金产品目录中查出30x20x4不等边角钢的R为3.5,r

为1.2厕每m重量=0.00785x[4x（30+20-4）+0.215x（3.52-2x1.22）]=1.46kg

♦六角钢:每米重量（公斤）=0.00785x宽度（b）x厚度（d）

举例：对边距离50mm的六角钢，求每m重量。每m重量=0.006798x502=17kg

♦八角钢:每米重量（公斤）=0.0065x对边距离（S）x对边距离（S）

举例：对边距离80mm的八角钢，求每m重量。每m0.0065x802=41.62kg

♦圆钢:每米重量（公斤）=0.00617x直径x直径（注:螺纹钢和圆钢相同）

♦扁钢:每米重量（公斤）=0.00785x厚度x边宽

♦方管:每米重量（公斤）=（边长+边长）x2x厚x0.02466

♦管材:每米重量（公斤）=0.02466x壁厚x（外径-型厚）

♦镀锌管:每米重量（公斤）=0.02466x壁厚x（外径-壁厚）x1.06

♦板材:每米重量（公斤）=0.785x厚度

♦有色金属的板材的计算公式为：每平方米重量（公斤）=比重*厚度

♦各种有色金属的比重如下：紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37铝板2.8

♦铝花纹板：每平方米重量（公斤）=2.96★厚度

♦紫铜管：每米重量（公斤）=0.02796*壁厚*（外径-壁厚）

♦黄铜管：每米重量（公斤）=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）

♦C型钢:（长+两个高+两个角边）*厚度*密度=每米重量

180*70*20*2.5的算法是180+70+70+20+20)*2.5*0.00785=每米重量

合金结构钢基础知识介绍

合金结构钢是在碳素结构基础上，加入5%以下的一种或几种元素。钢中加入合金元素♦，苜先是提高了钢的淬透性，保

证钢经过热处理后获得良好的综合机械性能，具有高的强度和足够的韧性。

1、眼据热处理工艺的不同大体分为：

（1）调质结构钢：许多重要零件如轴类、连杆、重要螺栓等，多是在承受很大的交变应力和冲击负荷等多种复合应力下

工作，因此要求有较高的强度和韧性的综合机械性能。为了达到上述要求，钢件必须经过淬火及高温回火处理（即调质处理），

淬火处理得马氏体组织，然后高温回火得到索氏体组织。调质钢的含碳量在0.3—0.5%之间，碳量低不易淬硬，回火后得

不到所需强度；碳量高则韧性低，在使用中发生脆性断裂。

（2）表面硬化钢：制成的零件通过某种热片处理可以得到坚硬耐磨的表面层和柔韧适当的心部。圻齿轮为了传递扭矩，

必须有足够强度，在换挡过程中乂承受冲击负荷，乂要求有韧性，在啮合过程中，齿轮乂承受强烈的磨损而就有耐磨性因此,

齿轮应具有整体强度高和“表硬内韧”的性能。

2、按热处理工艺，主要有：

（1）受用低碳钢渗碳淬火：含碳量一般在0.10—0.25%之间，以保证零件心部有良好的韧性。作渗碳用的合结钢加入V

2%'铭、＜4.5%银、2%镒、0.001—0.004%硼，可以提高钢的淬透性，改善零件心部组织和性能外，还能提高渗碳层的强

度和塑性；有时还加入微量的钛、帆等元素，起细化晶粒，防止渗碳时发生过热的影响。

（2）采用渗氮处理：合结钢中含有铝的钢如38CrMoAL属渗氮钢。铝可和氮化合形成氮化铝，增加表面硬度和耐磨。

（3）采用碳钢高频感应加热表层淬火：合金结构钢按治金质量分为优质钢和高级优质钢（钢号后加“A”）：用途分为压

力加工（热压力加工或冷压力加工）和切削加工用钢；按供应状态分为不热处理、正火、退火或高温回火。

对钢材性能产生影响的元素

钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要，要有不同的元素含量.

（1）碳；含碳量越高，刚的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差.

（2）硫：是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加T.时，容易脆裂，通常叫作热脆性.

（3）磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆性.在优质钢中，硫和磷要

严格控制.但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性是有利的.

（4）钵；能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含镒量很高的高合金钢（高钵钢）具

有良好的耐磨性和其它的物理性能.

（5）硅；它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能.

（6）铝；能提高钢的红硬性和热强性，并能提高钢的耐磨性.

（了）铝：能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.

（8）1/1；能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透性；反之,

当它在碳化物形态存在时，就会降低它的淬透性.

（9）相：可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止网火脆性，提高剩磁和娇顽力.

（10）钛；能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中，钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.

（11）锲；能提高钢的强度和韧性，提高淬透性.含量高时，可显著改变钢和合金的一些物理性能，提高钢的抗腐蚀

能力.

（12）硼；当钢中含有微量的（0.001-0.005%）硼时，钢的淬透性可以成倍的提高.

（13）铝；能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性，还能提高钢的抗氧化性，提高钢的耐

磨性和疲劳强度等.

（14）铜；它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时更为明显.

锻造的种类

飞机锻件

按重量计算，飞机上有85%左右的的构件是锻件。飞机发动机的淞轮盘、后轴颈（空心轴）、叶片、机翼的翼梁，机身

的肋筋板、轮支架、起落架的内外筒体等都是涉及飞机安全的重要锻件。飞机锻件多用高强度耐磨、耐饨的铝合金、钛合金、

银基合金等贵重材料制造。为了节约材料和节约能源，飞机用锻件大都采用模锻或多向模锻压力机来与产。

汽车锻

按重量计算，汽车上有17-19%的锻件。一般的汽车由车身、车箱、发动机、前桥、后桥、车架、变速箱、传动轴、转向

系统等15个部件构成汽车锻件的特点是外形复杂、重量轻、工况条件差、安全度要求高。如汽车发动机所使用的曲轴、连

杆、凸轮轴、前桥所需的前梁、转向节、后桥使用的半轴、半轴套管、桥箱内的传动齿轮等等，无一不是有关汽车安全运行

的保安关键锻件。

柴油机锻件

柴油机是动力机械的一种，它常用又作发动机。以大型柴油机为例，所用的锻件有汽缸盖、主轴颈、曲轴端法兰输出端

轴、连杆、活塞杆、活塞头、十字头销轴、曲轴传动齿轮、齿圈、中间齿轮和染油泵体等十余种。

船用锻件

船用锻件分为三大类，主机锻件、轴系锻件和舵系锻件。主机锻件与柴油机锻件一样°轴系锻件有推力轴、中间轴舰轴

等。舵系锻件有舵杆、舵柱、舵销等。

兵器锻件

锻件在兵器工业中占有极其重要的地位。按重量计算，在坦克中有50%是锻件。火炮中的炮管、炮口制退器和炮尾，步

兵武器中的具有膛线的枪管及三棱刺刀、火箭和潜艇深水炸弹发射装置和固定座、核潜艇高压冷却器月不锈钢阀体、炮弹、

枪弹等，都是锻压产品。除钢锻件以外，还用其它材料制造武器。

石油化工锻件

锻件在石油化工设备中有着广泛的应用。如球形储罐的人孔、法兰，换热器所需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器

的整锻简体(压力容器)，加氢反应器所用的筒节，化肥设备所需的顶盖、底盖、封头等均是锻件。

矿山锻件

按设备重量计算，矿山设备中锻件的比重为12-24%.矿山设备有：采掘设备卷扬设备破碎设备研磨设备洗选设备烧

结设备

核电锻件

核电分为压水堆和沸水堆两类。核电站主要的大锻件可分为压力壳和堆内构件两大类。压力壳含：筒体法兰、管嘴段、

管嘴、上部筒体、下部筒体、筒体过渡段、螺性等。堆内构件是在高温、高压、强中子幅照、硼酸水腐蚀、冲刷和水力振动

等严峻条件下工作的，所以要选用18-8奥氏不锈钢来制作。

火电锻件

火力发电设备中有四大关键锻件，即汽轮发电机的转子和护环，以及汽轮机中的叶轮与汽轮机转子,

水电锻件

水力发电站设备中的重要锻件有水轮机大轴、水轮发电机大轴、镜板、推力头等。

常用化工及钢铁材料的密度

材将名称密度(1(r3kg/niA3)(g/cmA3)

灰铸铁7.0

白匚铸铁7.55

可锻铸铁7.3

碳钢7.8-7.85

铸钢7.8

钢材7.85

高速钢8.3-8.7

不锈钢、合金钢7.9

鸨许类硬质合金钢14.4-14.9

鸨钛钻类质合金钢9.5-12.4

硅钢片7.55-7.8

紫铜8.9

黄铜8.4-8.85

铸造黄铜8.62

锡青铜8.7-8.9

无锡青铜7.5-82

轧制磷表铜8.8

冷拉青铜8.8

工业用铝2.7

可储铝合金2.7

铝银合金2.7

银8.9

锲铜合金8.8

锌铝合金6.3-6.9

铸锌6.86

锌板7.2

铅板11.37

钵7.43

络7.19

锡7.29

金19.32

银10.5

汞13.55

镁合金1.74

硅钢片7.55-7.8

锡基轴承合金7.34-7.75

铅基轴承合金9.33-10.67

杉木0.376

铁杉、山0.48605

云南松.柏木0.588

马尾松.榆木0.533-0.548

桦木.楠木0.61-0.625

.水曲柳0.686

柞栋（柞木）0.766

软木0.1-0.4

胶合板0.56

刨花板0.4

竹材0.9

石墨1.9-2.3

混凝土1.8-2.45

普通粘土砖1.7

粘土耐火砖21

徒及耐火砖1.819

镁及耐火砖2.6

镁质耐火砖2.8

高钠质耐火而专2.2-2.5

石灰石.滑石2.628

花岗石2.6-3

水泥1.2

碳化硅3.1

金钢砂4

普通玻璃2.4-2.7

陶瓷2.3245

工业橡胶1.3-1.8

纯橡胶0.93

皮革0.4-1.2

聚氯乙烯1.35-1.4

聚苯乙烯1.05-1.07

聚乙烯0.92-0.95

聚丙烯0.9-0.91

聚甲醛1.41143

氟塑料2.1-2.2

无填料的电木12

胶木板.纤维板1.3-1.4

赛璐珞1.3514

有机玻璃1.18

泡沫塑料0.2

酚醛层压塑料1.3145

尼龙61.13-1.14

尼龙661.14-1.15

尼龙10101.04-1.06

橡胶夹布传动带0.8-1.2

胶木石棉带2.0

汽油0.66-0.75

煤油0.78-0.82

石油0.82

各类机油0.9-0.95

水(4C)1.0

大力推广应用H型钢

H型钢是断面形状类似于大写拉丁字母H的一种经济断面型材，又叫万能钢梁、宽边（缘）工字钢或平行边（翼缘）

工字钢，其不同于国内沿用已久的翼缘较窄且内侧面倾斜的热轧工字钢。H型钢的断面形状与普通工字钢的的区别见图。H

型钢的断面通常分成为腰部和边部，又称为腹板和翼缘。

H型钢的边部内侧与外侧平行或接近于平行，边端部呈直角，由此得名平行边工字钢。与腰部同样高度的普通工字钢相

比，H型钢的腰部厚度小，边部宽度大，因此又叫宽边工字钢。由形状特点所决定，H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强

度均明显优于同样单重的普通工字钢。

实除工程中最常用的是工字形截面，但工字钢窗度较窄、承载性能较差，而与其截面类型相似的H型钢，截面形状配音

更为合理、更加优良，属于工程应用中较为理想的一种经济断面型材产品。根据使用中承载的特点热轧H型钢分为梁、柱、

桩三种系列的H型钢。在钢结构工程应用方面，前者适用于钢梁等受弯构件，柱型系列适用于钢柱等受压构件，而后者则

适用于建筑基础施工。热轧H型钢是一种截面分配优异、强重比更佳的钢材。与普通工字钢相比，热轧H型钢有以下显著

的产品特点：

①翼缘内外表面平行，翼缘端面平直，便于机械加工、结构连接和安装：

②翼缘宽、侧向刚度大，其绕弱轴的惯性矩一般要大一倍以上；

③抗弯、抗压、抗扭能力强，一般约增加5〜10%：

④型号规格系列较工字钢多2倍以上，极大地方便了设计选用和优化。

H型钢用在不同要求的金属结构中，不论是承受弯曲力矩、压力负荷还是偏心负荷都显示出它的优越性能，可较普通工

字钢大大提高承载能力，并且由于它的边宽、腰薄、规格多、使用灵活，故可节约金属10--40%。由于其边部内侧与外侧平

行,，边端呈直角，便于拼装组合成各种构件，从而可节约焊接和枷接工作量25%左右，能大大加快工程的建设速度，缩短

工期。

由于具有前述优点，H型钢的应用广泛，用途完全覆盖普通工字钢。主要用于：各种工业和民用建筑结构；各种大跨度

的工业厂房和现代化高层建筑，尤其是地震活动频繁地区和高温工作条件下的工业厂房：要求承载能刀大、截面稳定性好、

跨度大的大型桥梁；重型设备；高速公路；舰船骨架；矿山支护；地基处理和堤坝工程；各种机械构件。

目前我国建筑工程中仍在大量采用钢筋碎和砖混结构的模式，最终大量报废的混凝土块无法回收利用、难以分解，从长

期发展看这种建筑方式对生态环境破坏较大。以热轧H型钢作为建筑结构的主要结构材料，由于材料可完全回收重复利用，

对环境的影响极小，故热轧H型钢在建筑钢结构领域享有“绿色建材”的美誉。

H型钢结构可有效克服钢筋混凝土结构自重大、结构尺寸大的缺陷，并改善结构的延性，提高结构的抗震性能。以热轧

H型钢为结构主体材料的钢结构建筑，通过工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架，同时配以新型轻体的保温、隔热、高强的墙体

材料作为围护结构而构成。具有强度高、跨度大、自重轻、抗侧力性能好、结构断面尺寸小、施工周斯短，可提高建筑面积

利用系数，提高经济效益等优点（上海希尔顿酒店工程设计时所作的钢结构、组合结构和钢筋混凝土结构三种结构方案的技

术经济比较结果是：钢结构的自重比钢筋混凝土结构的自重轻60%,使用面积前者比后者增加6%,施工速度前者比后者快

近50%）。

H型钢使用中有以下显著的优点：

①H型钢可使建筑等钢结构件重量减轻15〜30%,用于桥梁上可减轻结构件重量13〜15%：

②在荷我相同的情况卜，使用H型料可节省用钢量：

③用H型钢建造建筑物或工程,可比采用钢筋碎缩短一半的建设工期并减少施工对周围环境的影响：

④建造同等面积的楼宇，用H型钢匕用钢筋碎能增加约6%的有效使用面积，在同样跨度时可减少梁的高度,故同净空高度

时可减少楼层高度,节约内外墙工作量约3%：

⑤H型钢可剖分、切割组装加工成T形钢及蜂窝梁，用其替代工、角、槽等普通型钢制作屋架、支撑等构件可节省很多

材料，减轻结构重量：

©H型钢的抗动载性能大大高于焊接H型钢和钢筋硅，其抗震性及抗台风性极好，更适合用来建造高层建筑、工业厂房和大

跨度桥梁等；

⑦热轧H型钢由万能轧机轧制成型，截面尺寸准确、平直，比焊接H型钢少了焊接、校正工序，可节约成本费用约15〜

30%e

因而H型钢作为钢结构主体材料的结构设计，已被业内专家认为是今后的发展趋势。

H型钢的产品规格很多，有如下几种分类：

①按产品边宽分为宽边、中边和窄边H型钢。宽边H型钢的边宽b大于或等于腰高h,中边H型钢的边宽b大于或等于

腰高h的1/2,窄边H型钢的边宽b等于或小于腰高h的1/2o

②按用途分为H型钢梁、H型钢柱、H型钢桩、厚边H型钢梁。有时将平行腿槽钢和平行边丁字钢也列入H型钢。一般

以窄边H型钢作为梁材，宽边H型钢作为柱材。故又有梁型H型钢和柱型H型钢之称。

③按生产方式分为焊接H型钢和轧制H型钢。

④按尺寸规格分为大、中、小号H型钢。通常将腰高在700mm以上的产品称为大号、腰高在300-700mm的产品称为

中号、腰高小于300mm的产品称为小号。

国际上H型钢的产品标准分为英制系统和公制系统两大类。美、英等国采用英制，中国、日本、德国和俄罗斯等国采用

公制。尽管英制和公制采用的计量单位不同，但对H型钢大都使用四个尺寸表示它们的规格，即腰高h、腰厚d、边宽b和

边厚t。各国对H型钢尺寸规格大小的表示方法不同，但所生产的产品尺寸规格范围及尺寸公差相差不大。

H型钢有热轧成型及焊接组合成型两种生产方式。焊接H型钢是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组

上将边部和腰部焊接在一起。焊接H型钢有金属消耗大、生产的经济效益低、不易保证产品性能均匀等缺点。因此，H型

钢生产以轧制方式为主。H型钢和普通工字钢在轧制上的主要区别是，后者可以在两辑孔型中轧制，前者需要在万能孔型中

轧制。采用近终形连铸异型坯、通过四辐万能轧制工艺生产的热轧H型钢具有优质、高效、低耗、低成本等显著特点，在

提高钢钛材料质量、提升使用经济效益方面具备巨大的优越性。

长期以来，H型钢产品一直维持变规格时腹板内宽保持恒定的生产方式。近来，日本开发了外宽尺寸一定的H型钢，更

加方便了钢结构件的连接。另外，轻型薄壁H型钢和一些特殊断面形状的H型钢也受到市场的青睐。在钢种上，除了一般

结构用H型钢外，还开发了耐候、高强度焊接、不锈钢、防火、涂层H型钢等。可以说：随着技术的不断进步，H型钢花

色品种和规格不断增长，质量更加优良。

大力推广应用H型钢，替代普通工字钢，可以节约钢材的使用量，其重点技术是采用万能轧机。

大力推广应用H型钢

H型钢是断面形状类似于大写拉丁字母H的一种经济断面型材，又叫万能钢梁、宽边（缘）工字钢或平行边（翼缘）

工字钢，其不同于国内沿用已久的翼缘较窄且内侧面倾斜的热轧工字钢。H型钢的断面形状与普通工字钢的的区别见图。H

型钢的断面通常分成为腰部和边部，又称为腹板和翼缘。

H型钢的边部内侧与外侧平行或接近于平行，边端部呈直角，由此得名平行边工字钢。与腰部同样高度的普通工字钢相

比，H型钢的腰部厚度小，边部宽度大，因此又叫宽边工字钢。由形状特点所决定，H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强

度均明显优于同样单重的普通工字钢。

实际工程中最常用的是工字形截面，但工字钢宽度较窄、承载性能较差，而与其截面类型相似的II型钢，截面形状配置

更为合理、更加优良，属f工程应用中较为理想的一种经济断面型材产品。根据使用中承我的特点热轧H型钢分为梁、柱、

桩三种系列的H型钢。在钢结构工程应用方面，前者适用于钢梁等受弯构件，柱型系列适用于钢柱等受压构件，而后者则

适用于建筑基础施工。热轧H型钢是一种截面分配优异、强重比更佳的钢材。与普通工字钢相比，热轧H型钢有以下显著

的产品特点：

①翼缘内外表面平行，翼缘端面平直，便于机械加工、结构连接和安装；

②翼缘宽、侧向刚度大，其绕弱轴的惯性矩一般要大一倍以上：

③抗弯、抗压、抗扭能力强，一般约增加5〜10%；

④型号规格系列较工字钢多2倍以上，极大地方便了设计选用和优化。

H型钢用在不同要求的金属结构中，不论是承受穹曲力矩、压力负荷还是偏心负荷都显示出它的优越性能，可较普通工

字钢大大提高承载能力，并且由于它的边宽、腰薄、规格多、使用灵活，故可节约金属10--40%。由于其边部内侧与外侧平

行，边端早.直角，便于拼装组合成各种构件，从而可节约焊接和钾接工作量25%左右，能大大加快工程的建设速度，缩短

工期。

由于具有前述优点，H型钢的应用广泛，用途完全覆盖普通工字钢。主要用于：各种工业和民用建筑结构；各种大跨度

的工业厂房和现代化高层建筑，尤其是地震活动频繁地区和高温工作条件下的工业厂房：要求承载能刀大、截面稳定性好、

跨度大的大型桥梁；重型设备；高速公路；舰船骨架；矿山支护；地基处理和堤坝工程；各种机械构件。

目前我国建筑工程中仍在大量采用钏筋碎和砖混结构的模式，最终大量报废的混凝土块无法回收利用、难以分解，从长

期发展看这种建筑方式对生态环境破坏较大。以热轧H型钢作为建筑结构的主要结构材料，由于材料可完全回收重复利用，

对坏慌的影响极小，故热轧H型钢在建筑钢结构领域享有“绿色建材”的美誉.

H型钢结构可有效克服钢筋混凝土结构自重大、结构尺寸大的缺陷，并改善结构的延性，提高结构的抗宸性能。以热轧

H型钢为结构主体材料的钢结构建筑，通过工厂化生产的钢梁