常见钢种解释.docx

常见钢种解释.docx

《常见钢种解释.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常见钢种解释.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

常见钢种解释

耐候钢

中文名称：

耐候钢

英文名称：

weathering steel

其他名称：

耐大气腐蚀钢

定义：

在大气环境中耐腐蚀性优于非合金钢的低合金工程结构钢。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；

钢铁材料（三 级学科）；钢铁材料品种（四级学科）

耐候钢， 即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢

系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优

质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐

候性为普碳钢的 2~8 倍，涂装性为普碳钢的 1.5~10 倍。

同时，它具

有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。

 耐候钢

主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结

构。

用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台

及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。

耐候钢概述 ：

　　其特征在于：

耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：

C：

0.12～0.21、Si：

0.2～2.0、Mn：

0.7～2.0、S

≤0.036、P≤0.034、Cu：

0.10～0.40、Al<0.2，其余为 Fe 和微量杂

质。

通过 Cu、Mn、Si、Al 等合金化，并简单调整普通低碳钢

（Q235 钢）的部分元素含量，在不需改变 Q235 钢生产工艺条件下，

就能生产出具有良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济耐

候钢。

　　耐候钢（即耐大气腐蚀钢）在融入现代冶金新机制、新技术

和新工艺后得以可持续发展和创新，属世界超级钢技术前沿水平

的系列钢种之一。

耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素

而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、 疲

劳等特性；耐候性为普碳钢的 2~8 倍，涂装性为普碳钢的 1.5~10

倍，能减薄使用、裸露使用或简化涂装使用。

该钢种具有耐锈，

使构件抗腐蚀 延寿 、减薄降耗，省工节能的特性，使构件制造者、

使用者受益。

而目前制造该钢种的精英人才，也是目前我国最稀

缺的，目前收纳耐候钢人才较多的有 钢铁英才网 。

耐候钢产品供

制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工

石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。

耐候钢特点 ：

　　指具有保护锈层耐大气腐蚀，可用于制造车辆、桥梁、塔架、

集装箱等钢结构的低合金结构钢。

与普碳钢相比，耐候钢在大气

中具有更优良的抗蚀性能。

与不锈钢相比，耐候钢只有微量的合

金元素，诸如磷、铜、铬、镍、钼、铌、钒、钛等，合金元素总

量仅占百分之几，而不像不锈钢那样，达到百分之十几，因此价

格较为低廉。

耐候钢原理 ：

　　钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后，使钢材表面形成致密

和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展，保护锈层下

面的基体，以减缓其腐蚀速度。

在锈层和基体之间形成的约

50μm～100μm 厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏

附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中氧和水向

钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，大大提高了钢

铁材料的耐大气腐蚀能力。

耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简

化涂装，而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是

一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和

创新的钢系。

耐候钢制造工艺 ：

　　耐候钢一般采用精料入炉 -冶炼 （转炉、电炉 -微合金化处理 -吹

氩-LF 精炼 -低过热度连铸 （喂入稀土丝 ）-控轧控冷等工艺路线。

在

冶炼时，废钢随炉料一起加入炉内，按常规工艺冶炼，出钢后加

入脱氧剂及合金，钢水经吹氩处理后，随即进行浇铸，吹氩调温

后的钢水经连铸机铸成板坯。

由于钢中加入稀土元素，耐候钢得

到净化，夹杂物含量大为减少。

耐侯钢焊接性 ：

如果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。

在焊接之前，应该将已形成的表面层清除至接头边缘10mm

到 20mm 的距离。

焊接钢材级别 S355J0WP 和 S355J2WP 采用的

磷含量很高时，应该采用特殊的预防措施 。

耐侯钢运用 ：

　　工程实例一、高性能耐候钢和耐火钢可减小钢结构的维护费用，

为解决外露无防护钢结构的防火防腐问题提供了新的解决方案

　　二、耐火耐候钢的制作安装工艺与常规钢材基本相同，设计

方法亦与普通钢结构相同，但需要更多试验验证

　　三、高强度耐候钢已在桥梁工程中推广应用，需要研究设计

理论和方法

　　四、耐火耐候钢也可运用于楼承板

（1）上海 中福高层钢结构住宅约 5000 吨

（2）北京国家大剧院约 300 吨

　　（3）武钢技术中心大厦约 3000 多吨

　　（4）北京财富中心， 摩根中心 7000 多吨

（5）中国残疾人体育艺术培训基地 200 多吨

耐火刚：

中文名称：

耐火钢

英文名称：

fire-resistant steel，FR steel

定义：

一般规定在 600℃1~3 小时内的屈服强度大于室温屈服强

度的 2/3，用于钢结构建筑或高层大型建筑的在一定条件下具有

防火抗坍塌功能的工程结构钢。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；

钢铁材料（三级学科）；钢铁材料品种（四级学科）

H 型钢：

中文名称：

H 型钢

英文名称：

H-shaped steel

定义：

断面形状为 H 型的型钢。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢

铁材料（三级学科）；钢铁材料品种（四级学科）

H 型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面

高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。

由于 H 型钢的各

个部位均以直角排布，因此 H 型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、

施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。

表示方法 ：

　　 高度 H×宽度 B×腹板厚度 t1×翼板厚度 t2，如 H 型钢

Q235、SS400200×200×8×12 表示为高 200mm 宽 200mm 腹板厚

度 8mm，翼板厚度 12mm 的宽翼缘 H 型钢，其 牌号 为 Q235 或

SS400。

热轧 H 型钢 的表示方法。

H 型钢分为宽翼缘 H 型钢（ HW）、窄翼缘 H 型钢（ HN）

和 H 型钢桩（ HU）三类。

其表示方法为：

高度 H×宽度 B×腹

板厚度 t1×翼板厚度 t2，如 H 型钢 Q235B、SS400

200×200×8×12 表示为高 200mm 宽 200mm 腹板厚度 8mm，

翼板厚度 12mm 的宽翼缘 H 型钢，其牌号为 Q235B 或

SS400。

热轧 H 型钢的优点 ：

　　H 型钢是一种新型经济 建筑用钢 。

　　H 型钢截面形状经济合理， 力学性能 好，轧制时截面上各点

延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、

重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻 30-40%；又因其

腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆

接工作量达 25%。

常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型

建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、 起重运输机械 、

设备基础、支架、基础桩等。

　　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。

其特点如下：

　　→ 翼缘宽，侧向刚度大。

抗弯能力强。

　　→ 翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。

　　→ 与焊摄工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需

昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约 钢结构 制作成本 30%左右。

　　→相同截面负荷下．热轧 H 钢结构比传统钢结构重量减轻

15%-20%。

　　→ 与砼结构相比，热轧 H 钢结构可增大 6%的使用面积 ，而

结构自重减轻 20%一 30%，减少结构设计内力。

　　→ H 型钢可加工成 T 型钢 ，蜂窝梁可经组合形成各种截面形

式，极大满足工程设计与制作需求。

H 型钢主要用于工程，厂房设备，机械设备，桥梁，高速

公路，民房等 ;机械性能和物理性能好，牢固，节约能源和环

保的效果。

 H 型钢是一种经济型断面钢材，广泛用于工业、建

筑、桥梁、石油钻井平台等方面，据预测 2005 年我国 H 型钢

需求量约 250 万吨， 2010 年需求量 500 万吨，但目前我国 H

型钢年生产能力为 120 万吨，市场需求量非常巨大。

H 型钢的特点 ：

1.结构强度高

　　 同工字钢相比，截面模数大，在承载条件相同时，可节约金

属 10-15%。

2.设计风格灵活、丰富

在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间

大 50% ，从而使建筑布置更加灵活。

3.结构自重轻

　　 与混凝土 结构自重相比轻 ,结构自重的降低，减少了结构设计

内力，可使 建筑结构基础 处理要求低，施工简便，造价降低。

4.结构稳定性高

　　以热轧 H 型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧

性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，

抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。

据统计，在世界上发生 7 级以上毁灭性大地震灾害中，以 H 型

钢为主的钢结构建筑受害程度最小。

5.增加结构有效使用面积

　　与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑

有效 使用面积 ，视建筑不同形式，能增加有效使用面积 4-6%。

6.省工省料

　　与焊接 H 型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源

和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。

7.便于机械加工

　　易于结构连接和安装，还易于拆除和再用。

8.环保

　　采用 H 型钢可以有效保护环境，具体表现在三个方面：

一是

和混凝土 相比，可采用干式施工，产生的噪音小，粉尘少；二是

由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地资源破坏小，此外大

量减少混凝土用量，减少开山挖石量，有利于生态环境的保护；

三是建筑结构使用寿命到期后，结构拆除后，产生的固体垃圾量

小，废钢资源回收价值高。

9.工业化制作程度高

　　以热轧 H 型钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制

造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成

真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。

发

展钢结构，创造和带动了数以百计的新兴产业发展。

10.工程施工速度快

占地面积小，且适合于全天候施工，受气候条件影响小。

用热轧 H 型钢制作的钢结构的施工速度约为 混凝土结构施工

速度的 2-3 倍，资金周转率成倍提高，降低财务费用，从而节

省投资。

以我国 “第一高楼 ”上海浦东 的“金贸大厦 ”为例，主体

高达近 400m 的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶，

而钢混结构则需要两年工期。

T 型钢：

因其断面与英文字母 “T”相同而得名。

 T 型钢分两种：

1.是用 H 型钢 直接剖分而成 T 型钢 ，使用标准同 H 型钢相同

（GB/T11263-1998），是替代双角钢焊接的理想材料。

具有抗弯能

力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点。

2.热轧一次成型的 T 型钢，主要使用在机械、充小五金型钢使用。

热轧 T 型钢的表示方法：

　　其表示方法为：

高度 H 宽度 B 腹板厚度 t1 翼板厚度 t2，

如 T 型钢Q235B 或 SS400 200*200*8*12，表示为高 200mm

宽 200mm 腹板厚度 8mm，翼板厚度 12mm 的 T 型钢，其牌

号为 Q235B 或 SS400。

渗碳钢：

中文名称：

渗碳钢

英文名称：

carburized steel

定义：

适宜进行渗碳处理并经淬火和低温回火处理后使零件表面硬

度和耐磨性显著提高而心部保持适当强度和良好韧性的结构钢。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢

铁材料（三级学科）；钢铁材料品种（四级学科）

其成分特点是低的含碳量，一般为 0.1%～0.25%；主要合金元

素有 Ni、Cr、Mn 等辅助合金元素有 W、Mo、V、Ti 等。

可经受渗

碳淬火 使表面硬度 和耐磨性 提高而心部保持适当强度和 韧性 的钢。

特点 :

其热处理 的特点是，对于低强度的 15Cr 和 20Cr 多则，

渗碳 后应直接淬火或 二次淬火 ；中强度的 20CrMnTi 钢渗碳后

应直接淬火；高强度的 18Cr2Ni4W4 钢渗碳后应采取空冷、 高

温回火 ，这样能使零件满足其在机械性能上的要求。

用途 :

渗碳钢主要用于制造 齿轮 、凸轮 、活塞销 等零件 。

渗碳钢是

用于制造渗碳零件的 钢种 。

详细信息:

常用渗碳钢的牌号、化学成分、热处理、性能及用途如表 6-8

所示。

1、用途渗碳钢主要用于 :

制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件，

如汽车、拖拉机的 变速齿轮 ，内燃机上 凸轮轴 、活塞销等。

2、性能要求 :

①表面具有高硬度和高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，

即表硬里韧； ②具有良好的热处理工艺性能，如高的淬透性和渗

碳能力，在高的渗碳温度下， 奥氏体 晶粒长大倾向小以便于渗碳

后直接淬火。

3、成分特点 ：

①低碳：

含碳量一般为 0.1~0.25%，以保证心部有足够的 塑

性和韧性，碳高则心部韧性下降。

 ②合金元素：

主加元素为

Cr、Mn、Ni、B 等，它们的主要作用是提高钢的 淬透性 ，从而提

高心部的强度和韧性；辅加元素为 W、Mo、V、Ti 等强 碳化物 形

成元素 ，这些元素通过形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒，同

时还能提高 渗碳层 的耐磨性。

4、热处理和组织特点 :

渗碳件一般的工艺路线为：

下料 →锻造 →正火 →机加工 →渗

碳→淬火 +低温回火 →磨削。

渗碳温度为 900~950℃，渗碳后的热

处理通常采用直接淬火加低温回火，但对渗碳时易过热的钢种如

20、20Mn2 等，渗碳后需先正火，以消除晶粒粗大的过热组织，

然后再淬火和 低温回火 。

淬火温度一般为 Ac1+30~50℃。

使用状

态下的组织为：

表面是高碳回火 马氏体 加颗粒状碳化物加少量残

余奥氏体（硬度达 HRC58~62），心部是低碳回火马氏体加 铁素体

（淬透）或铁素体加 托氏体 （未淬透）。

5、常用钢种

　　根据淬透性不同，可将渗碳钢分为三类。

　　①低淬透性渗碳钢：

典型钢种如 20、20Cr 等，其淬透性和

心部强度均较低，水中临界直径不超过 20~35mm。

只适用于制造

受冲击载荷较小的耐磨件，如小轴、小齿轮、活塞销等。

　　②中淬透性渗碳钢：

典型钢种如 20CrMnTi 等，其淬透性较

高，油中临界直径约为 25~60mm，力学性能和工艺性能良好，大

量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件，如汽车、拖

拉机的变速齿轮、离合器轴等。

③高淬透性渗碳钢：

典型钢种如 18Cr2Ni4WA 等，其油中

临界直径大于 100mm，且具有良好的韧性，主要用于制造大截

面、高载荷的重要耐磨件，如飞机、坦克的 曲轴 和齿轮等。

Z 向钢：

中文名称：

Z 向钢

英文名称：

Z-direction steel

其他名称：

抗层状撕裂钢

定义：

专指海洋石油平台、船舶或压力容器用的厚板或特厚钢板，

钢中硫含量极低，夹杂物形态得到控制，不易沿厚度方向产生层状

台阶状裂纹的钢。

我国钢号后加 Z15、Z25、Z35 分别表示厚板的断

面收缩率大小。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢

铁材料（三级学科）；钢铁材料品种（四级学科）

　又称 “抗层状撕裂钢 （lamellar tearing resistant steel）”，

即平时所说的 Z 向性能测试钢。

　　采用焊接连接的钢结构中，当钢板厚度不小于 40 mm 且承受

沿板厚度方向的拉力时，为避免焊接时产生层状撕裂，需采用抗

层状撕裂的钢材（通常简称为 “Z 向钢 ”）。

厚板存在层状撕裂

问题，故要提出 Z 向性能测试。

　　钢板和型钢经过滚轧成型的，一般多高层钢结构所用钢材为

热轧成型，热轧可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒。

钢

锭浇筑时形成的气泡和裂纹，可在高温和压力作用下焊合，从而

使钢材的力学性能得到改善。

然而这种改善主要体现在沿轧制方

向上，因钢材内部的非金属夹杂物 （主要为硫化物、氧化物、硅

酸盐等 ）经过轧压后被压成薄片，仍残留在钢板中 （一般与钢板表

面平行 ），而使钢板出现分层（夹层）现象。

这种非金属夹层现象。

使钢材沿厚度方向受拉的性能恶化。

因此钢板在三个方向的机械

性能是有差别的：

沿轧制方向最好；垂直于轧制方向的性能稍差；

沿厚度方向性能又次之。

一般厚钢板较易产生层状撕裂，因为钢板越厚，非金属夹

杂缺陷越多，且焊缝也越厚，焊接应力和变形也越大。

为解决

这个问题，最好采用 Z 向钢。

这种钢板是在某一级结构钢（称

为母级钢）的基础上，经过特殊冶练、处理的钢材，其含硫量

为一般钢材的 1/5 以下，截面收缩率在 15%以上。

钢板沿厚度

方向的受力性能 （主要为延性性能 ）称为 Z 向性能。

钢板的 Z

向性能可通过做试样拉伸试验得到，一般用断面收缩率来度量。

我国生产的 Z 向钢板的标志是在母级钢钢号后面加上 Z 向钢

板等级标志 Z15、Z25、Z35，Z 字后面的数字为截面收缩率的

指标 （%）。

冷弯薄壁型钢：

定义：

冷弯薄壁型钢指用钢板或带钢在冷状态下弯曲成的各种断

面形状的成品钢材。

冷弯型钢是一种经济的截面轻型薄壁钢材，

也称为钢质冷弯型材或冷弯型材。

型号种类：

C 型钢、 U 型钢、 Z 型钢、带钢、镀锌带钢、镀锌卷板、

镀锌 C 型钢、镀锌 U 型钢、镀锌 Z 型钢。

发展历史：

我国冷弯型钢生产始于二十世纪五十年代。

第一台专业化

辊式冷弯成型机组于 1958 年 10 月投产。

 1946 年美国 AISI 公

布的第一部冷弯薄壁型钢结构设计规范。

 1987 年中国正式出

版了国家标准 《冷弯薄壁型钢结构设计规范 》（GBJ18-87）

应用：

冷弯型钢作为承重结构、围护结构、配件等在轻钢房屋中

也大量应用。

在房屋建筑中，冷弯型钢可用作钢架、桁架、梁、

柱等主要承重构件，也被用作屋面檩条、墙架梁柱、龙骨、门

窗、屋面板、墙面板、楼板等次要构件和围护结构。

另外，利

用冷弯型钢与钢筋混凝土形成组合梁、板、柱的冷弯型钢 --混

凝土组合结构也成为工程领域一个新的研究方向。

冷弯薄壁型

钢结构构件通常有压型钢板、檩条、墙梁、刚架等。