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钢铁工艺流程:
现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁,将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢,再将钢水铸成连铸坯或钢锭,经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。
钢铁生产工艺流程图
三.钢材名词
1.屈服点(σs)
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。
公式:
设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs=Ps/Fo(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(σ0.2)
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0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。
3.抗拉强度(σb)
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。
公式:
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σb=Pb/Fo(MPa)。
4.伸长率(δs)
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(σs/σb)
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0.6-0.65,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。
7.公差
有上、下公差之分,上公差是指实际厚度比标牌厚度大,下公差是指实际厚度比标牌厚度小,因为存在公差原因,所以同一材料,理算(也称理计)跟过磅出来的重量不尽相同,最终导致同一材料采用不同方式计重时的报价也不相同,如卷板开平后的价格测算公式为:
平板价格=(卷板即时市场报价+开平费热轧50元、冷轧60元)*运算厚度(接近实际厚度)/标牌厚度。
7.碳素结构钢
①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。
它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235MPa的碳素结构钢。
②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。
质量等级符号分别为A、B、C、D。
脱氧方法符号:
F表示沸腾钢;
b表
③专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。
8.优质碳素结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。
②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。
③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。
9.碳素工具钢(省略)
10.易切削钢
11.合金结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。
②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。
当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。
当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。
例如18Cr2Ni4WA。
③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。
例如20MnVB钢中。
12.低合金高强度钢
①钢号的表示方法,基本上和合金结构钢相同。
②对专业用低合金高强度钢,应在钢号最后标明。
例如16Mn钢,用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”,汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。
7.弹簧钢(略)
8.滚动轴承钢(略)
9.合金工具钢和高速工具钢
13.不锈钢和耐热钢
①钢号中碳含量以千分之几表示。
例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%;
若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。
②对钢中主要合金元素以百分之几表示,而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。
14.焊条钢
15.电工用硅钢
16.电工用纯铁
17、碳结钢新、老标准钢号对照。
GB700-88新标准系参照采用国际标准ISO630《结构钢》,而GB700-79旧标准主要参照前苏联IOCT380,因此两者的钢号表示方法以及对各钢号所规定的技术要求都不相同,现将新旧标准钢号对照如下。
GB700-88标准GB700-79标准
Q195不分等级,其化学成分和力学性能(σs,σb,δ和冷弯)均须保证。
A1A1钢保证的力学性能(σs,σb,δ和冷弯),B1钢保证的化学成分与Q195相同对轧制薄板和盘条等产品,其力学性能的保证条件,可根据产品特点和使用要求,在有关标准中另行规定。
B1A1钢的冷弯试验是附加保证条件。
Q215分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证A2A2钢保证的力学性能,C2钢保证的化学成分及力学性能,与Q215钢基本相同。
Q215A不作冲击试验C2。
Q215B须作室温冲击试验,用V型缺口试样。
Q235分A、B、C、D等级,规定的化学成分和力学性能均须保证A3A3钢保证的力学性能,C3钢保证的化学成分及力学性能,与Q235钢基本相同。
Q235A不作冲击试验C3A3钢附加保证常温冲击试验,用U型缺口试样。
Q235B须作室温冲击试验,用V型缺口试样 C3钢附加保证常温或-20OC冲击试验,试样同上。
Q235C、Q235D用于重要焊接结构,前者于0OC作冲击试验,后者于-20OC作冲击试验,试样,试样同上。
Q255分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证A4A4钢保证的力学性能,C4钢保证的化学成分及力学性能,与Q255钢基本相同。
Q255A不作冲击试验C4C4钢附加保证冲击试验,用U型缺口试样。
Q255B须作室温冲击试验,用V型缺口试样。
Q275不分等级,规定的化学成分和力学性能均须保证C5C5钢保证的化学成分及力学性能,与Q275钢基本相同。
18、低合金钢目前采用GB/T1591-94代替1591-88,现将部分新老钢号对照
GB/T1591-94GB1591-88
Q29509MnV09MnNb12Mn
Q34512MnV16Mn16MnRE
Q39015MnV15MnTi16MnNb
Q42015MnVN14MnVTiRE
19.有关日本牌号表示
普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号
日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成:
第一部分表示材质,如:
S(Steel)表示钢,F(Ferrum)表示铁;
第二部分表示不同的外形、种类、用途,如P(Plate)表示板,T(Tube)表示管K(Kogu)表示工具;
第三部分表示特征数字,一般为最低抗拉强度。
如:
①SS400——第一个S表示钢(Steel),第二个S表示“结构”(Structure),400为下限抗拉强度400MPa,整体表示抗拉强度为400MPa的普通结构钢。
②SPHC——首位S为钢Steel的缩写,P为板Plate的缩写,H为热Heat的缩写,C为商业Commercial的缩写,整体表示一般用热轧钢板及钢带。
③SPHD——表示冲压用热轧钢板及钢带。
四.钢材的分类
1.外形分类
钢材的分类方法多种多样,按照标准分类发粗略可分为型材、板材、线材、管材和其它,详细可分为22大类,大型型钢、中小型型钢、棒材、钢筋(热轧带肋)、盘条(线材)、特厚板、厚钢板、中板、热轧薄板、冷轧薄板、中厚宽钢带、热轧薄宽钢带、冷轧薄宽钢带、镀层板(带)、涂层板(带)、热轧窄钢带、冷轧窄钢带、电工钢板(带)、焊接钢管、无缝钢管、铁道用钢、其他钢材。
2.型材分类
*简单断面分类
①方钢——热轧方钢、冷拉方钢;
②圆钢——热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉圆钢;
③线材;
④扁钢;
⑤弹簧扁钢;
⑥角钢——等边角钢、不等边角钢;
⑦三角钢;
⑧六角钢;
⑨弓形钢;
⑩椭圆钢
*复杂断面型钢
①工字钢——普通工字钢、轻型工字钢
②槽钢——热轧槽钢(普通槽钢、轻型槽钢)、弯曲槽钢
③H型钢(又称宽腿工字钢)
④钢轨——重轨、轻轨、起重机钢轨、其他专用钢轨
⑤窗框钢
⑥钢板桩
⑦弯曲型钢——冷弯型钢、热弯型钢
⑧其他
型钢中大、中、小型的划分
大型
中型
小型
工字钢
高≥180mm
高<180mm
槽钢
等边角钢
边宽≥160mm
边宽50-140mm
边宽20-45mm
不等边角钢
边宽≥160×
100mm
边宽140×
90-50×
32mm
边宽≤45×
28mm
圆钢
直径≥90mm
直径38-80mm
直径10-36mm
方钢
边宽≥90mm
边宽50-75mm
边宽10-25mm
扁钢
宽≥120mm
宽60-100mm
宽12-55mm
螺纹钢
直径≥40mm
铆钉钢
直径10-22mm
其它
异型钢:
履带板、钢板桩等
异型钢、小农具用复合扁钢等
异型钢、农具钢、窗框钢等
五.钢材外形及尺寸
钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸,是指钢材的长、宽、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)、毫米(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
是节省材料的一种有效措施。
范围定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),在标准规定范围内,而又不要求固定尺寸的叫不