常用钢铁材料完全手册doc 9页.docx

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常用钢铁材料完全手册doc9页

常用钢铁材料完全手册（doc9页）

常用钢铁材料手册

一.钢铁产品有关名词术语

1.验收通用术语

批和批号

标准中所说的“批”，是指检验批而不是指交货批。

检验批是指检验单位，交货批是指交货单位。

当订货数量大时，一个交货批可以包括几个验货批；当订货数量小时，一个检验批可以分为几个交货批。

批号是指产品检验批的编号

取样

为了对产品进行化学分析和物理测试等，按照标准规定的方法从一批产品中取出一定数量具有代表性的式样的作业，成为取样

式样

指从被检验的产品中选取的具有充分代表性并供检验的样品，称为式样。

式样分为原始式样，中间式样和送验式样

基本保证条件

基本保证条件也叫必保条件，无论需方是否在合同中提出要求，生产厂都必须按照标准进行检验并保证检验结果符合规定的项目，它保证钢材满足一般的、最低的使用要求，订购是不必单独提出，也无需在合同中注明

附加保证条件

附加保证条件是指只要需方在合同中提出要求，生产厂就必须进行检验并保证检验结果符合规定的项目。

它是根据需方的实际需要，在标准规定的范围内提出的要求，但必须在合同中注明

协议保证条件

协议保证条件是指经需方提出，供需双方协商一致并在合同中注明，生产厂才进行检验并保证检验结果符合规定的项目

交货状态

交货状态是指刚才最终塑性变形加工方法或最终热主力的状态。

最终塑性变形加工方法也可理解为不经热处理交货的状态，如热轧（锻）、冷拉（扎）状态等；最终热处理状态有正火、退火、高温回火、调质及固溶处理等。

订购钢材时，必须在货单、合同等单据上注明要求和中交货状态

热轧（锻）

状态

热轧（锻）状态是指钢材在热轧或热锻后不再进行专门的热处理，冷却后直接交货的状态。

热轧（锻）的终止温度一般为800～900°，之后一般在空气中冷却，因而热轧（锻）状态相当于正火处理。

热轧（锻）状态交货的钢材，由于表面覆盖有一层氧化膜，因而具有一定的耐腐蚀性，储运的要求不相冷拉（轧）后还要经过附加热处理使强度有所降低，以满足不同的需要。

但冷拉（轧）状态的刚才易遭受腐蚀或生锈，其包装，储运都有较严格的要求，需在库房内保管，并应注意库房内的温湿度控制

冷拉（轧）

状态

冷拉（轧）状态是指钢材在冷拉或冷轧后不再进行专门的热处理而直接交货的状态，也称加工硬化状态。

与热轧（锻）状态相比，冷拉（轧）状态的钢材尺寸精度高、表面质量好、表面粗糙度低，并有较高的力学性能，同时，在冷拉（轧）后还可以经过附加热处理使强度有所降低，以满足不同的需求。

但冷拉（轧）状态的钢材易遭受腐蚀或生锈，其包装，储运都有严格的要求，需在库房内保管，并应注意库房内的温湿度控制

退火（焖火）状态

退火（焖火）状态是指钢材在出厂前经退火热处理的状态。

将钢材加热到临界点（

或

）或在结晶温度以上，保温一段时间，然后以小于在静止空气中的冷却速度进行缓冷的操作，称为退火。

退火的目的主要是为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，降低硬度，并为后道工序做好组织和性能的准备。

合金结构钢、保证淬透性结构钢、冷镦钢、轴承钢、工具钢、汽轮机叶片用钢、铁素体型不锈耐热钢钢材常采用退火状态交货

调质状态

调质状态是指钢材在出厂前经淬火加高温回火（即调质）热处理的状态。

调质处理主要用于中碳结构钢制成的机械零件的最终热处理，以获得最佳的综合力学性能。

含碳量低于0.20%，而对强度要求较高的低合金高强度结构钢也可采用调质状态交货，在调质状态下使用的低合金高强度结构钢除有高强度外，还有很高的塑性和韧性，主要用于火箭、导弹以及对性能要求很高的结构零件等方面。

某些马氏体型高强度不锈钢、高速工具钢等钢种，由于有很高的淬透性以及合金元素的强化作用，很难用退火降低其硬度，为了改善其切削加工性能，也常采用调质处理，并提高高温回火的回火温度，使钢中碳化物适当聚集，得到碳化物颗粒较粗大的回火索氏体组织（与球化退火组织相似），因而这种交货状态的钢材有很好的切削加工性能

酸洗后交货

酸洗是一种去除钢材表面氧化铁皮的化学方法，钢坯或钢材浸入酸液中靠酸的溶解和剥离作用清除氧化铁皮。

经过酸洗还可使钢材表面洁净，使存在的缺陷暴露的更加充分和便于清理。

酸洗后交货主要用于对表面质量要求特别严格的钢材，以消除表面缺陷或进一步冷拉、冷轧加工或电镀、图层做准备

标志

为了便于钢材的管理，避免混乱，防止造成使用事故，在材料或包装上标出牌号、批号、状态、规格、生产厂代号等统称为标志，也称标识。

标志方法有涂色、打印、挂牌等

质量证明书

质量证明书是生产企业对每批交货产品检验合格附的证明材料。

其内容按有关标准及订货合同的规定，一般包括材料名称、牌号、规格、

质量等级、合同和标准规定的全部检验项目的检验结果、合同号、标准号、检验批号、交货件数、质量等。

质量说明书是供方对该批产品检验结果的确认和保证，也是需方进行复验和使用的依据，是购销活动中重要的技术文件，不仅生产厂出厂时应该提供质量证明书，在销售或或发出材料时，也必须随料发出质量证明书或抄件

钢材软硬程度

钢材软硬程度是指采用不同热处理或加工硬化后，所得钢材硬度及塑性的不同程度。

在有的带钢标准（如YB/T5059）中，划为特软带钢、软带钢、半软带钢、低硬带钢、冷硬带钢

2.钢材规格尺寸及外形缺陷术语

规格

规格是指同一品种、同一型号钢材的不同尺寸。

规格通常用截面主要轮廓尺寸来表示

公称尺寸

公称尺寸是由设计和标准规定给出的标准尺寸，是生产过程中希望得到的理想尺寸，也叫名义尺寸

实际尺寸

实际尺寸是生产中实际得到的尺寸

尺寸偏差

钢材的实际尺寸往往大于或小于公称尺寸，实际尺寸与公称尺寸的差值，称为尺寸偏差。

由于钢材的实际尺寸难以达到公称尺寸，所以，标准中规定了允许实际尺寸变化的范围，也即实际尺寸与公称尺寸之间允许出现的差值，称为允许偏差。

公差

标准中规定的允许正负偏差绝对值之和叫公差，偏差有方向性，可以是正值、负值或零，公差没有方向性。

因此，“正公差”或“负公差”的叫法是不对的。

同时，“偏差范围”一词，容易与公差含义相混，也应避免使用

精度等级

有的钢材，标准中规定了好几种尺寸允许偏差，并按尺寸允许偏差的大小分为若干等级或组别，称为精度等级或称偏差等级。

订购金属材料时，应写明所需的尺寸偏差或精度等级

从公称尺寸算起与从实际尺寸算起

在表面质量清理和检验时，缺陷清理深度有两种计算方法，一种是从公称尺寸算起，另一种是从实际尺寸算起。

对于条钢来说，一般供冷加工的钢材则是从公称尺寸算起，而供压力加工的钢材则是从实际尺寸算起。

先以直径为10mm±0.5，而实际尺寸为9.5mm的圆钢举例如下：

从公称尺寸算起，则圆钢不允许存在缺陷或再行清理；从实际尺寸算起，则圆钢还可以进行局部清理，清理处的最小直径为9.0mm仍认为合格。

但是各个标准中对缺陷清理深度的限制是不同的，有的标准除规定由何处算起外，有时还规定保证最小尺寸。

因此，应注意各标准的规定，不能认为凡从实际尺寸算起都不保证最小尺寸

短尺长度

凡小于标准长度中通常长度下限，但不小于规定的最小允许长度的长度，称为短尺长度，简称短尺。

如上例提到的普通钢热轧圆钢，最小允许长度为2.5，凡长度为2.5~4m的就都属于短尺。

标准规定，按通常长度交货的钢材，允许交付一定量的短尺

定尺长度

按订货要求，切成某一指定尺寸的长度，称为定尺长度（钢板的定尺长度包括长度和宽度的尺寸）

尺寸超差

尺寸超差是指钢材实际外形尺寸超出了标准规定的允许偏差范围，包括比规定的极限尺寸大或小。

尺寸超差的钢材为不合格品

厚薄不均

厚薄不均是指钢材横截面及纵向厚度不等的现象。

厚薄不均的程度用厚度差表示。

事实上一根钢材的厚度不可能处处相等，为了控制这种厚度的不均匀性，有的标准规定了截面的三点差、同板差，来严格限制这种厚度的不均匀性

三点差

同一截面任意三点厚度方向上最大尺寸与最小尺寸之差

同板差

同一块钢板厚度方向上最大尺寸与最小尺寸之差

同条差

一块钢板剪切成若干条，同一条厚度方向上最大尺寸与最小尺寸之差，称为同条差。

冷轧电工钢带（片）标准中也称同片差

3．钢材表面质量缺陷术语

氧化铁皮

（铁鳞）

氧化铁皮是钢材在加热、轧制和冷却过程中，在表面生成的金属氧化物。

氧化铁皮作为一种缺陷，是经过酸洗未能清除干净，而以断续或连续的条状、成片的点状分布于钢材表面的现象，并有浮雕感

压入氧化铁皮

氧化铁皮嵌入钢材表面。

这是由于钢材表面的氧化铁皮在随后的压力加工中被压入的结果。

颜色为灰黑色或红棕色，分布面积有大有小，有块状的，也有条状的，压入深度也有所不同

欠酸洗

钢材表面或多或少存在没有洗掉的氧化铁皮（铁鳞）或污面，称为欠酸洗。

欠酸洗可能是普遍的，也可能是局部的。

欠酸洗与氧化铁皮（铁鳞）是一个问题的两个方面，从酸洗的过程来看，欠酸洗表面为酸洗不彻底；从效果来看，是钢材表面存在没有洗掉的氧化铁皮（铁鳞）

过酸洗

过酸洗是因酸洗过度在钢材表面留下印迹的现象，过酸洗可能是普遍的也可能是局部的。

由于钢种不同，过酸洗在钢材表面留下的印迹很不相同。

一般，钢材表面会呈现不同程度的粗糙面和不同于钢材本色的颜色：

碳钢普遍过酸洗，将形成显著的粗糙不平和暗黑色的表面；铬不锈钢普遍过酸洗，将形成显著的粗糙不平和灰黑色的表面；加入钼或铌的铬镍钢，则出现玻璃窗结冰时的花纹表面；某些高合金钢、耐热钢局部过酸洗后将形成许多凹坑或沟渠；镀锌薄板过酸洗，表面产生霉点；薄规格的硅钢薄板、

1Cr18Ni9Ti等不锈钢薄板过酸洗，将形成许多针孔（透孔），严重时形同纱窗

气泡

气泡是指钢板表面无规律分布的、圆形的、大小不等的凸包，其外圆比较圆滑，大多是鼓起的，也有不鼓起的，经酸洗后表面发亮，其截面有分层并呈现凸起性空隙

结疤

（重皮、翘皮、碾皮）

钢材表面呈舌头状、指甲状、块状或鱼鳞状的薄片或斑疤，称为结疤，也成为重皮、翘皮、碾皮。

其大小或厚度均不等，外形轮廓极不规则。

一端翘起的结疤也叫翘皮

麻点

（凹坑、麻坑）

钢材表面不平的粗糙面或细小的凹陷，称为麻点，也称凹坑、麻坑。

其形状不同、大小不一，有局部的，也有连续成片的，严重时类似橘子皮。

有时数量多、面积小、形状不规则的称为麻点；数量少、面积大的称为凹坑

表面夹杂

镶嵌在钢材表面的非金属夹杂物，称为表面夹杂。

一般呈点状、块状或条状分布，其颜色有暗红，淡黄，灰白等，机械地粘结在钢材表面，不易脱落

分层

（夹层，离层）

分层（夹层，离层）是指钢板厚度方向有明显的金属结构分离，在剪切断面上出现未焊合的缝隙，严重时可分成两层或三层，层与层之间有肉眼可见的夹杂物

表面裂纹

（裂缝、发纹、横裂）

表面裂纹是指钢材表面的开裂，其类型很多，常见的是裂缝、发纹和横裂。

裂缝一般是与加工方向一致的直线型或Y形开裂；发纹是钢材表面呈现深浅不一的分散或成簇分布的发状细纹。

裂缝和发纹的主要区别是长短、粗细和深浅的不同，裂缝一般较长，较宽，较深。

横裂是指钢材表面连续或不连续的细小横向裂纹

拉裂

拉裂在型钢表面出现呈“人”字形或“之”字形的横向裂纹。

其裂开程度较大，且很深，不光滑，外形也不整齐，多产生在型钢的头尾部，异型钢多出现于角部。

钢板的拉裂是钢板经轧制所产生的金属撕裂现象，在钢板表面形成无一定形状和大小的裂口，有的产生在钢板的边部，有的产生在钢板的局部。

钢管的拉裂为钢管表面的横向断裂

划痕

（刮伤、擦伤、划伤、划道、拉丝、拉毛、直到）

钢材表面出现的直线或弧线沟痕，其深浅不一，通常可见沟底，连续或断续的分布于钢材的局部或全长，多因受到尖锐的硬物划擦有关，故称划痕，也称刮伤、擦伤、划伤、划道、拉丝、拉毛、直到等。

在高温下形成的划痕，伤口处表面覆有薄层氧化铁皮；在常温下形成的划痕，伤口处呈现金属光泽或黄锈；在运输、堆放过程中形成的划痕，则在伤口处有高低不平的凹凸面和其他非金属夹杂物

毛刺

钢材边缘或断面出现尖而薄的突出金属或尖锐的小刺称为毛刺

勒伤

钢板两侧边局部位置出现的卷口或破口，称为勒伤

碰伤

钢材表面呈现无规律、大小不一、深浅不同的伤痕，称为碰伤

辊印

辊印是指钢材表面呈现连续性或周期性凸起或凹陷的轧辊压印，深度不太明显，一般产生于钢材的全长，压印部位较亮

凸块

（凸包、鼓包）

钢材表面呈现周期性的高于轧制表面的块状凸起，称之为凸块，也称凸包或鼓包

氧化色

经退火处理的钢板，其全部表面或仅在其边缘有浅黄到深蓝的云彩般颜色，称为氧化色。

严重时还会生成氧化铁薄层

锈蚀

（锈斑、生锈）

在周围介质作用下，钢材表面逐渐遭受破坏，呈现黄色、黄绿色或棕色等斑痕的现象，称为锈蚀

水渍锈

材料受雨水或海水侵蚀，尚未起锈，仅在表面呈灰黑色或暗红色的水纹印迹，称为水渍锈。

水渍锈轻者用抹布即可擦去，已渗透氧化膜者仍有印纹

搭焊

（对焊搭焊）

前后两带钢卷对焊后，相接处不平，一端凹、一端凸起的现象，称为搭焊或对焊搭焊

锌层堆积

锌层堆积是指镀锌钢板或镀锌钢丝表面有个别堆积的锌层。

其尺寸超出标准规定的允许正偏差，则成为缺陷

漏钢

镀层钢板或镀锌钢丝表面有个别没有镀上的地方，称为漏钢

二.钢铁材料的使用性能

2．化学性能

名称

量的符号

单位符号

含义

耐腐蚀性

金属材料抵抗周围介质（大气、水、水蒸气、及其他有害气体，酸、碱、盐溶液等）腐蚀作用的能力

抗氧化性

金属材料在室温或高温下抗氧化的能力，称为抗氧化性，其性能可用氧化速度表示

3．力学性能

名称

量的

符号

单位符号

含义

弹性

金属材料在外力作用下产生变形，当去掉外力后能恢复原来形状和尺寸的特性

强度

σ

Mpa

金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，

弹性极限

Mpa

拉伸试验时，金属材料保持弹性变形的最大应力

屈服点

Mpa

拉伸试验过程中，负荷不再增加，金属式样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”，发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限。

即屈服时的负荷

与式样原横截面面积

之比，

屈服强度

Mpa

对于某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.20%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限

抗拉强度

Mpa

拉伸试验时，金属材料在拉断前所承受的最大应力。

即拉断前所承受的最大负荷

与式样源横截面积

之比，

抗弯强度

Mpa

试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其断裂时，断截面所承受的最大正应力

抗压强度

Mpa

金属材料在压力作用下不发生碎裂所能承受的最大正应力

抗剪强度

、

Mpa

试样剪切断裂前所能承受的最大切应力

抗扭强度

Mpa

试样在扭转断裂前承受的最大扭矩

名称

量的

符号

单位符号

含义

塑性

金属材料在外力作用下，产生永久变形不破裂的能力

伸长率

%

金属材料拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比

断面收缩率

%

金属材料拉伸时，在断裂处试样截面积减少的百分比

韧性

金属材料在冲击力作用下而不破坏的能力

硬度

金属材料抵抗更硬物体压入其表面的能力

三．钢铁材料的工艺性能和试验

2．工艺性能测试

名称

含义

冷弯试验

将试样弯曲到两面接触或围绕具有一定直径的弯芯弯曲到一定角度（如90°、120°、180°等）后检查弯曲处附近金属的塑性变形情况，看是否有裂纹等缺陷存在以判定金属材料冷弯性能是否合格

杯突试验

用规定的钢球或球形冲头顶压在模内的试样，直至试样产生第一条裂纹为之，其压入深度（mm）即杯突深度，以此来判定金属材料冲压性能大小，其深度不小于规定时为合格

顶锻试验

将试样镦锻至规定的长度（一般为原长度的1/3、1/2或2/5）然后检查试样表面是否有裂纹等缺陷存在，以判定金属材料的顶锻性能是否合格，分常温下进行的冷顶锻试验和将试样加热到规定温度进行的热顶锻试验

反复弯曲

试验

将试样垂直夹紧于仪器夹中，在与仪器夹口相互接触线成垂直的平面上，沿左右方向90°反复弯曲，其速度不超过60次/min，以试样断裂前所承受的反复弯曲次数不低于规定次数为合格

四．钢铁材料的热处理

2．钢铁材料的热处理

名称

含义

目的

热处理

将金属成材或零件加热到低于熔点的一定温度，并将此温度保持一定时间（保温），然后冷却至一定温度的工艺过程，铜的热处理应用的最为普遍

通过改变金属内部的组织结构，改善金属的使用性能

退火

将钢件加热到一定的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺操作

1.降低硬度，提高塑性，以便于切削加工或压力加工；

2.细化晶粒，均匀组织，改善铜性能为后续热处理做准备；

3.消除内应力，防止铜件变形，开裂

完全退火

将钢件加热到奥氏体转变完成温度（临界温度

或者

）以上20~30℃进行的退火

细化晶粒，均匀组织，降低硬度，提高塑性，消除内应力，应用于含碳量低于0..8%的钢件

不完全退火

将钢件加热到低于奥氏体转变完成温度（临界温度）进行的退火

因具体加热的温度及钢的种类不同而不同

去应力退火

将钢件加热到500~650℃进行的退火

消除内应力

再结晶退火

将钢件加热到再结晶温度进行的退火

消除加工硬化，降低硬度，恢复钢件塑性和变形能力

淬火

将钢件加热到淬火温度（

以上或者

~

之间），保温后在水、油或者其他淬火介质中快速冷却的热处理工艺操作

1.获得马氏体组织，提高钢的硬度和耐磨度；

2.改善钢的某些物理和化学性能；3.获得下贝氏体（也称等温淬火）或单一奥氏体组织（也称固溶处理或水韧处理）

调质处理

将淬火后的钢件进行高温（500~600℃）回火的热处理工艺操作

获得较高的强度和足够的塑性和韧性，使钢件有较高的综合力学性能

时效处理

将钢件，经淬火，固溶处理或冷变形后的钢件在室温或高于室温的某一温度，停留足够长的时间的热处理工艺操作，分自然时效和人工时效

1,消除内应力，提高钢件的塑性和韧性；2.稳定组织和工件的形状尺寸

表面热处理

通过改变钢件的表面的化学成分和组织来改变钢件的表层性能的热处理工艺操作

改善表面性能

表面淬火

利用快速化热，是钢件表面个怒爱的达到淬火温度，在热量还来不及传到心部的时候，就立即快速冷却的淬火方法

提高钢件表面硬度，耐磨性和耐疲劳性能

化学热处理

将钢件放在某种介质中加热，经一定的时间保温，使介质中的活性原子渗入钢件表面，以改变钢件表面的化学成分和组织，从而改变钢件表层性能的热处理工艺操作

使钢件表面获得高硬度、高耐磨性、耐蚀性等性能，而心部仍然保持良好的韧性