钢材的分类和关键技术参数.docx

1、钢材的分类和关键技术参数钢材分类钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。为便于采购、订货和管理，国内当前将钢材分为十六大品种：类 别品 种说 明型材重轨每米重量不不大于 30公斤 钢轨（涉及起重机轨）轻轨每米重量不大于或等于 30公斤 钢轨大型型钢普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型中型型钢小型型钢线材直径5 -10毫米 圆钢和盘条冷弯型钢将钢材或钢带冷弯成型制成型钢优质型材优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等其他钢材涉及重轨配件、车轴坯、轮箍等板材薄钢板厚度等于和不大于 4毫米 钢板厚钢板厚度不不大于 4毫米 钢板。可分为

2、中板（厚度不不大于 4mm 不大于 20mm ）、厚板（厚度不不大于 20mm 不大于 60mm ）、特厚板（厚度不不大于 60mm ）钢带也叫带钢，事实上是长而窄并成卷供应薄钢板电工硅钢薄板也叫硅钢片或矽钢片管材无缝钢管用热轧、热轧冷拔或挤压等办法生产管壁无接缝钢管焊接钢管将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成钢管金属制品金属制品涉及钢丝、钢丝绳、钢绞线等钢分类一、黑色金属、钢和有色金属在简介钢分类之前先简朴简介一下黑色金属、钢与有色金属基本概念。1、黑色金属是指铁和铁合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基本，以碳为重要添加元素合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼

3、而成产品，重要用来炼钢和制造铸件。把锻造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素构成合金，铁合金是炼钢原料之一，在炼钢时做钢脱氧剂和合金元素添加剂用。2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。普通所讲钢，普通是指轧制成各种钢材钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。此外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属重要用作合金附加物，以改进金属性

4、能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外尚有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，涉及放射性铀、镭等。二、钢分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量普通不超过1.7%。钢重要元素除铁、碳外，尚有硅、锰、硫、磷等。钢分类办法各种各样，其重要办法有如下七种：1、按品质分类(1) 普通钢（P0.045%，S0.050%）(2) 优质钢（P、S均0.035%）(3) 高档优质钢（P0.035%，S0.030%）2.、按化学成分分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（C0.250.60%）；c.高碳钢（C0

5、.60%）。(2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）；b.中合金钢（合金元素总含量510%）；c.高合金钢（合金元素总含量10%）。3、按成形办法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。4、按金相组织分类(1) 退火状态：a.亚共析钢（铁素体+珠光体）；b.共析钢（珠光体）；c.过共析钢（珠光体+渗碳体）；d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。(2) 正火状态：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。(3) 无相变或某些发生相变5、按用途分类(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素构造钢；b.低合金构造钢；c.钢筋钢。(2) 构造钢a.机械制造用钢：(

6、a)调质构造钢；(b)表面硬化构造钢：涉及渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切构造钢；(d)冷塑性成形用钢：涉及冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢c.轴承钢(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：涉及抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。(5) 专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。6、综合分类(1)普通钢a.碳素构造钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低

7、合金构造钢c.特定用途普通构造钢(2)优质钢（涉及高档优质钢）a.构造钢：(a)优质碳素构造钢；(b)合金构造钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质构造钢。b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。7、按冶炼办法分类(1) 按炉种分a.平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。b.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。c. 电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(

8、d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。(2)按脱氧限度和浇注制度分a.沸腾钢；b.半镇定钢；c.镇定钢；d.特殊镇定钢。钢材尺寸和重量一、钢材长度尺寸钢材长度尺寸是各种钢材最基本尺寸，是指钢材长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。钢材长度法定计量单位是米（ m ）、厘米（ cm ）、毫米（ mm ）。在现行习惯中，也有用英寸（）表达，但它不是法定计量单位。1. 钢材范畴定尺 是节约材料一种有效办法。范畴定尺就是长度或长乘宽不不大于某种尺寸，或是长度、长乘宽从多少到多少尺寸范畴内交货。生产单位可以按此尺寸规定进行生产供货。2. 不定尺（普通长度） 凡产品尺寸（长度或宽度），在原则规定范

9、畴内，而又不规定固定尺寸叫不定尺。不定尺长度又叫普通长度（通尺）。按不定尺交货金属材料，只要在规定长度范畴内交货即可。例如，不不不大于 25mm 普通圆钢，其普通长度规定为 4-10m，则长度在此范畴内圆钢都可以交货。3. 定尺 按订货规定切成固定尺寸称为定尺。按定尺长度交货时，所交金属材料必要具备需方在订货合同中指定长度。例如，合同上注明按定尺长度 5m 交货，则所交货材料必要都是 5m 长，短于 5m 或长于 5m 均为不合格。但事实上交货不也许都是 5m 长，因而规定了容许有正偏差，而不容许有负偏差。4. 倍尺 按订货规定固定尺寸切成整倍数称为倍尺。按倍尺长度交货时，所交金属材料长度必要

10、为需方在订货合同中指定长度（叫单倍尺）整数倍数（另加锯口）。例如，需方在订货合同中规定单倍尺长度为 2m ，那么，切成双倍尺时长度即为 4m ，切成 3 倍尺时即为 6m ，并分别加上一种或两个锯口量。锯口量在原则中有规定。倍尺交货时，只容许有正偏差，不容许浮现负偏值。5. 短尺 长度不大于原则规定不定尺长度下限，但不不大于容许最短长度叫短尺。例如，水、煤气输送钢管原则中规定，容许每批有 10% （按根数计算） 2-4m 长短尺钢管。 4m 即为不定尺长度下限，容许最短长度为 2m 。6. 窄尺 宽度不大于原则规定不定尺宽度下限，但不不大于容许最窄宽度叫窄尺。按窄尺交货时，必要注意关于原则规定

11、窄尺比例和最窄尺。二、钢材长度尺寸举例1. 型钢长度尺寸火车轨原则长度有 12.5m 和 25m 两种。圆钢、线材、钢丝尺寸以直径 d 毫米（ mm ）数标定。方钢尺寸以边长a毫米( mm )数标定。六角钢、八角钢尺寸以对边距离s毫米（ mm ）数标定。扁钢尺寸以宽度b和厚度d毫米（ mm ）数标定。工字钢、槽钢尺寸以腰高h、腿宽b和腰厚d毫米（ mm ）数标定。等边角钢尺寸以相等边宽b和边厚d毫米（ mm ）数标定。不等边角钢尺寸以边宽B、b和边厚d毫米（ mm ）数标定。H型钢尺寸以腹板高度h、翼板宽度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2毫米（ mm ）数标定。2. 钢板、钢带长度尺寸普通以钢板

12、厚度 d 毫米（ mm ）数标定。而钢带则以钢带宽度b和厚度d毫米（ mm ）数标定。单张钢板有规定不同尺寸，如热轧钢板有： 1mm 厚钢板，有宽度600长度 mm ；650 mm ；7001420 mm ；7501500 mm ；9001800 mm ；1000 mm 等。3. 钢管长度尺寸普通以钢管外径 D 、内径和壁厚 S 毫米（ mm ）数标定。每种钢管有规定不同尺寸，如无缝钢管外径 50mm ，壁厚有 2.5-10mm 15 种；或者说相似壁厚 5mm ，外径有 32-195mm 29 种。又如焊接钢管公称口径 25mm 壁厚有 3.25mm 普通钢管和 4mm 加厚钢管。三、钢材重

13、量1. 钢材理论重量钢材理论重量是按钢材公称尺寸和密度（过去称为比重）计算得出重量称之为理论重量。这与钢材长度尺寸、截面面积和尺寸容许偏差有直接关系。由于钢材在制造过程中容许偏差，因而用公式计算理论重量与实际重量有一定出入，因此只作为估算时参照。2. 钢材实际重量钢材实际重量是指钢材以实际称量（过磅）所得重量，称之为实际重量。实际重量要比理论重量精确。3. 钢材重量计算办法毛重 是“净重”对称，是钢材自身和包装材料共计总重量。运送公司计算运费时按毛重计算。但钢材购销中是按净重计算。净重 是“毛重”对称。钢材毛重减去包装材料重量后重量，即实际重量，称之为净重。在钢材购销中普通按净重计算。皮重 钢

14、材包装材料重量，称之为皮重。重量吨 按钢材毛重计算运费时使用重量单位。其法定计量单位为吨（1000kg），尚有长吨（英制重量单位1016.16kg）、短吨（美制重量单位907.18kg）。计费重量 亦称“计费吨”或“运费吨”。运送部门收取运费钢材重量。不同运送方式，有不同计算原则和办法。如铁路整车运送，普通以所使用货车标记载重作为计费重量。公路运送则是结合车辆载重吨位收取运费。铁路、公路零担，则以毛重若干公斤为起码计费重量，局限性时进整。钢材理论重量计算钢材理论重量计算计量单位为公斤（ kg ）。其基本公式为：W （重量， kg ） = F （断面积 mm2 ） L （长度， m ）（密度，

15、g/cm3 ） 1/1000钢密度为： 7.85g/cm3 ，各种钢材理论重量计算公式如下：名称（单位）计算公式符号意义计算举例圆钢 盘条（kg/m）W= 0.006165 d 2d = 直径mm直径 100 mm 圆钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006165 1002= 61.65kg螺纹钢（kg/m）W= 0.00617 d 2d= 断面直径mm断面直径为 12 mm 螺纹钢，求每m 重量。每m 重量=0.00617 12 2= 0.89kg方钢（kg/m）W= 0.00785 a 2a= 边宽mm边宽 20 mm 方钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 202= 3.14

16、kg扁钢（kg/m）W= 0.00785 b db= 边宽mmd= 厚mm边宽 40 mm ，厚 5mm 扁钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 40 5= 1.57kg六角钢（kg/m）W= 0.006798 s 2s= 对边距离mm对边距离 50 mm 六角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006798 502= 17kg八角钢（kg/m）W= 0.0065 s 2s= 对边距离mm对边距离 80 mm 八角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.0065 802= 41.62kg等边角钢（kg/m）W= 0.00785 d （2b d ）+0.215 （R2 2r 2 ）b= 边

17、宽d= 边厚R= 内弧半径r= 端弧半径求 20 mm 4mm 等边角钢每m 重量。从冶金产品目录中查出 4mm 20 mm 等边角钢R 为3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00785 4 （2 20 4 ）+0.215 （3.52 2 1.2 2 ）= 1.15kg不等边角钢（kg/m）W= 0.00785 d （B+b d ）+0.215 （R2 2 r 2 ）B= 长边宽b= 短边宽d= 边厚R= 内弧半径r= 端弧半径求 30 mm 20mm 4mm 不等边角钢每m 重量。从冶金产品目录中查出30 20 4 不等边角钢R 为3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00

18、785 4 （30+20 4 ）+0.215 （3.52 2 1.2 2 ）= 1.46kg槽钢（kg/m）W=0.00785 hd+2t （b d ）+0.349 （R2 r 2 ）h= 高b= 腿长d= 腰厚t= 平均腿厚R= 内弧半径r= 端弧半径求 80 mm 43mm 5mm 槽钢每m 重量。从冶金产品目录中查出该槽钢t 为8 ，R 为8 ，r 为4 ，则每m 重量=0.00785 80 5+2 8 （43 5 ）+0.349 （824 2 ）= 8.04kg工字钢（kg/m）W= 0.00785 hd+2t （b d ）+0.615 （R2 r 2 ）h= 高b= 腿长d= 腰厚t

19、= 平均腿厚R= 内弧半径r= 端弧半径求 250 mm 118mm 10mm 工字钢每m 重量。从金属材料手册中查出该工字钢t 为13 ，R 为10 ，r 为5 ，则每m 重量= 0.00785 250 10+2 13 （118 10 ）+0.615 （102 5 2 ）= 42.03kg钢板（kg/m2）W= 7.85 dd= 厚厚度 4mm 钢板，求每m2 重量。每m2 重量=7.85 4= 31.4kg钢管（涉及无缝钢管及焊接钢管（kg/m）W= 0.02466 S （D S ）D= 外径S= 壁厚外径为 60 mm 壁厚 4mm 无缝钢管，求每m 重量。每m 重量= 0.02466

20、4 （60 4 ）= 5.52kg不锈钢关于实用知识一、不锈钢热轧钢板不锈钢热轧钢板是用热轧工艺生产不锈钢钢板。厚度不不不大于3mm为薄板，厚度不不大于3mm为厚板。用于化工、石油、机械、船舶等行业制造耐蚀零件、容器和设备。其分类和牌号如下：1奥氏体型钢(1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr18Ni12；（11) 0Cr23Ni13；(12)0Cr25Ni20；

21、(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14) 00Cr17Ni14Mo2；(15) 0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti；(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti；(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23) 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18Ni9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni1

22、1Nb；(29) 0Cr18Ni13Si42奥氏体铁素体型钢（30）0Cr26Ni5Mo2；（31）00Cr18Ni5Mo3Si2；3铁素体型钢（32）0Cr13Al；(33) 00Cr12；(34)1Cr15；(35)1Cr17；(36)1Cr17Mo；(37)00Cr17Mo；(38)00Cr18Mo2；(39)00Cr30Mo2；(40)00Cr27Mo4马氏体型钢（41）1Cr12；（42）0Cr13；（43）；1Cr13；（44）2Cr13；（45）3Cr13；（46）4Cr13；（47）3Cr16；（48）7Cr175沉淀硬化型钢（49）0Cr17Ni7Al二、不锈钢冷轧钢板不锈钢

23、冷轧钢板是用冷轧工艺生产不锈钢钢板，厚度不不不大于3mm为薄板，厚度不不大于3mm为厚板。用于制作耐腐蚀部件，石油、化工管道、容器、医疗器械、船舶设备等，其分类和牌号如下：1奥氏体型钢除与热轧某些相似外（29种），尚有：（1）2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni82奥氏体铁素体型钢除与热轧某些相似外（2种），尚有：(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti3铁素体型钢除与热轧某些相似外（9种），尚有：00Cr174马氏体型钢除与热轧某些相似外（8种），尚有1Cr17Ni25.沉淀硬化型钢：同热轧某些三、铁素体、奥氏体、马氏体简介人们懂得固态

24、金属及合金都是晶体，即在其内部原子是按一定规律排列，排列方式普通有三种即：体心立方晶格构造、面心立方晶格构造和密排六方晶格构造。金属是由多晶体构成，它多晶体构造是在金属结晶过程中形成。构成铁碳合金铁具备两种晶格构造：910如下为具备体心立方晶格构造铁，910以上为具备面心立方晶格构造铁。如果碳原子挤到铁晶格中去，而又不破坏铁所具备晶格构造，这样物质称为固溶体。碳溶解到铁中形成固溶体称铁素体，它溶碳能力极低，最大溶解度不超过0.02%。而碳溶解到铁中形成固溶体则称奥氏体，它溶碳能力较高，最高可达2%。奥氏体是铁碳合金高温相。钢在高温时所形成奥氏体，过冷到727如下时变成不稳定过冷奥氏体。如以极大

25、冷却速度过冷到230如下，这时奥氏体中碳原子已无扩散也许，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和固溶体，称为马氏体。由于含碳量过饱和，引起马氏体强度和硬度提高、塑性减少，脆性增大。不锈钢耐蚀性重要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12%时钢耐蚀性能才会大大提高，因而，不锈钢中含铬量普通均不低于12%。由于含铬量提高，对钢组织也有很大影响，当铬含量高而碳含量很少时，铬会使铁碳平衡，图上相区缩小，甚至消失，这种不锈钢为铁素体组织构造，加热时不发生相变，称为铁素体型不锈钢。当含铬量较低（但高于12%），碳含量较高，合金在从高温冷却时，极易形成马氏体，故称此类钢为马氏体型不锈钢。镍可以扩展相区，使钢材具备奥

26、氏体组织。如果镍含量足够多，使钢在室温下也具备奥氏体组织构造，则称这种钢为奥氏体型不锈钢。四、国内和日本惯用不锈钢钢号近似对照1对照表：日本（JIS）中华人民共和国（GB）SUS3040Cr18Ni9(0Cr19Ni9)SUS 304L00Cr19Ni10(00Cr18Ni10)SUS 309S0Cr23Ni13SUS 310S0Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2)SUS 3160Cr17Ni12Mo2(0Cr18Ni12Mo2Ti)SUS 316L00Cr17Ni14Mo2SUS 3211Cr18Ni9Ti(0Cr18Ni9Ti)SUS 4301Cr17SUS 4031Cr12SUS

27、 4101Cr13SUS 420J12Cr13SUS 420J23Cr13SUS 4311Cr17Ni22牌号后掇NO1表达热轧后进行热解决、酸洗或类似解决；NO2表达冷轧后进行热解决、酸洗或相应解决；NO2B表达冷轧后进行热解决、酸洗或类似解决，最后经冷轧获得恰当光洁度。如304NO1不锈钢板表达牌号为304热轧不锈钢板。再如321-2B表达牌号为321冷轧不锈钢板，表面规定冷轧后进行热解决，酸洗或类似解决，最后经冷轧获得恰当光洁度。五、不锈钢在各领域应用11960年1999年约40年间，西方国家不锈钢产量从215万吨猛增到1728万吨，增长了约8倍，平均年增长率约为55%。不锈钢重要用于厨

28、房、家电、运送、建筑、土木各领域。在厨房器具方面重要有水洗槽和电气、煤气热水器，家电产品重要有全自动洗衣机滚筒。从节能和再循环等环保观点看，不锈钢需求有望进一步扩大。在运送领域重要有铁道车辆和汽车排气系统，用于排气系统不锈钢在每辆车中约为20-30kg，全世界年需求约100万吨，这是不锈钢最大应用领域。在建筑领域，近来需求急剧增长，如：新加坡地铁车站防护装置，使用了约5000吨不锈钢外装饰材。再如日本1980年后来，用于建筑业不锈钢增长了约4倍，重要用作屋顶、大楼内外装饰和构造材。80年代，在日本沿海地区使用304型无涂漆材作为屋顶材料，从防锈考虑，逐渐转变为使用涂漆不锈钢。进入90年代，开发

29、了具备高耐蚀性20%以上高Cr铁素体系不锈钢，被用作屋顶材料，同步为了美观性，开发了各种表面精加工技术。在土木领域，日本水坝吸水塔使用不锈钢。欧美寒冷地区，为防止高速公路和桥梁冻结需撒盐，这就加速了钢筋腐蚀，因此使用不锈钢钢筋。在北美道路中，近3年间约有40处采用了不锈钢钢筋，每处使用量为200-1000吨，此后不锈钢在该领域市场将有所作为。2此后扩大不锈钢应用核心是环保、长寿命和IT普及。关于环保方面，一方面从大气环保观点看，用于抑制二恶英发生高温垃圾焚烧装置、LNG发电装置和使用煤高效发电装置耐热、耐高温腐蚀不锈钢需求将扩大。尚有预计在21世纪初将投入实际应用燃料电池汽车电池壳也将使用不锈

30、钢。从水质环保观点看，在给水、排水解决装置中，具备优秀耐蚀性不锈钢也将扩大需求。关于长寿命，在欧洲已有桥梁、高速公路、隧道等设施中，不锈钢应用在增长，预测这种潮流将遍及全世界。尚有日本普通住宅建筑寿命特别短为20-30年，废材解决成为一大问题。近来以寿命达到1为目的建筑物开始浮现，这样具备优秀耐久性材料需求将增长。从地球环保观点看，长寿命在减少土木、建筑废材同步，有必要从引入新概念设计阶段探讨如何减少维修成本。关于IT普及，在IT发展和普及过程中，功能材料在设备硬件方面起很大作用，对高精密度、高功能材料规定非常大。如：在手机和微机部件中，灵活应用了不锈钢高强度、弹性和非磁性等特性，使得不锈钢应用扩大。尚有在半导体和各种基板制造设备中，具备良好清洁度和耐久性不锈钢发挥了重要作用。不锈钢具备各种其他金属没有优秀性能，是一种具备优秀耐久性和再循环性材料，此后相应时代变化，不锈钢将