鋼材基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn).ppt

2009 9 鋼鐵基礎(chǔ)知識(shí) 上 目錄 第1章鋼鐵行業(yè) 鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品第2章鋼鐵材料中的常存元素及其對(duì)鋼鐵的影響第3章鋼的分類與牌號(hào)第4章鋼的熱處理基礎(chǔ)知識(shí)第5章金屬材料機(jī)械性能基礎(chǔ)知識(shí)第6章鋼材標(biāo)準(zhǔn)及其常用術(shù)語第7章鋼材交貨狀態(tài)第8章鋼材缺陷術(shù)語 第1章鋼鐵行業(yè) 鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品 進(jìn)入青銅時(shí)代以來 人類與金屬材料及其制品的關(guān)系日益密切 可以說沒有金屬材料就沒有人類的物質(zhì)文明 在人類使用的所有金屬材料中 鋼鐵是使用量最大 使用范圍最廣泛的基礎(chǔ)材料 其主要原因是 使用范圍最廣泛的基礎(chǔ)材料 鋼 1 鐵是一種化學(xué)元素 它是地球中最多的元素 約占35 且大多以巨大的鐵礦床存在于自然界中 2 鐵礦石的冶煉和加工與其他金屬的生產(chǎn)相比 具有生產(chǎn)規(guī)模大 效率高 質(zhì)量好 成本低等顯著的優(yōu)勢 3 鋼鐵具有良好的物理 機(jī)械和工藝性能 4 將鎳 鉻 釩 錳等金屬作為合金元素加入鐵中 可獲得具有各種性能的金屬材料 5 鋼鐵通過熱處理能調(diào)整其機(jī)械性能 可以滿足國民經(jīng)濟(jì)各方面的需要 6 鋼鐵具有良好的可回收性 無可替代的基礎(chǔ)原材料 鋼鐵 盡管鋼鐵也存在較容易銹蝕 密度較大等缺點(diǎn) 但縱觀材料的物理 機(jī)械和工藝性能 及其技術(shù)性 經(jīng)濟(jì)性和可回收性等因素 在人類未來發(fā)展的相當(dāng)長時(shí)期內(nèi) 鋼鐵的基礎(chǔ)原材料地位仍無可替代 億噸 鋼鐵行業(yè)定義 是以從事黑色金屬礦物采選和黑色金屬冶煉加工等工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為主的工業(yè)行業(yè) 包括金屬鐵 鉻 錳等的礦物采選業(yè) 煉鐵業(yè) 煉鋼業(yè) 鋼加工業(yè) 鐵合金冶煉業(yè) 鋼絲及其制品業(yè)等細(xì)分行業(yè) 是國家重要的原材料工業(yè)之一 此外 由于鋼鐵生產(chǎn)還涉及非金屬礦物采選和制品等其他一些工業(yè)門類 如焦化 耐火材料 炭素制品等 因此通常將這些工業(yè)門類也納入鋼鐵工業(yè)范圍中 鋼鐵生產(chǎn)原材料 鋼鐵生產(chǎn)的主要原材料包括鐵礦石 錳礦石 鉻礦石 石灰石 耐火黏土 白云石 菱鐵礦等礦物的原礦及其成品礦 人造塊礦 鐵合金 洗煤 焦炭 煤氣及煤化工產(chǎn)品 耐火材料制品 炭素制品等 鐵礦石 主要的煉鐵原料 有磁鐵礦 Fe3O4 赤鐵礦 Fe2O3 褐鐵礦 2Fe2O3 3H2O 菱鐵礦 FeCO3 鐵礦石中除鐵的化合物外 還含有硅 錳 磷 硫等的化合物 這些統(tǒng)稱為脈石 磁鐵礦 菱鐵礦 褐鐵礦 赤鐵礦 鐵礦的品位 鐵礦的品位定級(jí) 含鐵50 以上稱之為富礦 赤鐵礦達(dá)70 35 至50 為低品礦 25 至35 為貧礦 25 以下為超貧礦 中國約有97 的鐵礦儲(chǔ)備的品位低于35 屬于低品甚至是超貧礦 超貧鐵礦在過去是沒有什么開采價(jià)值的 因?yàn)殚_采成本高于銷售的鐵礦價(jià)格 全球鐵礦石資源 估計(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量在8000億噸以上 而探明儲(chǔ)量為4000多億噸 按現(xiàn)有生產(chǎn)水平 可供應(yīng)近400年 鐵礦資源主要集中于十多個(gè)國家 探明儲(chǔ)量的90 分布在10個(gè)國家和地區(qū) 依次是 獨(dú)聯(lián)體 探明儲(chǔ)量1140億噸 其中俄羅斯800多億噸 巴西 680億噸 中國 500億噸 加拿大 360億噸以上 澳大利亞 350億噸 印度 175 7億噸 美國 174億噸 法國 70億噸 瑞典 36 5億噸 此外 英國 委內(nèi)瑞拉 智利 利比里亞 南非等國儲(chǔ)量亦較豐富 世界上鐵礦產(chǎn)量第一的國家 澳大利亞 世界上最大的富鐵礦 南極 可供全世界開發(fā)利用200年 礦石平均品位達(dá)32 58 世界三大鐵礦石巨頭 BHPBilliton必和必拓公司 CompanhiaValeDoRioDoce巴西淡水河谷公司 RioTinto力拓礦業(yè)公司 我國四大富鐵礦基地 河北省武安市 海南昌江縣 四川攀枝花和本溪 我國煉鋼需要的鐵礦石約75 依靠進(jìn)口 焦炭 作用 燃燒熱為煉鐵提供熱源 不完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體作為還原劑 將鐵從礦石中還原出來 冶金焦是高爐焦 鑄造焦 鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱 由于90 以上的冶金焦均用于高爐煉鐵 因此往往把高爐焦稱為冶金焦 焦炭 石灰石 石灰石 CaCO3 熒石 CaF2 其作用是與鐵礦石中的脈石結(jié)合形成低熔點(diǎn) 密度小 流動(dòng)性好的熔渣 使之與鐵液分離 以便獲得較純凈的生鐵液 煉鋼用生石灰做造渣劑 消除或降低硫 磷等有害雜質(zhì) 石灰石 鋼鐵生產(chǎn)流程 1 采礦 獲得鐵礦石 2 選礦 將鐵礦石破碎 磁選成鐵精粉 3 燒結(jié) 將鐵精粉燒結(jié)成具有一定強(qiáng)度 粒度的燒結(jié)礦 4 冶煉 將燒結(jié)礦運(yùn)送至高爐 熱風(fēng) 焦碳使燒結(jié)礦還原成鐵水 并脫硫 5 煉鋼 在轉(zhuǎn)爐內(nèi)高壓氧氣將鐵水脫磷 去除夾雜 變成鋼水 6 精練 進(jìn)一步脫磷 去除夾雜 提高純凈度 7 連鑄 熱狀態(tài)下將鋼水鑄成具有一定形狀的連鑄坯 8 軋鋼 將連鑄坯軋制成用戶要求的各種型號(hào)的鋼材 如板材 線材 管材等 冶金 用焙燒 熔煉 電解以及使用化學(xué)藥劑等方法把礦石中的金屬提取出來 減少金屬中所含的雜質(zhì)或增加金屬中某種成分 煉成所需要的金屬的工藝 冶金方法 火法冶煉又稱為干式冶金 把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫 熔化為液體 發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 從而分離出粗金屬 然后再將粗金屬精煉 濕法冶金或電化學(xué)沉積用酸 堿 鹽類等溶劑 以化學(xué)方法 包括氧化 還原 中和 水解及絡(luò)合等反應(yīng) 從礦石中提取所需金屬組分 然后用水溶液電解等方法制取金屬 主要應(yīng)用在低本位 難熔化或微粉狀的礦石 煉鐵 煉鐵實(shí)質(zhì) 是將鐵從礦石中還原的過程即焦炭作燃料和還原劑 在高溫下將鐵礦石從氧化物狀態(tài) Fe2O3 還原為液態(tài)生鐵 其反應(yīng)原理 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2煉鐵方法 高爐煉鐵煉鐵的方法就是從爐頂加入礦石 焦炭和石灰石 從爐底部向爐內(nèi)通入加壓空氣 在焦炭燃燒時(shí) 礦石 石灰石與焦炭一起發(fā)生反應(yīng) 最終形成鐵水和爐渣 煉鐵原料 鐵礦石 焦炭 溶劑 石灰石 等煉鐵產(chǎn)品 生鐵液 副產(chǎn)品有爐渣和爐氣 高爐結(jié)構(gòu) 橫斷面為圓形的煉鐵豎爐 用鋼板作爐殼 殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯 高爐本體自上而下分為爐喉 爐身 爐腰 爐腹 爐缸5部分 煉鐵過程 煉鐵系統(tǒng) 高爐煉鐵的特點(diǎn) 是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法 規(guī)模大 如新首鋼世界最大高爐5500m3 寶鋼高爐是4063m3 日產(chǎn)生鐵超萬噸 爐渣4000多噸 日耗焦4000多噸 它與轉(zhuǎn)爐煉鋼相配合 是目前生產(chǎn)鋼鐵的主要方法 高爐煉鐵的這種主導(dǎo)地位預(yù)計(jì)在相當(dāng)長時(shí)期之內(nèi)不會(huì)改變 煉鋼 煉鋼實(shí)質(zhì) 是通過氧化降低生鐵中的碳與雜質(zhì)元素的含量 使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的成分和性能 煉鋼原料 煉鋼的原料有生鐵 廢鋼 熔劑 石灰石等 脫氧劑 硅鐵 錳鐵 鋁等 合金料等 煉鋼過程 主要包括氧化 造渣 脫氧等 煉鋼方法 目前煉鋼方法主要有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼等 煉鋼產(chǎn)品 鋼水 經(jīng)澆注成鑄錠或連鑄成鋼坯 副產(chǎn)品 鋼渣 爐灰 沉積物等 轉(zhuǎn)爐煉鋼 在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行 轉(zhuǎn)爐的外形就像個(gè)梨 內(nèi)壁有耐火磚 根據(jù)風(fēng)口位置不同有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐 風(fēng)口在爐側(cè) 底吹轉(zhuǎn)爐 風(fēng)口在爐底 頂吹轉(zhuǎn)爐 風(fēng)口在爐頂 轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu) 頂吹轉(zhuǎn)爐 轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn) 使用的氧化劑是氧氣 把空氣鼓入熔融的生鐵里 使雜質(zhì)硅 錳等氧化 在氧化的過程中放出大量的熱量 含1 的硅可使生鐵的溫度升高200 可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度 因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料 主要以生鐵液為原料 加適量的廢鋼 其特點(diǎn)是生產(chǎn)率高 節(jié)省能源 成本低 適合于大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè) 主要生產(chǎn)各類普通用途的非合金鋼 碳鋼 電爐煉鋼 電爐煉鋼有電弧爐煉鋼 感應(yīng)爐煉鋼等方法 常用的是電弧爐煉鋼 它利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐 它以轉(zhuǎn)爐鋼和廢鋼作原料 以鐵礦石和純氧作氧化劑 電弧爐冶煉溫度高 可達(dá)2000 氣體放電形成電弧時(shí)能量很集中 弧區(qū)溫度在3000 以上 能有效地除去硫 磷等雜質(zhì) 爐溫容易控制 能冶煉含有高熔點(diǎn)合金元素的合金鋼 由于采用的爐料較純凈 冶煉過程容易調(diào)節(jié) 化學(xué)成分易控制 能夠冶煉高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼 電弧爐結(jié)構(gòu) 電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋 爐門 出鋼槽和爐體組成 爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑 電弧爐煉鋼及其特點(diǎn) 電弧爐煉鋼是通過石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能 以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進(jìn)行煉鋼 電弧爐以電能為熱源 可調(diào)整爐內(nèi)氣氛 對(duì)熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利 平爐煉鋼 以煤氣或重油為燃料 在燃燒火焰直接加熱的狀態(tài)下 將生鐵和廢鋼等原料熔化并精煉成鋼液的煉鋼方法 平爐煉鋼自1864年法國人P 馬丁利用有蓄熱室的火焰爐 用廢鋼 生鐵成功地?zé)挸鲣撘浩?直到1960年一直是世界上的主要煉鋼方法 從20世紀(jì)60年代起平爐逐漸被氧氣轉(zhuǎn)爐和電爐煉鋼所代替 平爐結(jié)構(gòu) 平爐由熔煉室 爐頭 上升道 沉渣室 蓄熱室 換向閥 煙道 煙囪等組成 熔煉室是平爐的中心部分 前面有裝料爐門 后面底部有出鋼口 熔煉室底部為熔池 是鋼水聚集的地方 平爐煉鋼的特點(diǎn) 原料有廢鋼 廢鐵 鐵礦石和溶劑 石灰石和生石灰 平爐熔煉室內(nèi)燃燒氣體 爐氣 中含有O2 CO2 H2O等氧化性氣氛 對(duì)熔池起氧化作用 使?fàn)t渣始終有較高的氧化性 單靠爐氣供氧 速度慢 加鐵礦石或吹氧可加速反應(yīng)過程 需要燃料從外部供給熱量和使用預(yù)熱空氣燃燒燃料 以煤氣或重油的火焰來加熱生鐵和廢鋼使之熔化 并精煉成鋼水 要比轉(zhuǎn)爐煉鋼耗費(fèi)能源 爐體龐大 冶煉時(shí)間長 爐墻散熱損失和高溫廢氣帶走的熱量大 爐渣介于爐氣和鋼液之間 是爐氣向熔池傳熱和傳氧的媒介 還有去除硫 磷等雜質(zhì) 保護(hù)鋼液不致過氧化和防止鋼液吸收氣體 H N 等重要作用 因此 爐內(nèi)應(yīng)維持適量的渣量和渣層厚度 為造好渣 熔池中的鐵水要保持適量的含碳量 能煉的鋼種類比轉(zhuǎn)爐多 質(zhì)量也好 也可以吹進(jìn)氧氣加速精煉的速度與質(zhì)量 中國最后一座平爐 2005年1月7日 中國最后一座平爐 中信重型機(jī)械公司的2 平爐實(shí)施拆除 我國從此結(jié)束了平爐冶煉的歷史 鋼水爐外處理 爐外精煉 為了滿足更高質(zhì)量 更多品種的高級(jí)鋼 對(duì)出爐后的鋼水進(jìn)行如吹氬處理 真空脫氣 爐外脫硫等爐外處理 也叫二次冶金 初煉和精煉初煉 爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化 脫磷 脫碳和主合金化 精煉 將初煉的鋼液在真空 惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣 脫氧 脫硫 去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等 將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是 可提高鋼的質(zhì)量 縮短冶煉時(shí)間 簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本 爐外精煉的種類很多 大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉 按處理方式的不同 又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等 廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法 目前得到公認(rèn)并被廣泛應(yīng)用的爐外精煉方法有 LF法 RH法 VOD法 LF法 鋼包爐精煉法 LF爐已成為煉鋼爐與連鑄機(jī)之間不可缺少的一種爐外精煉設(shè)備 RH法 循環(huán)法真空處理法 大容量鋼包 80t 的鋼水主要真空處理方法 VOD法 真空吹氧脫碳法一種在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌生產(chǎn)高鉻不銹鋼的爐外精煉技術(shù) 鑄錠與連鑄坯 鑄錠 鋼液經(jīng)盛鋼桶 鋼包 注入鑄模 凝固成一定形狀的鋼錠 有壓力澆鑄和真空澆鑄等新技術(shù) 連鑄坯 鋼液經(jīng)盛鋼桶 鋼包 注入連鑄機(jī)鑄模 凝固成一定形狀的連鑄坯 得到鋼錠或連鑄坯后 可進(jìn)行后續(xù)的塑性變形再加工 鍛 軋 拉拔等 煉鋼過程 鋼鐵產(chǎn)品 是以鐵元素 Fe 為基礎(chǔ)組成成分的金屬產(chǎn)品的統(tǒng)稱 日常形態(tài)包括鐵 粗鋼 鋼材 鐵合金等 由于鐵合金在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中主要用做煉鋼時(shí)的脫氧劑和合金添加劑 在管理和統(tǒng)計(jì)上通常將鐵合金歸入鋼鐵生產(chǎn)主要原材料而非鋼鐵產(chǎn)品 此外 鋼絲 鋼絲繩 鋼絞線 鐵絲 鐵釘?shù)蠕摻z及其制品屬于鋼鐵產(chǎn)品的再加工產(chǎn)品 不屬于金屬基礎(chǔ)產(chǎn)品 所以在統(tǒng)計(jì)上 鋼鐵產(chǎn)品僅包括生鐵 粗鋼 鋼材三大類產(chǎn)品 生鐵 熟鐵 鑄鐵 生鐵 一般指含碳量在2 4 3 的鐵的合金 又稱鑄鐵 煉鋼生鐵 碳主要以碳化鐵的形態(tài)存在 其斷面呈白色 通常又叫白口鐵 這種生鐵性能堅(jiān)硬而脆 一般都用做煉鋼的原料 鑄造生鐵 碳以片狀的石墨形態(tài)存在 它的斷口為灰色 通常又叫灰口鐵 由于石墨質(zhì)軟 具有潤滑作用 因而鑄造生鐵具有良好的切削 耐磨和鑄造性能 其抗拉強(qiáng)度不夠 故不能鍛軋 只能用于制造各種鑄件 如鑄造各種機(jī)床床座 鐵管等 熟鐵 一般含碳量小于0 2 也叫工業(yè)純鐵 熟鐵軟 塑性好 容易變形 強(qiáng)度和硬度均較低 鐵 鋼 鐵是鋼鐵產(chǎn)品的 初級(jí)產(chǎn)品 經(jīng)過進(jìn)一步冶煉就可得到鋼 二者主要根據(jù)鐵基產(chǎn)品中含碳量多少來區(qū)別 鋼是以鐵為主要元素 含碳量一般在2 以下 并含有其他元素的材料 在鉻鋼中含碳量可能大于2 但2 通常是鋼和鑄鐵的分界線 摘自GB T13304 1 2008 鐵經(jīng)冶煉直接得到的產(chǎn)品為粗鋼 固體狀態(tài)稱鋼坯或鋼錠 鋼鐵材料的生產(chǎn)過程 鐵礦石生鐵連鑄鋼坯 鑄錠型材 鑄鐵 軋制 擠壓 拉拔 鍛造等壓力加工方法 1 生鐵的冶煉原料 鐵礦石燃料 焦炭熔劑 石灰石設(shè)備 高爐 2 鋼的冶煉原料 生鐵 廢鋼燃料 焦炭熔劑 石灰石 氧化劑 脫氧劑設(shè)備 轉(zhuǎn)爐 電弧爐 長材 板材 管材等 鋼材的主要加工方法 粗鋼通過鑄 軋 鍛 擠等方法處理加工后成為鋼材 大部分鋼材加工都是通過壓力加工 使被加工的鋼 坯 錠等 產(chǎn)生塑性變形 根據(jù)鋼材的再結(jié)晶溫度分冷加工和熱加工兩種 再結(jié)晶 經(jīng)塑性變形的鋼材在溫度作用下 其原來的變形晶粒發(fā)生等軸細(xì)化的現(xiàn)象 鋼材的主要加工方法軋制鍛造拉撥擠壓 鋼鐵生產(chǎn)及其產(chǎn)品 現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程是將鐵礦石在高爐中冶煉成生鐵 將鐵水注入轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉成鋼 再將鋼水鑄成連鑄坯 鋼液經(jīng)盛鋼桶 鋼包 注入連鑄機(jī)鑄模 凝固成一定形狀 或鋼錠 鋼液經(jīng)盛鋼桶 鋼包 注入鑄模 凝固成一定形狀 經(jīng)軋 鍛 拉 擠等塑性變形方法加工成各種用途的鋼材 軋制 將金屬坯料通過一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙 各種形狀 因受軋輥的壓縮使材料截面減小 長度增加的壓力加工方法 這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式 主要用來生產(chǎn)型材 板材 管材 分冷軋 熱軋 軋輥表面 平直 斜錐 弧形 孔型等 鍛造 利用鍛錘的往復(fù)沖擊力或壓力機(jī)的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法 一般分為自由鍛和模鍛 常用作生產(chǎn)大型材 開坯等截面尺寸較大的材料 拉撥 是將已經(jīng)軋制的金屬坯料 型 管 制品等 通過?？桌瓝艹山孛鏈p小長度增加的加工方法大多用作冷加工 擠壓 是將金屬放在密閉的擠壓筒內(nèi) 一端施加壓力 使金屬從規(guī)定的模孔中擠出而得到型材或成品的加工方法 多用于生產(chǎn)有色金屬材料 正 反 復(fù)合 徑向 鋼材 鋼材是鋼鐵工業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)和生活提供的最終產(chǎn)品的主要形式 由于鋼材產(chǎn)品品種 規(guī)格復(fù)雜多樣 為了適應(yīng)統(tǒng)計(jì) 生產(chǎn) 營銷 庫存等多方面管理的需要 國際上通常將鋼材分為長材 也稱 型材 扁平材 也稱 板帶材 或 鋼板 鋼管 也稱 管材 和其它 金屬制品 等四大類 長材 也稱 型材 軌道鋼 重軌每米重量大于30公斤 30公斤及以下為輕軌 鋼板樁 主要包括薄板樁 組合支撐樁和管狀支承樁等 大型型鋼 是指高度不小于80毫米的I型鋼 工字鋼 H型鋼 U型鋼 槽鋼 角鋼 Z字鋼 丁字鋼 T型鋼等 中小型型鋼 是指高度小于80毫米的I型鋼 工字鋼 H型鋼 U型鋼 槽鋼 角鋼 T型鋼以及球扁鋼 窗框鋼等 冷彎型鋼 是指用鋼板或帶鋼在冷狀態(tài)下彎曲成的各種斷面形狀的成品鋼材 棒材 是指產(chǎn)品斷面形狀為圓形 方形 扁形 六角形 八角形等簡單斷面 并以直條交貨的鋼材 混凝土用鋼筋除外 盤條 線材 是指熱軋后成盤狀交貨的產(chǎn)品 又稱線材 其橫截面通常為圓形 橢圓形 方形 矩形 六角形 八角形 半圓形等 在產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)中 還包括企業(yè)自用于拔制鋼絲的線材 但切斷的直條列入型鋼 鋼筋 是指鋼筋混凝土用鋼材和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用鋼材 橫截面為圓形 有時(shí)為帶有圓角的方形 包括光圓鋼筋 帶肋鋼筋 扭轉(zhuǎn)鋼筋等 扁平材 是指厚度與寬度 長度比相差較大的平板鋼材 用 厚 寬 長 表示產(chǎn)品規(guī)格 按生產(chǎn)方法可分為熱軋鋼板 冷軋鋼板 厚鋼板 是指厚度大于4毫米的鋼板 其中厚度50毫米及以上的為特厚鋼板 主要用于造船 鍋爐 橋梁和高壓容器殼體等 厚度4 50毫米的為中厚鋼板 薄鋼板 是指厚度不大于4毫米的鋼板 按軋制工藝分為熱軋薄鋼板和冷軋薄鋼板鋼帶 帶鋼 是一種寬度一定呈長帶狀的鋼材 大多卷成卷狀 也稱帶鋼 寬度600毫米及以上的為寬鋼帶 寬度小于600毫米的為窄鋼帶 鍍錫板 俗稱 馬口鐵 是指表面鍍有一薄層金屬錫的鋼板 鍍鋅板 是指表面鍍有一層鋅的鋼板 有機(jī)涂層鋼板 是指以鍍鋅板 鍍鋁板 鍍鋅鋁合金板 冷軋板等作為基體材料 表面涂上一或兩層有機(jī)涂料 如環(huán)氧酯 聚酯 丙烯酸脂 塑料溶膠等 或者覆上一層塑料薄膜而得到的產(chǎn)品 可以制成不同的顏色或壓出花紋 也叫彩色鋼板 電工鋼板 又稱 硅鋼片 矽鋼片 是指一種含碳量極低的硅鐵軟磁合金 一般硅含量為0 5 4 5 管材 是指兩端開口并具有中空斷面 長度與周邊之比較大的鋼材 規(guī)格用外形尺寸 如外徑或邊長 及壁厚表示 無縫鋼管 是指由整塊金屬制成的表面上沒有接縫的鋼管 按生產(chǎn)方法可分為熱軋管 冷軋管 冷拔管 擠壓管 按斷面形狀可分為圓形和異形兩種 按壁厚不同可分為厚壁管和薄壁管 焊接鋼管 是指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形 方形等形狀后焊接形成的 表面有接縫的鋼管 按焊接方法不同可分為電弧焊管 高頻或低頻電阻焊管 氣焊管 爐焊管 邦迪管等 按焊縫形狀可分為直縫焊管和螺旋焊管 鋼鐵冶煉生產(chǎn)成本 煉鐵工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為原材料 球團(tuán) 鐵礦石等 輔助材料 石灰石 硅石 耐火材料等 燃料及動(dòng)力 焦炭 煤粉 煤氣 氧氣 水 電等 直接工資和福利 制造費(fèi)用 成本抵扣 煤氣回收 水渣回收 焦炭篩下物回收等 煉鋼工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為生鐵 廢鋼 合金 電極 耐火材料 輔助材料 電能 維檢和其他等費(fèi)用 中國目前主要的煉鋼設(shè)備為轉(zhuǎn)爐和電爐 基于冶煉原理的不同 轉(zhuǎn)爐和電爐在主要的原料 生鐵 廢鋼 配比有一定的差異 轉(zhuǎn)爐工藝一般需配置10 的廢鋼 而電爐工藝廢鋼的使用量則占到80 鋼材成本 以螺紋鋼為例鐵礦石1 55噸 焦炭340kg 噴吹煤粉130kg 燒結(jié)礦煤焦65kg 加工費(fèi) 折舊 財(cái)務(wù)費(fèi)用 人工等其他費(fèi)用 1噸生鐵 985kg生鐵 100kg生鐵礦 鐵合金10kg 加工費(fèi) 1噸鋼坯1 03噸鋼坯 加工費(fèi) 1噸螺紋鋼增值稅17 以焦煤800 1100 焦炭1200計(jì)算 生鐵成本約1800 鋼坯約2400 螺紋鋼成本約2700 加上稅后3100 1噸焦炭需要40噸煉焦煤 原料品級(jí)不同 鋼廠大小不同 費(fèi)用成本不一 例子僅為平均水平 第2章鋼中常存元素及其對(duì)鋼的影響 常存元素 Si Mn P S1 有益元素 Si 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用 能脫氧 Mn 脫氧 去硫 提高鋼的強(qiáng)度和硬度 2 有害元素 P 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用 低溫韌性差 冷脆 S 能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開裂 熱裂 熱脆 一般說來 鋼的質(zhì)量主要看P S含量的高低 愈是優(yōu)質(zhì)高級(jí)的鋼種 其P S含量愈低 氣體元素 N 鋼中過飽和N在常溫放置過程中會(huì)發(fā)生時(shí)效脆化 加Ti V Al等元素可消除時(shí)效傾向 O 鋼中的氧化物易成為疲勞裂紋源 H 原子態(tài)的過飽和氫時(shí)將降低韌性 引起氫脆 當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí) 會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓 形成微裂紋 其內(nèi)壁為白色 稱白點(diǎn)或發(fā)裂 第3章金屬材料機(jī)械性能基礎(chǔ) 機(jī)械零件和工具所用金屬材料的使用性能一般指力學(xué)性能 機(jī)械性能 力學(xué)性能是指材料在承受外力作用下所顯示的性能 它包括強(qiáng)度 剛度 塑性 硬度 沖擊韌性 疲勞抗力等 力性指標(biāo)是選材 材料檢驗(yàn) 零件設(shè)計(jì)計(jì)算 評(píng)定工藝質(zhì)量或生產(chǎn)操作質(zhì)量 尤其是熱處理質(zhì)量的重要依據(jù) 力學(xué)性能與受力狀態(tài) 材料成分 組織及加工過程有關(guān) 力學(xué)性能指標(biāo)之一 強(qiáng)度 金屬拉伸試樣在逐漸增大的外力作用下 一般依次產(chǎn)生彈性變形 塑性變形和斷裂 彈性變形是外力卸除后能完全消失的變形 塑性變形 永久變形 是外力卸除后仍然保留的變形 斷裂是試樣整體性被永久性地破壞的呈現(xiàn)形式 測定金屬強(qiáng)度 剛度和塑性的常用方法是拉伸試驗(yàn) 拉伸試驗(yàn)機(jī) 試樣夾頭 低碳鋼拉伸試驗(yàn)過程示意圖 固裝試樣進(jìn)行拉伸出現(xiàn)頸縮發(fā)生斷裂 原始狀態(tài) 彈性變形 塑性變形 頸部斷裂 下夾具 上夾具 下夾具 上夾具 下夾具 上夾具 上夾具 下夾具 拉伸試樣拉伸前后比較 l L1 L0 過程特點(diǎn) 彈性 屈服 塑變 頸縮 斷裂 從拉伸曲線可見 彈性變形階段 拉力 Fe時(shí) oe階段變形量很小 伸長量與拉力成線性正比 若去除外力 試樣仍可恢復(fù)原樣 屈服階段 Fe 拉力 Fs時(shí) es階段出現(xiàn)水平或鋸齒狀線段 試樣繼續(xù)被拉長 但拉力不增大甚至有所降低 塑性變形階段 Fs 拉力 Fb時(shí) sb階段外力繼續(xù)增大 變形量均勻地 明顯增加 頸縮階段 bk階段的繼續(xù)變形使試樣局部截面縮小 載荷隨之降低 變形不均勻 集中于頸部 斷裂階段 拉力 Fk時(shí) 試樣頸所部位發(fā)生斷裂 e S s Fe Fs Fs Fb Fk b k p Fp 強(qiáng)度的概念 金屬在緩慢加載的靜載荷作用下 抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度 由拉伸試驗(yàn)測得的強(qiáng)度指標(biāo)主要有彈性極限 屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度 屈服點(diǎn) 屈服強(qiáng)度 是試樣屈服時(shí)承受的拉應(yīng)力 用符號(hào) s表示 單位為MPa 退火低碳鋼 低 中回火鋼 淬火鋼及鑄鐵 中碳調(diào)質(zhì)鋼 不同材料的拉伸曲線 屈服極限 對(duì)于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料 難以測定 s 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 以產(chǎn)生0 2 殘留應(yīng)變時(shí)的拉應(yīng)力作為條件屈服點(diǎn) 屈服強(qiáng)度 用符號(hào) 0 2表示 屈服點(diǎn) s或條件屈服點(diǎn) 0 2是表征在拉伸力作用下 金屬抵抗明顯塑性變形的能力 圖解法求 0 2 A B C F0 2 L 0 2 l0 0 不同類型的強(qiáng)度 載荷作用方式 拉伸 壓縮 彎曲 剪切和扭轉(zhuǎn) 按作用力的性質(zhì)不同分 抗拉強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度 工程上常用屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 壓縮試驗(yàn)示意圖 原始狀態(tài) 彈性變形 塑性變形 彎曲試驗(yàn)示意圖 剪切試驗(yàn)示意圖 原始狀態(tài) 上剪 下剪 剪切試樣 剪切狀態(tài) 剪斷狀態(tài) 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)示意圖 原始狀態(tài) 扭斷狀態(tài) 扭轉(zhuǎn)狀態(tài) 抗拉強(qiáng)度 b 抗壓 抗彎 抗剪 指金屬材料在拉斷前所承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力 表示金屬材料抵抗斷裂的能力 力學(xué)性能指標(biāo)之二 塑性 塑性的概念 材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力 主要用斷后伸長率 斷面收縮率和冷彎角來表示 伸長率 指試樣被拉斷后 標(biāo)距的伸長量與原始標(biāo)距長度的百分比 表示材料被拉伸后的縱向變形程度 l L1 L0 斷面收縮率 指拉伸試樣被拉斷后 縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比 表示材料被拉變細(xì)的程度 S S0 S1 力學(xué)性能指標(biāo)之三 硬度 硬度 hardness 金屬抵抗較硬物體壓入其表面的能力 不是一個(gè)單純的物理量 是反映材料強(qiáng)度 塑性 彈性的綜合力學(xué)性能指標(biāo) 試驗(yàn)方法主要有布氏硬度HB 洛氏硬度HR 維氏硬度HV 銼刀法等 布氏硬度HB Brinell hardness 按照ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 規(guī)定 用一定直徑時(shí)鋼球或硬質(zhì)合金球 以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)力壓入試樣表面 經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后 卸除試驗(yàn)力 用讀數(shù)顯微鏡測量試樣表面的壓痕直徑 在實(shí)際生產(chǎn)中 可根據(jù)測得的d值查表求出布氏硬度值 布氏硬度符號(hào) 壓頭為淬火鋼球時(shí) 布氏硬度用符號(hào)HBS表示 適用于布氏硬度值在450以下的材料 壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí) 用HBW表示 適用于布氏硬度值在650以下的材料 符號(hào)HBS或HBW之前為硬度值 符號(hào)后面按以下順序用數(shù)值表示試驗(yàn)條件 1 球體直徑 2 試驗(yàn)力 3 試驗(yàn)力保持時(shí)間 10 15s不標(biāo)注 布氏硬度表示實(shí)例 例如 125HBS10 l000 30表示用直徑l0mm淬火鋼球在1000 9 8N試驗(yàn)力作用下保持30s測得的布氏硬度值為125 500HBW5 750表示用直徑5mm硬質(zhì)合金球在750 9 8N試驗(yàn)力作用下保持10 15s測得的布氏硬度值為500 布氏硬度值的單位為MPa 一般情況下可不標(biāo)出 二 洛氏硬度HR Rockwllhardness 洛氏硬度試驗(yàn)原理和布氏硬度試驗(yàn)一樣 也是一種靜載荷壓入法 將頂角為120 的金剛石圓錐體或直徑為1 588mm的淬火鋼球 在一定的載荷作用下 壓入被測金屬表面 保持一定時(shí)間后卸掉載荷 根據(jù)壓痕的深度確定被測金屬的硬度值 洛氏硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)及硬度表示 硬度值的讀取 洛氏硬度是在洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 其硬度值可直接從表盤上讀出 硬度值的表示 根據(jù)國標(biāo)和ISO推薦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 洛氏硬度符號(hào)HR前面的數(shù)宇為硬度值 后面的字母表示級(jí)數(shù) 如60HRC表示C標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為60 洛氏硬度 三 維氏硬度HV 維氏硬度試驗(yàn)法可以在同一種硬度標(biāo)尺上 測定從極軟到極硬金屬材料的硬度 其原理同樣是根據(jù)壓痕單位面積上所受的平均載荷計(jì)量硬度值 不同的是維氏硬度的壓頭采用金剛石制成的錐面夾角 為136 的正四棱錐體 顯微硬度計(jì)亦是在維氏硬度上發(fā)展而來 維氏硬度值表示 根據(jù)國標(biāo) GB4340 84 和ISO推薦標(biāo)準(zhǔn)R81規(guī)定 維氏硬度符號(hào)HV前是硬度值 符號(hào)HV后附以試驗(yàn)載荷 如640HV30 20表示在30 9 8N作用下保持20s后測得的維氏硬度值為640 四 銼刀法 一組硬度差為5HRC的銼刀 例如 25HRC 30HRC 35HRC 等 銼刀 幾種硬度間的關(guān)系 HB為200 400時(shí) 1HRC 10HB HV為200 400時(shí) 1HB 1HV 1HRC 10HV 力學(xué)性能指標(biāo)之四 沖擊韌度 notchtoughness 許多機(jī)件 如槍管 炮管 冷沖模 錘頭等都是在沖擊載荷 載荷以很快的速度作用于機(jī)件 下工作 試驗(yàn)表明 載荷速度增加 材料的塑性 韌性下降 脆性增加 易發(fā)生突然性破斷 因此 使用的材料就不能用靜載荷下的性能來衡量 而必須用抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的能力 即沖擊韌度來衡量 沖擊韌度試驗(yàn) 一種采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格缺口 U V形 試樣在沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的 用來測試金屬材料的抗沖擊載荷變形和斷裂的力學(xué)性能試驗(yàn) 沖擊方法擺錘一次沖擊法沖擊韌度小能量多次沖擊法 沖擊次數(shù) V形 夏比 沖擊試樣形貌 沖擊試驗(yàn)方法 2 1 一次擺錘法 H2 H1 沖擊示意圖 沖擊試驗(yàn)方法 2 2 小能量多次沖擊法 冷脆性 沖擊韌度對(duì)材料的脆性轉(zhuǎn)變情況很敏感 用系列沖擊韌度試驗(yàn)可以確定其冷脆性 見示意圖 1943年美國T 2油輪發(fā)生斷裂 力學(xué)性能指標(biāo)之五 疲勞強(qiáng)度 疲勞斷裂 金屬在交變外力的作用下 所承受的最大應(yīng)力低于屈服點(diǎn)發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象 衡量指標(biāo)為疲勞極限 鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取N 107 有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取N 108 鋼材的疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系 1 0 45 0 55 b 比強(qiáng)度 specificstrength 材料的強(qiáng)度值與密度值之比 屈強(qiáng)比 屈服強(qiáng)度 s 抗拉強(qiáng)度 b 金屬材料常用的機(jī)械性能指標(biāo) 衡量金屬材料強(qiáng)度高低方面 抗拉強(qiáng)度 b屈服強(qiáng)度 s疲勞強(qiáng)度 1 疲勞極限 衡量金屬材料塑性優(yōu)劣方面 伸長率 斷面收縮率 衡量金屬材料韌性好差方面 沖擊韌度 k衡量金屬材料軟硬方面 硬度HB HRC HV 第4章鋼的熱處理加熱 保溫 冷卻 改變 改善金屬整體 表面組織 獲得所需性能 種類1 普通熱處理 退火 正火 淬火 回火2 表面熱處理 表面淬火 感應(yīng)加熱 火焰加熱 激光加熱化學(xué)熱處理 滲碳 氮化 碳氮共滲 熱處理工藝 熱處理一般有加熱 保溫和冷卻三個(gè)階段 冷卻方式主要有連續(xù)冷卻和等溫冷卻兩種方式 熱處理設(shè)備 各種退火爐 淬火爐 回火爐 按結(jié)構(gòu)不同有箱式爐 井式爐 臺(tái)車爐 輥底爐 推桿式爐 鐘罩爐 網(wǎng)帶爐 真空爐 鹽浴爐 堿浴爐 振底爐 多用爐 感應(yīng)加熱裝置等 熱處理加熱溫度 臨界溫度一般有AC1 AC3 ACCm這幾個(gè) 冷卻介質(zhì) 鹽水 水 油 空氣等 專用的淬火液低溫高壓氣體 熱處理工藝制定依據(jù) Fe Fe3C相圖和TTT或CCT圖 退火 加熱 保溫 隨爐冷卻目的 降低硬度 細(xì)化晶粒 消除內(nèi)應(yīng)力 預(yù)先熱處理正火 加熱 保溫 空氣冷卻目的 同退火 更高的力學(xué)性能 淬火 加熱 保溫 水 油或鹽水冷卻目的 提高零件的硬度和耐磨性 強(qiáng)化材料 但淬火后 出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力 材料變脆 須回火 方法 單介質(zhì)淬火 雙介質(zhì)淬火 回火 零件淬火后 加熱至臨界溫度之下 保溫 以一定速度冷卻 目的 達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求的硬度 消除內(nèi)應(yīng)力 回火工藝的種類 1 低溫回火 150 250 C 2 中溫回火 350 500 C 3 高溫回火 500 650 C 調(diào)質(zhì)處理 淬火 高溫回火 低溫回火零件 中溫回火零件 高溫回火零件 表面淬火 僅對(duì)鋼的表面進(jìn)行加熱和冷卻而不改變其成分的熱處理工藝 目的 提高零件的表層硬度 抗磨損性能 方式 感應(yīng)加熱 利用交流電的集膚效應(yīng) 對(duì)零件進(jìn)行加熱 并通過控制電流頻率得到不同的淬硬層深度 火焰加熱 利用火焰加熱工件表面 然后立即用水噴射冷卻 調(diào)節(jié)燒嘴的位置和移動(dòng)速度即可得到不同厚度的淬硬層 激光加熱 利用激光加熱工件表面 以及利用工件自身冷卻 調(diào)節(jié)激光功率 燒嘴的位置和移動(dòng)速度即可得到不同厚度的淬硬層 化學(xué)熱處理將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫 使一種或幾種元素滲入其表面 改變其化學(xué)成分和組織 達(dá)到改進(jìn)表面性能 滿足技術(shù)要求的熱處理過程 目的 提高鋼件表層的耐磨性 耐蝕性 抗氧化性和疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能 按表面滲入元素的不同 分為滲碳 氮化 碳氮共滲 滲硼 滲鋁等種類 冷處理 一些精密的零件或工具 模具 量具在進(jìn)行了熱處理之后 還需進(jìn)行冷處理 目的是提高尺寸穩(wěn)定性 常用的冷處理溫度約為 60 80 第5章鋼的分類與牌號(hào) 工業(yè)用鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類 碳鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0 0218 2 11 的鐵碳合金 并含有少量的硅 錳 硫 磷等常存元素 含碳量 鋼鐵 2 4 生鐵 低于0 03 熟鐵 0 03 2 碳素鋼 鋼的分類與牌號(hào) 工業(yè)用鋼鐵與含碳量 鐵還是鋼 鐵釘 鐵索橋 鐵錘 一 常見合金的重要應(yīng)用 二 鋼 1 含碳量 2 鋼的分類 鋼的家族 鋼的通常分類按用途分類 按化學(xué)成分分類 按質(zhì)量分類 按冶煉方法分類 按金相組織分類 1 按退火組織分類 2 按正火組織分類 沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 按脫氧程度分類 鋼的新分類方法從1991年起 實(shí)施了新的鋼分類方法 GB T13304 1991 它是參照國際標(biāo)準(zhǔn)制訂的 按化學(xué)成分分類 常用鋼種的牌號(hào) 1 碳素鋼 非合金鋼 2 低合金鋼3 合金鋼 碳素鋼 非合金鋼 牌號(hào) 碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼易切削鋼鑄造碳鋼 5 2 1 1碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 A F 屈服 強(qiáng)度值 質(zhì)量等級(jí) 脫氧程度 1 用途 一般工程用熱軋鋼板 鋼帶 型鋼 棒鋼等 2 成分特點(diǎn) 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0 38 5 2 1 2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45Mn 45 WMn 0 7 1 0 用鋼中平均含碳量的兩位數(shù)字表示 單位為萬分之一 s和 p較低 鋼的塑性和韌度均較好 適用于制造較重要的機(jī)械零件 4 2 1 3碳素工具鋼 T12A T 表示碳素工具 后跟表示平均含碳量的千分之幾的數(shù)字以及 表示質(zhì)量等級(jí)的字母 碳素工具鋼 銼刀 手錘 碳素工具鋼用于制造刃具 模具和量具 具有較高的硬度和耐磨性 所以碳素工具鋼Wc 0 70 而且要進(jìn)行熱處理 以進(jìn)一步提高硬度和耐磨性 用于低速 低溫 200 低沖擊 硬度在62HRC左右的刃具 5 2 1 4易切削鋼 Y15Pb 由 字母 數(shù)字 字母 三部分組成 適用于高速切削和在數(shù)控機(jī)床上加工的材料 5 2 1 5鑄造碳鋼 ZG200 400 鋼號(hào)前冠以 ZG 即鑄鋼后為數(shù)字 數(shù)字 分別表示屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度值 主要用于受沖擊載荷作用的 形狀復(fù)雜的工件 如軋鋼機(jī)機(jī)架 重型齒輪等 5 2 2普通低合金鋼 Q345C 由 字母 數(shù)字 字母 三部分組成 化學(xué)成分 碳素結(jié)構(gòu)鋼 少量合金元素 5 2 2普通低合金鋼 Q460鋼含Mo B 正火組織為B 強(qiáng)度高 用于石化中溫高壓容器 壓力容器 南京長江大橋 Q345鋼 16Mn 綜合性能好 用于船舶 橋梁 車輛等大型鋼結(jié)構(gòu) Q390鋼含V Ti Nb 強(qiáng)度高 用于中等壓力的容器 5 2 3合金鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼易切削鋼 合金滲碳鋼的牌號(hào) 20Mn2TiA 由 數(shù)字 元素 數(shù)字 字母 四部分組成 對(duì)滲碳鋼的性能要求 表硬里韌 典型合金滲碳鋼種介紹 低淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量 3 15Cr 20Cr 20Mn2 用于受力小的耐磨件 如柴油機(jī)的活塞銷 凸輪軸等 中淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在4 左右 20CrMn 20CrMnTi 20Mn2TiB 用于中等載荷的耐磨件 如變速箱齒輪 柴油機(jī)凸輪軸 活塞銷 20Cr 典型合金滲碳鋼種介紹 高淬透性合金滲碳鋼含合金元素總量4 6 如 18Cr2NiWA 20Cr2Ni4A等 用于大載荷的耐磨件 如柴油機(jī)曲軸 柴油機(jī)曲軸 合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào) 40Cr40Mn40MnB35CrMo38CrMoAlA25Cr2Ni4WA 由 數(shù)字 元素 數(shù)字 字母 四部分組成 1 對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的性能要求 既強(qiáng)又韌 2 對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的含碳量的要求 中碳 典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹 一般調(diào)質(zhì)鋼 含合金元素總量 3 40Cr 40MnB等 中級(jí)調(diào)質(zhì)鋼 含合金元素總量在4 左右 38CrSi 35CrMo等 柴油機(jī)凸輪軸 常用于制造較小的齒輪 軸 螺栓等零件 典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹 高級(jí)調(diào)質(zhì)鋼 含合金元素總量在4 10 制造大截面重載荷零件 如曲軸等用高淬透性的零件等 38CrMoAlA 40CrMnMo 25Cr2Ni4WA等 圓錐齒輪 合金彈簧鋼及其牌號(hào) 65Mn55Si2Mn60Si2Mn50CrVA50CrMnA55SiMnMoVNb 由 數(shù)字 元素 數(shù)字 字母 四部分組成 1 對(duì)彈簧鋼的性能要求 高的 e 高的 s b 高的 1 良好的韌性 2 對(duì)彈簧鋼含碳量的要求 中 高碳 滾動(dòng)軸承鋼及其牌號(hào) GCr9SiMn 鋼號(hào)前冠以 滾 或 G 其后為鉻 Cr 數(shù)字 來表示 數(shù)字表示鉻含量平均值的千分之幾 如GCr15 滾動(dòng)軸承鋼 1 性能要求 高的硬度強(qiáng)度和耐磨性 高的接觸疲勞強(qiáng)度 足夠的韌性和耐蝕性 高的純凈度 易切削鋼及其牌號(hào) Y40Mn 由 字母 數(shù)字 字母 三部分組成 5 2 3 2合金工具鋼 1合金刃具鋼2合金模具鋼3合金量具鋼 合金工具鋼牌號(hào) 9CrSiCrWMnW18Cr4V 板牙 量具 刃具 高速鋼 high speedsteel 1 性能要求 高硬度 高耐磨性 高的紅硬性 600 時(shí) HRC63以上 有一定的強(qiáng)度和韌性 高速鋼 鋒鋼 風(fēng)鋼 18 4 1鋼 6 5 4 2鋼 合金模具鋼 熱作模鋼 工作溫度為600 以上 冷作模鋼 工作溫度為200 300 1 熱作模鋼 1 性能要求 高的熱硬性 高溫耐磨性 高的抗氧化能力 高的熱強(qiáng)性和足夠高的韌性 高的熱疲勞抗力 防止龜裂 高的淬透性和導(dǎo)熱性 2 化學(xué)成分特點(diǎn) 中碳0 3 0 6 合金元素 Cr Ni Mn Si Mo W V 2 冷作模鋼 1 性能要求 高的硬度 HRC62 高的耐磨性 足夠高的韌性與疲勞抗力 熱處理變形小 2 化學(xué)成分特點(diǎn) 高碳1 2 合金元素 Cr Mo W V 汽車沖壓模具 合金量具鋼 1 性能要求 高的硬度 HRC62 高的耐磨性 高的尺寸穩(wěn)定性 足夠高的心部韌性 良好的耐蝕性 5 2 3 3特殊性能鋼 1不銹鋼2耐熱鋼3耐磨鋼 特殊性能鋼牌號(hào) 對(duì)不銹鋼和耐熱鋼3Cr13Cr171Cr1