課程一鋼件一般知識及鋼材檢驗大綱

1、張家港市廣大機械鍛造有限公司n掌握鋼材的一般知識n熟悉本公司的鋼材產(chǎn)品鋼材（steel）：是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工制成所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。 鋼材應(yīng)用廣泛、品種繁多，根據(jù)斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類。 大部分鋼材加工都是鋼材通過壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產(chǎn)生塑性變形。 根據(jù)鋼材加工溫度不同，可以分為冷加工和熱加工兩種。 一、黑色金屬、鋼和有色金屬在介紹鋼的分類之前先簡單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。1、黑色金屬是指鐵和碳的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎(chǔ)，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。

2、生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn)品，主要用來煉鋼和制造鑄件。 把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄鐵叫鑄鐵件。鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是煉鋼的原料之一，在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。3、有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁等。另外在工業(yè)上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能。二 鋼材的分類鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合

3、金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。1、按品質(zhì)分類(1) 普通鋼（p0.045%，s0.050%）(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（p、s均0.035%）(3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼（p0.035%，s0.030%）2.、按化學成份分類(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（c0.25%）；b.中碳鋼（c0.250.60%）；c.高碳鋼（c0.60%）。(2) 合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量5%）；b.中合金鋼（合金元素總含量510%）；c.高合金鋼（合金元素總含量10%）。3、按冶煉方法分類(1) 按爐種分a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。b.轉(zhuǎn)爐鋼

4、：(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼；(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼。或 (a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。c. 電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應(yīng)爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。(2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼（f）；b.半鎮(zhèn)靜鋼(b)；c.鎮(zhèn)靜鋼(z)；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼(tz)。 三 鋼材的編號方式 鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據(jù)國家標準鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法（gb221-79）中規(guī)定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的方法表示。 鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如si,mn,c

5、r等。產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示。 鋼中主要化學元素含量（%）采用阿拉伯數(shù)字表示。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。 錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標出，例如50mn。 沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。 合金結(jié)構(gòu)鋼 鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40cr。 鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分

6、之幾表示。當平均合金含量1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”，例如鋼號 “12crmov”和“12cr1mov”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%時，在元素符號后面應(yīng)標明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4等。例如18cr2ni4wa。 鋼中的釩v、鈦ti、鋁al、硼b、稀土re等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號中標出。例如20mnvb鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。 高級優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號最后加“a”

7、，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。 專門用途的合金結(jié)構(gòu)鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉚螺專用的30crmnsi鋼，鋼號表示為ml30crmnsi。 1 鋼錠，包括優(yōu)質(zhì)碳素鋼45#，合金鋼20crmnmob，不銹鋼5crnimo等。2 金屬制品，包括齒圈18crnimo7-6，輪芯18crnimo7-6，臺階軸42crmo/35crmo，圓鋼，風電軸34crnimo6等。 張家港市廣大機械鍛造有限公司1了解鋼材相關(guān)缺陷含義2 熟悉鋼材檢驗方法和相關(guān)試驗術(shù)語知識點一 鋼的缺陷術(shù)語l 圓度 圓形截面的軋材，如圓鋼和圓形鋼管的橫截面上，各個方向上的直徑不等 2 形狀不正確 軋材橫截面幾何形狀歪

8、斜，凹凸不平。如六角鋼的六邊不等、角鋼頂角大、型鋼扭轉(zhuǎn)等 3 厚薄不均 鋼板(或鋼帶)各部位的厚度不一樣，有的兩邊厚而中間薄，有的邊部薄而中間厚，也有的頭尾差超過規(guī)定 4 彎曲度 軋件在長度或?qū)挾确较虿黄街保是€狀 5 鐮刀彎 鋼板(或鋼帶)的長度方向在水平面上向一邊彎曲 6 瓢曲度 鋼板(或鋼帶)在長度和寬度方向同時出現(xiàn)高低起伏的波浪現(xiàn)象，使其成為“瓢形”或“船形” 7 扭轉(zhuǎn) 條形軋件沿縱軸扭成螺旋狀 8 脫方、脫矩 方形、矩形截面的材料對邊不等或截面的對角線不等 9 拉痕(劃道) 呈直線溝狀，肉眼可見到溝底分布于鋼材的局部或全長 10 裂紋 一般呈直線狀，有時呈y形，多與拔制方向一致，但

9、也有其他方向，一般開口處為銳角 11 重皮(結(jié)疤) 表面呈舌狀或魚鱗片的翹起薄片：一種是與鋼的本體相連結(jié)，并折合到表面上不易脫落；另一種是與鋼的本體沒有連結(jié)，但粘合到表面易于脫落 12 折疊 鋼材表面局部重疊，有明顯的折疊紋 13 銹蝕 表面生成的鐵銹，其顏色由杏黃色到黑紅色，除銹后，嚴重的有銹蝕麻點 14 發(fā)紋 表面發(fā)紋是深度甚淺，寬度極小的發(fā)狀細紋，一般沿軋制方向延伸形成細小紋縷 15 分層 鋼材截面上有局部的明顯的金屬結(jié)構(gòu)分離，嚴重時則分成23層，層與層之間有肉眼可見的夾雜物 16 氣泡 表面無規(guī)律地分布呈圓形的大大小小的凸包，其外緣比較圓滑。大部是鼓起的，也有的不鼓起而經(jīng)酸洗平整后表面

10、發(fā)亮，其剪切斷面有分層 17 麻點(麻面) 表面呈現(xiàn)局部的或連續(xù)的成片粗糙面，分布著形狀不一、大小不同的凹坑，嚴重時有類似桔子皮狀的，比麻點大而深的麻斑 18 氧化顏色 鋼板(或鋼帶)經(jīng)退火后在表面上呈現(xiàn)出淺黃色、深棕色、淺藍色、深藍色或亮灰色等 19 輥印 表面有帶狀或片狀的周期性軋輥印，其壓印部位較亮，且沒有明顯的凸凹感覺 20 疏松 鋼的不致密性的表現(xiàn)。切片經(jīng)過酸液侵蝕以后，擴大成許多洞穴，根據(jù)其分布可分：一般疏松、中心疏松 2l 偏析 鋼中各部分化學成分和非金屬夾雜物不均勻分布的現(xiàn)象。根據(jù)其表現(xiàn)形式可分：樹枝狀、方框形、點狀偏析和反偏析等 22 縮孔殘余 在橫向酸浸試片的中心部位，呈現(xiàn)

11、不規(guī)則的空洞或裂縫?？斩椿蛄芽p中往往殘留著外來雜質(zhì) 23 非金屬夾雜物 在橫向酸性試片上見到一些無金屬光澤，呈灰白色、米黃色和暗灰色等色彩，系鋼中殘留的氧化物、硫化物、硅酸鹽等 24 金屬夾雜物 在橫向低倍試片上見到一些有金屬光澤與基體金屬顯然不同的金屬鹽 25 過燒 觀察經(jīng)侵蝕后的顯微組織時，往往在網(wǎng)絡(luò)狀氧化物周圍的基體金屬上可看到脫碳組織，其他金屬如銅及其合金則有氧化銅沿晶界呈網(wǎng)絡(luò)狀或點狀向試樣內(nèi)部延伸 26 白點 它是鋼的內(nèi)部破裂的一種。在鋼件的縱向斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點，在經(jīng)過磨光和酸蝕以后的橫向切片上，則表現(xiàn)為細長的發(fā)裂，有時呈輻射狀分布，有時則平行于變形方向或無規(guī)則地分布

12、 27 晶粒粗大 酸浸試片斷口上有強烈金屬光澤 28 脫碳 鋼的表層碳分較內(nèi)層碳分降低的現(xiàn)象稱為脫碳。全脫碳層是指鋼的表面因脫碳而呈現(xiàn)全部為鐵素體組織部分；部分脫碳是指在全脫碳層之后到鋼的含碳量未減少的組織處 n 一 鋼的化學成分檢驗1 化學分析法2 儀器分析3 鋼鐵材料的火花鑒別n 二 鋼的宏觀檢驗1 酸浸試驗2 斷口檢驗3 塔形車削發(fā)紋檢驗4 硫印試驗n 三 金相檢驗1 金相試樣的制備2 金相顯微鏡3 脫碳層深度測定4 晶粒度檢驗5 鋼中非金屬夾雜物的檢驗6 鋼中化學成分偏析的檢驗n 四 力學性能檢驗1 硬度試驗2 拉伸試驗3 沖擊試驗n 五 工藝性能檢驗 1 鋼的淬透性試驗 2 焊接性能

13、試驗3 金屬切削性能試驗4 磨損試驗5 金屬彎曲試驗6 金屬反復(fù)彎曲試驗7 金屬線材反復(fù)彎曲試驗8 金屬頂鍛試驗9 金屬杯突試驗 10 金屬管材工藝性能試驗n 六 物理性能檢驗1 密度測定2 膨脹系數(shù)測定3 電阻率測定4 熱分析法5 熱電勢測定6 磁性能測定n 七 鋼的化學性能檢驗第一節(jié) 晶間腐蝕試驗第二節(jié) 抗氧化性能試驗第三節(jié) 大氣腐蝕試驗第四節(jié) 全浸、間浸腐蝕試驗n 八 無損檢驗第一節(jié) 超聲波探傷第二節(jié) 磁力探傷第三節(jié) 射線探傷n 九 規(guī)格尺寸檢驗 鋼材規(guī)格通常是指標準中規(guī)定的鋼材主要特征部位所應(yīng)具有的尺寸（如直徑、厚度、寬度及高度等）。n 十 表面缺陷檢驗 主要檢查表面裂紋、耳子、折疊、

14、重皮、結(jié)疤等表面缺陷n 十一 包裝與標志 鋼材出廠時，要檢查鋼材包裝是否符合規(guī)定，是否具有規(guī)定的標志。鋼材包裝形式是根據(jù)鋼材品種、形狀、規(guī)格、尺寸、精度、防銹蝕要求及包裝類型決定的。鋼材標志可以采用涂色、打印、掛牌、粘貼標簽和置卡片等方法。1、鋼的力學性能、鋼的力學性能1.1拉力試驗按標準制備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾頭內(nèi)，對試樣緩慢施加單軸向拉伸應(yīng)力，直至試樣被拉斷為止的試驗稱作拉力試驗。1.1.1強度金屬材料在外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力叫強度。強度指標包括：比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度等。1.1.2比例極限對金屬施加拉力，金屬存在著力與變形成直線比例的階段，而這個階段

15、的最大極限負荷pp除以試樣的原橫截面積即為比例極限，用p表示。 1.1.3彈性極限金屬受外力作用發(fā)生了變形，外力去掉后，能完全恢復(fù)原來的形狀，這種變形稱為彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大應(yīng)力稱為彈性極限，用e表示。1.1.4抗拉強度試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截面積所得的應(yīng)力，稱作抗拉強度，用b表示。當材料所受的外應(yīng)力大于其抗拉強度時，將會發(fā)生斷裂。因此b越高，則表示它能承受愈大的外應(yīng)力而不致于斷裂。1.1.5屈強比屈強比即屈服強度與抗拉強度之比值(s/b)。屈服比值越高，則該材料的強度愈高，屈強比值愈低則塑性愈佳，沖壓成形性愈好。1.1.6塑性金屬材料在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能稱為塑性。塑性指標通常伸長率和斷面收縮率表示。伸長率與斷面收縮率越高，則塑性越好。 2、沖擊韌性、沖擊韌性用一定尺寸和形狀的金屬試樣，在規(guī)定類型的沖擊試驗上