鋼材介紹
鋼材,鋼材介紹
鋼材基礎知識
1、 碳素鋼的定義及鋼中五元素
含碳2%以下的鐵碳合金稱為鋼。
碳素鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物，即
C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷）。其次是在煉鋼過程中不可避免地會混入氣體，含O、H、N（氧、氫、氮）。此外，用鋁—矽脫氧**工藝中，必然在鋼水中含有
Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時， 還有細化晶粒的作用。
2、 鋼鐵是怎樣煉成的？
煉鋼的主要任務是按所煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和合金元素含量到規定範圍之內，並使P、S、H、O、N等雜質的含量降至允
許限量之下。
煉鋼過程實質上是一個氧化過程，爐料中過剩的碳被氧化，燃燒成CO氣體逸出，其它Si、P、Mn 等氧化後進入爐渣中。S部份進入
煉渣中，部份則生成SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要求後，即可出鋼。為了除去鋼中過剩的氧及調整化學成份，可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。
3、 轉爐煉鋼簡介
從魚雷車運來的鐵水經過脫硫、擋渣等處理後即可倒入轉爐中作為主要爐料，另加10% 以下的廢鋼。然後，向轉爐內吹氧燃燒，鐵
水中的過量碳被氧化並放出大量熱量，當探頭測得達到預定的低碳含量時，即停止吹氧
並出鋼。一般在鋼包中需進行脫氧及調整成份操作；然後在鋼液表麵拋上碳化稻殼防止鋼水被氧化，即可送往連鑄或模鑄工區。
對要求高的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處理（噴SI—CA粉及變性石灰）可以有效降低鋼中的氣體與夾雜，並有進一步降
碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施後還可以*終微調成份，滿足上等鋼材的需求。
4、 初軋
模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝，進入均熱爐加熱，然後通過初軋機及鋼坯連軋機軋成板坯、管坯、小方坯等初軋產品，經過切頭、
切尾、表麵清理，（火焰清理、打磨）高品質產品則還需對初軋坯進行扒皮和探傷，檢驗合格後入庫。
目前初軋廠的產品有初軋板坯、軋製方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。
初軋板坯主要供應熱軋廠作為原料；軋製方坯除部份外供，主要送往高速線材軋機作原料。
由於連鑄板坯的先進性，初軋板坯的需求量大為削減，因此轉向上述其它產品了。
5、 熱連軋
用連鑄板坯或初軋板坯作原料，經步進式加熱爐加熱，高壓水除鱗後進入粗軋機，粗軋料經切頭、尾、再進入精軋機，實施計算機
控製軋製，終軋後即經過層流冷卻（計算機控製冷卻速率）和卷取機卷取、成為直發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀，厚度、
寬度精度較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。其卷重較重、鋼卷內徑為760mm。(一般製管行業喜歡使用。)
將直發卷經切頭、
切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線處理後，再切板或重卷，即成為：熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等產品。
熱軋精整卷若經酸洗去除氧化皮並塗油後即成熱軋酸洗板卷。該產品有局部替代冷軋板的趨向，價格適中，深受廣大用戶喜愛。
寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在緊張建設中。
6、 冷連軋
用熱軋鋼卷為原料，經酸洗去除氧化皮後進行冷連軋，其成品為軋硬卷，由於連續冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降，因此衝壓性能將惡化，隻能用於簡單變形的零件。
軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因為熱鍍鋅機組均設置有退 火線。軋硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內徑為610mm。
一般冷連軋板、卷均應經過連續退火（CAPL機組）或罩式爐退火消除冷作硬化及軋製應力，達到相應標準規定的力學性能指標。
冷軋鋼板的表麵質量、外觀、尺寸精度均優於熱軋板，且其產品厚度右軋薄至0.18mm左右，因此深受廣大用戶青睞。
以冷軋鋼卷為基板進行產品的深加工，成為高附加值產品。如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐指紋電鍍鋅、彩塗鋼板卷及減振複合鋼板、PVC
複膜鋼板等，使這些產品具有美觀、高抗腐蝕等優良品質，得到了廣泛應用。
冷軋鋼卷經退火後必須進行精整，包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切板等。冷軋產品廣泛應用於汽車製造、家電
產品、儀表開關、建築、辦公家具等行業。鋼板捆包後的每包重量為3~5噸。平整分卷重一般為3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
7、 鋼的力學性能
7．1拉力試驗
按標準製備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾頭內，對試樣緩慢施加單軸向拉伸應力，直至試樣被拉斷為止的試驗稱作拉力試驗。
7．1．1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。
7．1．2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，而這個階段的*大極限負荷Pp除以試樣的原橫截麵積即為比例極限，用 σ
P表示。
7．1．3彈性極限
金屬受外力作用發生了變形，外力去掉後，能完全恢複原來的形狀，這種變形稱為彈性變形。金屬能保持彈性變形的*大應力稱為彈性極限，用σe表示。
7．1．4抗拉強度
試樣拉伸時，在拉斷前所承受的*大負荷除以原橫截麵積所得的應力，稱作抗拉強度，用σb表示。當材料所受的外應力大於其抗拉強度時，將會發生斷裂。因此σb越高，則表示它能承受愈大的外應力而不致於斷裂。
國外標準的結構鋼常按抗拉強度來分類，如SS400，其中400即表示σb的*小值為400MPa超高強度鋼是指σb≥1373
Mpa的鋼。
7．1．5屈強比
屈強比即屈服強度與抗拉強度之比值（σS/σb）。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，衝壓成形性愈好。如深衝鋼板的屈強比值為≤0.65。
彈簧鋼一般均在彈性極限範圍內服役，受載荷時不允許產生塑性變形，因此要求彈簧鋼經淬火、回火後具有儘可能高的彈性極限和屈強比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命與抗拉強度及表麵質量往往有很大關連。
7．1．6塑性
金屬材料在受力破壞前可以經受長久變形的性能稱為塑性。塑性指標通常伸長率和斷麵收縮率表示。伸長率與斷麵收縮率越高，則
塑性越好。
8、衝擊韌性
用一定尺寸和形狀的金屬試樣，在規定類型的衝擊試驗上受衝擊負荷折斷時，試樣刻槽處單位橫截麵上所消耗的衝擊功，稱為衝擊
韌性以αk表示。
目前常用的10×10×55mm，帶2
mm深的V形缺口夏氏衝擊試樣，標準上直接采用衝擊功（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因為單位 麵積上的衝擊功並無實際意義。
衝擊功對於檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉化*為敏感，而實際服役條件下的災難性破斷事故，往往與材料的衝擊功及服役溫 度有關。
因此在有關標準中常常規定某一溫度時的衝擊功值為多少
、還規定FATT（斷口麵積轉化溫度）要低於某一溫度的技術條件。所謂FATT，即一組在不同溫度下的衝擊試樣衝斷後，對衝擊斷口進行評定，當脆性斷裂占總麵積的50%時所對應的溫度。
由於鋼板厚度的影響，對厚度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺寸衝擊試樣（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸衝擊試樣（5×10×55mm）。但是一定要注意，同規格及同一溫度下的衝擊功值才可相互比較。隻有在標準規定的條件下，才可按標準的換算方法，折算
成標準衝擊試樣的衝擊功，再相互比較。
9、硬度試驗
金屬材料抵抗壓頭（淬硬的鋼球或具有1200圓錐或角錐的金剛石壓頭）壓陷表麵的能力稱為硬度。根據試驗方法和適用範圍的不同，硬度可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度以及顯微硬度、高溫硬度等。
冶金產品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。
10、寶鋼企業標準（Q/BQB）
寶鋼企標中的鋼號大致可分為三個來源即從日本JIS標準、德國DIN標準移植及自行開發研製的鋼號。從日本JIS標準中移植來的鋼號，一般位常為S（Steel）；從DIN標準移植來的鋼號，一般常以ST開頭（Stahl德文中的“鋼”）；寶鋼自行開發研製的鋼號，一般位常以寶鋼的拚音位B開頭。
11、結構用熱連軋、冷連軋鋼板及鋼帶
結構鋼一般按強度分類，在鋼號中的數字往往代表抗拉強度的*低值。由於該類鋼常用於製作結構件，因此稱作為結構鋼。結構鋼的強化機製傾向於降碳增錳固溶強化鐵素體、細化珠光體和添加微合金的析出強化、沉澱強化和細晶強化，以確保在提高強
度的同時仍保持較好的韌、塑指標並兼具良好的焊接性能。
鋼材的分類
鋼材按外形可分為型材、板材、管材、金屬製品四大類。為便於采購、訂貨和管理，我國目前將鋼材分為十六大品種：
類 彆 品 種 說 明
型材 重軌 每米重量大於30千克的鋼軌（包括起重機軌）
輕軌 每米重量小於或等於30千克的鋼軌
大型型鋼 普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等邊
和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型
中型型鋼
小型型鋼
線材 直徑5-10毫米的圓鋼和盤條
冷彎型鋼 將鋼材或鋼帶冷彎成型製成的型鋼
上等型材 上等鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等
其它鋼材 包括重軌配件、車軸坯、輪箍等
板材 薄鋼板 厚度等於和小於4毫米的鋼板
厚鋼板 厚度大於4毫米的鋼板。
可分為中板（厚度大於4mm小於20mm）、厚板（厚度大於20mm小於60mm）、特厚板（厚度大於60mm）
鋼帶 也叫帶鋼，實際上是長而窄並成卷供應的薄鋼板
電工矽鋼薄板 也叫矽鋼片或矽鋼片
管材 無縫鋼管 用熱軋、熱軋——冷拔或擠壓等方法生產的管壁無接縫的鋼管
焊接鋼管 將鋼板或鋼帶卷曲成型，然後焊接製成的鋼管
金屬製品 金屬製品 包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等
鋼材理論重量計算方法
換算公式
鋼材理論重量計算方法(單位：Kg)
角鋼：每米重量=0.00785*（邊寬+邊寬-邊厚）*邊厚
圓鋼：每米重量=0.00617*直徑*直徑(螺紋鋼和圓鋼相同）
扁鋼：每米重量=0.00785*厚度*邊寬
管材：每米重量=0.02466*壁厚*（外徑-壁厚）
板材：每平方米重量=7.85*厚度
黃銅管：每米重量=0.02670*壁厚*（外徑-壁厚）
紫銅管：每米重量=0.02796*壁厚*（外徑-壁厚)
鋁花紋板：每平方米重量=2.96*厚度
有色金屬比重：紫銅板8.9黃銅板8.5鋅板7.2鉛板11.37
有色金屬板材的計算公式為：每平方米重量=比重*厚度
