《【精选】钢铁基础知识入门》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精选】钢铁基础知识入门（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、钢铁基础知识入门一、钢的定义钢，是对含碳量质量百分比介于 0.02%至 2.04%之间的铁合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到 19 世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今，钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。钢包含的成分：钢是含碳量在 0.02%-2.11%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保
2、证其韧性和塑性，含碳量一般不超过 1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分： 碳（Carbon)存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有 0.6%以上的碳，也称为高碳钢。 铬（Chromium)增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有 13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈 锰（Manganese ）重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪
3、用钢材中，除了 A-2,L-6 和 CPM 420V。 钼（Molybdenum）碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如 A-2,ATS-34）总是包含 1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。 镍（Nickle ）保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在 L-6AUS-6 和 AUS-8 中。硅（Silicon ）有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 钨（Tungsten）增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢 M-2 中就含有大量的钨。 钒（Vanadium）增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳
4、化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中 M-2，Vascowear，CPM T440V 和 420VA 含有大量的钒。而 BG-42 与 ATS-34 最大的不同就是前者含有钒 指含碳量小于 2的铁碳合金。根据成分不同，又可分为碳素钢和合金钢。根据性能和用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。钢的分类：按品质分类(1) 普通钢（P0.045%，S0.050%） 不锈钢产品(2) 优质钢（P、S 均0.035%） (3) 高级优质钢（P0.035%，S 0.030%）按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（ C0.25%） ；b.中碳钢（0.25C0.60%） ；c. 高碳钢（
5、C 0.60%） 。 (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)灼烧可使钢中的碳变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。但灼烧后质量会增多，原因：钢中的铁与氧结合生成四氧化三铁，且含炭少于铁按成形方法分类(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。按金相组织分类(1) 退火状态的 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) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d. 奥氏体钢。
6、(3) 无相变或部分发生相变的按用途分类(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。 (2) 结构钢 a.机械制造用钢：(a) 调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、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.耐热钢包括抗氧化钢、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。综合分类(1)
7、普通钢 a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B 、C) ；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢 (2)优质钢（包括高级优质钢）a. 结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d) 易切钢；(e) 轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。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。按冶炼方法分类(1) 按炉种分 a.平炉钢:(a) 酸性平炉钢；(b)碱
8、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；(d)真空自耗炉钢； (e)电子束炉钢。 (2)按脱氧程度和浇注制度分 a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d. 特殊镇静钢。二、低合金钢合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于 3%称为低合金钢，510%为中合金钢，大于 10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国 31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合
9、金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等。国外的低合金钢，实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢，属于特殊钢范畴，在美国叫做高强度低合金钢（HSLASteel ） ，俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢，日本命名为高张力钢。而在国内，首先是把低合金钢划入了普钢范围，概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化，如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢，至 1994 年叫做低合金高强度结构钢（GB/T1591 94） 。到目前为止，从发表的资料文献来看，低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。低合金钢与碳素钢、低合
10、金钢与合金钢之间，明确划出的概念是不存在的。在国外，50 年代曾给低合金钢下过定义，总的意思是，凡是合金元素总量在 3%以下，屈服强度在 275Mpa 以上，具有良好的可加工性和耐腐蚀性，以型、带、板、管等钢材形状，在热轧状态直接使用的软钢的替代品。当然，在技术发展进程中，低合金钢不论在合金含量、性能水平和交货状态，已经有了很大的变化。在我国，低合金钢是一个更加笼统的钢类，钢材品种不仅含有低合金焊接高强度钢，还包容了低合金冲压钢、低合金耐腐蚀钢、低合金耐磨损钢、低合金低温钢、甚至还纳入了低、中碳含量的低合金建筑钢和中、高碳含量的低合金铁道轨钢。具有中国特色，但带来的一个问题是缺乏与国外统计数据
11、的可比性。Q345：Q345 是一种钢材的材质。它是低合金钢（C0.2%)，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。Q 代表的是这种材质的屈服，后面的 345，就是指这种材质的屈服值，在 345 左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。类同于 Q235 的命名方法：Q345A ，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已！Q345A 级，是不做冲击;Q345B 级，是 20 度常温冲击;Q345C 级，是 0 度冲击;Q345D 级，是20 度冲击;Q345E 级，是40 度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。
12、Q235普通碳素结构钢普板，是一种钢材的材质。Q 代表的是这种材质的屈服度，后面的 235，就是指这种材质的屈服值，在 235 左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C 、D 级钢还可作某些专 业用钢使用。Q235 与 Q345 的区别：1、Q235 的屈服强度下限为 235MPa，Q345 的屈
13、服强度下限为 345MPa（Q的意义为汉字的屈 字，后面的数值代表屈服强度下限） 。 2、二者合金含量不同：Q235 为普通碳钢，Q345 为低合金钢。Q235 是碳素结构钢,与旧标准 GB700-79 牌号对照 A3、C3 。 Q345 是低合金结构钢，与旧标准 1591-88 牌号对照 12MnV、16Mn 16MnRE、18Nb、 14MnNb 3、性能和应用，Q235-金属结构件，心部强度要求不高的渗碳或氰化零件，拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓螺母、套筒、轴及焊接件。Q345-综合力学性能良好，低温性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低压容器、油罐、车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受
14、动荷的结构、机械零件、建筑结构、一般金属结构件，热轧或正火状态使用，可用于-40以上寒冷地区的各种结构。低合金高强度钢19 世纪末，在低合金高强度钢发展的初期，钢种的合金设计只考虑抗拉强度。钢中加入较高含量的 Si、Mn、Ni、Cr 等某一合金元素以改善某一方面的使用性能，但获得高强度的主要手段仍然依赖于较高的含碳量。随着钢结构由铆接向焊接发展，为了提高钢的抗脆断性能，逐步向降低钢中含碳量和复合合金化的方向变化。20 世纪 50 年代，为节约合金元素，曾采用热处理的方法以获得强度和韧性的良好匹配。60 年代，开始了称之为微合金化和控制轧制生产的新阶段，出现了一些新的钢种。至 70 年代，发展成
15、熟的微珠光体钢和无珠光体钢、针状铁素体钢、超低碳贝氏体钢、热轧双相钢以及低碳马氏体钢在油气输送管线、深井油管、汽车钢板等领域中得到推广应用；在 80 年代，这些钢种在工程结构材料中占有重要的地位。中国于 1957 年开始研制低合金高强度钢，结合中国的资源发展了 Mn、Mn-V 、Mn-Ti、Mn-Nb 和 Mn-Mo 等一系列的钢种，屈服强度为3070kgf/mm2。 低合金高强度钢按其主要性能和用途，可分为高强度用钢、低温用钢和耐蚀用钢三类： 高强度用钢：这类钢除高强度外还兼有优良的低温韧性，其主要特点和用途见表。这类钢的产量在中国占低合金高强度钢产量的 80以上，其中屈服强度 35 40k
16、gf/mm 平方级的钢种占大多数,应用最为广泛的是 16Mn 钢。 低温用钢：它们属于铁素体型低温用钢。通过提高钢的纯净度和降低钢中磷、硫含量得到较低的韧性脆性转变温度。这类钢主要有 09Mn2V（70） 、06MnNb(-90 )、3.5Ni(-100) 和 06AlNbCuN(-120)，用于制作低温设备的零部件。 耐蚀用钢：这类钢对大气、海水、硫化氢等环境有一定程度的抗蚀能力,如10MnPNbRE 钢耐海洋大气和海水腐蚀,用于船舶、板桩、井架； 12MoAlV 钢适于制造炼油厂高温硫化氢设备;10MoWVNb 钢在用于 400氢、氮、氨高压管方面效果较好。低合金高强度结构钢：是指在冶炼过程中增添一些合金元素，其总量不超过 5的钢材。加入合金元素后钢材强度可明显提高，是钢结构构件的强度、刚度、稳定三个主要控制指标都能充分发挥，尤其在大跨度或者
