五金材料知识

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1、钢材基础知识1、碳素钢的定义及钢中五元素含碳2%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物，即C、Si、Mn、S、P （碳、 硅、锰、硫、磷）。其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体，含0、H、N （氧、 氢、氮）。此外，用铝一硅脱氧镇静工艺中，必然在钢水中含有Al，当Als （酸溶 铝）N0。020%时，还有细化晶粒的作用。2、钢铁是怎样炼成的？炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定 范围之内，并使P、S、H、0、N等杂质的含量降至允 许限量之下。炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧成C0气体逸出， 其它Si、P、Mn等

2、氧化后进入炉渣中。S部份进入 炼渣中，部份则生成S02排出。 当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学 成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。3、转炉炼钢简介从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料， 另加10%以下的废钢。然后，向转炉内吹氧燃烧，铁水中的过量碳被氧化并放出大 量热量，当探头测得达到预定的低碳含量时，即停止吹氧并出钢。一般在钢包中需 进行脱氧及调整成份操作；然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化，即可送 往连铸或模铸工区。对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理（喷SICA粉及变性石 灰）可以有效降低钢中的

3、气体与夹杂，并有进一步降碳及降硫的作用。在这些炉外 精炼措施后还可以最终微调成份，满足优质钢材的需求。4、初轧模铸钢锭采取热装、热送新工艺，进入均热炉加热，然后通过初轧机及钢坯连 轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品，经过切头、切尾、表面清理，（火焰清 理、打磨）高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤，检验合格后入库。目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁 路车辆用车轴坯及塑模用钢等。初轧板坯主要供应热轧厂作为原料；轧制方坯除部份外供，主要送往高速线材 轧机作原料。由于连铸板坯的先进性，初轧板坯的需求量大为削减，因此转向上述其它产品 了。5、热连轧用连铸板坯或初轧

4、板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧 机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制，终轧后即经过层流 冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机卷取、成为直发卷。直发卷的头、尾往往呈 舌状及鱼尾状，厚度、宽度精度较差，边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。其卷 重较重、钢卷内径为760mm。（一般制管行业喜欢使用。）将直发卷经切头、切尾、切边及多道次的矫直、平整等精整线处理后，再切板 或重卷，即成为：热轧钢板、平整热轧钢卷、纵切带等产品。热轧精整卷若经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗板卷。该产品有局部替 代冷轧板的趋向，价格适中，深受广大用户喜爱。宝钢新投资的一条热轧酸洗线正在

5、紧张建设中。6、冷连轧用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于 连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压 性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀 锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在613.5吨，钢卷内径为610mm。一般冷连轧板、卷均应经过连续退火（CAPL机组）或罩式炉退火消除冷作硬化 及轧制应力，达到相应标准规定的力学性能指标。冷轧钢板的表面质量、外观、尺寸精度均优于热轧板，且其产品厚度右轧薄至0. 18mm左右，因此深受广大用户青睐。以冷轧钢卷为基板进行产品的深加工，成为高附加值产品。如电镀锌

6、、热镀锌、 耐指纹电镀锌、彩涂钢板卷及减振复合钢板、PVC复膜钢板等，使这些产品具有美 观、高抗腐蚀等优良品质，得到了广泛应用。冷轧钢卷经退火后必须进行精整，包括切头、尾、切边、矫平、平整、重卷、 或纵剪切板等。冷轧产品广泛应用于汽车制造、家电产品、仪表开关、建筑、办公 家具等行业。钢板捆包后的每包重量为35吨。平整分卷重一般为310吨/卷。钢 卷内径610mm。7、钢的力学性能7. 1拉力试验按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向 拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。7. 1. 1强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和断裂的能力叫强度。强度指标包括：比

7、例 极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。7. 1. 2比例极限对金属施加拉力，金属存在着力与变形成直线比例的阶段，而这个阶段的最大 极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限，用a P表示。7. 1. 3弹性极限金属受外力作用发生了变形，外力去掉后，能完全恢复原来的形状，这种变形 称为弹性变形。金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限，用a e表示。7. 1. 4抗拉强度试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗 拉强度，用a b表示。当材料所受的外应力大于其抗拉强度时，将会发生断裂。因此 ab越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。国外标准的结构钢常按抗拉

8、强度来分类，如SS400,其中400即表示a b的最小 值为400MPa超高强度钢是指a bN1373 Mpa的钢。7. 1. 5屈强比屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值（a S/a b）。屈服比值越高，则该材料的 强度愈高，屈强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。如深冲钢板的屈强比值为 W0.65。弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要 求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（。S/a bN0.90）此 外疲劳寿命与抗拉强度及表面质量往往有很大关连。7、1. 6塑性金属材料在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。塑性指标通常伸长 率和断面收缩率

9、表示。伸长率与断面收缩率越高，则 塑性越好。8、冲击韧性用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时， 试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击 韧性以ak表示。目前常用的10X 10X55mm,带2 mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采 用冲击功（J焦耳值）AK,而不是采用a K值。因为单位 面积上的冲击功并无实际 意义。冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件 下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温度有关。因此在有关标准中 常常规定某一温度时的冲击功值为多少、还规定FATT（断口面积转化温度）要低于 某一温度的技术条件。

10、所谓FATT,即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击 断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。由于钢板厚度的影响，对厚度W10mm的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5X1 0X55mm）或1/2小尺寸冲击试样（5X10X55mm）。但是一定要注意，同规格及同 一温度下的冲击功值才可相互比较。只有在标准规定的条件下，才可按标准的换算 方法，折算成标准冲击试样的冲击功，再相互比较。9、硬度试验金属材料抵抗压头（淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头）压陷表 面的能力称为硬度。根据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏 硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬

11、度、高温硬度等。冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。10、宝钢企业标准（Q/BQB）宝钢企标中的钢号大致可分为三个来源即从日本JIS标准、德国DIN标准移植 及自行开发研制的钢号。从日本JIS标准中移植来的钢号，一般首位常为S（Steel）； 从DIN标准移植来的钢号，一般常以ST开头（Stahl德文中的“钢”）；宝钢自行 开发研制的钢号，一般首位常以宝钢的拼音首位B开头。11、结构用热连轧、冷连轧钢板及钢带结构钢一般按强度分类，在钢号中的数字往往代表抗拉强度的最低值。由于该 类钢常用于制作结构件，因此称作为结构钢。结构钢的强化机制倾向于降碳增锰固 溶强化铁素体、细化珠光体和添加微合金的析出强

12、化、沉淀强化和细晶强化，以确 保在提高强度的同时仍保持较好的韧、塑指标并兼具良好的焊接性能。金属材料的检验金属材料属于冶金产品，从事金属材料生产、订货、运输、使用、保管和检验必须依 据统一的技术标准一冶金产品标准。对从事金属材料的工作人员必须掌握标准的有关内 容。我国冶金产品使用的标准为国家标准（代号为国标GB）、部标（冶金工业部 标准YB、一机部标准JB等、）企业标准三级。（一）包装检验根据金属材料的种类、形状、尺寸、精度、防腐而定。1 .散装：即无包装、揩锭、块（不怕腐蚀、不贵重）、大型钢材（大型钢、厚钢板、 钢轨）、生铁等。2 .成捆：指尺寸较小、腐蚀对使用影响不大，如中小型钢、管钢、线

13、材、薄板等。3 .成箱（桶）：指防腐蚀、小、薄产品，如马口铁、硅钢片、镁锭等。4 .成轴：指线、钢丝绳、钢绞线等。对捆箱、轴包装产品应首先检查包装是否完整。（二）标志检验标志是区别材料的材质、规格的标志，主要说明供方名称、牌号、检验批号、规格、 尺寸、级别、净重等。标志有；5 .涂色：在金属材料的端面，端部涂上各种颜色的油漆，主要用于钢材、生铁、有 色原料等。6 .打印：在金属材料规定的部位（端面、端部）打钢印或喷漆的方法，说明材料的 牌号、规格、标准号等。主要用于中厚板、型材、有色材等。7 .挂牌：成捆、成箱、成轴等金属材料在外面挂牌说明其牌号、尺寸、重量、标准 号、供方等。金属材料的标志检

14、验时要认真辨认，在运输、保管等过程中要妥善保护。（三）规格尺寸的检验规格尺寸指金属材料主要部位（长、宽、厚、直径等）的公称尺寸。8 .公称尺寸（名义尺寸）：是人们在生产中想得到的理想尺寸，但它与实际尺寸有 一定差距。9 .尺寸偏差：实际尺寸与公称尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公称尺寸叫正偏差，小 于公称尺寸叫负偏差。在标准规定范围之内叫允许偏差，超过范围叫尺寸超差，超差属于 不合格品。10 .精度等级：金属材料的尺寸允许偏差规定了几种范围，并按尺寸允许偏差大小 不同划为若干等级叫精度等级，精度等级分普通、较高、高级等。11 .交货长度（宽度）：是金属材料交货主要尺寸，指金属材料交货时应具有的长 （

15、宽）度规格。12 .通常长度（不定尺长度）：对长度不作一定的规定，但必须在一个规定的长度 范围内（按品种不同，长度不一样，根据部、厂定）。13 .短尺（窄尺）：长度小于规定的通常长度尺寸的下限，但不小于规定的最小允 许长度。对一些金属材料，按规定可交一部分短尺。14 .定尺长度：所交金属材料长度必须具有需方在订货合同中指定的长度（一般正 偏差）。15 .倍尺长度：所交金属材料长度必须为需方在订货合同中指定长度的整数倍（加 锯口、正偏差）。规格尺寸的检验要注意测量材料部位和选用适当的测量工具。（四）数量的检验金属材料的数量，一般是指重量（除个别例垫板、鱼尾板以件数计），数量检验方法 有：17 .按实际重量计量：按实际重量计量的金属材料一般应全部过磅检验。对有牢固包 装（如箱、合、桶等），在包装上均注明毛重、净重和皮重。如薄钢板、硅钢片、铁合金 可进行抽检数量不少于一批的5%，如抽检重量与标记重量出入很大，则须全部开箱称重。18 .按理论换算计量：以材料的公称尺寸（实际尺寸）和比重计算得到的重量，对那 些定尺的型板等材都可按理论换算，但在换算时要注意换算公式和材料的实际比重。（五）表面质量检验表面质量检验主要是对材料、外观、形状、表面缺陷的检验，主要有：19 .椭圆度：圆形截面的金属材料，在同一截面上各方向直径不等的现象。椭圆度用 同一截面上最大与最小的直径差表示，对不同