钢材基本概念及生产方法.docx

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钢材基本概念及生产方法

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（一）表示方法

（二）表示方法（三）表示方法（四）进出口贸易合同的交货条款

钢材基本概念及生产方法

钢材基本概念及生产方法

1、钢材的概念：

钢是铁、碳和少量其它元素的合金。

钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。

钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞

好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管、焊接钢管、金属制品等品种。

钢是铁、碳和少量其它元素的合金。

不锈钢或者10.5%或以上铬金含量的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。

应该记住不锈钢并不是说这种钢材不生锈或不会被腐蚀，而只不过是它比不含铬的合金的耐腐蚀性能强得多。

除了铬金属之外，其它金属元素如镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能，从而生产出不同等级、不同性能的不锈钢。

因应用目的和场所的不同，仔细挑选性能最为合适的不锈钢所制造的刀具，对于提高特定工作的工作效率和成功概率至关重要。

刀具中不同金属元素带来的优点。

简单地说：

钢就是铁和碳的合金。

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0.5%以上的碳，也成为高碳钢。

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，所有钢材都会生锈的。

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用钢材中，除了A-2,L-6和CPM420V。

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-6\AUS-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，CPMT440V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。

2、钢材种类

炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。

钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。

1、型钢类

型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。

按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。

前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。

直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。

2、钢板类

是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。

按厚度不同分薄板（厚度<4mm）、中板（厚度4-25mm）和厚板（厚度>25mm）三种。

钢带包括在钢板类内。

3、钢管类

钢管类是一种中空截面的长条钢材。

按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。

按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。

4、钢丝类

钢丝是线材的再一次冷加工产品。

按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。

钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。

2、钢材的生产方法

大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。

根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种。

钢材的主要加工方法有：

轧制：

将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。

分冷轧、热轧。

锻造：

利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。

一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。

拉拨：

是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。

挤压：

是将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材料。

钢材的分类

线材：

普线高线螺纹钢

型材：

工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢H型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿轮钢

六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴承圆钢矩型管弹簧钢

板材：

中厚板容器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷板镀锌板电镀锌板电镀锌卷锰板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热轧带钢

管材：

焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝

金属材料：

生铁马口铁铝铅黄铜锡锌

钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。

为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材分为十六大品种：

类别

品种

说明

型材

重轨

每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）

轻轨

每米重量小于或等于30千克的钢轨

大型型钢

普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边

和不等边角钢及螺纹钢等。

按尺寸大小分为大、中、小型

中型型钢

小型型钢

线材

直径5-10毫米的圆钢和盘条

冷弯型钢

将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢

优质型材

优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等

其它钢材

包括重轨配件、车轴坯、轮箍等

板材

薄钢板

厚度等于和小于4毫米的钢板

厚钢板

厚度大于4毫米的钢板。

可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）

钢带

也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板

电工硅钢薄板

也叫硅钢片或矽钢片

管材

无缝钢管

用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管

焊接钢管

将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管

金属制品

金属制品

包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等

我国钢号表示方法

我国钢号表示方法

一、我国钢号表示方法概述

钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。

我国的钢号表示方法，根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。

即：

①钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si,Mn,Cr……等。

混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。

②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示，见表。

③钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。

表：

GB标准钢号中所采用的缩写字母及其涵义

名称

汉字

符号

字体

位置

屈服点

屈

Q

大写

头

沸腾钢

沸

F

大写

尾

半镇静钢

半

b

小写

尾

镇静钢

镇

Z

大写

尾

特殊镇静钢

特镇

TZ

大写

尾

氧气转炉（钢）

氧

Y

大写

中

碱性空气转炉（钢）

碱

J

大写

中

易切削钢

易

Y

大写

头

碳素工具钢

碳

T

大写

头

滚动轴承钢

滚

G

大写

头

焊条用钢

焊

H

大写

头

高级（优质钢）

高

A

大写

尾

特级

特

E

大写

尾

铆螺钢

铆螺

ML

大写

头

锚链钢

锚

M

大写

头

矿用钢

矿

K

大写

尾

汽车大梁用钢

梁

L

大写

尾

压力容器用钢

容

R

大写

尾

多层或高压容器用钢

高层

gc

小写

尾

铸钢

铸钢

ZG

大写

头

轧辊用铸钢

铸辊

ZU

大写

头

地质钻探钢管用钢

地质

DZ

大写

头

电工用热轧硅钢

电热

DR

大写

头

电工用冷轧无取向硅钢

电无

DW

大写

头

电工用冷轧取向硅钢

电取

DQ

大写

头

电工用纯铁

电铁

DT

大写

头

超级

超

C

大写

尾

船用钢

船

C

大写

尾

桥梁钢

桥

q

小写

尾

锅炉钢

锅

g

小写

尾

钢轨钢

轨

U

小写

头

精密合金

精

J

大写

中

耐蚀合金

耐蚀

NS

大写

头

变形高温合金

高合

GH

大写

头

铸造高温合金

K

大写

头

我国钢号表示方法

二、我国钢号表示方法的分类说明

1．碳素结构钢

①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。

它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。

②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。

质量等级符号分别为A、B、C、D。

脱氧方法符号：

F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：

Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即

Z和TZ都可不标。

例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。

2．优质碳素结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。

②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。

3．碳素工具钢

①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。

②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。

例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。

④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。

4．易切削钢

①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。

②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。

③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。

5．合金结构钢

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。

②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。

当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。

当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。

例如18Cr2Ni4WA。

③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。

例如20MnVB钢中。

钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。

④高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。

⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。

例如，铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。

我国钢号表示方法

6．低合金高强度钢

①钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。

②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。

例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7．弹簧钢

弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。

8．滚动轴承钢

①钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。

②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示。

例如GCr15。

渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。

9．合金工具钢和高速工具钢

①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时，不标出碳含量；当平均碳含量＜1.0%时，以千分之几表示。

例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。

②钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。

但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其

铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。

例如Cr06。

③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。

例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。

钢号冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。

10．不锈钢和耐热钢

①钢号中碳含量以千分之几表示。

例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%；若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。

②对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

11．焊条钢

它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。

例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。

12．电工用硅钢

①钢号由字母和数字组成。

钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。

②字母之后的数字表示铁损值（W/kg）的100倍。

③钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的；未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的。

例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。

13．电工用纯铁

①它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。

②在数字后面所加的字母表示电磁性能：

A——高级、E——特级、C——超级，例如DT8A。

三、部分新老钢号对照

1、碳结钢新、老标准钢号对照。

GB700-88新标准系参照采用国际标准ISO630《结构钢》，而GB700-79旧标准主要参照前苏联IOCT380，因此两者的钢号表示方法以及对各钢号所规定的技术要求都不相同，现将新旧标准钢号对照如下。

GB700-88标准

GB700-79标准

钢号

技术条件

钢号

技术条件

Q195

不分等级，其化学成分和力学性能（σs,σb,δ和冷弯）均须保证。

对轧制薄板和盘条等产品，其力学性能的保证条件，可根据产品特点和使用要求，在有关标准中另行规定。

A1

B1

A1钢保证的力学性能（σs,σb,δ和冷弯），B1钢保证的化学成分与Q195相同

A1钢的冷弯试验是附加保证条件

1号钢没有特类钢

Q215

分A、B等级，规定的化学成分和力学性能均须保证

Q215A不作冲击试验

Q215B须作室温冲击试验，用V型缺口试样

A2

C2

A2钢保证的力学性能，C2钢保证的化学成分及力学性能，与Q215钢基本相同

Q235

分A、B、C、D等级，规定的化学成分和力学性能均须保证

Q235A不作冲击试验

Q235B须作室温冲击试验，用V型缺口试样

Q235C、Q235D用于重要焊接结构，前者于0OC作冲击试验，后者于-20OC作冲击试验，试样，试样同上

A3

C3

A3钢保证的力学性能，C3钢保证的化学成分及力学性能，与Q235钢基本相同

A3钢附加保证常温冲击试验，用U型缺口试样

C3钢附加保证常温或-20OC冲击试验，试样同上

Q255

分A、B等级，规定的化学成分和力学性能均须保证

Q255A不作冲击试验

Q255B须作室温冲击试验，用V型缺口试样

A4

C4

A4钢保证的力学性能，C4钢保证的化学成分及力学性能，与Q255钢基本相同

C4钢附加保证冲击试验，用U型缺口试样

Q275

不分等级，规定的化学成分和力学性能均须保证

C5

C5钢保证的化学成分及力学性能，与Q275钢基本相同

2、低合金钢目前采用GB/T1591-94代替1591-88，现将部分新老钢号对照如下：

GB/T1591-94

GB1591-88

Q295

09MnV09MnNb12Mn

Q345

12MnV16Mn16MnRE

Q390

15MnV15MnTi16MnNb

Q420

15MnVN14MnVTiRE

名词解释

一、共析钢、亚共析钢、过共析钢

1.共析钢

碳溶解在铁的晶格中形成固溶体，碳溶解到α——铁中的固溶体叫铁素体，溶解到γ——铁中的固溶体叫奥氏体。

铁素体与奥氏体都具有良好的塑性。

当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中时，剩余出来的碳将与铁形成化合物——碳化铁（Fe3C）这种化合物的晶体组织叫渗碳体，它的硬度极高，塑性几乎为零。

从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态图上可见，当碳的含量正好等于0.77%时，即相当于合金中渗碳体（碳化铁）约占12%，铁素体约占88%时，该合金的相变是在恒温下实现的。

即在这种特定比例下的渗碳体和铁素体，在发生相变时，如果消失两者同时消失（加热时），如果出现则两者又同时出现，在这一点上这种组织与纯金属的相变类似。

基于这个原因，人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待，并且命名为珠光体，这种钢就叫做共析钢。

即含碳量正好是0.77%的钢就叫做共析钢，它的组织是珠光体。

2.亚共析钢

常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于0.77%，所以组织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一部分要与渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，所以这种钢的组织是铁素体+珠光体。

碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好，这类钢统称为亚共析钢。

3.过共析钢

工具用钢的含碳量往往超过0.77%，这种钢组织中渗碳体的比例超过12%，所以除与铁素体形成珠光体外，还有多余的渗碳体，于是这类钢的组织是珠光体+渗碳体。

这类钢统称为过共析钢。

二、有关钢材机械性能的名词

1.屈服点（σs）

钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs=Ps/Fo（MPa），MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：

帕斯卡=N/m2）

2.屈服强度（σ0.2）

有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。

3.抗拉强度（σb）

材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb=Pb/Fo（MPa）。

4.伸长率（δs）

材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比（σs/σb）

钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）

以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2（N/mm2）。

⑵洛氏硬度（HR）

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：

HRA：

是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：

是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：

是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

⑶维氏硬度（HV）

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）

名词解释

三、有关钢的热处理的名词

1.钢的退火

将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。

钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。

退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性