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钢铁材料基本知识点ppt乐投体育官网

作者: admin 来源: 未知 发布时间:2020-01-31 14:50

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  1.钢铁材料的分类 碳的含量超过2%(一般是2.5~3.5%)的铁碳合金称为铸铁。铸铁一般用铸造生铁经冲天炉等设备重熔,用于浇注机械零件。 按断口颜色一般可以把铸铁分为:灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁。 按化学成分一般可以把铸铁分为:普通铸铁和合金铸铁。 按生产工艺和组织性能可以把铸铁分为:普通灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。 1.3 钢分类 非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值 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。 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”,绿色制造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、0Cr18 Ni9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。 3.钢的淬火 ???淬火是将钢加热到临界温度(Ac1或Ac3线以上 )以上,保温一段时间,然后很快放入淬火剂中,使其温度骤然降低,以大于临界冷却速度的速度急速冷却,而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度,但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有:水、油、碱水和盐类溶液等。 ? 4.钢的回火 ???将已经淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。 ??? ⑴调质处理:淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能,材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有良好的综合机械性能。 ?? ⑵时效处理:为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。 5.钢的表面热处理 ??? ⑴表面淬火:是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上,但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却,这样就可以把表面层被淬火在马氏体组织,而心部没有发生相变,这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢。 ??? ⑵化学热处理:是指将化学元素的原子,借助高温时原子扩散的能力,把它渗入到工件的表面层去,来改变工件表面层的化学成分和结构,从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同,化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化和渗金属法等四种。 ???渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 ???渗氮:又称氮化,是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。 ??氰化:又称碳氮共渗,是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。 ???渗金属:是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化,以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性,如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。 1 圆度 圆形截面有轧材,如圆钢和圆形钢管的横截面上,各个方向上的直径不等 2 形状不正确 轧材横截面几何形状歪斜,凹凸不平。如六角钢的六边不等、角钢顶角大、型钢扭转等 3 厚薄不均 钢板(或钢带)各部位的厚度不一样,有的两边厚而中间薄,有的边部薄而中间厚,也有的头尾差超过规定 4 弯曲度 轧件在长度或宽度方向不平直,呈曲线 镰刀弯 钢板(或钢带)的长度方向在水平面上向一边弯曲 6 瓢曲度 钢板(或钢带)在长度或宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象,便其成为“瓢形”或“船形” 7 扭转 条形轧件沿纵轴扭成螺旋状 8 脱方、脱矩 方形、矩形截面的材料对边不等或截面的对角线 拉痕(划道) 呈直线沟状,肉眼可见到沟底分布于钢材的局部或全长 10 裂纹 一般呈直线状,有时呈Y形,多与拔制方向一致,但也有其他方向,一般开口处为锐角 11 重皮(结疤) 表面呈舌状或鱼磷片的翘起薄片:一种是与钢的本体相连结,并折合到表面上不易脱落;另一种是与钢的本体没有连结,但粘合到表面易于脱落 12 折叠 钢材表面局部重叠,有明显的折叠纹 13 锈蚀 表面生成的铁锈,其顔色由杏黄色到黑红色,除锈后,严重的有猎蚀麻点 14 发纹 表面发纹是深度甚浅,宽度极小的发状细纹,一般沿轧制方向延伸形成细小纹路。 15 分层 钢材截面上有局部的明显的金属结构分离,严重时则分成2-3层,层与层之间有肉眼可见的夹杂物 16 气泡 表面无规律地分布呈圆形的大大小小的凸包,其外圆比较圆滑,大部是鼓起的,也有的不鼓起而经酸洗平整后表面发亮,其剪切断面有分层 17 麻点(麻面) 表面呈现局部的或连续的成片粗糙面,分布着形状不一、大小不同的四坑,严重时有类似桔子皮状的,比麻点大而深的麻斑 18 氧化顔色 钢板(或钢带)经退火后在表面现呈现出浅黄色、深棕色、浅蓝色、深蓝色或亮灰色等 19 辊印 表面有带状或片状的周期性轧辊印,其压印部位较亮,且没有明显的凸凹感觉 20 疏松 钢的不致密性的表现。切片经过酸液侵蚀以后,扩大成许多洞穴,根据其分布可分:一般疏松、中心疏松 21 偏析 钢中各部分化学成分和非金属夹杂物不均匀分布的现象。根据其表现形式可分:树枝状、方框形、点状偏析的反偏析等 22 缩孔残余 在横向酸浸试片的中心部位,呈现不规则的空洞或裂缝。空洞或裂缝中往往残留着外来杂质 23 非金属夹杂物 在横向酸性试片上见到一些无金属光泽,呈灰白色、米黄色的暗灰色等色彩,系钢中残留的氧化物、硫化物、硅酸盐等 24 金属夹杂物 在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基体金属显然不同的金属盐 25 过烧 观察经侵蚀后的显微组织时,往往在网络状氧化物周围的基体金属上可看到脱碳组织,其他金属如铜及其合金则有氧化铜沿晶界呈网络状或点状向试样内部延伸 26 白点 它是钢的内部破裂的一种。在钢件的纵向断口 上呈圆形或椭圆形的银白色斑点。在经过磨光和酸蚀以后的横向切片上,则表现为细长的发裂,有时呈辐射状分布,有时则平行于变形方向或无规则地分布 27 晶粒粗大 酸浸试片断口上有强烈金属光泽 28 脱碳 钢的表层碳分较内层碳分降低的现象称为脱碳。全脱碳层是指钢的表面因脱碳而呈现全部为铁素体组织部分;部分脱碳是指在全脱碳层之后到钢的合碳量未减少的组织处。 1) 保管钢材的场地或仓库,应选择在清洁干净、排水通畅的地方,远离产生有害气体或粉尘的厂矿。在场地上要清除杂草及一切杂物,保持钢材干净 2) 在仓库里不得与酸、碱、盐、水泥等对钢材有侵蚀性的材料堆放在一起。不同品种的钢材应分别堆放,防止混淆,防止接触腐蚀 3) 大型型钢、钢轨、辱钢板、大口径钢管、锻件等可以露天堆放 4) 中小型型钢、盘条、钢筋、中口径钢管、钢丝及钢丝绳等,可在通风良好的料棚内存放,但必须上苫下垫 5) 一些小型钢材、薄钢板、钢带、硅钢片、小口径或薄壁钢管、各种冷轧、冷拔钢材以及价格高、易腐蚀的金属制品,可存放入库 6) 库房应根据地理条件选定,一般采用普通封闭式库房,即有房顶有围墙、门窗严密,设有通风装置的库房 7) 库房要求晴天注意通风,雨天注意关闭防潮,经常保持适宜的储存环境 。 1) 堆码的原则要求是在码垛稳固、确保安全的条件下,做到按品种、规格码垛,不同品种的材料要分别码垛,防止混淆和相互腐蚀 2) 禁止在垛位附近存放对钢材有腐蚀作用的物品 3) 垛底应垫高、坚固、平整,防止材料受潮或变形 4) 同种材料按入库先后分别堆码,便于执行先进先发的原则 5) 露天堆放的型钢,下面必须有木垫或条石,垛面略有倾斜,以利排水,并注意材料安放平直,防止造成弯曲变形 6) 堆垛高度,人工作业的不超过 1.2m ,机械作业的不超过 1.5m ,垛宽不超过 2.5m 7) 垛与垛之间应留有一定的通道,检查道一般为 O . 5m ,出入通道视材料大小和运输机械而定,一般为 1.5 ~ 2 . Om 8) 垛底垫高,若仓库为朝阳的水泥地面,垫高 O . 1m 即可;若为泥地,须垫高 O . 2 ~ 0.5m 。若为露天场地,水泥地面垫高 O · 3 ~ O · 5m ,沙泥面垫高 0.5 ~ O . 7m 9) 露天堆放角钢和槽钢应俯放,即口朝下,工字钢应立放,钢材的 I 槽面不能朝上,以免积水生锈 。 8.钢材的保管 8.1 选择适宜的场地和库房 8.钢材的保管 8.2 合理堆码、先进先放 建成最具核心竞争力的特钢企业 HBXYGCO. 湖北新冶钢有限公司 钢铁材料基础知识 钢铁材料基础知识 2. 钢铁产品牌号的表示方法 3. 钢材的机械性能 4.钢铁材料的热处理 5.合金元素对钢的性能影响 7. 钢材有关术语 1. 钢铁材料的分类 6.钢材理论重量的计算方法 8. 钢材的保管 1.1 生铁的分类 钢铁材料通常是指铁碳合金,按含碳量的大小分类,含碳量(质量分数)大于2%的为生铁,小于2%的为钢。含碳量(质量分数)小于0.04%的为工业纯铁。 按用途可将生铁分为:炼钢用生铁和铸造用生铁; 按化学成分可将生铁分为:普通生铁和特种生铁(包括天然合金生铁和铁合金)。 ???? 生铁按含硅量不同划分牌号,以阿拉伯数字表示平均含硅量的千分数。 ?????每个牌号按含锰量不同划分为组,每个牌号按含磷量不同划分为级,每个牌号按含硫 ?????量不同划分为类,组、级、类序号越大,有关元素含量越多。 例如:L04 表示Si含量:≤0.45% L08表示Si含量:0.45~0.85% L10表示Si含量:0.85~1.25% 生铁的牌号 1.2 铸铁的分类 这是一种有某些特性的铸铁,根据用途的不同,可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁,在机械制造上应用较广泛。 (5)特殊性能铸铁 简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂,以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比,除塑性、韧性稍低外,其他性能均接近,是兼有钢和铸铁优点的优良材料,在机械工程上应用广泛。 (4)球墨铸铁 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成,比灰铸铁具有较高的韧性,又称韧性铸铁。它并不可以锻造,常用来制造承受冲击载荷的铸件。 (3)可锻铸铁 这是在灰铸铁基础上,采用“变质处理”而成,又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多,组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高,而截面尺寸变化较大的大型铸件。 (2)孕育铸铁 参见“灰铸铁”。 (1)普通灰铸铁 3.按生产方法和组织性能分 是在普通铸铁内加入一些合金元素,用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁。 (2)合金铸铁 是指不含任何合金元素的铸铁,如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。 (1)普通铸铁 2.按化学成分分 麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁,其断口呈灰白相间的麻点状,性能不好,极少应用。 (3)麻口铸铁 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金,其断口呈白亮色,硬而脆,不能进行切削加工,很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性,又称激冷铸铁或冷硬铸铁。 (2)白口铸铁 这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在,其断口呈暗灰色,有一定的力学性能和良好的被切削性能,普遍应用于工业中。 (1)灰铸铁 1.按断口颜色分 说??? 明 分类名称 分类方法 2.按冶炼方法分类: 转炉钢、平炉钢、电炉钢、电渣钢 3.脱氧程度分类: 镇静钢、沸腾钢、半镇静钢 4.按钢的品质分类 普通钢P≤0.045% S≤0.05% 优质钢 P≤0.035% S≤0.035% 高级优质钢 P≤0.025% S≤0.025% 特级优质钢 P≤0.025% S≤0.015% 5.用途分类 结构钢 建筑用钢和机械用钢 工具钢 制造各种工具,如刀具、量具、模具等用钢 特殊性能钢 具有特殊的物理、化学性能的钢 1.按化学成分分类: 碳素钢(碳钢):含碳量约0.05%~1.35% 合金钢:特意加入了合金元素 1.1碳素钢分类 高碳钢:含碳量0.6% 中碳钢:含碳量0.25%~0.6% 低碳钢:含碳量0.25% 1.2合金钢分类 低合金钢:合金元素总含量5% 中合金钢:合金元素总含量5%~10% 高合金钢:合金元素总含量10% 1.3 新国标GB/T13304-1991按化学成分分类为: 非合金钢、低合金钢、合金钢 ≥0.05 — 0.05 其他规定元素 (S、P、c、N除外) ≥0.05 0.02~0.05 0.02 La系 (每一种元素) ≥0.12 0.05~0.12 0.05 Zr ≥O.12 O.04~O.12 0.04 V ≥0.10 — O.10 W ≥O.13 O.05~O.15 O.05 Tj ≥O.10 — O.10 Te ≥O.90 O.50~0.90 O.50 Si ≥0.10 — O.10 Se ≥0.40 — (O.40 Pb ≥O.06 0.02~0.06 0.02 Nb ≥O.50 0.30~0.50 O.30 Ni ≥O.10 0.05~0.10 O.05 Mo ≥1.4 1.00~1.40 1.00 Mn ≥0.50 O.10~O.50 O.10 Cu ≥O.10 — 0.10 Co ≥O.50 O.30~O.50 O.30 Cr ≥O.10 — O.10 Bi ≥0.O005 — 0.0005 B ≥O.10 — O.10 A1 合金钢 低合金钢 非合金钢 合金元素规定含量(质量分数)界限值(%) 按化学成份 合金元素 2.钢铁产品的牌号表示方法 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(Rel)为235 MPa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.钢铁产品的牌号表示方法 2.钢铁产品的牌号表示方法 2.钢铁产品的牌号表示方法 2.钢铁产品的牌号表示方法 2.钢铁产品的牌号表示方法 3.钢材的机械性能 ?? 1.屈服点(Rel) ???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Rel=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(Rp0.2) ???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Rp0.2 。 ??? 3.抗拉强度(Rm) ???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Rm= Pb/Fo (MPa)。 ??? 4.伸长率(A) ???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(Rel/Rm) ???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HB450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) 3.钢材的机械性能 4.钢铁材料的热处理 1.钢的退火 ??? 将钢加热到一定温度(Ac 1 以上或以下)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,提高钢的力学性能,减少残余应力;同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,又为后续工序作好准备,故退火是属于半成品热处理,又称预先热处理。 ??? 2.钢的正火 ??? 正火是将钢加热到临界温度(Ac 3 (或Ac cm )以上30~50℃ )以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体,对于亚共析钢正火可细化晶格,提高综合力学性能,对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。 4.钢铁材料的热处理 4.钢铁材料的热处理 5.合金元素对钢的性能影响 5.合金元素对钢的性能影响 含量低时,作用和镍相似,含量较高时,对热变形加工不利,如超过O.30%时,在热变形加工时导致高温铜脆现象,含量高于O.75%时,经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。在低碳合金钢中,特别是与磷同时存在,可提高钢的抗大气腐蚀性,2%一3%的铜在不锈钢中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性 Cu 提高钢的淬透性,并有二次硬化作用,增加高碳钢的耐磨性,含量超过12%时,使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用,提高钢的热强性,是不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素,但含量高时易产生脆性 Cr 有固溶强化作用,使钢具有红硬性,提高高温性能、抗氧化和耐腐蚀性,为高温合金及超硬高速钢的重要合金元素,提高钢的Ms点,降低钢的淬透性 Co 含量增加,钢的硬度和强度也提高,但塑性和韧性随之下降 C 微量硼能提高钢的淬透性,但随钢中碳含量增加,淬透性的提高逐渐减弱以至完全消失 B 主要作用为细化晶粒和脱氧,在渗氮钢中能促成渗氮层,含量高时,能提高高温抗氧化性,耐气体的腐蚀作用,固溶强化作用大,提高耐热合金的热强性,有促使石墨化倾向 Al 对性能主要影响 元素名称 5.合金元素对钢的性能影响 包括镧系元素及钇和钪等17个元素,有脱气、脱硫和消除其他有害杂质作用,改善钢的铸态组织,O.2%的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度,增加耐蚀性 RE 提高塑性及韧性,(提高低温韧性更明显),改善耐蚀性能,与铬、钼联合使用,提高热强性,是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一 Ni 固溶强化作用很明显,提高钢的淬透性(溶于奥氏体时),增加回火稳定性,有二次硬化作用,提高钢的强度、冲击韧性,当含量高时(大于碳含量的8倍),使钢具有良好的抗氢性能,并提高热强钢的高温性能(蠕变强度等) Nb 有不明显的固溶强化及提高淬透性的作用,提高蠕变强度,与钢中其他元素化合,有沉淀硬化作用,表面渗氮,提高硬度及耐磨性,增加抗蚀性,在低碳钢中,残余氮会导致时效脆性 N 提高钢的淬透性,含量0.5%时,能降低回火脆性,有二次硬化作用。提高热强性和蠕变强度,含量2%~3%时,提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力 Mo 降低钢的下临界点,增加奥氏体冷却时的过冷度,细化珠光体组织以改善其力学性能,为低合金钢的重要合金元素,能明显提高钢的淬透性,但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向 Mn 5.合金元素对钢的性能影响 锆在钢中作用与铌、钛、钒相似,含量小时,有脱氧、净化和细化晶粒的作用,提高钢的低温韧性,消除时效现象,提高钢的冲压性能 Zr 固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性,但化合状态存在的钒,会降低钢的淬透性,增加钢的回火稳定性,并有很强的二次硬化作用,固溶于铁素体中有极强的固溶强化作用。细化晶粒以提高低温冲击韧性,碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物,明显提高工具钢的寿命,提高钢的蠕变和持久强度,钒、碳含量比超过5.7时,可大大提高钢抗高温高压氢腐蚀的能力,但会稍微降低高温抗氧化性 V 固溶强化作用强,但降低固溶体的韧性,固溶于奥氏体中提高钢的淬透性,但化合钛却降低钢的淬透性。改善回火稳定性,并有二次硬化作用,提高耐热钢的抗氧化性和热强性,如蠕变和持久强度,且改善钢的焊接性 Ti 常用的脱氧剂,有固熔强化作用,提高电阻率,降低磁滞损耗,改善磁导率,乐投体育官网,提高淬透性,抗回火性,对改善综合力学性能有利,提高弹性极限,增加自然条件下的耐蚀性。含量较高时,降低焊接性,且易导致冷脆。中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化 Si 改善切削性。产生热脆现象,恶化钢的质量,硫含量高,对焊接性产生不好影响 S 6.钢材的理论重量计算方法 外径 60mm ,壁厚 4mm 的无缝钢管,求每米质量每米质量 =0.02466 × 4 × (60-4)kg : 5.52kg w=0.02466 × S(D—S) 式中, D 为外径, s 为壁厚 kg / m 钢管 边宽 40mm 、厚 5mm 的扁钢,求每米质量 每米质量 =O . 00785 × 40 × 5kg=1.57kg W=0.00785 × d × b 式中, d 为边宽 (mm)b 为厚 (mm) kg / m 扁钢 边宽 30mm 的方钢,求每米质量 每米质量 =O . 00785 × 30 2 kg=7.07kg W =0.00785 × d 2 式中, d 为边宽 (MM) kg / m 方钢 断面直径为 12mm 的螺纹钢,求每米质量 每米质量 =0.00617x12 2 kg=0.89kg W =0.00617 × d 2 式中, d 为断面直径 (mm) kg / m 螺纹钢 直径 80mm 的圆钢,求每米质量 每米质量 =0.006165 × 80 2 kg=39.46kg w =0.006165 × d 2 式中, d 为直径 (mm) kg / m 圆钢 盘条 计算举例 计算公式 单位 名称 7.钢材有关术语 7.1 钢材的缺陷术语 7.钢材有关术语 7.钢材有关术语 7.2 钢材的标准术语 按照金属材料技术条件的规定,生产厂应该进行检验并保证检验结果符合规定要求的性能、化学成分、内部组织等质量指标,称为保证条件 (1) 基本保证条件 —— 又叫必保条件,是指标准中规定的,无论需方是否在订货合同中提出要求,生产厂必须进行检验并保证检验结果符合规定的项目 (2) 附加保证条件 —— 是标准中规定的,只要需方在合同中注明要求,生产厂就必须进行检验并保证检验结果符合规定的项目 (3) 协议保证条件 —— 在标准中没有规定,而经供需双方协议并在合同中注明加以保证的项目,称为协议保证条件 (4) 参考条件 —— 标准中没有规定,或有规定而不要求保证,由需方提出并经供需双方协商一致进行检验的项目,其结果仅供参考,不作考核,称为参考条件 保证条件 3 标准中规定产品应该达到的各项性能指标和质量要求称为技术条件,如化学成分、外形尺寸、表面质量、物理性能、力学性能、工艺性能、内部组织,交货状态等 技术条件 2 标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础,经有关方面协商一致,由主管机构批准,以特定形式发布,作为共同遵守的准则和依据。目前,我国钢铁产品执行的标准有国家标准 (GB 、 GB / T) 、行业标准 (YB) 、地方标准和企业标准 标准 1 说 明 名 称 序号 金属材料的品种,是指用途、外形、生产工艺、热处理状态、粒度等不同的产品 品种 8 金属材料的牌号,是给每一种具体的金属材料所取的名称。钢的牌号又叫钢号。我国金属材料的牌号,一般都能反应出化学成分。牌号不仅表明金属材料的具体品种,而且根据它还可以大致判断其质量。这样,牌号就简便地提供了具体金属材料质量的共同概念,从而为生产、使用和管理等工作带来很大方便 牌号 7 某些金属材料,标准中规定有几种尺寸允许偏差,并且按尺寸允许偏差大小不同,分为若干等级,叫作精度等级。精度等级按允许偏差分为普通精度、较高精度、高级精度等。精度等级愈高,其允许的尺寸偏差就愈小。在订货时,应注意将精度等级要求写入合同等有关单据中 精度等级 6 按钢材表面质量、外形及尺寸允许偏差等要求不同,将钢材质量划分为若干等级。例如一级品、二级品。有时针对某一要求制定不同等级,例如针对表面质量分为一级、二级、三级,针对表面脱碳层深度分为一组、二组等,均表示质量上的差别 质量等级 5 金属材料的生产和其他工业产品的生产一样,是按统一的标准规定进行的,执行产品出厂检验制度,不合格的金属材料不准交货。对于交货的金属材料,生产厂提供质量证明书以保证其质量。金属材料的质量证明书不仅说明材料的名称、规格、交货件数、重量等,而且还提供规定的保证项目的全部检验结果 质量证明书,是供方对该批产品检验结果的确认和保证,也是需方进行复检和使用的依据 质量 证明书 4 7.钢材有关术语 是指采用不同热处理或加工硬化程度,所得钢材的软硬程度不同。在有的带钢标准中,划分为特软钢带、软钢带、半软钢带、低硬钢带和硬钢带 材料软硬程 度 14 交货状态是指产品交货的最终塑性变形加工或最终热处理状态。不经过热处理交货的有热轧 ( 锻 ) 及冷轧状态。经正火、退火、高温回火、调质及固溶等处理的统称为热处理状态交货,或根据热处理类别分别称正火、退火、高温回火、调质等状态交货 交货状态 13 边缘状态是指带钢是否切边而言。切边者为切边带钢,不切边者为不切边带钢 边缘状态 12 主要分为光亮和不光亮两种。在钢丝和钢带标准中常见,主要区别在于采取光亮退火还是一般退火。也有把抛光、磨光、酸洗、镀层等作为表面状态看待 表面状态 ll 规格是指同一品种或同一型号金属材料的不同尺寸。一般尺寸不同,其允许偏差也不同。在产品标准中,品种的规格通常按从小到大,有顺序地排列 规格 lO 金属材料的型号是指用汉语拼音 ( 或拉丁文 ) 字母和一个或几个数字来表示不同形状、类别的型材及硬质合金等产品的代号。数字表示主要部位的公称尺寸 型号 9 7.钢材有关术语 7.钢材有关术语 由于实际生产中难达到公称尺寸,所以标准中规定实际尺寸和公称尺寸之间有一允许差值,叫作偏差。差值为负值叫负偏差,正值叫正偏差。标准中规定的允许正负偏差绝对值之和叫作公差。偏差有方向性,即以“正”或“负”表示,公差没有方向性 偏差和公差 18 公称尺寸是指标准中规定的名义尺寸,是生产过程中希望得到的理想尺寸。但在实际生产中,钢材实际尺寸往往大于或小于公称尺寸,实际所得到的尺寸,叫作实际尺寸 公称尺寸和实际尺寸 17 这是两种不同的计算交货质量的方法。按理论质量交货者,是按材料的公称尺寸和密度计算得出的交货质量。按实际质量交货者,是按材料经称量 ( 过磅 ) 所得交货质量 理论质量和实际质量 16 钢材标准中所称的纵向和横向,均指与轧制 ( 锻制 ) 及拔制方向的相对关系而言,与加工方向平行者称纵向;与加工方向垂直者称横向。沿加工方向取的试样叫纵向试样;与加工方向垂直取的试样称横向试样。而在纵向试样上打的断口,是与轧制方向垂直的,故叫横向断口;横向试样上打的断口,则与加工方向平行,故叫纵向断口 纵向和横向 15 是指钢铁产品的化学组成,包括主成分和杂质元素,其含量以重量百分数表示 化学成分 ( 产品成分 ) 2l 指采用何种炼钢炉冶炼而言,例如用平炉、电弧炉、电渣炉、真空感应炉及混合炼钢等冶炼。“冶炼方法”一词在标准中的含义,不包括脱氧方法 ( 如全脱氧的镇静钢、半脱氧的半镇静钢和沸腾钢 ) 及浇注方法 ( 如上注、下注、连铸 ) 这些概念 冶炼方法 20 钢材交货长度,在现行标准中有四种规定: (1) 通常长度 —— 又称不定尺长度,凡钢材长度在标准规定范围内而且无固定长度的,都称为通常长度。但为了包装运输和计量方便,各企业剪切钢材时,根据情况最好切成几种不同长度的尺寸,力求避免乱尺 (2) 定尺长度 —— 按订货要求切成的固定长度 ( 钢板的定尺是指宽度和长度 ) 叫定尺长度,例如定尺为 5m ,则一批交货钢材长度均为 5m 。但实际上不可能都是 5m 长,因此还规定了允许正偏差值 (3) 倍尺长度 —— 按订货要求的单倍尺长度切成等于订货单倍长度的整数倍数,称为倍尺长度,例如单倍尺长度为 950mm ,则切成双倍尺时为 1900mm ,三倍尺为 950 × 3=2850mm 等 (4) 凡长度小于标准中通常长度下限,但不小于最小允许长度者,称为短尺长度 交货长度 19 7.钢材有关术语 又叫质量钢和高级质量钢,其区别在于高级优质钢在下列方面的一部分或全部分优于优质钢: ①缩小含碳量范围;②减少有害杂质 ( 主要是硫、磷 ) 含量;③保证较高的纯净度 ( 指夹杂物含量少 ) ;④保证较高的力学性能和工艺性能 优质钢和高级优质钢 ( 带 A 字 ) 24 钢材的成品成分,又叫验证分析成分,是指从成品钢材上按规定方法 ( 详见 GB / T222) 钻取或刨取试屑,并按规定的标准方法分析得来的化学成分。钢材的成品成分主要是供使用部门或检验部门验收钢材时使用的。生产厂一般不全做成品分析,但应保证成品成分符合标准规定。有些主要产品或者有时由于某种原因 ( 如工艺改动、质量不稳、熔炼成分接近上下限、熔炼分析未取到等 ) ,生产厂也做成品成分分析 成品成分 23 钢的熔炼成分是指钢在熔炼 ( 如罐内脱氧 ) 完毕,浇注中期的化学成分 熔炼成分 22 7.钢材有关术语 * * 建成最具核心竞争力的特钢企业

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