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鋼材基礎知識碳素鋼的定義及（jí）鋼中（zhōng）五元素　　含碳2%以下的鐵碳合金稱為鋼。 <BR>碳（tàn）素鋼中的五元素是指化學成份中的主（zhǔ）要組成物（wù），即（jí） C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷）。其次是在煉鋼過（guò）程（chéng）中不可避免地會混入氣體，含O、H、N（氧、氫、氮）。此外，用鋁—矽脫氧鎮靜（jìng）工藝中，必然在（zài）鋼（gāng）水中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有細化晶粒的…

鋼材基礎知識

碳素鋼的定義及鋼中五元素
	含碳（tàn）2%以下的鐵（tiě）碳合金稱（chēng）為鋼。碳素鋼中的五元素是指化（huà）學成份中的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳（měng）、硫、磷）。其次（cì）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（yǎng）鎮靜（jìng）工藝中，必然在鋼（gāng）水中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有細化晶（jīng）粒的作（zuò）用
	2、鋼鐵是怎樣（yàng）煉成的？
	煉鋼的（de）主（zhǔ）要任務是按所煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和（hé）合金元素含量到規定範圍之（zhī）內，並使P、S、H、O、N等雜質的含量降至（zhì）允許限量之下。煉鋼（gāng）過程（chéng）實質（zhì）上是一個氧化（huà）過程，爐料（liào）中過（guò）剩的碳被氧化，燃燒成CO氣體逸出（chū），其它Si、P、Mn 等氧化後進（jìn）入爐渣中。S部份進入煉渣中，部（bù）份則生成SO2排出。當鋼水（shuǐ）成份和溫度達到工藝要求後，即可出鋼（gāng）。為了除去鋼中（zhōng）過剩的氧及調整化學（xué）成份，可以（yǐ）添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。
	3、轉爐煉鋼簡（jiǎn）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（tóu）測得達（dá）到預定的低碳含量時，即停止吹氧並出鋼。一般在鋼包（bāo）中需進行脫氧及（jí）調整成份操作；然後在鋼液表麵拋上碳化稻殼（ké）防止鋼水（shuǐ）被氧化，即（jí）可送往連鑄或模鑄（zhù）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（yǒu）效降低鋼中的氣體與夾雜，並有（yǒu）進一步降碳（tàn）及降硫的作用。在這些爐外精煉措施後還可以最終微調成份，滿足優質鋼材的需求（qiú）。
	4、初軋（zhá）
	模鑄鋼錠（dìng）采取熱裝、熱（rè）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（hái）需對初軋坯進（jìn）行扒皮和（hé）探傷，檢驗合格後入庫。目前初軋廠的產（chǎn）品有初軋板坯、軋製方坯、氧（yǎng）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（pī）主要供應（yīng）熱軋廠（chǎng）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（jiǎn），因此轉向上述其它產品（pǐn）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（zhá）機（jī），粗軋料經切頭、尾（wěi）、再進入精軋（zhá）機，實（shí）施計（jì）算機控製軋製，終軋後即經過層流冷（lěng）卻（計算機控製冷卻速率）和卷取機卷（juàn）取、成為直（zhí）發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀（zhuàng）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（rè）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（huà）皮並塗油後（hòu）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（xǐ）愛。寶鋼新投資的一條熱軋酸（suān）洗（xǐ）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（háng）冷連（lián）軋，其成品為（wéi）軋硬卷（juàn），由於連續冷變（biàn）形引起的冷作硬（yìng）化使軋硬卷（juàn）的強（qiáng）度、硬度上升、韌（rèn）塑（sù）指標下降，因此衝壓性能將惡化，隻能（néng）用於簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠（chǎng）的原料，因為熱鍍鋅機（jī）組均設置有退火線。軋（zhá）硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內徑為610mm。一般冷連（lián）軋板、卷均應經過連續退火（CAPL機（jī）組）或罩式（shì）爐退火（huǒ）消除冷（lěng）作硬化（huà）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（de）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（xīn）、彩塗鋼板卷及減振複（fù）合鋼板、PVC 複膜鋼板（bǎn）等，使這些產品（pǐn）具有美觀、高抗腐蝕等優良品質，得到了（le）廣泛應用。冷軋（zhá）鋼卷經退火後必須進行精（jīng）整，包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切板（bǎn）等。冷軋產品廣泛（fàn）應用於汽車製（zhì）造、家電（diàn）產（chǎn）品（pǐn）、儀表開（kāi）關、建築、辦（bàn）公家具等行業。鋼板捆包後的每包重量為3~5噸。平整（zhěng）分卷重一般（bān）為3~10噸/卷。鋼卷內（nèi）徑610mm。
	7、鋼的力學性能
	7．1拉力試驗按標準製備的（de）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（zhì）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（zài）外力作用下，抵抗變形和斷（duàn）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，而這個階段的最大極限負荷Pp除以（yǐ）試樣的原橫截麵（miàn）積即為（wéi）比例極限，用 σ P表示。 7．1．3彈性極（jí）限金屬受外力作用發生了變形，外力去掉後，能完全恢複原（yuán）來的形狀，這種變形稱為彈性（xìng）變形。金屬能保持彈性變形（xíng）的最（zuì）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，在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截麵積所得的應力，稱（chēng）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（gāo），則（zé）表示它能承受愈大的（de）外應力而不致於斷裂。國外標準（zhǔn）的結構鋼常按抗拉強度來分類（lèi），如SS400，其中400即表示σb的最（zuì）小（xiǎo）值為400MPa超高強度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。 7．1．5屈（qū）強比屈強（qiáng）比即屈服強度與抗拉（lā）強度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，則該（gāi）材料的強度愈高，屈強比值（zhí）愈低則塑性愈佳，衝壓成形性愈好。如深衝（chōng）鋼（gāng）板的屈強比值為≤0.65。彈簧鋼一般均在（zài）彈性極限範圍內服役，受載荷（hé）時不允許產生塑性變形，因此要求（qiú）彈簧鋼經淬火（huǒ）、回火（huǒ）後具（jù）有盡可能高的彈性（xìng）極限和屈強比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命（mìng）與抗拉強度及表麵質量往往有很大關（guān）連。 7．1．6塑性金屬材（cái）料（liào）在受力（lì）破壞前可以經受永久變形的性（xìng）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（fù）荷折斷時（shí），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（de）V形（xíng）缺口夏氏衝擊試樣，標準（zhǔn）上直（zhí）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（bú）同溫度下的脆性轉化最為敏感，而實際服役條件下的災難性破斷事（shì）故，往往（wǎng）與材料的衝擊功及服役溫度有（yǒu）關。因此在有關標準中常常規定某一溫度時的衝擊功值（zhí）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（yī）組在不同溫度下的衝擊試樣衝斷後，對衝擊（jī）斷口進行評定，當脆性斷裂占總麵積的（de）50%時所對應的溫度。由於鋼（gāng）板（bǎn）厚度的影響（xiǎng），對（duì）厚度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺（chǐ）寸（cùn）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（xià），才可按（àn）標準的換（huàn）算（suàn）方法，折算成（chéng）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（yā）陷表（biǎo）麵的能力稱為硬度。根據試驗方法和適（shì）用範圍的不同，硬度可分（fèn）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（yě）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（dé）國DIN標準移植及（jí）自行開發研製的鋼號（hào）。從日本JIS標準中移植來（lái）的鋼號，一般首（shǒu）位常為S（Steel）；從DIN標（biāo）準移植來的鋼（gāng）號，一般常以ST開（kāi）頭（Stahl德文中的“鋼”）；寶鋼自行開發研製（zhì）的鋼號，一般首位常以寶鋼的拚音首位B開（kāi）頭。
	11、結構用熱連軋、冷連軋鋼板及鋼帶
	結構鋼一（yī）般按強度分類，在鋼號中的（de）數字往往代表抗拉強度的最低值。由於該類鋼常用於（yú）製作結構件，因此稱作為結構鋼。結（jié）構鋼的強化機製傾向（xiàng）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（huà）、沉澱強化和細晶強化，以確保在提高強度的同時仍（réng）保（bǎo）持較（jiào）好的韌、塑指標並（bìng）兼（jiān）具良（liáng）好的（de）焊接性能（néng）。

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