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鋼材基礎知識

鋼材基礎知識碳素鋼的（de）定義及鋼（gāng）中（zhōng）五元（yuán）素　　含碳2%以下的鐵碳合金稱為鋼（gāng）。 <BR>碳素鋼中的五（wǔ）元（yuán）素是指化（huà）學成份中的主要（yào）組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷）。其次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（yòng）鋁—矽脫氧鎮靜工藝中，必然在（zài）鋼水（shuǐ）中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有（yǒu）細化晶粒的…

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碳素鋼的定義及鋼中五元素（sù）
	含碳2%以下的鐵碳合金稱（chēng）為鋼。碳素鋼中的（de）五元素是指化學成份中的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳（měng）、硫（liú）、磷）。其次是在煉鋼（gāng）過程中不可避免地會混入氣體，含O、H、N（氧、氫、氮）。此外（wài），用鋁—矽脫氧鎮靜工藝中，必然在鋼水中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有細化晶粒的作用
	2、鋼鐵是怎樣煉成的？
	煉鋼的主要任（rèn）務是按（àn）所煉鋼種的質量（liàng）要求，調整鋼中碳（tàn）和（hé）合金元素含量（liàng）到規定範圍之內，並使P、S、H、O、N等雜質的含量（liàng）降至允許限量之下。煉鋼過程實質上是一個氧化過程，爐料中過剩的碳被氧（yǎng）化，燃燒（shāo）成CO氣體逸出，其它Si、P、Mn 等氧化後進入爐渣（zhā）中。S部份進入（rù）煉渣中，部份則生成SO2排出（chū）。當鋼水成份和溫度（dù）達到工藝要求後，即可出鋼。為了除去鋼中過剩的氧（yǎng）及調整化學成份，可（kě）以添加脫氧劑和鐵合金或合（hé）金元素。
	3、轉爐煉鋼簡介
	從魚雷車（chē）運來的鐵水經過脫硫、擋（dǎng）渣（zhā）等處理（lǐ）後即可倒入轉爐中作為主要（yào）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（bìng）放出大量熱量（liàng），當探頭測得達到預定的低碳含量時，即停止（zhǐ）吹氧並出鋼。一般在（zài）鋼包（bāo）中需進行脫氧及調整成份操作；然（rán）後在鋼液表麵拋上碳化稻（dào）殼（ké）防止（zhǐ）鋼水被氧化，即可送往連鑄或模鑄工區。對要求高的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處（chù）理（噴（pēn）SI—CA粉及變性石灰）可以有（yǒu）效降低鋼中的（de）氣體（tǐ）與夾雜，並有進一（yī）步降碳及降硫的作用。在這些爐外精煉（liàn）措施後還可以最終微調成份，滿足優質鋼（gāng）材的需求。
	4、初軋
	模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝（yì），進入均熱爐（lú）加熱，然後通過初軋機（jī）及鋼坯連軋機（jī）軋成板坯、管坯、小方坯（pī）等（děng）初軋產品，經過切頭、切尾、表麵清理，（火焰清理、打磨）高（gāo）品質產品則還需對初軋（zhá）坯進行（háng）扒皮和（hé）探傷（shāng），檢驗合格後入庫。目前（qián）初軋廠的產品有初軋板坯（pī）、軋製方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸（zhóu）坯及塑（sù）模用鋼等。初軋板坯主要供應熱軋廠作為原料；軋製方坯除部份外供，主要送往高速線材（cái）軋機作原料。由於連鑄板坯的先進（jìn）性，初軋板坯的需求量大為（wéi）削減，因此轉向上述其（qí）它產品了。
	5、熱連軋
	用連鑄板（bǎn）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機，粗軋（zhá）料經切頭、尾、再進入精軋機，實施計算機控製軋製，終軋（zhá）後即經過層流冷卻（計算機控（kòng）製冷卻速率）和卷取機卷取、成為直發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀及魚（yú）尾狀，厚度、寬度精度較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形（xíng）等缺陷。其卷重較重、鋼卷內（nèi）徑為760mm。(一（yī）般製管行業喜歡使用（yòng）。) 將直發卷（juàn）經切頭、切（qiē）尾、切邊及（jí）多道次的矯直、平整（zhěng）等精整線（xiàn）處理後，再切板或重卷，即成（chéng）為：熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切（qiē）帶等產品。熱軋精整（zhěng）卷若經酸（suān）洗去除氧化皮並塗油後即（jí）成熱軋酸洗板卷。該（gāi）產品有局（jú）部（bù）替代冷軋板的趨向，價格適中，深受廣大用（yòng）戶喜愛。寶鋼新投資的一（yī）條熱軋酸洗線正在緊張建設中。
	6、冷連軋
	用熱軋鋼卷為原料，經酸洗去除氧化皮後進（jìn）行冷連軋，其（qí）成品為（wéi）軋硬卷，由於（yú）連續冷（lěng）變形引起的冷（lěng）作硬化使軋（zhá）硬卷的強度、硬度上（shàng）升、韌塑指標下降，因此衝壓性能將惡化，隻能用於簡單變形的零件。軋硬卷（juàn）可作為熱鍍鋅廠的原料（liào），因為熱（rè）鍍鋅機（jī）組均設置（zhì）有退火線。軋（zhá）硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內徑為610mm。一般冷連軋板、卷均應經過連（lián）續退火（CAPL機組）或罩式爐退火消除冷作硬化及軋製應力，達到相應標準規定的力學性能指標。冷軋鋼板的表麵質量、外觀、尺寸精度均優於熱軋板，且其（qí）產品厚（hòu）度右（yòu）軋薄至0.18mm左右，因此深受（shòu）廣大用戶青睞。以冷軋鋼卷為（wéi）基板進行產品的深加（jiā）工，成為高附加值產品。如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐（nài）指紋電鍍鋅、彩（cǎi）塗鋼板卷及減振複合鋼板、PVC 複膜鋼板等，使這些產品（pǐn）具有美觀（guān）、高抗腐蝕等優良品質（zhì），得到了廣泛（fàn）應用。冷軋鋼卷經退火後必須進行精整，包括切（qiē）頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷（juàn）、或縱剪切板等。冷軋產品廣泛應用於汽車製造、家電產品、儀表開關、建築、辦（bàn）公家具等行業。鋼板捆包後的每包重量為3~5噸。平整分卷重一般為（wéi）3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
	7、鋼的力學性能
	7．1拉（lā）力（lì）試驗按標準製備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾頭內，對（duì）試樣緩慢施加單軸向拉伸應力，直至試樣被拉斷為止（zhǐ）的試驗稱作拉力試驗。 7．1．1強度金屬材料在外（wài）力作用下，抵抗變（biàn）形和斷裂（liè）的能力叫強度。強度指標（biāo）包括：比（bǐ）例極限、彈性極限（xiàn）、屈服強度、抗拉強度等。 7．1．2比例（lì）極限（xiàn）對金屬施（shī）加拉（lā）力，金屬存在（zài）著力與變形成直線比例的階段，而這個階段（duàn）的最大（dà）極限負荷（hé）Pp除以試樣的（de）原橫截麵積即為比例極限，用 σ P表示。 7．1．3彈性極限金屬受外力作用發生了變（biàn）形，外力去（qù）掉後，能完全恢複原來的形狀，這（zhè）種變形稱為彈（dàn）性變形。金屬（shǔ）能（néng）保持彈性變形的最大應力稱為彈性極限，用σe表示。 7．1．4抗拉強度試（shì）樣拉伸時，在拉斷前所承受（shòu）的最大負荷除以（yǐ）原橫截麵積所得的應力，稱（chēng）作抗拉強度（dù），用σb表示。當材（cái）料所受的外應力大於其抗拉強度時，將會發生（shēng）斷裂。因此σb越高，則表示它能承（chéng）受愈大的（de）外應（yīng）力（lì）而（ér）不致於（yú）斷裂。國外標準的結構鋼常按抗拉（lā）強度來分類（lèi），如SS400，其中400即表（biǎo）示σb的（de）最小值為400MPa超高強度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。 7．1．5屈強比屈強比即屈服強度與抗拉強度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，則（zé）該材料的強度愈高，屈強比值愈低則塑性愈佳，衝壓成形性愈好。如（rú）深衝鋼板的屈強比值為≤0.65。彈簧鋼一般（bān）均在（zài）彈性極限範圍內服（fú）役，受載荷時不（bú）允許產生（shēng）塑性變形（xíng），因此要求（qiú）彈簧鋼經（jīng）淬火、回火後具有（yǒu）盡可能高的彈性極限和屈強比值（σS/σb≥0.90）此外（wài）疲勞壽（shòu）命與（yǔ）抗拉強度及表麵質量往往有很大關連。 7．1．6塑性金屬材料在受力破壞前可以（yǐ）經受永久變形的性能稱為塑性。塑性指（zhǐ）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（zhuàng）的金（jīn）屬試樣，在規定類型（xíng）的衝擊試驗上受（shòu）衝擊負荷折斷時，試樣刻槽處（chù）單位橫截麵上所消耗（hào）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V形缺口夏氏衝擊試樣（yàng），標準上直接采用衝（chōng）擊（jī）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（jī）功對於檢查（chá）金屬材料在不同溫（wēn）度下的脆性轉化最為敏感，而實際服（fú）役條件下的災難性（xìng）破斷事故，往往（wǎng）與材料的衝擊功及服役溫度有關。因此在（zài）有關標準（zhǔn）中常常規定某一溫度時的衝擊功值（zhí）為多（duō）少、還規定FATT（斷口麵積轉化溫（wēn）度）要低於某一溫度的（de）技術條件。所謂FATT，即一組在不同溫度下的（de）衝擊試樣衝（chōng）斷後，對衝擊斷口進行評定，當脆性（xìng）斷裂占總（zǒng）麵積的50%時所對應的溫度。由於鋼板（bǎn）厚度的影響，對（duì）厚（hòu）度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺寸衝擊試樣（7.5×10×55mm）或1/2小（xiǎo）尺寸衝（chōng）擊試樣（yàng）（5×10×55mm）。但是一定要注意，同規格（gé）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，才（cái）可按標準的換算方法，折算（suàn）成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）壓陷表麵的（de）能力稱為硬度（dù）。根據試驗方法和適用範圍的（de）不同，硬度可分為布氏硬度、洛氏（shì）硬度、維氏硬度、肖氏硬度以及（jí）顯微硬度（dù）、高溫硬度等。冶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（bǎo）鋼企標中的鋼號（hào）大致可分為三個來源即從日本（běn）JIS標準、德國DIN標準移（yí）植及（jí）自行開發研製的鋼號。從日本JIS標準中移植（zhí）來的鋼號，一般首位常為（wéi）S（Steel）；從DIN標（biāo）準移植來的鋼號，一般常以ST開（kāi）頭（tóu）（Stahl德文中的“鋼”）；寶鋼自行開發研製的鋼號，一般首位常以寶鋼的拚音首位（wèi）B開頭。
	11、結（jié）構用熱連（lián）軋、冷連軋鋼板（bǎn）及鋼帶
	結構鋼一般按強（qiáng）度分類，在鋼號中的（de）數（shù）字往往（wǎng）代表抗（kàng）拉強度（dù）的最低值（zhí）。由於該類鋼常用於製作結構（gòu）件（jiàn），因此稱作為結構鋼。結構鋼的強化機製傾向於降碳增錳（měng）固溶強化鐵素體、細化珠光體和添加微合金的析出強化、沉澱（diàn）強化和細晶強化（huà），以確保在提高強度的同時仍保持較好的韌、塑指標（biāo）並兼具良好的焊接性能。

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