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冷知识:钢铁的历史钢铁知识丨钢铁知识汇总,太全了!

更新时间:2021-11-21 10:16:06点击:

4000多年前:最初的钢铁

钢是世界上重要的基础应用材料之一,从基础设施和运输,到储存食物的锡铁罐,已经渗透到人类生活的方方面面。4000多年前,古埃及人和美索不达米亚人发现陨 铁并利用这个“神的礼物”来作为装饰。2000多年之后,人们才开始用开采的铁矿石来生产铁。

钢铁知识丨钢铁知识汇总,太全了!

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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

炼铁的历史早起源于公元前1800年的印度。公元前约1500年,安纳托利亚的赫梯人开始冶炼铁。公元前约1200年,赫梯王国灭亡,各部落带着他们的炼铁知识分散到欧洲和亚洲。从此“铁器时代”开始了

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公元前三世纪:古老的工艺

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

铁器时代的工匠们并不知道钢铁冶炼的化学过程。 冶炼过程十分神秘,结果也依赖于铁匠的技术。技术比较高超的是南印度的铁匠们。早在公元前3世纪,他们用木炭加热坩埚熔炼熟铁,冶炼出“乌兹钢”,至今这种材料仍以其质量而闻名。中国的铁匠也冶炼出高品质的钢。

中国的炼钢历史可以追溯到公元前2世纪,其炼钢工艺接近于“贝塞麦酸性转炉炼钢法”,这是欧洲在公元19世纪发展起来的一种工艺。在大约公元600-900年,唐朝已经广泛应用钢制农用工具。

一、黑色金属、钢和有色金属

在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。

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战争是钢铁发展的推动力

铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

战争是早期钢铁发展的推动力。皇家军队,包括中国、希腊、波斯和罗马的军队,需要耐用强大的兵器和盔甲。很多工具,如斧头、锯子和凿子,在加入了钢成分后更耐用和高效。

2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。

二、钢的分类

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:

1、按品质分类

尽管钢的需求不断增加,但炼钢仍然是一个缓慢、耗时并且昂贵的工艺过程。到15世纪,钢铁已经在全世界广泛应用。剑的制作尤其凸显了钢的优良特性,刃需要有韧性、坚硬且锋利。

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12世纪:高炉炼钢出现

在12世纪,诸如高炉炼钢等工艺已经在亚洲开始出现并广为人知。那个时代的大部分炼钢工人已学会用渗碳工艺生产钢铁,即通过长时间加热在锻铁棒表层渗入碳粉以增加合金中的碳含量。这个工艺可能需要持续数天或者数周。

(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)

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1740年:坩埚制铁工艺提高了产量

(2) 优质钢(P、S均≤0.035%)

(3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)

2.、按化学成份分类

在1740年,一位神秘并且极富创造力的英国青年,本杰明•亨斯曼(Benjamin Huntsman),向英格兰北部的剪商透露了新的坩埚制铁工艺。应用粘土埚,也就是坩埚,使棒材的熔炼温度足够高,达到渗碳工艺的要求,同时能够将生产出的钢水铸造(倾到)出均匀、高质量的铸锭,相对过去,该工艺提高了产量。

尽管亨斯曼的发明还未实现低成本、高产量地生产高品质钢的目标,仍需要后人继续努 力。但正是他的技术推动英国谢菲尔德成为19到20世纪大的炼钢中心之一。

(1) 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。

(2)合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%)b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%)c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。

18世纪:工业革命带动技术革命

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工业革命是一个技术革新和创造层出不穷的时代,亨斯曼的坩埚技术只是这个时期众多发明中的一项。工业革命起源于英国,其对世界范围内的制造、贸易和社会各领域产生了巨大影响。工业革命始于18世纪,那时铁在工业领域独领风骚。而到20世纪末,钢成为新的霸主,成为现代世界位于核心地位的金属材料。

蒸汽泵驱动水车发电,即使在枯水期也能为高炉提供动力。焦炭和生铁供应充足,铁逐渐替代了木材成为建筑材料的新秀。同时,钢为动力机械时代提供了许多坚固、锋利的工具。

钻头、锯片、刃等工具都选择用钢来制造,钢铁应用范围的扩大进一步促进了发明。很快,另一个发明家,亨利•科特(Henry Cort)拉开了一个重要生产工艺的序幕——轧制薄板。

3、按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。

(英国使伦敦成为当时最大有色金属交易中心,最早的有色金属期货市场也是这个时期在伦敦开始出现的。具有代表性的就是伦敦金属交易所(LME))

4、按金相组织分类

(1) 退火状态的a.亚共析钢(铁素体+珠光体)b.共析钢(珠光体)c.过共析钢(珠光体+渗碳体)d.莱氏体钢(珠光体+渗体)。

(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。

随着工业革命地继续推进,钢铁的需求不断增加。金属材料对于贸易和运输业发展至关重要。如果没有金属就不会有铁路,造船业同样要求更高质量的金属件。造船业的供应商,亨利•科特开发了两种具有里程碑意义的生产技术来满足造船需求,并分别在1783和1784年获得专利。

(3) 无相变或部分发生相变的

5、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。

(2) 结构钢a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 b.弹簧钢 c.轴承钢

第一项技术是通过搅拌搅炼炉内的熔融生铁水提高铁的质量。这种工艺通过减少碳含量,以提高金属韧性并减少脆性。第二项技术是获得终产品前的金属轧制。相对传统的锤打工艺,轧制后的金属更有韧性并且强度提高。

(3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。

(4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢

(5) 专业用钢――如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

6、综合分类

到18世纪,大规模工业化生产在欧洲遍地开花。拓荒者带着那些先进的工艺和技术跨洋过海,把工业化带到了北美、日本和世界的其他地方。钢铁对美国中西部大开发起到了至关重要的作用,用熟铁制成的犁很容易地拨开那片重质土。钢制的犁车和蒸汽驱动的设备改变了农业面貌,开始进入机械化时代。

19世纪:钢管与焊接的出现

(1)普通钢a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢

(2)优质钢(包括高级优质钢)

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1815年,苏格兰工程师威廉•默多克(William Murdock)用废弃的步枪枪膛连接成管网,为伦敦的照明系统输送煤气。他的创举开启了钢管时代,如今钢管已成为现代社会建造油、汽和水运输系统等基础设施的基本材料。人们对钢管密封性越来越高的要求也推动了焊接技术发展,同时也开发出在焊接时能耐高温并且不开裂也不降低强度的钢种。

a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;

19世纪80年代:迈向工业化生产

(f)特定用途优质结构钢。

b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;

(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。

7、按冶炼方法分类

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几个世纪以来,钢因其韧性高以及易于加工出锋利面而备受 “追捧”,但其生产过程缓慢并且昂贵。19世纪五六十年代,新技术的不断涌现让大规模生产成为可能。19世纪80年代奠定了现代钢铁工业的基础。

现在,已经能够大量连续地生产出品质优良、外形尺寸稳定的钢材,并大规模应用于各个领域。此后,钢迅速代替了铁应用于铁路和各种建筑结构,从桥梁到房屋。利用钢能够制造出巨大的动力涡轮和发电机等,使得水和蒸汽能够被用来为工业化进一步提供动力,从而开辟了电力时代。

20世纪:钢铁时代的到来

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即将进入20世纪之际,炼钢业成为重要产业,科学逐步揭开了钢的神秘面纱在铁晶体中渗入少量的碳元素,有助于增加钢的强度。这也是一个成就伟大企业家的时代。在美国,当约翰•皮尔蓬•摩根买下安德鲁•卡内基的钢铁公司后,于1901年组建了美国钢铁公司。

(1) 按炉种分a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。

b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。

1906年,美国钢铁公司在印第安纳州加里(Gary)建成新工厂,从此也创造了一座城市加里,2011年,美国钢铁公司成为美国第二大钢铁生产商。

c.电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。

随着对钢的性能更深入的了解,合金钢被越来越广泛地应用,1912年,两位克虏伯公司的德国工程师,本诺•施特劳斯(Benno Strauss)和爱德华•莫勒(Eduard Maurer),获得了不锈钢发明专利。

(2)按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢;b.半镇静钢;镇静钢;d.特殊镇静钢。

世界大战

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20世纪的两次世界大战对钢铁生产造成巨大影响。如其他重工业一样,由于军事装备的需要,在很多国家钢铁制造被收归国有。而且,为了运送部队和军用物资,建造铁路和轮船也需要大量钢材。军用车辆,特别是坦克也严重依赖钢材。

20世纪60年代:战争之后进入家电时代

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在经历了二战期间的经济衰退之后,贸易和工业开始复苏。那些曾为生产坦克和战舰提供钢材的企业开始转向满足汽车和家用电器等消费需求。人口膨胀期恰好也是房地产兴旺的时期。

越来越多的人口流向城市,建筑变得更加宽敞高大,而主梁和钢筋混凝土都需要大量钢材。到20世纪60年代,家庭中越来越多地使用大量家用电器,包括冰箱、冷冻机、洗衣机、烘干机等。

此外,还有起源于1955年的钢制集装箱,为船舶、公 路、铁路运输提供了强大、安全的方法。汽车迅速成为受欢迎的大众消费品,并因此促进了石油天然气工业的发展。这一发展过程带动了所有钢材品种的发展。

20世纪60年代:高强度钢出现

什么是特殊钢?

对特殊钢尚无统一的定义和概念,一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分(合金化)、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比,特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。

我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近,将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢(合金元素大于10%)三大类,其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70%。主要钢种优特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢,以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外,在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外,还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。

一、我国钢号表示方法概述

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新技术和基础设施的发展拉动了特定力学性能新材料的需求。全球钢铁企业都开始应对这一挑战,推动创新研发,新钢种层出不穷,极大地拓展了钢的应用领域。人们通过添加一定数量的不同种元素到熔融的铁矿石中,开始生产高强度低合金钢(HSLA)。

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。

③钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。

油气工业有更为特殊的需求。巨大的管线横穿灼烤的沙漠、冰封的荒野、或是浩瀚的海洋,这都需要具备高强度和高韧性,还需要有良好的焊接性能,以避免管线连接处出现薄弱点。这种情况下,HSLA 钢中的锰和其他微量元素保证了所需性能。

二、我国钢号表示方法的分类说明

1.碳素结构钢

20世纪60年代初起,HSLA钢发展迅速,被用在从桥梁到割草机等各个领域。首先,HSLA钢比传统碳钢拥有更高的重量与强度之比。一般说来,同等强度条件下,HSLA钢大约比普通的碳钢轻20%-30%。这一特性使得HSLA钢尤其适用于汽车制造,确保汽车的强度和安全性能,同时促进轻量化并节约燃料。

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。

20世纪中期:炼钢方式的转变

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。

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20世纪中叶,炼钢技术获得很大提升。碱性氧气炼钢法和电炉炼钢法成为主要的生产工艺,使得生产过程更高效、更节能。甚至允许生产者把废钢作为原料进行再利用。

②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。

20世纪60年代,汽车、家电的报废产生的废钢以及工业废钢成为重要的、容易获取且价格低廉的原料。电炉(EAFs)早出现在19世纪末,然而直到20世纪60年代,才被用于生产特殊钢及合金。

现在,基于废钢的充足供应,电炉更适合于大规模生产。与氧气顶吹转炉不同电炉生产速度也很快,通常不到2个小时。同时,电炉钢厂建设成本较低,这对于战后还处于恢复期的美国和欧洲工业来说是至关重要的。

随着粗钢生产工艺的革新,把钢水倒入模具中进行铸造的新工艺也开始出现。20世纪50年代以前,钢水被注入固定模具中形成钢锭,随后再轧成薄板,或其他形状及尺寸更小的钢材。今天生产商几乎可以为用户提供他们所要求的所有性能的钢,包括从超强钢到薄如纸的薄板。

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。

20世纪:镀锌兴起

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钢材还需要涂层来防锈和防腐蚀,这对于船舶、桥梁和铁路用钢尤其重要,因为这些材料要在高温、低温、海水和雨水环境中服役。采用纯锌或锌铝混合层作为涂层的热镀锌工艺已广泛应用。

20世纪60年代:短流程钢厂兴起

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%。

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20世纪60年代,电炉(EAF)的兴起为短流程钢铁厂的发展奠定基础,也为钢铁行业带来了显著的变化。基于电炉流程的钢铁厂则不同。该流程使用废钢、 直接还原铁(DRI)或生铁作为原料,生产线的建设成本通常较少,且运行也更简单,因此称为“短流 程钢铁厂”。

技术革新与相对低廉的成本和便利的操作相结合,都有助于短流程钢铁厂在全球市场的扩张。

20世纪末期:私有化注入活力

③锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。

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经济制度改革为钢铁企业更具竞争力注入了新能量。许多衰落的国有化公司在私有化进程中获益。1999 年,Koninklijke Hoogovens(克宁克莱克-霍戈文)与英国钢铁公司 (British Steel)合并成立了英荷康力斯(AngloDutch Corus)。

2001年,西班牙Acelaria、法国 Usinor和卢森堡Arbed合并在欧洲成立安塞乐公司 (Arcelor)。2002年, NKK与川崎制铁(Kawasaki Steel)合并成立了JFE控股公司(JFE Holdings)。

1991年前苏联解体时,尽管多年缺乏投资,却依然超越日本成为世界大的产钢国。在20世纪90年代和21世纪初,私有化吸引了大量的新设备投资以提高生产效率和降低成本。

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

21 世纪初,在俄罗斯经济快速增长的同时,再加上中国经济的蓬勃发展创造的巨大需求,为俄罗斯工业提供了广阔的出口市场,使其成为全球五大产钢国之一。

20世纪末期:进入全球化

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在20世纪80年代和90年代,印度企业家Lakshmi Mittal(拉克希米•米塔尔)创建了米塔尔钢铁公司(Mittal Steel),使大量亏损的国营企业成为盈利的私有企业。

①钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。

2006年,公司与安赛乐合并,成为了世界上大的钢铁生产商,全球雇员超过26万人。

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

2007年,印度塔塔钢铁公司并购了英国康力斯(Corus)。

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。

随着技术、革新和资本流向四面八方。

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%。

韩国浦项与东国制钢(Dongkuk Steel)和淡水河谷在巴西成立了合资联合钢厂。

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。

南美洲的钢铁生产商,如巴西盖尔道和阿根廷德钦集团(Techint)公司也在世界各地建厂。

这里仅列举几家,新的生产商也层出不群。

6.低合金高强度钢

在21世纪的第一个10年中,土耳其的钢产量从1500万吨增长到2900万吨,仅次于中国和印度。土耳其目前是混凝土用钢筋的主要出口国,也是钢结构用长材的大净出口国。

中国钢铁发展历史

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

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到20世纪中叶,中国还新建了许多钢铁企业,据统 计当时有超过4000家钢铁企业,年产粗钢3.5亿 吨。然而,这仍不能满足需求,中国钢铁工业继续 增长。

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钢相同。

2011年,河北钢铁集团成为中国大的钢铁公司, 粗钢产量超过4400万吨,成为世界第二大钢铁生 产商。宝钢集团有限公司(简称宝钢),紧随其后, 产量4300万吨,位居世界第三大钢铁生产商。 2019年,中国粗钢产量达到9.96亿吨,创历史高。

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。>> 返回

理论重量计算方法

角钢:每米重量=0.00785*(边宽+边宽-边厚)*边厚

圆钢:每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同)

扁钢:每米重量=0.00785*厚度*边宽

管材:每米重量=0.02466*壁厚*(外径-壁厚)

板材:每米重量=7.85*厚度

黄铜管:每米重量=0.02670*壁厚*(外径-壁厚)

紫铜管:每米重量=0.02796*壁厚*(外径-壁厚)

铝花纹板:每平方米重量=2.96*厚度

有色金属比重:紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37

有色金属板材的计算公式为:每平方米重量=比重*厚度

理论重量计算方法

角钢:每米重量=0.00785*(边宽+边宽-边厚)*边厚

圆钢:每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同)

扁钢:每米重量=0.00785*厚度*边宽

管材:每米重量=0.02466*壁厚*(外径-壁厚)

板材:每米重量=7.85*厚度

黄铜管:每米重量=0.02670*壁厚*(外径-壁厚)

紫铜管:每米重量=0.02796*壁厚*(外径-壁厚)

铝花纹板:每平方米重量=2.96*厚度

有色金属比重:紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37

有色金属板材的计算公式为:每平方米重量=比重*厚度

对钢材性能产生影响的元素

钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量.

( 1 )碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.

( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.

( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.

( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.

( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.

( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.

( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.

( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.

( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.

( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.

( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.

( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.

( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.

( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显.

冶金术语

1 、烧结 sintering 粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理,目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。

2 、填料 packingmaterial 在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。

3 、预烧 presintering 在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。

4 、加压烧结 pressure 在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。

5 、松装烧结 loose-powdersintering,gravitysintering 粉末未经压制直接进行的烧结。

6 、液相烧结 liquid-phasesintering 至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。

7 、过烧 oversintering 烧结温度过高和(或)烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。

8 、欠烧 undersintering 烧结温度过低和(或)烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。

9 、熔渗 infiltration 用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的孔隙的工艺方法。

10 、脱蜡 dewaxing,burn-off 用加热排出压坯中的有机添加剂(粘结剂或润滑剂)。

11 、网带炉 meshbeltfurnace 一般由马弗保护的网带将零件实现炉内连续输送的烧结炉。

12 、步进梁式炉 walking-beamfurnace 通过步进梁系统将放置于烧结盘中的零件在炉内进行传送的烧结炉。

13 、推杆式炉 pusherfurnace 将零件装入烧舟中,通过推进系统将零件在炉内进行传送的烧结炉。

14 、烧结颈形成 neckformation 烧结时在颗粒间形成颈状的联结。

15 、起泡 blistering 由于气体剧烈排出,在烧结件表面形成鼓泡的现象。

16 、发汗 sweating 压坯加热处理时液相渗出的现象。

17 、烧结壳 sinterskin 烧结时,烧结件上形成的一种表面层,其性能不同于产品内部。

18 、相对密度 relativedensity 多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比,以百分率表示。

19 、径向压溃密度 radialcrushingstrength 通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。

20 、孔隙度 porosity 多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。

21 、扩散孔隙 diffusionporosity 由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。

22 、孔径分布 poresizedistribution 材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。

23 、表观硬度 apparenthardness 在规定条件下测定的烧结材料的硬度,它包括了孔隙的影响。

24 、实体硬度 solidhardness 在规定条件下测定的烧结材料的某一相或颗粒或某一区域的硬度,它排除了孔隙的影响。

25 、起泡压力 bubble-pointpressure 迫使气体通过液体浸渍的制品产生第一气泡所需的最小的压力。

26 、流体透过性 fluidpermeability 在规定条件下测定的在单位时间内液体或气体通过多孔体的数量。

1金属材料性能

为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。

材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。

材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。

(一)、机械性能

机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。

1 、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。

2 、屈服点( бs ):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值,单位用牛顿 / 毫米 2 ( N/mm2 )表示。

3 、抗拉强度( бb )也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 ( N/mm2 )表示。

4 、延伸率( δ ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。

5 、断面收缩率( Ψ )材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。

6 、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度( HBS 、 HBW )和洛氏硬度( HKA 、 HKB 、 HRC )

7 、冲击韧性( Ak ):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳 / 厘米 2 ( J/cm2 ) .

2工艺性能

指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。

8 、铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。

9 、焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。

10 、顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。

11 、冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度 α (外角)或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示, a 愈大或 d/a 愈小,则材料的冷弯性愈好。

12 、冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。

13 、锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。

3化学性能

指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。

14 、耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。