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鋼材知識大全

一、鋼材基本概念及生產方法

1）、鋼材的概念

鋼是鐵、碳和少量其它元素的合金。 鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工制成我們所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。 鋼材是國家建設和實現四化必不可少的重要物資，應用廣泛、品種繁多，根據斷面形狀的不同、一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類、為了便于組織鋼材的生產、訂貨供應和搞好經營管理工作，又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、冷彎型鋼，優質型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無縫鋼管、焊接鋼管、金屬制品等品種。

鋼是鐵、碳和少量其它元素的合金。不銹鋼或者 10.5% 或以上鉻金含量的抗腐蝕性合金鋼是該類金屬的通用術語。應該記住不銹鋼并不是說這種鋼材不生銹或不會被腐蝕，而只不過是它比不含鉻的合金的耐腐蝕性能強得多。除了鉻金屬之外，其它金屬元素如鎳、鉬、釩等也可以加入合金中用于改變合金鋼的性能，從而生產出不同等級、不同性能的不銹鋼。因應用目的和場所的不同，仔細挑選性能最為合適的不銹鋼所制造的刀具，對于提高特定工作的工作效率和成功概率至關重要。 刀具中不同金屬元素帶來的優點。

簡單地說：鋼就是鐵和碳的合金。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材，他們包含以下成分：

• 碳（ Carbon) - 存在于所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強度，我們通常希望刀具級別的鋼材擁有 0.5% 以上的碳，也成為高碳鋼。
• 鉻（ Chromium) - 增加耐磨損性，硬度，最重要的是耐腐蝕性，擁有 13% 以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫，如果保養不當，所有鋼材都會生銹的。
• 錳（ Manganese ） - 重要的元素，有助于生成紋理結構，增加堅固性，和強度、及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧，出現在大多數的刀剪用鋼材中，除了 A-2,L-6 和 CPM 420V 。
• 鉬（ Molybdenum ） - 碳化作用劑，防止鋼材變脆，在高溫時保持鋼材的強度，出現在很多鋼材中，空氣硬化鋼（例如 A-2,ATS-34 ）總是包含 1% 或者更多的鉬 , 這樣它們才能在空氣中變硬。
• 鎳（ Nickle ） - 保持強度、抗腐蝕性、和韌性。出現在 L-6\AUS-6 和 AUS-8 中。
• 硅（ Silicon ） - 有助于增強強度。和錳一樣，硅在鋼的生產過程中用于保持鋼材的強度。
• 鎢（ Tungsten ） - 增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用于制造高速鋼。在高速鋼 M-2 中就含有大量的鎢。
• 釩（ Vanadium ） - 增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用于制造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩，其中 M-2 ， Vascowear ， CPM T440V 和 420VA 含有大量的釩。而 BG-42 與 ATS-34 最大的不同就是前者含有釩。

2）、 鋼材種類

煉鋼爐煉出的鋼水被鑄成鋼坯，鋼錠 或鋼坯經壓力加工成鋼材（鋼鐵產品）。鋼材種類很多，一般可分為型、板、管和絲四大類。

1 、型鋼類

型鋼品種很多，是一種具有一定截面形狀和尺寸的實心長條鋼材。按其斷面形狀不同又分簡單和復雜斷面兩種。前者包括圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼和角鋼；后者包括鋼軌、工字鋼、槽鋼、窗框鋼和異型鋼等。直徑在 6.5 -9.0mm 的小圓鋼稱線材。

2 、鋼板類

是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度不同分薄板（厚度 < 4mm ）、中板（厚度 4 -25mm ）和厚板（厚度 > 25mm ）三種。鋼帶包括在鋼板類內。

3 、鋼管類

鋼管類是一種中空截面的長條鋼材。按其截面形狀不同可分圓管、方形管、六角形管和各種異形截面鋼管。按加工工藝不同又可分無縫鋼管和焊管鋼管兩大類。

4 、鋼絲類

鋼絲是線材的再一次冷加工產品。按形狀不同分圓鋼絲、扁形鋼絲和三角形鋼絲等。鋼絲除直接使用外，還用于生產鋼絲繩、鋼紋線和其他制品。

3）、鋼材的生產方法

大部分鋼材加工都是通過壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同以分冷加工和熱加工兩種。鋼材的主要加工方法有：

• 軋制： 將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長度增加的壓力加工方法，這是生產鋼材最常用的生產方式，主要用來生產型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。
• 鍛造： 利用鍛錘的往復沖擊力或壓力機的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。一般分為自由鍛和模鍛，常用作生產大型材、開坯等截面尺寸較大的材料。
• 拉撥： 是將已經軋制的金屬坯料（型、管、制品等）通過�？桌瓝艹山孛鏈p小長度增加的加工方法大多用作冷加工。
• 擠壓： 是將金屬放在密閉的擠壓簡內，一端施加壓力，使金屬從規定的�？字袛D出而得到有同形狀和尺寸的成品的加工方法，多用于生產有色金屬材料。

4）、鋼材的分類

• 線材 ：普線 高線 螺紋鋼
• 型材 ：工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H 型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼
• 六角鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 矩型管 彈簧鋼
• 板材 ：中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片 彩涂板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼
• 管材 ：焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無縫管 螺旋管 熱軋無縫
• 金屬材料 ：生鐵 馬口鐵 鋁 鉛 黃銅 錫 鋅

鋼材按外形可分為型材、板材、管材、金屬制品四大類。

為便于采購、訂貨和管理，我國目前將鋼材分為十六大品種：

二、我國鋼號表示方法

1）、我國鋼號表示方法概述

鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據國家標準《鋼鐵產品牌號表示方法》（ GB221-79 ）中規定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數字相結合的方法表示。即：

• ①鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如 Si,Mn,Cr ……等�；旌舷⊥猎�素用“ RE ”（或“ Xt ”）表示。
• ②產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示，見表。
• ③鋼中主要化學元素含量（ % ）采用阿拉伯數字表示。

表： GB 標準鋼號中所采用的縮寫字母及其涵義

2）、我國鋼號表示方法的分類說明

1 ．碳素結構鋼

• ①由 Q+ 數字 + 質量等級符號 + 脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“ Q ”，代表鋼材的屈服點，后面的數字表示屈服點數值，單位是 MPa 例如 Q235 表示屈服點（σ s ）為 235 MPa 的碳素結構鋼。
• ②必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為 A 、 B 、 C 、 D 。脫氧方法符號： F 表示沸騰鋼； b 表示半鎮靜鋼： Z 表示鎮靜鋼； TZ 表示特殊鎮靜鋼，鎮靜鋼可不標符號，即Z 和 TZ 都可不標。例如 Q235-AF 表示 A 級沸騰鋼。
• ③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。

2 ．優質碳素結構鋼

• ①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為 0.45% 的鋼，鋼號為“ 45 ” ，它不是順序號，所以不能讀成 45 號鋼。
• ②錳含量較高的優質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如 50Mn 。
• ③沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為 0.1% 的半鎮靜鋼，其鋼號為 10b 。

3 ．碳素工具鋼

• ①鋼號冠以“ T ”，以免與其他鋼類相混。
• ②鋼號中的數字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“ T 8 ” 表示平均碳含量為 0.8% 。
• ③錳含量較高者，在鋼號最后標出“ Mn ”，例如“ T8Mn ”。
• ④高級優質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優質碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“ A ”，以示區別，例如“ T8MnA ”。

4 ．易切削鋼

• ①鋼號冠以“ Y ”，以區別于優質碳素結構鋼。
• ②字母“ Y ”后的數字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為 0.3% 的易切削鋼，其鋼號為“ Y 30 ” 。
• ③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“ Mn ”，例如“ Y40Mn ”。

5 ．合金結構鋼

• ①鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如 40Cr 。
• ②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜ 1.5% 時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數字“ 1 ” ，例如鋼號“ 12CrMoV ”和“ 12Cr1MoV ”，前者鉻含量為 0.4-0.6% ，后者為 0.9-1.2% ，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥ 1.5% 、≥ 2.5% 、≥ 3.5% ……時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為 2 、 3 、 4 ……等。例如 18Cr2Ni4WA 。
• ③鋼中的釩 V 、鈦 Ti 、鋁 AL 、硼 B 、稀土 RE 等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如 20MnVB 鋼中。釩為 0.07-0.12% ，硼為 0.001-0.005% 。
• ④高級優質鋼應在鋼號最后加“ A ”，以區別于一般優質鋼。
• ⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉚螺專用的 30CrMnSi 鋼，鋼號表示為 ML30CrMnSi 。

6 ．低合金高強度鋼

• ①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。
• ②對專業用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。例如 16Mn 鋼，用于橋梁的專用鋼種為“ 16Mnq ”，汽車大梁的專用鋼種為“ 16MnL ”，壓力容器的專用鋼種為“ 16MnR ”。

7 ．彈簧鋼

彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。

8 ．滾動軸承鋼

• ①鋼號冠以字母“ G ”，表示滾動軸承鋼類。
• ②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示。例如 GCr15 。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。

9 ．合金工具鋼和高速工具鋼

• ①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥ 1.0% 時，不標出碳含量；當平均碳含量＜ 1.0% 時，以千分之幾表示。例如 Cr12 、 CrWMn 、 9SiCr 、 3Cr2W8V 。
• ②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其
• 鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數字前加“ 0 ” ，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如 Cr06 。
• ③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“ W18Cr4V ”。鋼號冠以字母“ C ”者，表示其碳含量高于未冠“ C ”的通用鋼號。

10 ．不銹鋼和耐熱鋼

• ①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“ 2Cr 13 ” 鋼的平均碳含量為 0.2% ；若鋼中含碳量≤ 0.03% 或≤ 0.08% 者 , 鋼號前分別冠以“ 00 ” 及“ 0 ” 表示之，例如 00Cr17Ni14Mo2 、 0Cr18 Ni9 等。
• ②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。

11 ．焊條鋼

它的鋼號前冠以字母“ H ”，以區別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“ H2Cr 13 ” ，可以區別于不銹鋼“ 2Cr 13 ” 。

12 ．電工用硅鋼

• ①鋼號由字母和數字組成。鋼號頭部字母 DR 表示電工用熱軋硅鋼， DW 表示電工用冷軋無取向硅鋼， DQ 表示電工用冷軋取向硅鋼。
• ②字母之后的數字表示鐵損值（ W/kg ）的 100 倍。
• ③鋼號尾部加字母“ G ”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“ G ”者，表示在頻率為 50 周波下檢驗的。

例如鋼號 DW470 表示電工用冷軋無取向硅鋼產品在 50 赫頻率時的最大單位重量鐵損值為 4.7W/kg 。

13 ．電工用純鐵

• ①它的牌號由字母“ DT ”和數字組成，“ DT ”表示電工用純鐵，數字表示不同牌號的順序號，例如 DT3 。
• ②在數字后面所加的字母表示電磁性能： A ——高級、 E ——特級、 C ——超級，例如 DT 8A 。

3）、部分新老鋼號對照

1 、碳結鋼新、老標準鋼號對照。

GB700-88 新標準系參照采用國際標準 ISO630 《結構鋼》，而 GB700-79 舊標準主要參照前蘇聯 IOCT380 ，因此兩者的鋼號表示方法以及對各鋼號所規定的技術要求都不相同，現將新舊標準鋼號對照如下。

GB700-79 標準

2 、低合金鋼目前采用 GB/T1591-94 代替 1591-88 ，現將部分新老鋼號對照如下：

三.鋼材專業名詞介紹

1)、共析鋼、亞共析鋼、過共析鋼

• 共析鋼
  碳溶解在鐵的晶格中形成固溶體，碳溶解到α——鐵中的固溶體叫鐵素體，溶解到γ——鐵中的固溶體叫奧氏體。鐵素體與奧氏體都具有良好的塑性。當鐵碳合金中的碳不能全部溶入鐵素體或奧氏體中時，剩余出來的碳將與鐵形成化合物——碳化鐵（ Fe 3C ）這種化合物的晶體組織叫滲碳體，它的硬度極高，塑性幾乎為零。
  從反映鋼的組織結構與鋼的含碳量和鋼的溫度之間關系的鐵碳平衡狀態圖上可見，當碳的含量正好等于 0.77% 時，即相當于合金中滲碳體（碳化鐵）約占 12% ，鐵素體約占 88% 時，該合金的相變是在恒溫下實現的。即在這種特定比例下的滲碳體和鐵素體，在發生相變時，如果消失兩者同時消失（加熱時），如果出現則兩者又同時出現，在這一點上這種組織與純金屬的相變類似�；�于這個原因，人們就把這種由特定比例構成的兩相組織當作一種組織來看待，并且命名為珠光體，這種鋼就叫做共析鋼。即含碳量正好是 0.77% 的鋼就叫做共析鋼，它的組織是珠光體。
• 2. 亞共析鋼
  常用的結構鋼含碳量大都在 0.5% 以下，由于含碳量低于 0.77% ，所以組織中的滲碳體量也少于 12% ，于是鐵素體除去一部分要與滲碳體形成珠光體外，還會有多余的出現，所以這種鋼的組織是鐵素體 + 珠光體。碳含量越少，鋼組織中珠光體比例也越小，鋼的強度也越低，但塑性越好，這類鋼統稱為亞共析鋼。
• 3. 過共析鋼
  工具用鋼的含碳量往往超過 0.77% ，這種鋼組織中滲碳體的比例超過 12% ，所以除與鐵素體形成珠光體外，還有多余的滲碳體，于是這類鋼的組織是珠光體 + 滲碳體。這類鋼統稱為過共析鋼。

2)、有關鋼材機械性能的名詞

1. 屈服點（σ s ）
鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。 設 Ps 為屈服點 s 處的外力， Fo 為試樣斷面積，則屈服點σ s =Ps/Fo(MPa) ， MPa 稱為兆帕等于 N （牛頓） /mm2 ，（ MPa=106Pa ， Pa ：帕斯卡 =N/m2 ）

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2. 屈服強度（σ 0.2 ）
有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規定產生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的 0.2% ）時的應力，稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ 0.2 。

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3. 抗拉強度（σ b ）
材料在拉伸過程中，從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。
設 Pb 為材料被拉斷前達到的最大拉力， Fo 為試樣截面面積，則抗拉強度σ b= Pb/Fo （ MPa ）。

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4. 伸長率（δ s ）
材料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

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5. 屈強比（σ s/ σ b ）
鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值，稱為屈強比。屈強比越大，結構零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強比為 0.6-0.65 ，低合金結構鋼為 0.65-0.75 合金結構鋼為 0.84-0.86 。

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6. 硬度
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

⑴布氏硬度（ HB ）
以一定的載荷（一般 3000kg ）把一定大�。ㄖ睆揭话銥� 10mm ）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（ HB ），單位為公斤力 /mm2 (N/mm2) 。

⑵洛氏硬度（ HR ）
當 HB>450 或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角 120 °的金剛石圓錐體或直徑為 1.59 、 3.18mm 的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：
HRA ：是采用 60kg 載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質合金等）。
HRB ：是采用 100kg 載荷和直徑 1.58mm 淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。
HRC ：是采用 150kg 載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。
⑶維氏硬度（ HV ）
以 120kg 以內的載荷和頂角為 136 °的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（ HV ）

3)、有關鋼的熱處理的名詞

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1. 鋼的退火

將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發生相變或部分相變的溫度，經過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學性能，減少殘余應力；同時可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，又為后續工序作好準備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預先熱處理。

2. 鋼的正火

正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對于亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。

3. 鋼的淬火

淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類溶液等。

4. 鋼的回火

將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產生的內應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學性能�；鼗鸱指邷鼗鼗�、中溫回火和低溫回火三類�；鼗鸲嗯c淬火、正火配合使用。

⑴調質處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調質處理。高溫回火是指在 500 -650 ℃ 之間進行回火。調質可以使鋼的性能，材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。

⑵時效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度 150 -250 ℃ ）精加工前，把工件重新加熱到 100 -150 ℃ ，保持 5-20 小時，這種為穩定精密制件質量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩定鋼材組織和尺寸，尤為重要。

5. 鋼的表面熱處理

⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬火在馬氏體組織，而心部沒有發生相變，這就實現了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。

⑵化學熱處理：是指將化學元素的原子，借助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。

滲碳： 滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經過淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

滲氮： 又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生產中多采用氣體滲氮法。

氰化： 又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。

滲金屬： 是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。

4)、鋼材的名詞解釋

“ 中板 ”
鋼板是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度為為薄鋼板 ( 厚度 <= 4 毫米 ) 和厚鋼板 ( 厚度 > 4 毫米 ) 在實際工作中 ，常將厚度 <= 20 毫米 的鋼板稱為中板，厚度 >20 -60 毫米 的鋼板稱為厚板，厚度 > 60 毫米 的鋼板稱為特厚板，統稱為中厚鋼板。寬度比較小，長度很長的鋼板，稱為鋼帶，列為一個獨立的品種。 鋼板有很大的覆蓋和包容能力，可用作屋面板、苫蓋材料以及制造容器、儲油罐、包裝箱、火車車箱、汽車外殼、工業爐的殼體等：可按使用要求進行剪裁與組合，制成各種結構件和機械零件，還可制成焊接型鋼，進一步擴大鋼板的使用范圍；可以進行彎曲和沖壓成型，制成鍋爐、容器、沖制汽車外殼、民用器皿、器具、還可用作焊接鋼管、冷彎型鋼的坯料。由于上述特點，使鋼材總產量的 50% 以上。我國為適應大規�；�本建設的需要，過去工業產品和高檔耐用消費品，對鋼板的要求急劇增長。為適應新形勢發展的需要，為些年我國鋼板的生產也有了很大發展，并建成了像武鋼等一批先進的鋼板生產骨干企業。 鋼板成張或成卷供應。成張鋼板的規格以厚度 * 寬度 * 長度的毫米數表示。熟悉板、帶材的規格，在寬度和長度上充分利用，對提高材料利用率，減少不適當的邊角余料、降低工時及產品成本，有十分重要的意義。在選購板、帶材時，應盡量選用為產品坯料整倍的規格。如果屬于定型產品，選用接近定尺的板、帶材時，可訂購定尺或倍尺的合理料，實行套材的下料方法，能顯著提高板、帶材的利用率。企業與企業間，行業與行業間邊角余料的多次利用，也是被實踐證明提高材料利用率，節約材料的有效方法。

“ 螺紋鋼 ”
鋼筋混凝土用鋼筋是指鋼筋混凝土配筋用的直條或盤條狀鋼材，其外形分為光圓鋼筋和變形鋼筋兩種，交貨狀態為直條 和 盤圓兩種。 光圓鋼筋實際上就是普通低碳鋼的小圓鋼和盤圓。變形鋼筋是表面帶肋的鋼筋，通常帶有 2 道縱肋和沿 長度 方向均勻分布的橫肋。橫肋的外形為螺旋形、人字形、月牙形 3 種。用公稱直徑的毫米數表示。變形鋼筋的公稱直 徑相當 于橫截面相等的光圓鋼筋的公稱直徑。鋼筋的公稱直徑為 8 -50 毫米 ，推薦采用的直徑為 8 、 12 、 16 、 20 、 25 、 32 、 40 毫 米。 鋼筋在混凝土中主要承受拉應力。變形鋼筋由于肋的作用，和混凝土有較大的粘結能力，因而能更好地 承受外力的 作用。鋼筋廣泛用于各種建筑結構、特別是大型、重型、輕型薄壁和高層建筑結構。

“ 工字鋼 ”
工字鋼也稱鋼梁，是截面為工字形的長條鋼材。其規格以腰高 ( h)* 腿寬 (b)* 腰厚 (d) 的毫數表示，如“工 160*88* 6 ” ，即表示腰高為 160 毫米 ，腿寬為 88 毫米 ，腰厚為 6 毫米 的工字鋼。工字鋼的規格也可用型號 表示，型號表示腰高的厘米數，如工 16# 。腰高相同的工字鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚，需在型號右邊加 a b c 予以區別，如 32a # 32b# 32c # 等。 工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼，熱軋普通工字鋼的規格為 10-63# 。經供需雙方協議供應的熱軋普通工字鋼規格為 12-55# 。工字鋼廣泛用于各種建筑結構、橋梁、車輛、支架、機械等。

“ 槽鋼 ”
槽鋼是截面為凹槽形的長條鋼材。其規格表示方法，如 120*53*5 ，表示腰高為 120 毫米 ，腿寬為 53 毫米 的槽鋼，腰厚為 5 毫米 的槽鋼，或稱 12# 槽鋼。腰高相同的槽鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚也需在型號右邊加 a b c 予以區別，如 25a # 25b# 25c # 等。 槽鋼分普通槽鋼和輕型槽鋼。熱軋普通槽鋼的規格為 5-40# 。經供需雙方協議供應的熱軋變通槽鋼規格為 6.5-30# 。槽鋼主要用于建筑結構、車輛制造和其它工業結構，槽鋼還常常 和工字鋼配合使用。

“ 花紋板 ”
花紋鋼板也稱網紋鋼板，是其表面具有菱形或突棱的鋼板�；�紋鋼板由于其表面有突棱，有防 滑作用，可用作地板、廠房扶梯、工作架踏板、船舶甲板、汽車底板等。 花紋鋼板的規格以基本厚度 ( 突棱的厚度不計 ) 表示，有 2.5 -8 毫米 10 種規格�；�紋板鋼板用 1- 3 號乙類普通碳素結構鋼軋制，化學成分符合 GB700 《普通碳素結構鋼技術條件》的規定。

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5).鋼材種類

• 1. 低碳鋼 - 又稱軟鋼 , 含碳量從 0.10 ％至 0.30% 低碳鋼易於接受各種加工如鍛造 , 焊接和切削 , 常用於制造鏈條 , 鉚釘 , 螺栓 , 軸等。
• 2. 中碳鋼 - 含碳量從 0.30% 至 0.60%, 用以制造重壓鍛件 , 車軸 , 鋼軌等。
• 3. 高碳鋼 - 常稱工具鋼 , 含碳量從 0.60% 至 1.70%, 可以淬硬和回火。錘 , 撬棍等由含碳量 0.75% 的鋼制造 ; 切削工具如鉆頭 , 絲攻 , 鉸刀等由含碳量 0.90% 至 1.00% 的鋼制造。
• 4. 合金鋼 - 鋼中加入其它金屬如鉻 , 鎳 , 鎢 , 釩等 , 使具有若干新的特性。 由於各種合金元素的摻入 , 合金鋼可具有防腐蝕 , 耐熱 , 耐磨 , 防震和抗疲乏等不同特性。
• 5. 高速鋼 - 含有各種成份和份量 , 如鎢 , 鉻 , 釩 , 鈷和鉬等。 高速鋼制成的切削工具 , 可用高的速度求切削硬材料 , 并能承擔強力的切削。 高速鋼切削工具在高的速度中仍能使刃口保持鋒利 , 其他鋼材則可能變鈍。

熱連軋鋼板

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1 、熱連軋鋼板產品簡介：




熱連軋鋼板、帶產品，是以板坯（主要為連鑄坯）為原料，經加熱后由粗軋機組及精軋機組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機出來的熱鋼帶通過層流冷卻至設定溫度，由卷取機卷成鋼帶卷，冷卻后的鋼帶卷，根據用戶的不同需求，經過不同的精整作業線（平整、矯直、橫切或縱切、檢驗、稱重、包裝及標志等）加工而成為鋼板、平整卷及縱切鋼帶產品。由于熱連軋鋼板產品具有強度高，韌性好，易于加工成型及良好的可焊接性等優良性能，因而北廣泛應用于船舶、汽車、橋梁、建筑、機械、壓力容器等制造行業。隨著熱軋尺寸精度、板形、表面質量等控制新技術的日益成熟以及新產品的不斷問世，熱連軋鋼板、帶產品得到了越來越廣泛的應用并在市場上具有越來越強的競爭力。一般說明熱連軋鋼板產品，鋼種規格品種繁多，用途廣泛，從一般的工程結構至汽車、橋梁、船舶、鍋爐壓力容器等制造，都得到大量使用。各種不同用途，對鋼板的材質性能、表面質量及尺寸、外形精度等要求也各不相同，因此，必須對熱軋鋼板產品的品種、材質、特性及其用途有所了解，才能做到經濟、合理利用。

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2 、力學性能考慮要點

力學性能名詞術語

• （ 1 ）力學性能： 鋼板的力學性能式指鋼板在受力作用下所顯示與彈性或非彈性反應相關或涉及應力——應變關系的性能�？估瓘姸�、屈服點、伸長率及沖擊吸收功是表示熱軋鋼板力學性能的主要指標。其大小表示鋼材抵抗各種作用的能力的大小，是評定鋼板材料質量的主要判據，也是鋼板制件設計時選材和進行強度計算的主要依據。
• （ 2 ）力學性能實驗： 測定熱軋鋼板力學性能的實驗主要有拉伸試驗及沖擊試驗等。
• （ 3 ）屈服強度： 試樣在拉伸過程中，負荷不增加或開始有所降低而試樣仍能繼續伸長（變形）時的應力。鋼材的屈服強度愈低，產生永久變形所需的力愈小，即愈容易成形加工。
• （ 4 ）抗拉強度： 試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大應力。當材料所受的外應力大于其抗拉強度時，將會發生破裂，因此，鋼板材料的抗拉強度愈大，則表示它愈能承受大的外應力而不斷裂。
• （ 5 ）伸長率： 試樣在拉斷后，其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比。伸長率的比數愈大，則表示材料在受力破壞前可以經受永久變形的性能（塑性）愈好；反之則塑性愈差。
• （ 6 ）沖擊功 （沖擊吸收功）：沖擊試驗時，規定形狀和尺寸的試樣在沖擊力一次作用下折斷時所吸收的功，沖擊功的大小，表示金屬材料對沖擊負荷的抵抗能力。沖擊功愈高，則材料抗突然脆斷的能力愈強。

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3 、熱連軋鋼板產品的選用

1 ）力學性能與可成形性及使用性能的關系

要使鋼板獲得所需的形狀，必須使其永久變形，所采取的工藝可以是局部或整體彎曲、深沖、張拉或這些成型方法的組合。

• （ 1 ）薄鋼板的屈服強度表示出成形后的可成形性和強度，對普通碳素鋼板的成形，屈服點值過高，常常有可能發生過大的回彈、成形時容易破斷，磨具磨損快以及由于塑性不良而出現缺陷。然而材料的屈服點小于 140Mpa 時，又可能經受不住成形過程中施加的應力，對用于較復雜或復雜成形加工或沖壓加工的鋼板，通常要求具有比較低的屈服強度值，而且屈服比值愈小，由鋼板的成形性能愈好。
• （ 2 ）中厚板的冷態可成形性與材料的屈服強度和伸長率有直接關系。屈服強度值愈低，產生永久變形所需的應力愈��；伸長率值愈高，高的延展性可以允許承受大的變形量而不致斷裂。
• （ 3 ）對用于建筑結構、橋梁及機械結構件的鋼板，為防止構件斷裂，要求鋼板材料具有特點的抗拉強度，而為防止構件變形，又要求鋼板材料具有一定的屈服強度，因此對這類用途的鋼材都要求規定抗拉強度、屈服強度的最小值或范圍值。
• （ 4 ）對用于承受沖擊負荷變形，例如船舶、橋梁、石油、天然氣管線用鋼板，為防止其使用中發生脆性斷裂，又要求其具有一定足夠高的沖擊韌性 - 沖擊功值。

2 ）鋼板品種類別的選用 .

熱連軋鋼板產品包括帶（卷）及由其剪切而成的鋼板。而鋼帶（卷）又可分為直發卷及精整卷（分卷，平整分卷及縱切帶卷）。
由于直發卷未經重卷，未切除鋼帶頭尾尺寸變化部分并且未經矯直和平整，因此直發卷帶有舌頭和魚尾，并且容易發生頭尾厚度、寬度不均，邊部浪形，折邊、塔形以及開卷后出現折皺（腰折）等缺陷，因此對鋼板的表面質量，板形要求比較高的用途而言，不宜選用熱軋直發卷，而應選用經過精整線重卷、平整的平整卷。

部分鋼板分類及使用范圍

	寶鋼企業標準		相當國際標準		說明
	標準號	牌號	標準號	牌號
熱軋低碳鋼	Q/BQB302	SPHC SPHD SPHE	JISG3131	SPHC SPHD SPHE	適用于制造冷成型加工的零件。
		StW22 StW23 StW24	DIN1614 (EN10111)	StW22(DD11) STW23(DD12) StW24(DD13)
機械結構用鋼	Q/BQB303	C22 C35 S20C S35C	DIN17200 JISG4501	C22 C35 S20C S35C	用于經切削等加工并熱處理后使用的機械結構件。
細晶粒結構鋼	---	StE255 StE355	DIN17102	StE255 StE355	適用于焊接的細晶粒結構鋼。
汽車結構用鋼	Q/BQB310 BZJ311 BZJ312 BZJ313 BZJ314	SAPH310 SAPH370 SAPH400 SAPH440	JISG3113	SAPH310 SAPH370 SAPH400 SAPH440	用于要求成形性加工性能的汽車構架、車輪等汽車結構件。
		QStE340TM QStE380TM QStE420TM QStE460TM QStE500TM	SEW092 (EN10149-2)	QStE340TM(---) QStE380TM(---) QStE420TM(S420MC) QStE460TM(S460MC) QStE500TM(S500MC)	冷變形用熱軋粒鋼，用于要求良好冷成型性能并有較高或高強度要求的汽車大梁等結構件。
		B330CL B380CL B420CL	---	---	有良好冷成型性能，用于汽車滾型車輪輪網及輪幅。
		B440QZR B480QZR	---	---	制造汽車傳動軸管用。
		B320LB550L B510LB420L B510DL	---	---	汽車大梁、橫梁用。
高耐候性結構鋼	BZJ342	B480GNQR	---	---	用于制造車輛、集裝、建筑及其它結構件。
厚度方向性能熱連軋鋼板	Q/BQB350	Z15 Z25 Z35	---	---	鋼板厚度方向性能有良好的抗層狀撕裂性能，用于海上采油平臺及其它要求厚度性能的結構件。
表面硬化鋼	Q/BQB360	C10 C15	DIN17210	C10 C15	高純凈低碳鋼，供進行表面滲碳或滲氮后進行淬火硬化制造表層高硬度、耐磨、芯部具高韌性的結構件。
		S09CK S15CK	JISG4051	S09CK S15CK
花紋鋼板	BZJ390	BCP270 BCP340 BCP400	---	---	扁豆型花紋鋼板
自行車用熱連軋寬帶鋼	BZJ304	SPHT1Z,SPHT2Z SPHT3Z,SPHDZ SM50BZ,SM53BZ	---	---	用于制造自行車上、下、后接頭，前叉肩、前花盤、鏈條滾車把橫管，中軸等零件

帶鋼分類

“熱軋帶鋼”

１．產品：普通碳素結構鋼鋼帶

• 標準：（GB/T3524-1992、GB/T8164-1993、QJ/HG02.22-1995
• 規格：厚度：2.0-5.0mm寬度：100-230mm
• 鋼種：HG5、Q215、Q235

２．產品：優質碳素結構鋼鋼帶

• 標準：（GB8749-1998、GB/T8164-1993size="3">）
• 規格：厚度：2.5-4.5mm寬度：鋼種：10#、20#、45#、50#、40Mn、45Mn、65Mn

３．產品：自行車鏈條用鋼帶

• 標準：QJ/HG02.15-1991
• 規格：厚度：2.75-4.5mm寬度：125-205mm
• 鋼種：ZL20MnSi
• 用途：焊接管用、工業鏈條用、自行車變速鏈條用、建筑機械、工具用、彈簧用（卷簾門彈簧、卡簧等）

“冷軋帶鋼”

１．碳素結構鋼冷軋鋼帶

• 標準：（GB716-1991、QJ/HG02.22-1995）
• 規格：厚度：0.5-2.0mm寬度：≤205mm鋼種：HG5、Q215、Q235

２．優質碳素結構鋼冷軋鋼帶

• 標準：GB3522-1983規格：厚度：0.5-2.0mm寬度：≤205mm
• 鋼種：10#、20#、40Mn、45#、50#

３．自行車鏈條用冷軋鋼帶

• 標準：（QJ/HG02.15-1991、GB3522-1983）
• 規格：厚度：0.5-2.0mm寬度：125-205mm
• 鋼種：ZL20MnSi用途：工業鏈條用、自行車變速鏈條用、刀具用、家具用

“小型材”

１．產品：圓鋼（小軋股份公司生產）

• 標準：（GB699-1988、GB700-1988、GB3077-1988、GB702-1986、QJ/HG02.17-1991）
• 規格：10-42mm（10、12、14、16、18、20、22、25、28、30、32、34、35、36、38、40、42mm）
• 鋼種：Q215、Q235、45#、50#、HG3、20CrMnTi、20Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo、60Si2Mn、40Cr
• 用途：機械零件、軸、五金工具、齒輪用鋼、標準件用鋼等；螺鉚、螺栓、軸、銷、自行車、摩托車等配件

２．產品：螺紋鋼筋

• 標準:(GB1499-1991、BS4449:1988）
• 規格：10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40mm
• 鋼種：20MnSi、20MnV、25MnSi、BS20MnSi。
• 用途：建筑用材、包括可供高層建筑用材。（鋼筋混凝土結構用）

板材的有關實用知識

一、鋼板（包括帶鋼）的分類：

• 1、按厚度分類：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板
• 2、按生產方法分類：（1）熱軋鋼板（2）冷軋鋼板
• 3、按表面特征分類：（1）鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）（2）鍍錫板（3）復合鋼板（4）彩色涂層鋼板(5)花紋板
• 4、按用途分類：（1）橋梁鋼板（2）鍋爐鋼板（3）造船鋼板（4）裝甲鋼板（5）汽車鋼板（6）屋面鋼板（7）結構鋼板（8）電工鋼板（硅鋼片）（9）彈簧鋼板（10）其他

二、電鍍錫板和熱鍍鋅板：

1、電鍍錫板

電鍍錫薄鋼板和鋼帶，也稱馬口鐵，這種鋼板（帶）表面鍍了錫，有很好的耐蝕性，且無毒，可用作罐頭的包裝材料，電纜內外護皮，儀表電訊零件，電筒等小五金。

鍍錫鋼板和鋼帶的分類與符號如下：

分類方法	類別	符號
按鍍錫量	等厚鍍錫E1、E2、E3、E4
	差厚鍍錫D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7
按硬度等級	T50、T52、T57、、T61、T65、T70
按表面狀況	光面	G
	石紋面	S
	麻面	M
按鈍化方式	低鉻鈍化	L
	化學鈍化	H
	陰極電化學鈍化	Y
按涂油量	輕涂油	Q
	重涂油	Z
按表面質量	一組	Ⅰ
	二組	Ⅱ

等厚鍍錫量和差厚鍍錫量的規定如下：

符號	公稱鍍錫量，g/m2	最小平均鍍錫量，g/m2
E1	5.6(2.8/2.8)	4.9
E2	11.2(5.6/5.6)	10.5
E3	16.8(8.4/8.4)	15.7
E4	22.4(11.2/11.2)	20.2
D1	5.6/2.8	5.05/2.25
D2	8.4/2.8	7.85/2.25
D3	8.4/5.6	7.85/5.05
D4	11.2/2.8	10.1/2.25
D5	11.2/5.6	10.1/5.05
D6	11.2/8.4	10.1/7.85
D7	15.1/5.6	13.4/5.05

2、熱鍍鋅板

在薄鋼板和鋼帶表面用連續熱鍍方法鍍上鋅，可以防止薄鋼板和鋼帶表面腐蝕生銹。鍍鋅鋼板和鋼帶廣泛用于機械、輕工、建筑、交通、化工、郵電等行業。

鍍鋅鋼板和鋼帶的分類與符號見下表：

分類方法	類別		符號
按加工性能	普通用途		PT
	機械咬合		JY
	深沖		SC
	超深沖耐時效		CS
	結構		JG
按鋅層重量	鋅	001	001
		100	100
		200	200
		275	275
		350	350
		450	450
		600	600
	鋅 鐵 合 金	001	001
		90	90
		120	120
		180	180
按表面結構	正常鋅花		Z
	小鋅花		X
	光整鋅花		GZ
	鋅鐵合金		XT
按表面質量	Ⅰ組		Ⅰ
	Ⅱ組		Ⅱ
按尺寸精度	高級精度		A
	普通精度		B
按表面處理	鉻酸鈍化		L
	涂油		Y
	鉻酸鈍化加涂油		LY

001號的鋅層重量小于100g/m2