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鋼材基礎知識（shí）

鋼材基礎知識碳素鋼的（de）定義及鋼中五（wǔ）元素　　含碳2%以下的（de）鐵碳合（hé）金稱為鋼。 <BR>碳素鋼中的五元素（sù）是指化學成份中的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳（tàn）、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（lǚ）—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（hái）有細化晶粒的…

鋼材基礎知識

碳素（sù）鋼的定義及鋼中五元素
	含碳2%以下的鐵碳合金稱（chēng）為鋼。碳素（sù）鋼中的五元素是指（zhǐ）化學成份中的主要組（zǔ）成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫（liú）、磷）。其次是在（zài）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（tiě）是怎樣煉成的？
	煉鋼的主（zhǔ）要任務是按所煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和合金元素含量到規定範圍之內，並使P、S、H、O、N等雜（zá）質的含量降至允許限（xiàn）量之下。煉（liàn）鋼過程實質上是一個氧化過程，爐料中過剩的碳被氧化，燃燒成CO氣體逸（yì）出，其（qí）它Si、P、Mn 等氧化後進入爐（lú）渣中。S部份進入煉渣中，部份則生成SO2排出。當鋼水成份（fèn）和溫度達（dá）到（dào）工藝要求後，即可出（chū）鋼。為了（le）除去鋼中過剩的氧及調整化學成份，可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。
	3、轉爐煉鋼簡介
	從魚（yú）雷車運來的鐵水經過脫硫、擋渣等處（chù）理後即可倒（dǎo）入轉（zhuǎn）爐中作為主要爐料，另（lìng）加10% 以（yǐ）下（xià）的廢鋼。然後，向轉爐（lú）內吹氧燃燒，鐵水中的過量碳（tàn）被氧化並（bìng）放出大量（liàng）熱量，當探頭（tóu）測得達到預定的低碳含量時，即停止吹氧並出鋼。一般在鋼包中（zhōng）需進行脫氧及調整成份操作；然後在鋼（gāng）液表麵拋上碳化稻殼防止鋼水被氧化，即可送往連鑄或模鑄工區。對要求高的鋼種可增加底吹（chuī）氬、RH真空處理、噴粉處理（噴SI—CA粉及變性（xìng）石灰）可以有效降低鋼中的（de）氣體與夾雜，並有進一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，滿足優質鋼材的需求。
	4、初軋
	模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新（xīn）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（guǎn）坯、小方坯等初軋產品，經過切頭、切尾、表麵清理，（火焰清理（lǐ）、打磨）高品質（zhì）產品（pǐn）則還（hái）需對（duì）初軋坯進（jìn）行扒皮和（hé）探傷，檢驗（yàn）合格（gé）後入庫。目前初軋廠的產（chǎn）品有初軋板（bǎn）坯、軋製方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管（guǎn）坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用（yòng）鋼（gāng）等。初軋板坯主（zhǔ）要供（gòng）應熱軋廠（chǎng）作為原料；軋製方坯除部份外供，主要送往高（gāo）速線材軋機作（zuò）原料。由於（yú）連鑄板坯的先進性，初軋板坯的（de）需（xū）求量大為（wéi）削減（jiǎn），因此轉向上述其它產品了。
	5、熱連（lián）軋（zhá）
	用連鑄板坯或初軋板坯作原料，經步進（jìn）式（shì）加熱爐加熱，高壓水除鱗（lín）後（hòu）進入粗軋機，粗軋料經切頭、尾、再進入（rù）精軋機，實施計算機控製軋（zhá）製，終軋後即經過層流冷卻（計算機（jī）控製冷卻（què）速率）和卷取機卷取、成為（wéi）直發（fā）卷。直發卷的（de）頭、尾往往呈舌（shé）狀及魚尾狀，厚度（dù）、寬度精度較差（chà），邊部常存在浪形（xíng）、折邊、塔形等缺陷。其卷重較重、鋼卷內徑為（wéi）760mm。(一般製管（guǎn）行業喜歡使用。) 將直發卷經切頭、切（qiē）尾、切邊及多道次的（de）矯直、平整等精（jīng）整線處理（lǐ）後，再切板或重卷，即成為：熱軋（zhá）鋼板、平整熱軋（zhá）鋼卷、縱切帶等產品（pǐn）。熱軋精整卷若經酸（suān）洗去除氧化（huà）皮並塗油後即成（chéng）熱軋酸洗板卷。該產品（pǐn）有局（jú）部替代冷軋板的趨向，價格適中，深受廣（guǎng）大用戶喜愛。寶鋼新投資的一條熱軋酸（suān）洗線正在緊張（zhāng）建設（shè）中。
	6、冷連軋
	用熱軋鋼卷（juàn）為原料，經酸洗（xǐ）去除氧化皮後進行冷連軋，其成品為軋硬卷，由於連（lián）續冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上（shàng）升、韌塑指標下（xià）降，因此衝壓性能將惡化，隻能用於簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因為熱鍍鋅機組均設置（zhì）有退火線。軋硬卷重一般（bān）在6~13.5噸（dūn），鋼卷（juàn）內徑為610mm。一般冷連軋板、卷均應經過連續退火（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（zhǔn）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，且其產品厚度（dù）右軋薄至0.18mm左（zuǒ）右，因此深受廣大用戶青睞。以冷軋鋼卷為基板進行產品（pǐn）的深加工，成為高（gāo）附加值產品。如電鍍鋅、熱（rè）鍍（dù）鋅、耐指紋電鍍鋅、彩塗鋼板卷及減振複合鋼板、PVC 複膜鋼板等，使這些（xiē）產品具有美觀（guān）、高抗腐（fǔ）蝕等優（yōu）良品質，得到了廣泛應（yīng）用。冷軋鋼卷經退火後必須進行精整，包括切（qiē）頭、尾（wěi）、切邊、矯平、平整、重卷、或（huò）縱（zòng）剪切板等。冷軋產品廣泛應用於汽（qì）車製造（zào）、家電（diàn）產品、儀（yí）表開關、建築、辦公家具等行業（yè）。鋼（gāng）板捆包後的每包重（chóng）量為3~5噸。平整分卷重（chóng）一般為3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
	7、鋼（gāng）的力學性能（néng）
	7．1拉力（lì）試驗按標準製備的拉力（lì）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，直至試樣被拉斷（duàn）為止的試驗稱作拉力試驗。 7．1．1強度金屬材料（liào）在外力作用下，抵抗變形（xíng）和斷裂的能力叫強度。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（shǔ）施加拉力，金屬存在著力與（yǔ）變形成直線比例的階段，而這個階段的最大極限負荷Pp除以試樣的原橫截麵積即為比（bǐ）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，外力去掉後，能完全恢複（fù）原來的形狀，這種變形稱為彈性變形（xíng）。金（jīn）屬能保持彈（dàn）性變形的（de）最大應力稱為彈性（xìng）極限，用σe表示。 7．1．4抗拉強度試樣拉（lā）伸時，在（zài）拉斷前所（suǒ）承受的最大負荷除以（yǐ）原橫截（jié）麵積所得的（de）應力，稱（chēng）作抗拉強（qiáng）度，用σb表示。當材料所受的外應力大於其（qí）抗拉強度時，將會發生斷（duàn）裂。因此σb越高，則表示它（tā）能承（chéng）受愈大的外應力（lì）而不致於斷裂。國外標準的結（jié）構（gòu）鋼常按抗拉強度（dù）來分類，如SS400，其中400即表示σb的（de）最小值為400MPa超高（gāo）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（yǔ）抗拉強度之比值（σS/σb）。屈（qū）服比值（zhí）越高，則該材料的強度愈（yù）高，屈強比值愈（yù）低則（zé）塑性愈佳，衝壓（yā）成形性愈好。如深衝鋼板的屈（qū）強比值為≤0.65。彈簧鋼一般均（jun1）在彈性（xìng）極限範圍內服役，受載荷時不允許產生塑性變形，因此（cǐ）要求彈簧鋼經淬火、回火後具有盡可（kě）能高的彈性極限和屈強比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命與抗拉強度及表（biǎo）麵質量往往有（yǒu）很大關連。 7．1．6塑性金屬材料在（zài）受力破壞前（qián）可以經受永久變（biàn）形的性能稱為塑性。塑性指標通常伸長率和斷麵收縮率表示。伸長率與（yǔ）斷麵收縮（suō）率越高，則塑性越好。
	8、衝擊韌（rèn）性
	用一定尺寸和形狀的金（jīn）屬試樣，在規（guī）定類型的衝擊試驗上受衝（chōng）擊負荷（hé）折斷時，試樣刻槽處單位橫截麵上所消耗的衝擊功，稱（chēng）為衝擊韌性（xìng）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，標準上直接（jiē）采用衝（chōng）擊功（J焦耳值）AK，而不（bú）是采用αK值。因為單位麵（miàn）積（jī）上的衝擊功並無實際意義。衝擊功對（duì）於檢查金屬材料在不（bú）同溫度下的脆性轉化（huà）最為敏感，而實際服役條件下的災難性破斷事故（gù），往（wǎng）往與（yǔ）材料的衝（chōng）擊功（gōng）及服役溫度有關。因此在有關標（biāo）準中常常規定（dìng）某一溫度時的衝擊功（gōng）值為多少、還規定FATT（斷口麵積轉化溫度）要低於某一（yī）溫度的技術條件。所謂FATT，即一組在不（bú）同溫度下的衝擊試樣衝斷後，對衝擊斷口進行評定，當脆性斷裂占總麵積的50%時所對（duì）應的溫度。由於鋼板厚度的影響，對厚度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺寸衝擊試樣（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸衝擊試樣（5×10×55mm）。但是一定要注（zhù）意，同規格（gé）及同一溫度下（xià）的衝擊（jī）功值才可相互比較（jiào）。隻有在標準規定的條件下，才可按（àn）標準的換算方法，折算（suàn）成標準衝擊試樣（yàng）的衝擊功，再相互（hù）比較。
	9、硬度試驗
	金屬（shǔ）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（yā）頭）壓陷表麵的能力稱為硬度。根據試驗方法和適（shì）用範圍的不同，硬度可分為布氏硬（yìng）度、洛氏硬度、維氏（shì）硬度、肖氏硬度以及顯微（wēi）硬度、高（gāo）溫硬度等。冶金產（chǎn）品常用的是布（bù）氏硬度和洛氏硬度。
	10、寶鋼（gāng）企業標準（zhǔn）（Q/BQB）
	寶鋼企（qǐ）標中的鋼號大致可分為（wéi）三（sān）個來源即從日本JIS標準、德國DIN標準移植及自（zì）行開發研製的鋼（gāng）號。從日本JIS標準中移植來的鋼號，一般首位常為S（Steel）；從DIN標（biāo）準移植來的鋼（gāng）號，一般常以ST開頭（Stahl德文中的“鋼”）；寶鋼自行開發研製的鋼（gāng）號，一般首（shǒu）位常以寶鋼的拚音首位B開頭。
	11、結構用熱連軋、冷連軋鋼板及鋼帶
	結構鋼（gāng）一般按強度分類，在鋼號中的數字（zì）往往代表抗拉強度的最低值（zhí）。由於該類鋼常用於製作結構件，因此稱作（zuò）為結構鋼。結構（gòu）鋼的強化機製傾向於降（jiàng）碳增錳固溶強（qiáng）化（huà）鐵素體、細化珠光（guāng）體和添加微合（hé）金的析出強（qiáng）化、沉澱強化和細晶強化（huà），以確保在（zài）提高強度的同時仍保持較好的韌、塑指標並兼具（jù）良好的焊接性能。

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