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鋼材（cái）基（jī）礎知識

鋼材基礎知識碳（tàn）素鋼的定義及鋼中五元素　　含碳2%以下的鐵（tiě）碳合金稱為鋼。 <BR>碳素鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物，即（jí） C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷（lín））。其次是在煉鋼過（guò）程中不可避免地（dì）會混入（rù）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（yǒu）細化晶粒的（de）…

鋼材基（jī）礎知識

碳素鋼的定義及鋼中五元素
	含碳2%以下的（de）鐵碳合金稱為鋼。碳素鋼中的五元素是（shì）指化學成份中的主要（yào）組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷）。其次是（shì）在煉鋼過程中不可避（bì）免地會混（hún）入氣體，含O、H、N（氧（yǎng）、氫、氮）。此外，用鋁—矽脫氧鎮靜工藝中，必然在鋼水中含有（yǒu） Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有細化晶粒的作用
	2、鋼鐵是（shì）怎樣煉成的？
	煉鋼的主要任務（wù）是按（àn）所（suǒ）煉鋼種的（de）質量要求，調整鋼中碳和（hé）合金元素含量到規定範圍之內，並使P、S、H、O、N等雜質的含量（liàng）降至允許（xǔ）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化，燃燒成CO氣體逸（yì）出，其它Si、P、Mn 等氧化後進入爐渣中。S部份（fèn）進入煉渣中，部份則生成SO2排出。當鋼水成份和（hé）溫度達到工藝要求後，即可出（chū）鋼。為了除去鋼中過剩的氧（yǎng）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
	從魚雷車運來的鐵水經（jīng）過脫硫、擋渣（zhā）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（xiàng）轉爐內吹氧燃燒，鐵水中的過量碳被氧化並放出大量熱量，當探頭測得達到預定的低碳含量時，即停止吹氧並（bìng）出鋼。一般在鋼包中需進行脫氧及調整成份操作；然（rán）後在鋼液表麵拋（pāo）上（shàng）碳化稻殼防止鋼水被氧化，即可送（sòng）往連鑄或模鑄工區。對要求高（gāo）的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處（chù）理（噴SI—CA粉及變（biàn）性石灰）可以有效降低鋼中的氣體與（yǔ）夾雜，並有進一步降碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施後還可以最終微調（diào）成份，滿足優質鋼材的需求。
	4、初軋
	模鑄（zhù）鋼錠采取（qǔ）熱（rè）裝、熱送新工藝，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）高品質產品則還需對初軋坯進行扒皮和探傷，檢驗合格後入庫。目前初軋廠（chǎng）的（de）產品有初軋板坯、軋製方坯、氧氣瓶用鋼（gāng）坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。初軋板坯主要供應熱軋廠作為原（yuán）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，因此轉向上述其（qí）它產品了。
	5、熱連軋
	用連鑄板坯或初軋（zhá）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，粗軋料經切（qiē）頭、尾、再進入（rù）精軋機，實施計算機控製軋製（zhì），終軋後即經過層流冷卻（què）（計算機控製（zhì）冷卻速率）和卷取機卷取、成（chéng）為直（zhí）發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀及魚（yú）尾狀，厚度、寬度精度（dù）較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷（xiàn）。其卷（juàn）重較重（chóng）、鋼卷內徑為760mm。(一般製管行業喜歡使用。) 將直（zhí）發卷經切頭（tóu）、切尾、切邊及多道次的（de）矯直、平整等精整線處理後，再切板或重（chóng）卷，即成為：熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切（qiē）帶等（děng）產品（pǐn）。熱軋精整卷（juàn）若經酸洗去除氧化（huà）皮並塗（tú）油後即成熱軋酸洗板卷。該產品有局部替代冷軋板的趨向，價格適中，深受廣大用戶喜愛。寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在（zài）緊張建設中。
	6、冷連軋
	用（yòng）熱軋鋼卷為原料，經酸洗去除氧（yǎng）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（zhá）硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降，因此（cǐ）衝壓性能將惡化，隻（zhī）能用於簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因（yīn）為熱鍍鋅機組均設置有（yǒu）退火線。軋硬卷重一般在（zài）6~13.5噸，鋼卷內徑為610mm。一般冷連軋板、卷均應經（jīng）過連續退火（CAPL機組）或罩式爐退火消除冷作硬化及軋製應（yīng）力，達到相應標準規定的力學性能（néng）指標。冷軋鋼板的表麵質（zhì）量、外觀、尺寸精度均優（yōu）於熱軋板，且其產品厚度右（yòu）軋薄至0.18mm左右，因此深受廣大用戶青睞。以冷軋鋼卷為基（jī）板進行產品的深加工，成（chéng）為（wéi）高附加值產品。如電鍍鋅、熱鍍（dù）鋅、耐指紋電鍍（dù）鋅、彩塗鋼板卷及（jí）減振複合鋼板（bǎn）、PVC 複膜鋼（gāng）板等，使這些產品具有美觀、高抗腐蝕（shí）等優良品質，得到了廣泛應（yīng）用。冷軋鋼（gāng）卷經退（tuì）火後必（bì）須進行精整，包括切頭、尾（wěi）、切邊、矯平、平整、重卷、或縱（zòng）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、辦公家具等行（háng）業。鋼板捆包後的每包重量為3~5噸。平整分卷重一般為3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
	7、鋼的力學性能
	7．1拉力試驗按標準製備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾（jiá）頭（tóu）內（nèi），對試樣緩慢施加單軸向拉伸（shēn）應力，直至試樣被拉斷為（wéi）止的試（shì）驗稱作拉力試驗。 7．1．1強度金屬材（cái）料（liào）在外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力叫強度。強度指（zhǐ）標（biāo）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（lì）與變形（xíng）成直線比例的階（jiē）段，而這個階段的最大極限負（fù）荷Pp除以試（shì）樣的原橫（héng）截麵積即為比例極限，用 σ P表示。 7．1．3彈性（xìng）極限金（jīn）屬受外力作用發生了變形，外力去掉後，能完全恢複原來的形狀，這種變形稱為彈性變形。金（jīn）屬能保（bǎo）持彈性變形的最大應力（lì）稱為彈性極限，用σe表示。 7．1．4抗拉強度試樣（yàng）拉（lā）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，稱作抗拉（lā）強度，用σb表示。當材料所受的外應力大於（yú）其（qí）抗拉強度時，將會發生斷裂。因此σb越高，則表（biǎo）示它能承受愈大的外應力（lì）而不致於斷裂。國外（wài）標準的（de）結構鋼常按（àn）抗拉強度來分（fèn）類，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（de）鋼（gāng）。 7．1．5屈強比屈強比即屈（qū）服強度與抗拉強度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，則該材料的強度愈高，屈（qū）強比值愈低則塑性愈（yù）佳，衝壓成形性愈好（hǎo）。如深衝鋼板（bǎn）的屈強比值為≤0.65。彈簧鋼一（yī）般均在彈性極限範圍內服役，受（shòu）載（zǎi）荷時不允許產生塑性變形，因此要求彈簧鋼經淬火、回火後具有（yǒu）盡可能高的（de）彈性極限和屈強比值（σS/σb≥0.90）此（cǐ）外疲勞壽命與（yǔ）抗拉強度及表麵質（zhì）量往往有（yǒu）很大關連。 7．1．6塑性金屬材料在受力破壞（huài）前可（kě）以經受永久變形的性能（néng）稱為塑性。塑（sù）性指標通常（cháng）伸（shēn）長率和斷麵收縮率（lǜ）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（yī）定尺寸和形狀的金屬（shǔ）試樣，在規定（dìng）類（lèi）型的衝擊試驗上受衝（chōng）擊負荷折斷時，試（shì）樣刻槽處（chù）單位橫截麵上（shàng）所消耗的衝擊（jī）功，稱為衝擊（jī）韌性以αk表示。目前（qián）常用的10×10×55mm，帶2 mm深的V形缺口夏氏衝擊試（shì）樣，標準上直接采（cǎi）用衝（chōng）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（jiǎn）查金屬材料在不同（tóng）溫度下的脆性（xìng）轉化最為敏感，而實際服役條件下的災難性破斷事故，往往與材料的衝擊功及服役溫度有關。因此在有關標準中（zhōng）常常規定某一（yī）溫（wēn）度時的（de）衝擊功值為多少、還（hái）規定FATT（斷口麵積轉（zhuǎn）化溫度）要低於（yú）某一溫（wēn）度的技術條件。所謂FATT，即一組在不同（tóng）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（liè）占總麵積的50%時所對應的溫度（dù）。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（cùn）衝擊試樣（5×10×55mm）。但是（shì）一（yī）定（dìng）要注（zhù）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，才（cái）可（kě）按標準的換（huàn）算方法，折算成標準衝擊試樣的衝擊功，再相互（hù）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（huò）角錐的金剛石（shí）壓頭）壓陷表麵的能力稱為（wéi）硬度。根（gēn）據試驗方法和（hé）適用範圍（wéi）的不同，硬度可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬（yìng）度以及顯微硬度、高溫硬度等。冶金產品常用（yòng）的是布氏硬度和洛氏硬度。
	10、寶鋼企（qǐ）業標準（Q/BQB）
	寶鋼企標中（zhōng）的鋼號大致可（kě）分（fèn）為三個來源即從日本JIS標準、德國DIN標（biāo）準移植及自行開發研製的（de）鋼（gāng）號。從日本JIS標準中移植來（lái）的鋼號，一般首位（wèi）常為（wéi）S（Steel）；從DIN標準移植來的鋼號，一（yī）般常以ST開頭（Stahl德文中的“鋼”）；寶鋼自行開發研製（zhì）的鋼號（hào），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（gāng）板及鋼帶
	結（jié）構鋼一般按強度分類，在鋼號中的數字往（wǎng）往代表抗拉強度（dù）的最低值（zhí）。由於該類鋼常用於製作（zuò）結構件，因此稱作為（wéi）結構鋼（gāng）。結構（gòu）鋼的（de）強化機製傾向於降碳增錳固溶強（qiáng）化鐵素體、細化珠光體和添加微合（hé）金的（de）析出強化、沉澱強化和（hé）細晶強化，以確保在提高強度（dù）的同（tóng）時仍（réng）保持（chí）較好的韌、塑指（zhǐ）標並兼具（jù）良好的焊接性能。

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