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鋼材基礎知識（shí）

鋼材（cái）基礎知識碳素鋼的定義及鋼中五元素　　含碳2%以（yǐ）下的鐵碳合（hé）金稱為（wéi）鋼。 <BR>碳素鋼（gāng）中的五元素是指化學成份中（zhōng）的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳（tàn）、矽、錳、硫、磷（lín））。其次（cì）是在煉鋼過程中不可（kě）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（de）…

鋼材基礎知識

碳素鋼的定義及鋼中五元素
	含碳2%以下的鐵碳合金稱為（wéi）鋼。碳素鋼中的五元（yuán）素是指（zhǐ）化學（xué）成份中的主要組成物，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（hún）入氣體，含O、H、N（氧、氫、氮）。此外，用鋁—矽脫氧鎮靜工藝（yì）中，必（bì）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（chéng）的？
	煉鋼的主要任務是按所（suǒ）煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和合金元素含量到（dào）規定（dìng）範圍之（zhī）內，並使（shǐ）P、S、H、O、N等雜質的含量降至允（yǔn）許限量之（zhī）下。煉鋼過程實質上是一個氧化過（guò）程，爐料中過剩的碳被氧化（huà），燃燒成CO氣體逸出，其它Si、P、Mn 等氧（yǎng）化後進入爐（lú）渣中。S部份進入煉渣中，部份則生成SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要求後，即（jí）可出鋼。為了除去鋼中過剩的氧及調整化學成份，可以添加（jiā）脫氧劑和鐵合（hé）金或合金元素。
	3、轉爐煉鋼簡介（jiè）
	從魚雷車（chē）運來（lái）的鐵（tiě）水經過脫硫、擋渣等處理後即可倒入轉爐中作為主要爐料，另（lìng）加10% 以下的廢鋼。然後，向轉爐內吹氧燃燒，鐵（tiě）水（shuǐ）中的過量碳被（bèi）氧（yǎng）化並放出大（dà）量熱量，當探頭測得達到（dào）預定的低碳含量時，即停止吹氧並出鋼。一般（bān）在鋼包中需進行脫氧及調整成（chéng）份操作；然後在鋼液表麵拋上碳化（huà）稻殼防止鋼水被氧化，即可（kě）送往連鑄或模（mó）鑄工區。對要求高（gāo）的鋼種可增加底吹氬、RH真空（kōng）處理、噴（pēn）粉處理（噴SI—CA粉及變性石灰）可（kě）以有效降低鋼中的（de）氣體（tǐ）與夾雜，並有進一步降碳及降硫的作用。在這些爐（lú）外精煉措施後還可以最終微調成份，滿足優質（zhì）鋼材的需求。
	4、初軋
	模鑄鋼錠采（cǎi）取熱裝、熱送新工藝，進入均熱爐加（jiā）熱（rè），然後通過初軋機及鋼坯連軋機軋成板（bǎn）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（duì）初軋坯進行（háng）扒皮和探傷，檢驗合格後入庫。目前初軋廠的產品有初軋板坯、軋製方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒（chǐ）輪用圓管坯、鐵路車輛用（yòng）車軸坯及塑模用（yòng）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（yào）送往高速線材軋機（jī）作原料。由於連鑄板坯的（de）先進性，初軋板坯的需（xū）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（huò）初（chū）軋板坯作原料，經步（bù）進式加熱爐加熱（rè），高壓水除鱗後進入（rù）粗軋機，粗軋料經切頭、尾（wěi）、再（zài）進入精軋機，實施計算機（jī）控（kòng）製軋製，終軋後即經過層流冷卻（計算機控製冷卻速率）和卷取機卷取、成為直發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀，厚度、寬度精度較差，邊部常存在浪形（xíng）、折邊、塔形等（děng）缺陷。其卷重較重、鋼卷內徑為760mm。(一（yī）般製管行業（yè）喜歡使用。) 將直發卷經切頭、切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線處理後，再切板或重卷，即成為：熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶（dài）等產品。熱軋精整卷若經酸洗（xǐ）去除氧（yǎng）化（huà）皮（pí）並塗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（rè）軋酸洗線正在（zài）緊張建設中（zhōng）。
	6、冷連軋
	用熱軋鋼卷為原料（liào），經酸洗去除氧化（huà）皮後進行冷連軋，其（qí）成品為軋硬卷，由於連續冷變形引起的冷（lěng）作硬化使軋硬卷的強度、硬（yìng）度上升、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（liào），因為熱鍍鋅機組（zǔ）均設置有退火線。軋硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內徑為610mm。一般（bān）冷連（lián）軋板、卷均應經過連續（xù）退（tuì）火（CAPL機組）或罩式爐退火消除冷作硬（yìng）化（huà）及（jí）軋製應力，達到（dào）相應標準規定（dìng）的力學性能指（zhǐ）標。冷（lěng）軋鋼板的表麵（miàn）質量、外觀、尺寸精度均優於熱軋板，且（qiě）其產品厚（hòu）度右軋薄至0.18mm左右，因此深受廣大用（yòng）戶（hù）青睞。以冷（lěng）軋鋼卷為基板進行產品的深加（jiā）工，成為高附（fù）加值產品。如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐（nài）指紋電鍍鋅、彩塗鋼板卷及減振（zhèn）複合鋼板、PVC 複膜鋼板等，使這些產品具有（yǒu）美觀、高抗腐蝕等優良品質，得到了廣泛應用。冷（lěng）軋鋼卷經退火（huǒ）後必須進行精整，包括切頭、尾、切邊、矯平（píng）、平整、重卷、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（zhù）、辦公家具等行業。鋼板捆包後的每包重（chóng）量為3~5噸。平整分卷重一般為3~10噸/卷。鋼卷（juàn）內徑610mm。
	7、鋼的力學性能（néng）
	7．1拉（lā）力試驗按標準製備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾頭內，對試樣緩慢施加單軸向拉伸應力，直（zhí）至試樣被拉斷為止的試驗稱作拉力試驗。 7．1．1強度金屬材料在外力作用下，抵抗變形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比例極限對金屬施加（jiā）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形，外力去掉後，能完全恢複原來的形狀，這（zhè）種變形稱為彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大（dà）應力稱為彈性極限（xiàn），用（yòng）σe表示。 7．1．4抗（kàng）拉強度試樣拉（lā）伸時，在拉斷前（qián）所承受的最大（dà）負荷除以原橫截麵積（jī）所得的應力，稱作抗拉強度，用σb表示。當材料所受的外應力大於其抗拉強度時（shí），將會發生斷裂。因此σb越高，則表示它（tā）能承受愈（yù）大的外應（yīng）力而不致於斷裂。國外標準的結構（gòu）鋼常按抗拉強度來分（fèn）類，如SS400，其中400即表示σb的最小值（zhí）為400MPa超（chāo）高強度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。 7．1．5屈強比屈強（qiáng）比即屈服強度與抗拉強度之比（bǐ）值（σS/σb）。屈服比值越高，則該材料的強度（dù）愈高，屈（qū）強比值愈低則塑性愈佳，衝壓成形性愈好。如深衝鋼板的屈強比值為≤0.65。彈（dàn）簧（huáng）鋼一（yī）般（bān）均在彈性極限範圍（wéi）內服役，受載荷時（shí）不允許產生塑性（xìng）變形，因此要求彈簧鋼經淬（cuì）火、回火後具有盡可能高的彈性極限（xiàn）和屈（qū）強比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命與抗拉強度及表麵質量往往有很大關（guān）連（lián）。 7．1．6塑（sù）性金屬材料在受力破壞前可以經受（shòu）永久變（biàn）形的性能稱為塑性。塑性（xìng）指標通常伸長率和斷（duàn）麵收縮率表（biǎo）示。伸長率與斷（duàn）麵收縮率越（yuè）高，則塑性越好。
	8、衝擊韌性
	用一定尺寸和形狀的金屬試樣（yàng），在規定類型的衝擊（jī）試驗上受衝擊負荷折斷時，試樣刻槽處單位橫（héng）截麵上所消耗的衝擊功，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，標準上（shàng）直接（jiē）采用衝擊功（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（wú）實際意（yì）義。衝擊功對於檢查金屬材料在不同（tóng）溫度下的脆性轉化最為敏感（gǎn），而實際服役條（tiáo）件下的災難性（xìng）破斷事故，往往與材料的衝擊功（gōng）及服（fú）役溫度有關。因此在有關標準中常常規定某一溫度時的衝（chōng）擊功（gōng）值為多少、還規定FATT（斷口麵積轉化溫度）要低於某一溫度的技術條件。所謂FATT，即一組在不同（tóng）溫度下（xià）的衝擊（jī）試樣衝斷（duàn）後，對衝擊斷口進行（háng）評定，當脆性斷（duàn）裂占總麵積的（de）50%時所對應的溫度。由於鋼板（bǎn）厚度的影響（xiǎng），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）。但是一定要注意（yì），同規格及同一溫（wēn）度下的衝擊功值才（cái）可相互比較（jiào）。隻有在標準規定（dìng）的條件下，才可按標準（zhǔn）的（de）換算方法，折算成標準衝擊試樣（yàng）的衝擊功，再相互比較。
	9、硬度試驗
	金屬材料（liào）抵抗壓頭（淬硬（yìng）的鋼球或（huò）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。根（gēn）據試驗（yàn）方法和適用範圍（wéi）的不同，硬度可分為布氏硬度、洛氏硬（yìng）度、維氏硬度、肖氏硬度以（yǐ）及顯微硬度、高溫硬度等。冶金產品常用的是布氏硬度和洛氏硬度（dù）。
	10、寶鋼企業標準（Q/BQB）
	寶（bǎo）鋼企標（biāo）中的鋼號大致可分為三個（gè）來（lái）源即從日本JIS標準、德國DIN標（biāo）準（zhǔn）移植及自行開發（fā）研（yán）製的鋼號。從日本JIS標準中移植（zhí）來的（de）鋼號，一般首位常為S（Steel）；從DIN標準移植來的鋼號，一般常以ST開頭（Stahl德文中的“鋼”）；寶鋼自行開（kāi）發研製的鋼號，一般首位常以寶鋼（gāng）的拚音首位（wèi）B開（kāi）頭。
	11、結構用熱（rè）連軋、冷連軋鋼板及鋼帶
	結構鋼一般按強度分（fèn）類，在鋼號中的數字往往代表抗拉強度（dù）的最低值。由於該類鋼常用於製作（zuò）結構件，因此稱（chēng）作為結構鋼。結構鋼的強化（huà）機製傾向於降碳增（zēng）錳固溶強化鐵素體（tǐ）、細化珠光體和添加微合金的析（xī）出（chū）強（qiáng）化、沉澱強化和細晶強（qiáng）化，以確保在提高強度的同時仍保持較（jiào）好的韌、塑指標並兼具良好的焊接性能。

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