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鋼材基礎知識碳素鋼的定義及（jí）鋼中五元素　　含碳2%以下（xià）的鐵碳合金稱（chēng）為鋼。 <BR>碳素（sù）鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物（wù），即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、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（rán）在鋼水中含（hán）有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時，還有細化（huà）晶粒的…

鋼材基礎知（zhī）識

碳素鋼的（de）定義（yì）及鋼中五元（yuán）素
	含碳2%以下的鐵碳合金稱為鋼。碳素鋼中的五元素是指化（huà）學成份中的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、矽、錳（měng）、硫、磷（lín））。其（qí）次（cì）是在煉鋼過程中不可避免地會混入氣體（tǐ），含O、H、N（氧（yǎng）、氫、氮）。此（cǐ）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（xì）化晶粒（lì）的作用
	2、鋼鐵是怎樣煉成的？
	煉鋼的主要任務（wù）是按所煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和合金元（yuán）素含量到規定（dìng）範圍之內，並使（shǐ）P、S、H、O、N等雜質的含量降至（zhì）允許限量之下。煉鋼過程實質上是一個氧化過程，爐（lú）料中過剩（shèng）的碳被氧化，燃燒成CO氣體逸（yì）出，其它Si、P、Mn 等氧化後進（jìn）入爐渣中。S部份（fèn）進（jìn）入煉渣中，部份則生成（chéng）SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要（yào）求後，即可出鋼。為了除去（qù）鋼中過剩的氧（yǎng）及調整（zhěng）化學成份，可以（yǐ）添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。
	3、轉爐煉鋼（gāng）簡（jiǎn）介
	從魚雷車運來的鐵水經過脫硫、擋渣等（děng）處理後即可倒入轉爐中作為主（zhǔ）要爐料，另加10% 以下的廢鋼（gāng）。然後，向轉爐內吹氧燃燒，鐵水中的過量碳被氧化並放出大量（liàng）熱量，當探頭測得達到預定的低碳含量時，即停止吹氧並出鋼。一般（bān）在鋼包（bāo）中需進行脫氧及調整成份操作；然（rán）後在鋼（gāng）液表麵拋上碳化稻殼防止鋼水被氧化，即可（kě）送（sòng）往連（lián）鑄或模鑄工區。對要（yào）求（qiú）高的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處理（噴SI—CA粉及（jí）變性石灰）可以有效降低（dī）鋼中的氣體與夾雜，並有進一步降（jiàng）碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施後還可以最終微調成份，滿（mǎn）足優質鋼材的需求。
	4、初軋
	模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝，進入均熱爐加熱，然後通過初軋機及（jí）鋼坯連軋機軋（zhá）成板坯、管坯、小方（fāng）坯等（děng）初（chū）軋產（chǎn）品，經過切（qiē）頭、切尾、表（biǎo）麵（miàn）清理，（火焰清理、打（dǎ）磨）高品質產品則還需對初軋坯進行扒皮和探傷，檢（jiǎn）驗（yàn）合格後入庫。目前初軋廠的產品有初軋板坯、軋製（zhì）方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用（yòng）車軸坯及（jí）塑（sù）模用鋼等。初（chū）軋板（bǎn）坯主要供應（yīng）熱軋廠作為原料；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（xìng），初軋板坯的需求量大為削減，因此轉（zhuǎn）向上述其它產品了。
	5、熱連軋
	用連鑄板坯或初軋板坯作原料，經（jīng）步進式加熱爐加熱，高壓水除鱗後進入粗軋機，粗軋料（liào）經切頭、尾、再進（jìn）入精（jīng）軋（zhá）機，實施（shī）計算機控製（zhì）軋製（zhì），終軋後即經過（guò）層流冷卻（計算機控製冷（lěng）卻速率）和卷取機卷取（qǔ）、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（jīng）度（dù）較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。其卷重較重、鋼卷內徑為760mm。(一般製管（guǎn）行業喜歡使用。) 將直發卷經切頭、切尾、切邊及多道（dào）次的（de）矯直、平整等精整線處理後，再切板或（huò）重卷，即成為：熱（rè）軋（zhá）鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等（děng）產品。熱軋精整卷若經酸洗去除氧（yǎng）化皮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（qū）向，價格適中，深受（shòu）廣大用戶喜愛。寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在緊張建設中。
	6、冷連軋
	用熱軋鋼卷為原料，經酸洗去（qù）除氧化皮後（hòu）進行冷連軋，其成品為軋硬卷，由於連續冷變形（xíng）引起的冷作硬化使軋硬卷的強度（dù）、硬度上升、韌塑指標下降，因此衝（chōng）壓性能將惡化，隻能用於簡單變形的零件（jiàn）。軋（zhá）硬卷可作為（wéi）熱鍍鋅廠的原料（liào），因為（wéi）熱鍍鋅機（jī）組均設置有退火線。軋硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內徑為（wéi）610mm。一般冷連（lián）軋板、卷均應經過連續退火（CAPL機組）或罩式爐退火消（xiāo）除冷作硬化及軋製應力，達到（dào）相應標準規定的（de）力（lì）學性能指標。冷軋鋼板的表麵質量、外觀、尺寸（cùn）精度均優於熱軋板，且其產品厚度右軋薄至0.18mm左右，因此深受廣大用戶青睞。以冷軋鋼卷為基（jī）板進（jìn）行產（chǎn）品的深加工，成為高附加值產品。如電鍍鋅、熱（rè）鍍鋅、耐（nài）指紋電鍍鋅、彩塗鋼板卷及減振複（fù）合（hé）鋼板、PVC 複膜鋼板等，使這些產品（pǐn）具有（yǒu）美觀、高抗腐蝕等優良品質，得到了廣泛應（yīng）用。冷軋鋼卷經退火後必須進行精（jīng）整，包括（kuò）切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切（qiē）板等。冷軋產品廣泛應用於汽車製（zhì）造、家電（diàn）產品、儀表開關、建築、辦公家具等行業。鋼板捆包後的每包重量為3~5噸。平整分卷重一般（bān）為3~10噸/卷。鋼卷內（nèi）徑610mm。
	7、鋼（gāng）的力（lì）學（xué）性能
	7．1拉力試驗按標準製（zhì）備的（de）拉（lā）力試樣，安裝在拉力試驗機的（de）夾頭內，對（duì）試樣緩慢施加單軸向（xiàng）拉伸應力，直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（lì）作用下，抵抗變形和斷裂的能力叫強度。強度（dù）指（zhǐ）標包括：比例極限、彈性極限、屈服（fú）強度、抗（kàng）拉強度等。 7．1．2比例極限對金屬施加拉（lā）力（lì），金屬存在（zài）著力與變形成直線比例的階段，而（ér）這個階段的最（zuì）大（dà）極限負荷Pp除以試樣的原（yuán）橫截麵積即為比例（lì）極限，用 σ P表示。 7．1．3彈性極限金屬受外力作（zuò）用發生了變形，外力去掉後，能完全恢複原（yuán）來（lái）的（de）形狀，這種變形稱為彈（dàn）性變形。金屬能保持彈性變形的最大應力稱為彈性極限，用σe表示。 7．1．4抗拉強度試樣拉伸（shēn）時，在拉斷前所承受的最大負（fù）荷除（chú）以原橫（héng）截麵積所（suǒ）得的應力，稱作抗拉強度，用σb表示。當材料所受的外（wài）應力大於其（qí）抗拉強度時，將會（huì）發生斷裂。因（yīn）此σb越（yuè）高，則表示它能承受愈大的外應力而不致（zhì）於斷裂。國外標準的（de）結構鋼常按抗拉強度來分類，如SS400，其中400即表示σb的最小值為400MPa超高強度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。 7．1．5屈強（qiáng）比屈強比即屈服（fú）強度與抗拉強度之比值（σS/σb）。屈（qū）服比值越高，則該材（cái）料的強度（dù）愈高（gāo），屈強比值愈低則塑（sù）性愈佳，衝壓成形性愈好。如深衝鋼板的屈強比值為≤0.65。彈簧鋼一般均在（zài）彈性（xìng）極限範圍內服役，受載荷時不允許產生塑性變（biàn）形（xíng），因此要求彈簧鋼經淬火、回火後具有盡（jìn）可能高的彈性極限和屈強比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命與（yǔ）抗拉強度及表麵質量往往有很大關連。 7．1．6塑性金屬材料在受（shòu）力破壞前可以經受永久變形的性能（néng）稱為塑性。塑性指標通常伸長率和斷麵收縮率表示。伸長率與斷麵收縮率越（yuè）高，則塑（sù）性越好。
	8、衝擊（jī）韌性
	用一定尺寸和形狀（zhuàng）的金屬試（shì）樣，在規定類型的衝擊試驗上受衝擊負荷折斷時，試樣刻槽處單位橫（héng）截麵上所（suǒ）消耗的衝擊功，稱為衝擊韌性（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，標準上直接采用衝擊功（J焦耳值）AK，而不是采用（yòng）αK值。因為單位麵積上的衝擊功並無實際意義。衝擊功對於檢查金屬材料在不同溫（wēn）度下的脆性轉（zhuǎn）化最為敏感，而實際服役條件下的災難（nán）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）常常規定某一溫度時的衝擊功值為多少、還規（guī）定FATT（斷口麵積（jī）轉化溫度）要低於某（mǒu）一溫（wēn）度的技術條件。所謂FATT，即（jí）一組在不（bú）同溫度下的衝擊試樣衝斷後，對衝擊（jī）斷口進行評定，當脆性斷裂占總麵積的50%時所對（duì）應的溫（wēn）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，同規格及同一溫度下的衝擊（jī）功值才（cái）可（kě）相互比較。隻有在標準規定的條件下，才可按標準的換算方法，折算成（chéng）標準衝（chōng）擊試樣的衝（chōng）擊功，再相互比較。
	9、硬度試驗
	金屬材料抵抗壓頭（淬硬的鋼球或具有1200圓錐或角（jiǎo）錐的金（jīn）剛石壓頭）壓陷表麵的能力稱為硬（yìng）度。根據試驗（yàn）方法和適用範圍的不同，硬度可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度以及顯（xiǎn）微硬度、高溫硬度等。冶金（jīn）產品常用的是（shì）布氏硬度（dù）和洛氏（shì）硬度。
	10、寶鋼企業標準（Q/BQB）
	寶鋼企標中的鋼（gāng）號大致可分為三個來源即從日本JIS標準、德國DIN標準移植及自行開發研製（zhì）的鋼號。從日本JIS標準中移植來（lái）的（de）鋼號，一般（bān）首位常為S（Steel）；從DIN標準移（yí）植來的鋼號，一般常以ST開頭（Stahl德文中的“鋼（gāng）”）；寶鋼自行開發研製的鋼號，一般首位常以寶鋼的拚音首位B開頭。
	11、結構用熱（rè）連軋、冷連軋鋼板及鋼帶
	結構（gòu）鋼一般按強度分類，在鋼號中的數字往往代表抗拉強度的最低值。由於該類鋼常用（yòng）於（yú）製作結構件，因此稱作為結構鋼。結（jié）構鋼（gāng）的（de）強化機製傾向於降碳增錳固溶強化鐵素體、細化珠光體（tǐ）和（hé）添加微合金的析出強化、沉澱強化和細晶強化，以確保在提高強度的同時仍保持較好的韌、塑指標並兼具良好的焊接性（xìng）能。

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