钢铁材料的定义
钢铁材料 - 分类
钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:
1、按品质分类
(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 优质钢(P、S均≤0.035%)
(3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化学成份分类
(1) 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≥0.60%)。
(2) 合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%);c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、按成形方法分类
(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。
4、按金相组织分类
(1)退火状态的:a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。
(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。
(3) 无相变或部分发生相变的
5、按用途分类
(1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
(2) 结构钢
a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
b.弹簧钢
c.轴承钢
(3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
(4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。
(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
6、综合分类
(1)普通钢
a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金结构钢
c.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢(包括高级优质钢)
a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。
b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。
7、按冶炼方法分类
(1) 按炉种分
a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c. 电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。
(2)按脱氧程度和浇注制度分
a.沸腾钢(F);b.半镇静钢(b);c.镇静钢(Z);d.特殊镇静钢(TZ)。
钢材的生产流程
方法/步骤
钢铁:是以Fe和C为主要组成元素,同时还含有Si、Mn、P、S等杂质元素的合金。包含生铁与钢。 生铁:碳质量分数较高(wc>2.11%),杂质元素的含量也较高的铁碳合金,生铁硬度高、性脆,很少直接使用。 钢:碳的质量分数较低(wc<2.11%),杂质元素的含量也较低的铁碳合金,钢一般具有较好的强韧性,是常用的金属材料。 钢材:钢锭或钢坯经压力加工成各种形状规格的钢材。
一、炼铁
炼铁实质:是将铁从矿石中还原的过程
炼铁方法:高炉炼铁
炼铁原料:铁矿石、焦炭、溶剂等
原料
铁矿石:是主要的炼铁原料,有磁铁矿“Fe3O4”、赤铁矿“Fe2O3”、褐铁矿“2Fe2O3.3H2O”、菱铁矿“FeCO3”。铁矿石中除铁的化合物外,还含有硅、锰、磷、硫等的化合物,这些统称为脉石
焦炭:燃烧热为炼铁提供热源;不完全燃烧产生的CO气体作为还原剂,将铁从矿石中还原出来
熔剂:石灰石(CaCO3)、荧石(CaF2)。其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣,使之与铁液分离,以便获得较纯净的生铁液
高炉
主要产品是生铁,副产品有炉渣和炉气(冶炼过程和原理见图)
生铁
炼钢生铁:硅的质量分数较低(wSi<1.25%),断口呈银白色,主要用于炼钢
铸造生铁:硅的质量分数较高(wSi>1.25%~3.2%),断口呈灰黑色,用作铸造的原料
二、炼钢
炼钢实质:是通过氧化降低生铁中的碳与杂质元素的含量,使之达到标准规定的成分和性能;
炼钢原料:炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂(石灰石等)、脱氧剂(硅铁、锰铁、铝等)、合金料等;
炼钢过程:主要包括氧化、造渣、脱氧等;
炼钢方法:目前炼钢方法主要有氧气顶吹转炉炼钢和电炉炼钢等;
氧气顶吹转炉炼钢:主要以生铁液为原料,加适量的废钢,其特点是生产率高、节省能源、成本低,适合于大型钢铁联合企业,主要生产各类普通用途的非合金钢(碳钢)
电炉炼钢:电炉炼钢有电弧炉炼钢、感应炉炼钢等方法,常用的是电弧炉炼钢。它以转炉钢和废钢作原料、以铁矿石和纯氧作氧化剂,以电极与金属炉料间的电弧热提供冶炼热源。电弧炉冶炼温度高(可达2000℃),能冶炼含有高熔点合金元素的合金钢;由于采用的炉料较纯净,冶炼过程容易调节,化学成分易控制,能够冶炼高级优质钢和合金钢,但电弧炉炼钢耗电量大,成本高。
钢的浇注:钢液凝固成钢锭或钢坯的过程。根据钢脱氧程度不同,可分为镇静钢和沸腾钢。
镇静钢:指脱氧充分的钢。镇静钢组织致密,性能较好,加工时需切除钢锭头部,使成材率下降
沸腾钢:指脱氧不充分的钢。沸腾钢钢锭内多气孔,组织疏松,性能比镇静钢差。但成材率高,轧制的板材表面质量好
半镇静钢:脱氧程度介于镇静钢与沸腾钢之间的钢
一.金属材料分类:
1. 钢铁:
1.1纯铁(Pure iron):含碳量0.02% 以下
1.2钢 ( Steel ):含碳量0.02~2.0%(一般在1.5%以下)
1.3生(铸)铁(iron ):含碳量2.0% 以上 (一般在2.5~4.0%)
2.非铁:
铜、铝、镁、锡、铅、锌、银、金 -----等
二.主要钢材种类:
1.热轧钢板:
1.1一般软钢 (SPHC、SPHD、SPHE)
1.2汽车结构用钢 (SAPH310、SAPH370、SAPH400、SAPH440)
1.3一般结构用钢 (SS400)
2.冷轧钢板:
2.1一般软钢 (SPCC、SPCD、SPCEN)
2.2汽车用高强度钢 (CF370R、CF390R)
3.镀面钢板:
3.1电气镀锌钢板 (SECC、SECD、SECEN)
3.2热浸镀锌钢板 (SGCC、SGCD、SGHC)
3.3锌铁合金钢板 (PZA、JAC270)
3.4锌镍合金钢板 (ZLC、ZLD、ZLEN)
3.5镀铝钢板 (CQT1、DQT1、SA1C、SA1E)
3.6镀铅锡钢板 (TC、TD、TEN)
3.7珐琅脱碳钢板 (SPP)
3.8彩色钢板 (CGCC)
三.热轧软钢:
1.
2. 热轧产品表面品级分类:
表面质量区分
(QUALITY)
适用说明
用途范例
一般外露品级
(GE) 表面质量最佳,可用于电镀、静电涂装等表面质量要求较严的用途。 电梯面板、吊扇零件
手工具、自行车零件
一般用途品级
(GP) 未经抛光处理时,不适于电镀用途,仅适于一般涂装,表面质量要求不严格用途。 压缩机外壳、传动轴
汽车零件、油桶
非外露品级
(UE) 适于喷砂后涂装,或不要求表面质量之用途。
角钢、货柜、链条、
挡土墙
3. 热轧产品分类:
3.1一般软钢:(SPHC、SPHD、SPHE)
(1)SPHC:适用于一般成型、弯曲、浅冲、熔接之零组件,表面无特别要求者,例支撑架、角钢、梁架、喇叭华司等。
(2)SPHD:适用于冲压加工成型性较高,而SPHC无法胜任之零组件,例轮胎钢圈、车门内板零组件、座位滑板、瓦斯钢瓶等。
(3)SPHE:铝脱氧全净钢,具有更佳的成型加工性及非时效性,适用于深冲成型之零组件,例内叶子板、汽车缓冲器、压缩机外壳。
3.2汽车构造用:(SAPH370、SAPH400、SAPH440)
适用于要求强度及适当成型性之汽车零组件,对于钢材内部质量及尺寸精度要求较高,例悬吊系统、底盘车梁、汽车轮圈等。
3.3一般结构用:(SS330、SS400、SS490)
适用于简单弯曲加工后,以焊接或铆接方式组合,有机械性质要求之结构组件,例建筑物、桥梁、船体结构、鹰架等。
3.4熔接结构用:(SM400、SM490)
要求强度,并改进熔接性、加工性及冲击性,例建筑物、桥梁、船体结构、货柜部材等。
4.热轧钢材机械性质:种类符号 抗拉强度
N/mm2
(Kg/mm2) 伸 长 率 %
1.6t 2.0t 3.2t
SPHC 270↑
(28) 29 ↑ 29 ↑ 31 ↑
SPHD 32 ↑ 33 ↑ 37 ↑
SPHE 33 ↑ 35 ↑ 39 ↑
5.热轧高张力机械性质:
种类符号
降伏强度
N/mm2
(Kg/mm2)
抗拉强度
N/mm2
(Kg/mm2)
伸长率%
5.0t↓
SS400
245↑
(25)
400↑
(41)
21↑
SM400
245
(25)
400↑
(41)
23↑
SAPH400
255
(26)
400↑
(41)
35
四.冷轧钢材:
1.
2.冷轧产品分类:
2.1一般软钢:(SPCC、SPCD、SPCE)
(1)SPCC:
CQ1:适用于简单弯曲加工,例冰箱外板、工具箱、配电盘等。
CQS:适用于浅冲成形,例计算机外壳、体重机底板等。
CQ2:适用于一般成形加工,例灯罩、吊扇外壳等。
(2)SPCD:适用于浅抽或严格成形,例马达外壳、汽车门板、车顶盖等。
(3)SPCE:适用于超深抽或较特殊之成形加工,例油壶、车灯壳、汽车内板等。
2.2高强度成形性汽车用钢:(SPFC370、SPFC440):
适用于要求强度及适当成型性之汽车零组件,对于钢材内部质量及尺寸精度要求较高,例汽车高张力钢管、内装结构件等。
2.3高强度成形性结构用钢:(CSC 370R、CSC 400R)
适用于弯曲加工及简单成形与焊接,且对强度有要求之组件,例自行车前叉管、抽屉滑轨等。
3.冷轧产品表面品级分类:
3.1外露级(GE):表面质量要求严苛,不允许轻微表面瑕疵,通常电镀及表面外观要求严苛之组件。
3.2一般级(GP):表面质量要求较GE略松,允许轻微的表面瑕疵。
3.3非外露级(UE):对表面瑕疵较不敏感,一般不大严重的仍被允许,通常用于表面质量要求不严的上漆用品。
4.冷轧机械性质:
种类符号 抗拉强度
Kg /mm2
(N/mm2) 伸 长 率 %
0.4~0.6 0.6~1.0 1.0~1.6 1.6~2.5 2.5↑
SPCC 28↑
(270) 34 ↑ 36 ↑ 37 ↑ 38 ↑ 39 ↑
SPCD 36 ↑ 38 ↑ 39 ↑ 40 ↑ 41 ↑
SPCEN 38 ↑ 40 ↑ 41 ↑ 42 ↑ 43 ↑
五. 电解镀锌(EG)钢材:
1.
2.镀层量符号对照(一):JIS G3313电气镀锌─1971版
标准镀锌
重量符号 10 20 30 40 50
最小镀锌重量(g/m2) 等量镀锌 8.5 17 25.5 34 42.5
差量镀锌 8 16 24 32 40
参考膜厚
(μm) 1.4 2.8 4.2 5.6 7.0
3.镀层量符号对照(二):JIS G3313电气镀锌─1990修订
标准镀锌
重量符号 E8 E16 E24 E32 E40
最小镀锌重量(g/m2) 等量镀锌 8.5 17 25.5 34 42.5
差量镀锌 8 16 24 32 40
标准镀锌重量
(g/m2) 10 20 30 40 50
4.化成处理种类:
5.中钢电镀锌代号:
6.日钢镀锌钢板代号:
7.无铬酸盐镀锌钢板:
六.热浸镀锌(GI):
1.
2.中钢热浸锌代号:
3.表面精整种类与用途:
项 目 内 容 用 途
一般锌花 (R) 锌层以正常方式固化,因镀槽含有铅元素而产生锌花,一般以大花称之。
适用于建材、风管、屋顶浪板排水管、防撞护栏、铁卷门。
微细锌花 (Z) 在锌层未凝固前,即在锌层表面吹射微细锌粉,使锌结晶细小化,一般以小花或微细锌花称之。
冷气外壳、冷冻柜、贩卖机、信息制品、烤漆用途、汽车车体。
超平滑表面(S) 在锌层冷却后,再经平滑辊轮轻微轧延,以得到均匀平滑之表面,一般以无花称之。
用途与微细锌花大致相同。
4.冲压常见问题:
4.1粉化:深冲过程中,镀层会粉化并脱落,特别容易发生于深冲件转角处。
4.2剥离:冲压过程中,承受很高的模具压力,造成镀层整片剥离。
4.3不稳定性:部份镀层脱落后会黏附于模具上,对后续加工会造成刮伤及凹痕。
七.锌铁合金(GA)钢板:
1.
2.热浸非合金镀层代号:
锌量符号 Z06 Z08 Z10 Z12 Z18 Z20
平均镀锌量 60 80 100 120 180 200
锌量符号 Z22 Z25 Z27 Z35 Z45 Z60
平均镀锌量 220 250 270 350 450 600
3.热浸合金化镀层代号:
锌量符号 F04 F06 F08 F10 F12 F18
平均镀锌量 40 60 80 100 120 180
4.锌铁合金用途:
4.1建材:卷门、轻型钢、防火门。
4.2运输:汽车内、外车身板件、排气管。
4.3家电:冰箱、洗衣机外壳、干衣机外壳。
4.4一般:标识牌、展示柜,冷冻商品陈列橱。
八.烘烤硬化型钢板:
经由烘烤硬化来提高材料的抗拉强度,或用以降低材料厚度,达到轻量的目的。
(例1) JAC270H之抗拉强度为270N/mm2↑,经烘烤硬化后可达300N/mm2↑。
(例2) 0.8mm * 25mm * 270N = 5400N
5400 = X * 25mm * 300N
X = 0.72mm
(0.72mm – 0.8mm)/0.8mm * 100 = -10%
九.耐震钢板:
耐震钢板并非中钢首创,事实上,地处地震带的日本早在多年前,便开发出耐震钢板并已商业化生产,过去在中钢还未开发出同质产品之前,台湾耐震钢板需求,大多由日本供应,不过,自从中钢研制出,内部编号LY100的耐震钢板之后,情况获得改善。
经试用结果,中钢产品不论在质量及价格上,都较日货更具竞争力,特别是每吨新台币2万元供货价,仅及日货的1/5,此外,基于本土优势,中钢供货还能兼顾时效性。
所谓的耐震钢板,系指在炼、轧钢过程中,经过特别制程处理,与普通钢板比较,耐震钢板具低降伏强度、高伸长率,以及优异的塑性变形能力。
一般多应用在钢皮剪力墙、斜撑构件等结构补强原件上,一旦遇到地震,便可吸收大部份的地震能量,以保护主结构的安全。
此外,根据了解,中钢目前正准备与台湾科技大学合作,将耐震钢板制成准原件,藉由标准化大量生产,进一步压低成本,一方面造福更多建筑业者,另方面使台湾建筑质量,更符合安全需求。
十.表面处理钢板演进:
1953年 热浸镀锌钢板
1954年 彩色镀锌钢板(涂覆)
1957年 PVC涂覆钢板
1961年 电气/热浸镀锌钢板(COIL)
1962年 合金化热浸镀锌钢板
1963年 热浸镀铝钢板
1964年 彩色镀锌钢板(COIL)
1978年 耐指纹处理钢板、高耐蚀后处理钢板
1980年 家电用PCM钢板
1982年 镀铝锌系合金钢板
1983年 二层型镀面钢板
1984年 有机复合锌镍钢板
1987年 润滑钢板
1988年 二层型合金热浸镀锌钢板
镀锌板一般分为2种表面处理
SECC-电解镀锌板(俗称EG)
SGCC-热浸镀锌板(俗称G I)
价格差异乃取决于表面处理前之母材价格
如以SPCC表面处理成SECC. SGCC(CGI) 市场供料以盛余.烨辉.中钢为主厚度(0.4~1.6)主要以供应家电.信息产业
如以SPHC表面处理成SEHC. SGHC(HGI) 市场供料以烨辉.烨隆为主厚度 (1.6~6.0)主要以供应家电.建筑产业(表面质量差)
市场价格
SPCC-23.5~24.5
SPHC-22.5~23.5
镀锌加工费约为 3/KG
含碳量小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁;含碳量在0.0218%---2.11%之间的铁碳合金称为碳素钢;含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。
给碳素钢里加入其它元素后得到的钢叫合金钢;给铸铁里加入其它元素后得到的叫合金铸铁。
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旗饼胞磷: 钢是特制,钢铁是泛指. 钢有明确的定义.含碳量介于一定范围的铁碳合金.凡是符合这种定义的都是钢. 钢铁的范围太大了,没有明确的定义.可以凭主观的想象.比如在一种材料中铁为主要成分或者是铁起了主要作用,都可以把它叫做钢铁(材料).
厦门市18559456926: 建筑钢材的定义是什么? ?
旗饼胞磷: 建筑钢材是指用于建筑工程中的各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等. 钢材是在严格的技术控制条件下生产的,与非金属材料相比: 考试大论坛 优点:品质均匀致密、强度高、塑性和韧性好、能经受冲击和振动荷载等优点;钢材还具有优良的加工性能,可以锻压、焊接、铆接和切割,便于装配. 缺点:以锈蚀和耐火性差. 采用各种型钢和钢板制作的钢结构,具有强度高、自重轻等特点,适用于大跨度结构、多层及高层结构、受动力荷载的结构和重型工业厂房结构等.所以钢材已成为最重要的建筑结构材料.
厦门市18559456926: 钢和铁两种材料有什么不同之处吗? - ?
旗饼胞磷: 钢和铁的区别在哪里? 铁合金 生铁 钢 成分 含碳量 2%~4.3% 0.03%~2% 其它元素 硅、锰、硫、磷(少量) 硅、锰(少量) 机械性能 硬而脆无韧性 坚硬韧性大,塑性好 可铸、不可锻 可铸、可锻、可压延 钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁...