钢是对含碳量质量百分比介于002%至211%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。
人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今,钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。
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用途分类:
1、结构钢:建筑及工程用结构钢简称建造用钢,它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。
机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢,主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等
2、工具钢:一般用于制造各种工具,如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。按用途又可分为刃具钢、模具钢、量 具钢。
3、特殊钢:具有特殊性能的钢,如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。
4、专业用钢:这是指各个工业部门专业用途的钢,如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。
5、按钢的品质分:优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等。钢号后面,通常加符号“A”或汉字“高”以便识别。
——钢
碳(Carbon) 存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级别的钢材拥有06%以上的碳,也称为高碳钢。 铬(Chromium) 增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫,如果保养不 炼钢
当,所有钢材都会生锈 锰(Manganese) 重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。 钼(Molybdenum) 碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如A-2,ATS-34)总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。 镍(Nickle) 保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。 硅(Silicon) 有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 钨(Tungsten) 增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。 钒(Vanadium) 增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。 磷(Phosphorus) 是有害元素,降低钢的塑性和韧性,出现冷脆性,能使钢的强度显著提高,同时提高大气腐蚀稳定性,含量应该限制在005%以下。 硫(Sulfur) 是有害元素,使钢热脆性大,含量限制在005%以下。 钢指含碳量小于2%的铁碳合金。根据成分不同,又可分为碳素钢和合金钢。根据性能和用途不同,又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
钢是由碳铁合金组成的,钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢。
在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。
钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。
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美国钢铁学会用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。
其中:
①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示,例如,某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记,
②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。
③铁素体不锈钢是以430和446为标记,马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标记,双相(奥氏体-铁素体),
④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。
牌号:25 优质碳素结构钢
化学成分:
碳C:022%~029%
硅Si:017%~037%
锰Mn:050%~080%
铬Cr≤025%
镍Ni≤030%
铜Cu≤025%
物理性质:具有一定强度、硬度。塑性和韧性好。焊接性、冷塑性加工性较高,被切削性中等、淬透性、淬硬性差。淬火后低温回火后强韧性好。无回火脆性。
应用举例:焊接件、热锻、热冲压件渗碳后用作耐磨件。
牌号:Q345(16Mn)低合金高强度结构钢
化学成分:
碳C≤020%
锰Mn:100%~160%
硅Si≤055%
磷P≤0045%
硫S≤0045%
钒V:002%~015%
铌Nb:0015%~0060%
钛Ti:002%~020%
物理性质:综合力学性能好,焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好,C、D、E级钢具有良好的低温韧性。
应用举例:船舶,锅炉,压力容器,石油储罐,桥梁,电站设备。起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。
工业钢的牌号很多,按钢化学成分分三类:非合金钢、低合金钢和合金钢。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。
1、按品质分类
(1) 普通钢(P≤0045%,S≤0050%)
(2) 优质钢(P、S均≤0035%)
(3) 高级优质钢(P≤0035%,S≤0030%)
2、按化学成份分类
(1) 碳素钢:a低碳钢(C≤025%);b中碳钢(C≤025~060%);c高碳钢(C≥060%)。
(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。 钢管
(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 棒材
(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)。
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