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钢材种类 生产及分类知识大汇总
日期:2015-3-9 13:16:32 来源:http://www.glgdh.com

钢材种类 生产及分类知识大汇总


 按冶炼方法分类
平炉钢:包括碳素钢和低合金钢。按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种。

转炉钢:包括碳素钢和低合金钢。按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种。

电炉钢:主要是合金钢。按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种。

沸腾钢、镇静钢和半镇静钢:按脱氧程度和浇注制度不同区分。

2、按化学成分分类

碳素钢:是铁和碳的合金。据中除铁和碳之外,含有硅、锰、磷和硫等元素。按含碳量不同可分 为低碳(C<0.25%)、中碳(C:0.25%-0.60%)和高碳(C>0.60%)钢三类。碳含量小于0.04%的钢称工业纯铁。

普通低合金钢:在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素(如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等,其总量不超过3%)。而获得较好综合性能的钢种。

合金钢:是含有一种或多种 适量合金元素的钢种,具有良好和特殊性能。按合金元素总含量不同可分为低合金(总量<5%)、中合金(合金总量在5%-10%)和高合金(总量>10%)钢三类。

3、按用途分类:

结构钢:按用途不同分建造用钢和机械用钢两类。建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物。机械用钢用于制造机器或机械零件。

工具钢:用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢,包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。 特殊钢:具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类,包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等。

 

金属组织和热处理知识
(一)、金属组织

1、金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。

2、合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质。

3、相:合金中成份、结构、性能相同的组成部分。

4、固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。

5、固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。

6、化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。

7、机械混合物:由两种晶体结构而组成的合金组成物,虽然是两面种晶体,却是一种组成成分,具有独立的机械性能。

8、铁素全:碳在α-Fe(体心立方结构的铁)中的间隙固溶体。

9、奥氏体:碳在γ-Fe(面心立方结构的铁)中的间隙固溶体。

10、渗碳体:碳和铁形成的稳定化合物(Fe3c)。

11、珠光体:铁素体和渗碳体组成的机械混合物(F+Fe3c 含碳0.8%)

12、莱氏体:渗碳体和奥氏体组成的机械混合物(含碳4.3%)

(二)、热处理

把金属材料在固态范围内通过一定的加热,保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。

13、退火:将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度,保温一段时间,然后缓慢冷却的一种热处理工艺。

14、正火:将钢加热到完全相变以上的某一温度,保温一定的时间后,在空气中冷却的一种热处理工艺。

15、淬火:将钢加热到相变或部分相变温度,保温一段时间后,快速冷却的热处理工艺。

16、回火:将经过淬火的钢,重新加热到一定温度(相变温度以下),保温一段时间,然后冷却的热处理工艺。 17、调质处理:将钢件淬火,随之进行高温回火,这种复合工艺称调质处理。

18、表面热处理:改变钢件表面组织或化学成分,以其改面表面性能的热处理工艺。

钢材种类

炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯,钢锭 或钢坯经压力加工成钢材(钢铁产品)。钢材种类很多,一般可分为型、板、管和丝四大类。

1、型钢类
型钢品种很多,是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢;后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。

2、钢板类
是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板(厚度<4mm)、中板(厚度4-25mm)和厚板(厚度>25mm)三种。钢带包括在钢板类内。

3、钢管类
是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。

4、钢丝类
钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外,还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。

角钢◆
  角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的两个边宽相等。其规格以边宽×边宽×边厚的毫米数表示。如“∠30×30×3”,即表示边宽为30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示,型号是边宽的厘米数,如∠3#。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸,因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全,避免单独用型号表示。热轧等边角钢的规格为2#-20#。
  角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件,也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构,如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等。

◆圆钢◆
  圆钢是指截面为圆形的实心长条钢材。其规格以直径的毫米数表示,如“ 50”即表示直径为 50毫米的圆钢。
  圆钢分为热轧、锻制和冷拉三种。热轧圆钢的规格为5.5-250毫米。其中:5.5-25毫米的小圆钢大多以直条成捆供应,常用作钢筋、螺栓及各种机械零件;大于25毫米的圆钢,主要用于制造机械零件或作无缝钢管坯。

◆螺纹钢◆
  钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材,其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种,交货状态为直条和盘圆两种。 
  光圆钢筋实际上就是普通低碳钢的小圆钢和盘圆。变形钢筋是表面带肋的钢筋,通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。用公称直径的毫米数表示。变形钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为8-50毫米,推荐采用的直径为8、12、16、20、25、32、40毫米。
  钢筋在混凝土中主要承受拉应力。变形钢筋由于肋的作用,和混凝土有较大的粘结能力,因而能更好地承受外力的作用。钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。

◆槽钢◆
  槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格表示方法,如120*53*5,表示腰高为120毫米,腿宽为53毫米的槽钢,腰厚为5毫米的槽钢,或称12#槽钢。腰高相同的槽钢,如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加a b c 予以区别,如25a# 25b# 25c#等。
  槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。热轧普通槽钢的规格为5-40#。经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6.5-30#。槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构,槽钢还常常和工字钢配合使用。

钢材的分类
钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。为便于采购、订货和管理,我国目前将钢材分为十六大品种:
类 别 品 种 说 明
型材 重轨 每米重量大于30千克的钢轨(包括起重机轨)
轻轨 每米重量小于或等于30千克的钢轨
大型型钢 普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边 和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型
中型型钢 
小型型钢 
线材 直径5-10毫米的圆钢和盘条
冷弯型钢 将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢
优质型材 优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等
其它钢材 包括重轨配件、车轴坯、轮箍等
板材 薄钢板 厚度等于和小于4毫米的钢板
厚钢板 厚度大于4毫米的钢板。
可分为中板(厚度大于4mm小于20mm)、厚板(厚度大于20mm小于60mm)、特厚板(厚度大于60mm)
钢带 也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板
电工硅钢薄板 也叫硅钢片或矽钢片
管材 无缝钢管 用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管
焊接钢管 将钢板或钢带卷曲成型,然后焊接制成的钢管
金属制品 金属制品 包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等


钢材的生产及分类

1、 钢材的概念:钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。 
钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资,应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作,又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、冷弯型钢,优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管、焊接钢管、金属制品等品种。

2、 钢材的生产方法 
大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有:

轧制:将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长度增加的压力加工方法,这是生产钢材最常用的生产方式,主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。

锻造:利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻,常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。

拉拨:是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。

挤压:是将金属放在密闭的挤压简内,一端施加压力,使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材料。

钢的分类

一、黑色金属、钢和有色金属

在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。

二、钢的分类

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;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。
钢材的尺寸和重量
一、 钢材长度尺寸
钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸,是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。钢材长度的法定计量单位是米( m )、厘米( cm )、毫米( mm )。在现行习惯中,也有用英寸(″)表示的,但它不是法定计量单位。
1. 钢材的范围定尺 是节省材料的一种有效措施。范围定尺就是长度或长乘宽不小于某种尺寸,或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围内交货。生产单位可以按此尺寸要求进行生产供货。
2. 不定尺(通常长度) 凡产品尺寸(长度或宽度),在标准规定范围内,而又不要求固定尺寸的叫不定尺。不定尺长度又叫通常长度(通尺)。按不定尺交货的金属材料,只要在规定长度范围内交货即可。例如,不大于 25mm 的普通圆钢,其通常长度规定为 4-10m, 则长度在此范围内的圆钢都可以交货。
3. 定尺 按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。按定尺长度交货时,所交金属材料必须具有需方在订货合同中指定的长度。例如,合同上注明按定尺长度 5m 交货,则所交货的材料必须都是 5m 长的,短于 5m 或长于 5m 均为不合格。但实际上交货不可能都是 5m 长,因此规定了允许有正偏差,而不允许有负偏差。
4. 倍尺 按订货要求的固定尺寸切成整倍数的称为倍尺。按倍尺长度交货时,所交金属材料的长度必须为需方在订货合同中指定的长度(叫单倍尺)的整数倍数(另加锯口)。例如,需方在订货合同中要求单倍尺长度为 2m ,那么,切成双倍尺时长度即为 4m ,切成 3 倍尺时即为 6m ,并分别加上一个或两个锯口量。锯口量在标准中有规定。
倍尺交货时,只允许有正偏差,不允许出现负偏值。
5. 短尺 长度小于标准规定的不定尺长度下限,但不小于允许的最短长度的叫短尺。例如,水、煤气输送钢管标准中规定,允许每批有 10% 的(按根数计算) 2-4m 长的短尺钢管。 4m 即为不定尺长度的下限,允许的最短长度为 2m 。
6. 窄尺 宽度小于标准规定的不定尺宽度下限,但不小于允许的最窄宽度的叫窄尺。
按窄尺交货时,必须注意有关标准规定的窄尺比例和最窄尺。

二、 钢材长度尺寸举例
1. 型钢的长度尺寸
⑴火车轨的标准长度有 12.5m 和 25m 两种。
⑵圆钢、线材、钢丝尺寸以直径 d 的毫米( mm )数标定。
⑶方钢尺寸以边长a的毫米( mm )数标定。
⑷六角钢、八角钢尺寸以对边距离s的毫米( mm )数标定。
⑸扁钢的尺寸以宽度b和厚度d的毫米( mm )数标定。
⑹工字钢、槽钢的尺寸以腰高h、腿宽b和腰厚d的毫米( mm )数标定。
⑺等边角钢的尺寸以相等边宽b和边厚d的毫米( mm )数标定。不等边角钢的尺寸以边宽B、b和边厚d的毫米( mm )数标定。
⑻H型钢的尺寸以腹板高度h、翼板宽度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的毫米( mm )数标定。

2. 钢板、钢带的长度尺寸
⑴一般以钢板的厚度 d 的毫米( mm )数标定。而钢带则以钢带的宽度b和厚度d的毫米( mm )数标定。
⑵单张钢板有规定的不同尺寸,如热轧钢板有: 1mm 厚的钢板,有宽度600×长度2000 mm ;650×2000 mm ;700×1420 mm ;750×1500 mm ;900×1800 mm ;1000×2000 mm 等。

3. 钢管的长度尺寸
⑴一般以钢管的外径 D 、内径和壁厚 S 的毫米( mm )数标定。
⑵每种钢管有规定的不同尺寸,如无缝钢管外径 50mm 的,壁厚有 2.5-10mm 的 15 种;或者说相同壁厚 5mm 的,外径有 32-195mm 的 29 种。又如焊接钢管公称口径 25mm 的壁厚有 3.25mm 的普通钢管和 4mm 的加厚钢管。

三、钢材重量
1. 钢材的理论重量
钢材的理论重量是按钢材的公称尺寸和密度(过去称为比重)计算得出的重量称之为理论重量。这与钢材的长度尺寸、截面面积和尺寸允许偏差有直接关系。由于钢材在制造过程中的允许偏差,因此用公式计算的理论重量与实际重量有一定出入,所以只作为估算时的参考。
2. 钢材的实际重量
钢材实际重量是指钢材以实际称量(过磅)所得的重量,称之为实际重量。实际重量要比理论重量准确。
3. 钢材重量的计算方法
⑴毛重 是“净重”的对称,是钢材本身和包装材料合计的总重量。运输企业计算运费时按毛重计算。但钢材购销中是按净重计算。
⑵净重 是“毛重”的对称。钢材毛重减去包装材料重量后的重量,即实际重量,称之为净重。在钢材购销中一般按净重计算。
⑶皮重 钢材包装材料的重量,称之为皮重。
⑷重量吨 按钢材毛重计算运费时使用的重量单位。其法定计量单位为吨(1000kg),还有长吨(英制重量单位1016.16kg)、短吨(美制重量单位907.18kg)。
⑸计费重量 亦称“计费吨”或“运费吨”。运输部门收取运费的钢材重量。不同的运输方式,有不同的计算标准和方法。如铁路整车运输,一般以所使用的货车标记载重作为计费重量。公路运输则是结合车辆的载重吨位收取运费。铁路、公路的零担,则以毛重若干公斤为起码计费重量,不足时进整。

四、钢材理论重量计算
钢材理论重量计算的计量单位为公斤( kg )。其基本公式为:
W (重量, kg ) = F (断面积 mm2 )× L (长度, m )×ρ(密度, g/cm3 )× 1/1000
钢的密度为: 7.85g/cm3 ,各种钢材理论重量计算公式如下:
名称(单位) 计算公式 符号意义 计算举例
圆钢 盘条
(kg/m) W= 0.006165 ×d 2 d = 直径mm 直径100 mm 的圆钢,求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg
螺纹钢(kg/m) W= 0.00617 ×d 2 d= 断面直径mm 断面直径为12 mm 的螺纹钢,求每m 重量。每m 重量=0.00617 ×12 2=0.89kg
方钢
(kg/m) W= 0.00785 ×a 2 a= 边宽mm 边宽20 mm 的方钢,求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×202=3.14kg
扁钢
(kg/m) W= 0.00785 ×b ×d b= 边宽mm
d= 厚mm 边宽40 mm ,厚5mm 的扁钢,求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57kg
六角钢
(kg/m) W= 0.006798 ×s 2 s= 对边距离mm 对边距离50 mm 的六角钢,求每m 重量。每m 重量= 0.006798 ×502=17kg
八角钢
(kg/m) W= 0.0065 ×s 2 s= 对边距离mm 对边距离80 mm 的八角钢,求每m 重量。每m 重量= 0.0065 ×802=41.62kg
等边角钢
(kg/m) W= 0.00785 ×[d (2b – d )+0.215 (R2 – 2r 2 )] b= 边宽
d= 边厚
R= 内弧半径
r= 端弧半径 求20 mm ×4mm 等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出4mm ×20 mm 等边角钢的R 为3.5 ,r 为1.2 ,则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×(2 ×20 – 4 )+0.215 ×(3.52 – 2 ×1.2 2 )]=1.15kg
不等边角钢
(kg/m) W= 0.00785 ×[d (B+b – d )+0.215 (R2 – 2 r 2 )] B= 长边宽
b= 短边宽
d= 边厚
R= 内弧半径
r= 端弧半径 求30 mm ×20mm ×4mm 不等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出30 ×20 ×4 不等边角钢的R 为3.5 ,r 为1.2 ,则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×(30+20 – 4 )+0.215 ×(3.52 – 2 ×1.2 2 )]=1.46kg
槽钢
(kg/m) W=0.00785 ×[hd+2t (b – d )+0.349 (R2 – r 2 )] h= 高
b= 腿长
d= 腰厚
t= 平均腿厚
R= 内弧半径
r= 端弧半径 求80 mm ×43mm ×5mm 的槽钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出该槽钢t 为8 ,R 为8 ,r 为4 ,则每m 重量=0.00785 ×[80 ×5+2 ×8 ×(43 – 5 )+0.349 ×(82–4 2 )]=8.04kg
工字钢
(kg/m) W= 0.00785 ×[hd+2t (b – d )+0.615 (R2 – r 2 )] h= 高
b= 腿长
d= 腰厚
t= 平均腿厚
R= 内弧半径
r= 端弧半径 求250 mm ×118mm ×10mm 的工字钢每m 重量。从金属材料手册中查出该工字钢t 为13 ,R 为10 ,r 为5 ,则每m 重量= 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 ×(118 –10 )+0.615 ×(102 –5 2 )]=42.03kg
钢板
(kg/m2) W= 7.85 ×d d= 厚 厚度 4mm 的钢板,求每m2 重量。每m2 重量=7.85 ×4=31.4kg
钢管(包括无
缝钢管及焊接
钢管(kg/m) W= 0.02466 ×S (D – S ) D= 外径
S= 壁厚 外径为60 mm 壁厚4mm 的无缝钢管,求每m 重量。每m 重量= 0.02466 ×4 ×(60 –4 )=5.52kg
我国钢号表示方法

一、我国钢号表示方法概述
钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法,根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》(GB221-79)中规定,采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即:
①钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。
②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音的缩写字母表示,见表。
③钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。 GB标准钢号中所采用的缩写字母及其涵义 
名称 汉字 符号 字体 位置 名称 汉字 符号 字体 位置
屈服点 屈 Q 大写 头 多层或高压容器用钢 高层 gc 小写 尾
沸腾钢 沸 F 大写 尾 铸钢 铸钢 ZG 大写 头
半镇静钢 半 b 小写 尾 轧辊用铸钢 铸辊 ZU 大写 头
镇静钢 镇 Z 大写 尾 地质钻探钢管用钢 地质 DZ 大写 头
特殊镇静钢 特镇 TZ 大写 尾 电工用热轧硅钢 电热 DR 大写 头
氧气转炉(钢) 氧 Y 大写 中 电工用冷轧无取向硅钢 电无 DW 大写 头
碱性空气转炉(钢) 碱 J 大写 中 电工用冷轧取向硅钢 电取 DQ 大写 头
易切削钢 易 Y 大写 头 电工用纯铁 电铁 DT 大写 头
碳素工具钢 碳 T 大写 头 超级 超 C 大写 尾
滚动轴承钢 滚 G 大写 头 船用钢 船 C 大写 尾
焊条用钢 焊 H 大写 头 桥梁钢 桥 q 小写 尾
高级(优质钢) 高 A 大写 尾 锅炉钢 锅 g 小写 尾
特级 特 E 大写 尾 钢轨钢 轨 U 小写 头
铆螺钢 铆螺 ML 大写 头 精密合金 精 J 大写 中
锚链钢 锚 M 大写 头 耐蚀合金 耐蚀 NS 大写 头
矿用钢 矿 K 大写 尾 变形高温合金 高合 GH 大写 头
汽车大梁用钢 梁 L 大写 尾 铸造高温合金 K 大写 头
压力容器用钢 容 R 大写 尾

二、我国钢号表示方法的分类说明
1.碳素结构钢
①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢。
②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号:F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。
③专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。
2.优质碳素结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。
②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。
③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。

3.碳素工具钢
①钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。
②钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。
③锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。
④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。

4.易切削钢 
①钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。
②字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,其钢号为“Y30”。
③锰含量较高者,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。

5.合金结构钢
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。
②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%,硼为0.001-0.005%。
④高级优质钢应在钢号最后加“A”,以区别于一般优质钢。
⑤专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。

6.低合金高强度钢
①钢号的表示方法,基本上和合金结构钢相同。
②对专业用低合金高强度钢,应在钢号最后标明。例如16Mn钢,用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”,汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7.弹簧钢
弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类,其钢号表示方法,前者基本上与优质碳素结构钢相同,后者基本上与合金结构钢相同。

8.滚动轴承钢
①钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。
②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出,铬含量以千分之几表示。例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。

9.合金工具钢和高速工具钢
①合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时,不标出碳含量;当平均碳含量<1.0%时,以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。
②钢中合金元素含量的表示方法,基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号,其铬含量以千分之几表示,并在表示含量的数字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。
③高速工具钢的钢号一般不标出碳含量,只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。

10.不锈钢和耐热钢
①钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%;若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。
②对钢中主要合金元素以百分之几表示,而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。

11.焊条钢
它的钢号前冠以字母“H”,以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”,可以区别于不锈钢“2Cr13”。

12.电工用硅钢
①钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢,DW表示电工用冷轧无取向硅钢,DQ表示电工用冷轧取向硅钢。
②字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。
③钢号尾部加字母“G”者,表示在高频率下检验的;未加“G”者,表示在频率为50周波下检验的。
例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。

13.电工用纯铁
①它的牌号由字母“DT”和数字组成,“DT”表示电工用纯铁,数字表示不同牌号的顺序号,例如DT3。
②在数字后面所加的字母表示电磁性能:A——高级、E——特级、C——超级,例如DT8A。

三、部分新老钢号对照 
1、碳结钢新、老标准钢号对照。
GB700-88新标准系参照采用国际标准ISO630《结构钢》,而GB700-79旧标准主要参照前苏联IOCT380,因此两者的钢号表示方法以及对各钢号所规定的技术要求都不相同,现将新旧标准钢号对照如下。
GB700-88标准 GB700-79标准
钢号 技术条件 钢号 技术条件
Q195 不分等级,其化学成分和力学性能(σs,σb,δ和冷弯)均须保证。 A1 A1钢保证的力学性能(σs,σb,δ和冷弯),B1钢保证的化学成分与Q195相同 
对轧制薄板和盘条等产品,其力学性能的保证条件,可根据产品特点和使用要求,在有关标准中另行规定。 B1 A1钢的冷弯试验是附加保证条件
    1号钢没有特类钢 
Q215 分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证 A2 A2钢保证的力学性能,C2钢保证的化学成分及力学性能,与Q215钢基本相同 
Q215A不作冲击试验 C2 
Q215B 须作室温冲击试验,用V型缺口试样   
Q235 分A、B、C、D等级,规定的化学成分和力学性能均须保证 A3 A3钢保证的力学性能,C3钢保证的化学成分及力学性能,与Q235钢基本相同 
Q235A不作冲击试验 C3 A3钢附加保证常温冲击试验,用U型缺口试样 
Q235B 须作室温冲击试验,用V型缺口试样   C3钢附加保证常温或-20OC冲击试验,试样同上 
Q235C、Q235D用于重要焊接结构,前者于0OC作冲击试验,后者于-20OC作冲击试验,试样,试样同上    
Q255 分A、B等级,规定的化学成分和力学性能均须保证 A4 A4钢保证的力学性能,C4钢保证的化学成分及力学性能,与Q255钢基本相同 
Q255A不作冲击试验 C4 C4钢附加保证冲击试验,用U型缺口试样 
Q255B须作室温冲击试验,用V型缺口试样    
Q275 不分等级,规定的化学成分和力学性能均须保证 C5 C5钢保证的化学成分及力学性能,与Q275钢基本相同

2、低合金钢目前采用GB/T1591-94代替1591-88,现将部分新老钢号对照如下: 
GB/T1591-94 GB1591-88 
Q295 09MnV 09MnNb 12Mn 
Q345 12MnV 16Mn 16MnRE
Q390 15MnV 15MnTi 16MnNb
Q420 15MnVN 14MnVTiRE

美国钢铁产品牌号表示方法
美国钢铁产品的标准比较多,主要有以下几种:
ANSI 美国国家标准
AISI 美国钢铁学会标准
ASTM 美国材料与试验协会标准
ASME 美国机械工程师协会标准
AMS 航天材料规格(美国航空工业最常用的一种材料规格,由SAE制定)
API 美国石油学会标准
AWS 美国焊接协会标准
SAE 美国机动车工程师协会标准
MIL 美国军用标准
QQ 美国联邦政府标准
对上述标准难以一一介绍他们的牌号表示方法。本书只对使用比较广泛的ANSI,ASTM,SAE和AISI几种标准的牌号表示方法,作重点介绍。
(一) ANSI(美国国家标准)牌号表示方法
1. 标准代号+字母类号+序号+颁布年份
如:ANSI  A58.1?1982
2. 标准代号+断开号+原专业标准号+序号+颁布年份
如:ANSI/UL 560-1980
3. 如果某个ANSI标准在内容上有补充,其补充件的表示方法是在原标准序号的后面加一英文小写字母。a表示第一次补充,b表示第二次补充。
如:ANSI Z21.17-1979  家用煤气转换燃烧器。
ANSI Z21.17a-1981  家用煤气转换燃烧器第一次补充件
4. 对于经过复审,被重新确认为继续有效的ANSI标准,一般在该标准号后面注确认年份。
如:ANSI B27.6-1972(R 1983),表示1972年的ANSI B27.6标准在1983年复审后,重新确认有效,其内容毫无变化。
5. ANSI标准的分类
  ANSI标准采用字母和数字混合分类法。其中,字母表示大类,数字表示小类。如:B—机械,B1—螺纹。ANSI标准一级类目字母代号如下表:
A
B
C
D
F
G
H
J
K
L
M
MC
MD 建筑
机械
电气与电子
公路交通与安全
食品与饮料
黑色冶金材料与冶金学
有色冶金材料与冶金学
橡胶
化工
纺织
矿业
计量与自动控制
医疗器械 MH
N
O
P
PH
S
SE
W
X
Y
Z
Z109
Z98 材料装运
原子核
木材
纸浆与造纸
摄影与电影
声学、振动、机械冲击与录音
防盗设备
焊接
情报系统
制图、符号与缩写
杂项
皮革
绝热材料

(二) ASTM标准中铸铁、铸钢和锻钢表示方法见下表。
材 料 名 称 牌 号 组 成 说 明
铸     铁 1.一般灰口铸铁 一位和二位数组,例:26、40、50 第一位数为序号,第二位数表示最低抗拉强度值(1000Psi),有时在数字后加字母表示尺寸种类
2.阀们管配件灰口铸铁 用A、B、C字母表示 
3.球墨铸铁 六位三组数,例80-5506 第一组数:最低抗拉强度值(1000PSi)
第二组数:最低屈服强度值(1000PSi)
第三组数:最小伸长率(%)
4.可锻铸铁 五位数组,例:32510、5005 
5.奥氏体铸铁 D-数字序号+字母类号,例:D-3B 
6.机动车用灰口铸铁 G+四位数字组 四位数组:缩小10倍的最低抗拉强度值(PSi)
7.汽车用可锻铸铁 M+四位数字组 前两位数:最小屈服强度(1000PSi),后两位数:最小伸长率(%)
8.耐磨铸铁 百分数+元素符号+HC(或LC)例:20%-Cr-Mo-LC 百分数代表第一位元素含量。HC:高含碳量,LC:低含碳量
铸     钢 1.碳素钢和合金钢 1. 数字序号+字母代号,例1Q、4QA、15N
2. 最低抗拉强度值 A-退火,Q-淬火加回火,N-正火加回火,QA-淬火加回火后强度较高状态
单位:1000PSi
2.高强度铸钢 最低抗拉强度值—屈服强度值例:90-60 表示单位均为:1000PSi
3.奥氏体铸钢 字母(B或C)—数字序号 
4.高温受压合金铸钢 C+数字序号 
5.好问或耐蚀用高合金铸钢 字母组+平均含碳量+元素符号,例:CF8M、HK40、CD41MCu 
6.低温受压用铸钢 LC+字母(A、B、C)或数字 数字表示含镍量。A、B、C表示碳素钢或含锰碳素钢
一般用压铸钢锻件 A+大写字母+类号 A、B、C—按材料强度大小分类
(三) ASTM、SAE和AISI标准中碳素钢和合金钢牌号表示方法
在ASTM、SAE、AISI标准中,碳素钢和合金钢牌号的表示方法基本相同。大都采用四位阿拉伯数字表示,间或在中间或末尾加入字母。例如:1005,94B15,3140等。四位数字中的前两位数字表示钢种类型极其主要合金元素含量。后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值。
1. 第一位数(或第一、二位数)表示如下类别号:1—碳素钢,2—镍钢,3—镍铬钢,4—钼钢,5—铬钢,61—铬钒钢,8—低镍铬钢,92—硅锰钢,93、94、97、98—铬镍钼钢。
2. 第二位数(类别号为二位数者无此项)表示如下钢种或合金元素含量:
碳素钢:0—一般碳素钢,1—易切削钢,3—锰结构钢。
钼钢:1—铬钼钢,3和7—镍铬钼钢,6和8—镍钼钢,0、4、5—含Mo量不同的钼钢。
镍和镍铬钢:用百分数表示平均含镍量。
铬钢:0—铬含量较低,1—铬含量较高。
低镍铬钢:6、7、8、1表示镍和铬含量一定,钼含量不同。6表示钼含量0.15~0.25,7表示钼含量0.2~0.3,8表示钼含量0.3~0.4,1表示钼含量0.08~0.15。
3. 第三、四位数表示含碳量平均值,以万分之几表示。
有些钢号中间插入B或L:B—含硼钢,L—含铅钢。
末尾加“H”时,表示对淬透性有一定要求的钢种。有些加前置字母“M”或“MT”:M—机械级,MT—机械用管材。
(四) 不锈钢和耐热钢牌号表示方法
这类钢材主要采用AISI标准的编号系统,牌号由三位阿拉伯数字组成,第一位数表示钢的类别。第二、三位数表示顺序号。
钢的类别号:1—沉淀硬化不锈钢,2—Cr-Mn-Ni-N 奥氏体钢,3—CrNi 奥氏体钢,4—高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢,5—低碳马氏体钢。
(五) ASTM/SAE工具钢牌号表示方法
 ASTM和SAE标准中工具钢牌号由材料类别字母加数字顺序号组成。例如A10、D7和F2等。其类别字母含义见本节英国部分中“英国和美国标准中工具钢材料类别代号说明”。
(六) UNS编号系统
UNS是“UNFIED NUMBERING SYSTEM”(统一编号系统)的缩写。这是由美国机动车工程师学会(SAE)和美国材料与试验协会(ASTM)于1967年共同设计的一种简便的编号系统,其目的在于代替或至少补充现行各标准的产品牌号系统。目前该编号系统已在SAE和ASTM标准中形成文件加以详细说明。SAE标准号为J1086,ASTM标准号为E527,名称为“金属和合金编号推荐方法(UNS)”。UNS编号系统的编号方法是由一个字母和五位数字组成。
UNS编号系统使牌号的对照比较简单明了,但并非各国所有的牌号都能在UNS编号系统中找到相同或相似的牌号。这是因为UNS编号系统基本上是反映美国的状况,而且目前UNS编号数量还有限,加上各国在合金化物点、要求等方面情况各异,所以,美国以外的众多外国牌号,尚不能在UNS编号系统中找出相同或相似的牌号。
UNS系统工分18大类,见下表。
有色金属和合金 黑色金属和合金
A00001~A99999 铝和铝合金
C00001~C99999 铜和铜合金
E00001~E99999 稀土和稀土类合金
        (细分18小类)
L00001~L99999 低熔点金属和合金
        (细分14小类)
M00001~M99999 其他有色金属和合金
         (细分12小类)
N00001~N99999 镍和镍合金
P00001~P99999 精密金属和合金
        (细分8小类)
R00001~R99999 活性和耐热金属与合金 Z00001~Z99999 锌和锌合金
D00001~D99999 规定机械性能的钢
F00001~F99999 灰铸铁、可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、球墨铸铁
G00001~G99999 AISI和SAE碳素钢和合金钢
        (工具钢除外)
H00001~G99999 AISI H-钢
J00001~J99999 铸钢(工具钢除外)
K00001~K99999 其他钢材和黑色合金
S00001~S99999 耐热钢和耐腐蚀(不锈)钢
T00001~T99999 工具钢
W00001~W99999 金属焊料、药皮焊条和管形电极
      (按焊接熔敷金属成分分类)

 


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