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鋼材的性能和分類

http://www.sina.com.cn  2009年02月23日 10:15  上海期貨交易所

  進入青銅時代以來,人類與金屬材料及其制品的關系日益密切,可以說沒有金屬材料就沒有人類的物質文明。在人類使用的所有金屬材料中,鋼鐵是使用量最大、使用范圍最廣泛的基礎材料。其主要原因是:

  1、 鐵的儲藏量僅次于鋁,且大多以巨大的鐵礦床存在于自然界中;

  2、鐵礦石的冶煉和加工與其他金屬的生產相比,具有生產規模大、效率高、質量好、成本低等顯著的優勢;

  3、鋼鐵具有良好的物理、機械和工藝性能;

  4、將鎳、鉻、釩、錳等金屬作為合金元素加入鐵中,可獲得具有各種性能的金屬材料;

  5、鋼鐵通過熱處理能調整其機械性能,可以滿足國民經濟各方面的需要;

  6、鋼鐵具有良好的可回收性。

  盡管鋼鐵也存在較容易銹蝕、密度較大等缺點,但縱觀材料的物理、機械和工藝性能,及其技術性、經濟性和可回收性等因素,在人類未來發展的相當長時期內,鋼鐵的基礎原材料地位仍無可替代。

  一、鋼材機械性能介紹

  鋼鐵是以鐵為基礎,以碳為主要添加元素的鐵碳合金。含碳量低于2.11%的鐵碳合金稱為鋼,其他主要元素還有硅、錳、硫、磷等。鋼具有良好的物理、機械和工藝性能,主要表現在以下六個方面:

  1、屈服點(σs)

  鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

  2、 屈服強度(σ0.2)

  有的金屬材料的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材料的屈服特性,規定產生永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長度的0.2%)時的應力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2 。

  3、抗拉強度(σb)

  材料在拉伸過程中,從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。

  4、伸長率(δs)

  鋼材在拉斷后,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

  5、屈強比(σs/σb)

  鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65,低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。

  6、硬度

  硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

  二、鋼材的分類

  鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:

  1、按品質分類

  1) 普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%)

  2) 優質鋼(P、S均≤0.035%)

  3) 高級優質鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)

  2、按化學成份分類

  1) 碳素鋼: a。低碳鋼(C≤0.25%);b。中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c。高碳鋼(C≤0.60%)。

  2) 合金鋼: a。低合金鋼(合金元素總含量≤5%);b。中合金鋼(合金元素總含量>5~10%);

  c。高合金鋼(合金元素總含量>10%)。

  3、按成形方法分類

  1) 鍛鋼;

  2) 鑄鋼;

  3) 熱軋鋼;

  4) 冷拉鋼。

  4、按用途分類

  1) 建筑及工程用鋼:

  a。普通碳素結構鋼;b。低合金結構鋼;c。鋼筋鋼。

  2) 結構鋼

  a。機械制造用鋼:

  (a)調質結構鋼;(b)表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結構鋼;

  (d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。

  b。彈簧鋼

  c。軸承鋼

  3) 工具鋼:

  a。碳素工具鋼;b。合金工具鋼;c。高速工具鋼。

  4) 特殊性能鋼:

  a。不銹耐酸鋼;b。耐熱鋼:包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼;c。電熱合金鋼;d。耐磨鋼;e。低溫用鋼;f。電工用鋼。

  5) 專業用鋼

  如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。

  5、綜合分類

  1) 普通鋼

  a。碳素結構鋼、b。低合金結構鋼、c。特定用途的普通結構鋼

  2) 優質鋼(包括高級優質鋼)

  a。結構鋼:(a)優質碳素結構鋼;(b)合金結構鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優質結構鋼。

  b。工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;(c)高速工具鋼。

  c。特殊性能鋼:(a)不銹耐酸鋼;(b)耐熱鋼;(c)電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高錳耐磨鋼。

  6、按冶煉方法分類

  7、按金相組織分類

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