钢铁材料分类及特性

钢铁材料分类及特性概述金属分类金属黑色金属有色金属钢：含碳量低于2.11%的铁碳合金，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。（铁和铁的合金）（除黑色金属外的金属和合金）生铁：铁矿石冶炼产品，用来炼钢和制造铸件工业用金属：铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等铁合金：由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金贵重金属：铂、金、银等稀有金属钢材分类普通钢：（P≤0.045%，S≤0.050%）优钢材质钢：（P、S均≤0.035%）高级优质钢：（P≤0.035%，S≤0.030%）按品质分按化学成份分低碳钢：（C≤0.25%）中碳钢：（C≤0.25~0.60%）高碳钢：（C≤0.60%）。高合金钢（合金元素总含量＞10%）碳素钢：合金钢：中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）低合金钢（合金元素总含量≤5%）按成形方法分锻钢；铸钢；热轧钢；冷拉钢。按金相组织分类亚共析钢（铁素体+珠光体）共析钢（珠光体）过共钢材析钢（珠光体+渗碳体）退火状态莱氏体钢（珠光体+渗碳体）正火状态珠光体钢贝氏体钢马氏体钢奥氏体钢钢材无相变或部分发生相变的按用途分类建筑及工程用钢普通碳素结构钢低合金结构钢钢筋钢机械制造用钢调质结构钢；表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢易切结构钢冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢弹簧钢轴承钢钢材结构钢工具钢碳素工具钢合金工具钢高速工具钢。特殊性能钢不锈耐酸钢耐热钢电热合金钢耐磨钢专业用钢低温用钢电工用钢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.钢材结构钢：(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)钢材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钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要，要有不同的元素含量,表现出不同的特性。表面质量检验表面质量检验主要是对材料、外观、形状、表面缺陷的检验，主要有：19．椭圆度：圆形截面的金属材料，在同一截面上各方向直径不等的现象。椭圆度用同一截面上最大与最小的直径差表示，对不同用途材料标准不同。20．弯曲、弯曲度：弯曲就是轧制材料。在长度或宽度方向不平直、呈曲线形状的总称。如果把它们的不平程度用数字表示出来，就叫弯曲度。21．扭转：条形轧制材料沿纵轴扭成螺旋状。22．镰刀弯（侧面弯）：指金属板，带及接近矩形截面的形材沿长度（窄面一侧）的弯曲，一面呈凹入曲线，另一面对面呈凸出曲线，称为镰刀弯。以凹入高度表示。23．瓢曲度：指在板或带的长度及宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的数值叫瓢曲度。24．表面裂纹：指金属物体表层的裂纹。25．耳子：由于轧辊配合不当等原因，出现的沿轧制方向延伸的突起，叫作耳子。26．括伤：指材料表面呈直线或弧形沟痕通常可以看到沟底。27．结疤：指不均匀分布在金属材料表面呈舌状，指甲状或鱼鳞状的薄片。28．粘结：金属板、箔、带在迭轧退火时产生的层与层间点、线、面的相互粘连。经掀开后表面留有粘结痕迹，叫粘结。29．氧化铁皮：氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中，在表面生成的金属氧化物。30．折叠：是金属在热轧过程中（或锻造）形成的一种表面缺陷，表面互相折合的双金属层，呈直线或曲线状重合。31．麻点：指金属材料表面凹凸不平的粗糙面。32．皮下气泡：金属材料的表面呈现无规律分布大小不等、形状不同、周围圆滑的小凸起、破裂的凸泡呈鸡爪形裂口或舌状结疤，叫作气泡。表面缺陷产生的原因主要上由于生产、运输、装卸、保管等操作不当。根据对使用的影响不同，有的缺陷是根本不允许超过限度。有些缺陷虽然不存在，但不允许超过限度；各种表面缺陷是否允许存在，或者允许存在程度，在的关标准中生铁生铁是含碳量大于2%（2.11%）的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.5%--4%，并含Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。分类：炼钢生铁：炼钢生铁含硅量不大于1.7%，碳以Fe3c状存在。故硬而脆，断口呈白色。铸造用生铁：铸造生铁硅含量为1.25-3.6%。碳多以石墨状态存在。断口呈灰色。软、易切削加工。主要用来生产各种铸铁件原料如床身、箱体等。球量铸造用生铁：球墨铸造用生铁也是一种铸造生铁，只是低硫低磷。低硫使碳充分在铁中石墨化。低磷提高生铁的机械性能；主要用于生产性能（机械性能）较好的球墨铸铁件。铸铁优良的铸造性能、耐磨性好、缺口敏感性低、切削加工性好灰铸铁、可煅铸铁、球墨铸铁等进行热处理：消除内应力、提高强度、硬度等。可进行退火、正火、调质、表淬等关注点：抗拉强度、组织、硬度、化学成分、冲击韧性、延伸率等。我国钢号表示方法（GB221-79）《钢铁产品牌号表示方法》中规定，采用汉语拼音字母、化学素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即：我国钢号表示方法的分类说明1．碳素结构钢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。后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。Q235-AF表示A级沸腾钢。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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钢号冠以“T”，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%。锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。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钢号冠以“Y”，数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，平均碳含量为0.3%的易切削钢其钢号为“Y30”。锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。5.合金结构钢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。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。例如18Cr2Ni4WA。高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。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钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同，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相同，后者基本上与合金结钢相同。8．滚动轴承钢钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。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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。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。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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、0Cr18Ni9等，对钢中主要合金元素以百分之几表示，11．焊条钢钢号前冠以字母“H”，例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”。12．电工用硅钢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，Q表示电工用冷轧取向硅钢。字母之后的数字表示铁损值（W/kg）的100倍。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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DT3。在数字后面所加的字母表示电磁性能：A——高级、E——特级碳素结构钢保证力学性能，牌号体现其力学性能，如Q275表示屈服点为275Mpa。例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢，一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。特性：焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用作工业零件。关注点：机械性能（强度、冷弯试验等）化学成分、工艺性能、表面质量：不得有裂缝、结疤、夹杂、折叠和发纹等缺陷）。加工后检查尺寸和允许公差。碳素工具钢用于制作刃具、模具和量具的碳素钢，8个牌号其加工性良好，价格低廉，工具生产中用量较大，热处理后硬度高，一般以退火状态交货，检验项目：硬度、断口组织、网状碳化物、珠光体组织、试样淬火硬度、淬透性深度和钢材表面脱碳层深度淬火前进行球化退火处理。关注点：硬度、耐磨性、高强度（采用弯曲试验、扭转试验）、韧性好、化学成分等高速钢用于刃具、高温作业的弹簧、轴承、模具。添加元素W、Mo、Co、高C、V等。性能要求：硬度、韧性、耐磨性、红硬性等关注点：化学成分、硬度、组织（晶粒度、带状组织、氮化组织）等。合金钢在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。合金结构钢是用于制造承受较高压力的各种机械零件用的合金钢。分为：调质钢、渗碳钢、氧化钢、弹簧钢、轴承钢、冷缴钢、耐热结构钢、非调质钢、易切削钢、硼钢、超高强度钢等。关注点：化学成分、机械性能、硬度、渗碳层及组织、冲击、调质处理后的组织检验。举例：轴承钢：用于制造滚动轴承套圈和滚动体、各工具耐磨零件等。要求：高强、高硬、高疲劳强度、耐磨性。热处理过程：1、球化退火处理2、淬火、低温回火3、可能需要渗碳关注点：化学成分、组织、机械性能、硬度、冲击韧性、渗碳层厚度及组织等不锈钢不锈钢和耐酸钢的总称，用于石油、化工、化肥等各行业。供应形状：棒、丝、板、边角钢等。分冷轧、热轧2种状态,热轧以热轧状态交货、冷轧（拨）以热处理