拉钢工技术培训

一、钢的分类：钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11%。钢是经济建设中极为重要的金属材料。钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：一．按用途分类按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。结构钢：1.用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。2．用作工程结构的钢。它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。工具钢：用来制造各种工具的钢。根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。特殊性能钢：是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。二．按化学成分分类按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢：按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳钢（含碳量≥0.6%）。合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%--10%）；高合金钢（合金元素总含量＞10%）。此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。三．按质量分类按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）；优质钢（磷、硫含量均≤0.040%）；高级优质钢（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。此外，还有按冶炼炉的种类，将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）与电炉钢。按冶炼时脱氧程度，将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。钢厂在给钢的产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。如将钢称为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。金属材料的机械性能钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11%。钢是经济建设中极为重要的金属材料。钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：二、钢的牌号表示方法：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主言。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、治炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示3.钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。二:号表示方法的分类说明1.碳素结构图钢a.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”，代表钢材的屈服点数值，单位是Mpa例如Q235表示屈服点（qs)为235Mpa的碳素结构钢。b.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。c.专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素钢结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。2.优质碳素结构图a.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。b.锰含量较高的优质碳素结构图，应将锰元素标出，例如50Mn。c.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，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a.钢号冠以T,以免与其他钢类相混。b.钢号中的数字表求碳含量，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%。c.锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。d.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，在钢号最后注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。4.易切削钢a.钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。b.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0.3%易切削钢,其钢号为“Y30”。c.猛含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。5.合金结构钢a.纲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。b.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,但在特殊情况下易导致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12CrlMoV”,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%等等时,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。c.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%。d.高级优质钢就在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。e.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a.钢号的表示方法,基本上和金结构钢相同。b.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a.钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。b.高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铭含量以千分之几一几表示，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a.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。b.钢中含金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。但对铭含量较低的合金工具钢钢号，其铭含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“O”，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。c.高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标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“18Cr4V”。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a.钢号中碳含量以千分之几表求。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0。2%；若钢中碳含量〈0.03%或〈0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14M02、0Cr18Ni9等。b.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“2Cr13”可以区别于不锈钢“H2Cr13”。三、钢中碳及其他元素的作用常见元素主要有C、Si、Mn、P、S、N、H、O及其他非金属夹杂物。碳（C）：是对钢的性能影响最大的基本元素。不同的碳含量依据钢中杂质元素含量和轧后冷却条件的不同对于钢的性能影响是不同的，随着钢中碳含量的增加，碳钢在热轧状态下的硬度直线上升，塑性和韧性降低。在亚共析范围内，碳对抗拉强度的影响是，随着碳含量增加，抗拉强度不断提高，超过共析范围后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外，含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工（冲压、垃拔）性能变坏。硅（Si）：硅在碳钢的含量≤0.50％。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素加入到钢中。在镇静钢中硅的含量一般为0.12～0.37％。硅增大了钢液的流动性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素体中。随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。锰（Mn）：在碳钢中，锰是有益元素。锰是作为脱氧除硫的元素加入到钢中的。对于镇静钢来说，锰可以提高硅和铝的脱氧效果，可以同硫形成硫化锰，相当程度上降低硫在钢中的危害。锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬度和强度，原因是锰溶入铁素体中引起固溶强化。因此，精炼过程中要按照技术要求严格稳定控制各炉次的锰含量。磷（P）：一般来说，磷是钢中的有害元素。它来源于矿石和生铁等炼钢原料。磷能提高钢的强度，但使塑性和韧性降低，特别是使钢的脆性转折温度急剧上升，即提高钢的冷脆性（低温变脆）。由于磷的有害影响，同时考虑到磷有较大的偏析，因而对其含量要严格的控制。但是在含碳量比较低的钢种中，磷的冷脆危害比较小。在这种情况下，可以用磷来提高钢的强度，如鞍钢生产的高强度IF钢就需要加入磷。另外，在适当的情况下，还利用磷的其他一些有益作用，如增加钢的抗大气腐蚀能力，如集装箱用钢；提高磁性，如电工硅钢；改善钢材的易切削加工性，减少热轧薄板的粘结等。硫（S）:一般来说，硫是有害元素，他主要来自于炼铁、炼钢时加入的原材料和燃烧产物，二氧化硫。硫最大的为危害是引起钢在热加工时开裂，即产生所谓的热脆。硫能提高钢材的切削加工性，这是硫的有益作用。氮（N）：钢中的氮来自炉料，同时，在冶炼、浇铸时钢液也会从炉气和大气中吸收氮。氮引起碳钢的淬火时效和形变时效，从而对碳钢的性能发生显著的影响。由于氮的时效作用，钢的硬度、强度固然提高，但是塑性和韧性降低，特别是在形变时效的情况下，塑性和韧性的降低比较显著。因此，对于普通低合金钢来说，时效现象是有害的，因而氮是有害元素。但对于一些细晶粒钢以及含钒、铌钢，由于氮化物的强化细化晶粒作用，氮成为有益元素。另外，作为合金元素，氮在不锈耐酸钢中得到应用，此外，氮化处理方法能使机器零件获得极好的综合力学性能，从而使零件的使用寿命延长。氢（H）：钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸收的。氢对钢的危害是很大的。一是引起氢脆，即在低于钢材极限应力的作用下，经一定的时间后，在无任何预兆的情况下突然断裂，往往造成灾难性的后果。二是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷——白点，在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点，在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹，白点使钢材的延伸率显著下降，尤其是端面收缩率和冲击韧性降低得更多，有时可能接近于零值。因此具有白点的钢是不能用的，这类缺陷主要发生在合金钢中。氧（O）及其他非金属夹杂