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鋼材專業名詞介紹

來源:??????2018/6/22 10:42:32??????点击:

一、、、 
1. 共析鋼
    碳溶解在铁的晶格中形成固溶体,碳溶解到α——铁中的固溶体叫铁素体,溶解到γ——铁中的固溶体叫奥氏体。铁素体与奥氏体都具有良好的塑性。当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中时,剩余出来的碳将与铁形成化合物——碳化铁( Fe 3C )这种化合物的晶体组织叫渗碳体,它的硬度极高,塑性几乎为零。
    从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态图上可见,当碳的含量正好等于 0.77% 时,即相当于合金中渗碳体(碳化铁)约占 12% ,铁素体约占 88% 时,该合金的相变是在恒温下实现的。即在这种特定比例下的渗碳体和铁素体,在发生相变时,如果消失两者同时消失(加热时),如果出现则两者又同时出现,在这一点上这种组织与纯金属的相变类似。基于这个原因,人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待,并且命名为珠光体,这种钢就叫做共析鋼。即含碳量正好是 0.77% 的钢就叫做共析鋼,它的组织是珠光体。
2. 亚共析鋼 
    常用的结构钢含碳量大都在 0.5% 以下,由于含碳量低于 0.77% ,所以组织中的渗碳体量也少于 12% ,于是铁素体除去一部分要与渗碳体形成珠光体外,还会有多余的出现,所以这种钢的组织是铁素体 + 珠光体。碳含量越少,钢组织中珠光体比例也越小,钢的强度也越低,但塑性越好,这类钢统称为亚共析鋼。 
3. 过共析鋼 
    工具用钢的含碳量往往超过 0.77% ,这种钢组织中渗碳体的比例超过 12% ,所以除与铁素体形成珠光体外,还有多余的渗碳体,于是这类钢的组织是珠光体 + 渗碳体。这类钢统称为过共析鋼。 
二、有關鋼材機械性能的名詞
1. 屈服点(σ s 
 
    钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。     设 Ps 为屈服点 s 处的外力, Fo 为试样断面积,则屈服点σ s =Ps/Fo(MPa) , MPa 称为兆帕等于 N (牛顿) /mm2 ,( MPa=106Pa , Pa :帕斯卡 =N/m2 )
2. 屈服强度(σ 0.2 ) 
    有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的 0.2% )时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ 0.2 。 
3. 抗拉强度(σ b ) 
    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。
    设 Pb 为材料被拉断前达到的最大拉力, Fo 为试样截面面积,则抗拉强度σ b= Pb/Fo ( MPa )。

4. 伸长率(δ s )
    材料在拉斷後,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. 屈强比(σ s/ σ b )
    钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为 0.6-0.65 ,低合金结构钢为 0.65-0.75 合金结构钢为 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。

⑴布氏硬度( HB )
    以一定的载荷(一般 3000kg )把一定大小(直径一般为 10mm )的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值( HB ),单位为公斤力 /mm2 (N/mm2) 。

⑵洛氏硬度( HR )
    当 HB>450 或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角 120 °的金刚石圆锥体或直径为 1.59 、 3.18mm 的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:
    HRA :是采用 60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 
    HRB :是采用 100kg 载荷和直径 1.58mm 淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 
    HRC :是采用 150kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
⑶维氏硬度( HV )
    以 120kg 以内的载荷和顶角为 136 °的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值( HV )

三、有關鋼的熱處理的名詞

1. 钢的退火

    將鋼加熱到一定溫度並保溫一段時間,然後使它慢慢冷卻,稱爲退火。鋼的退火是將鋼加熱到發生相變或部分相變的溫度,經過保溫後緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的,是爲了消除組織缺陷,改善組織使成分均勻化以及細化晶粒,提高鋼的力學性能,減少殘余應力;同時可降低硬度,提高塑性和韌性,改善切削加工性能。所以退火既爲了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力,又爲後續工序作好准備,故退火是屬于半成品熱處理,又稱預先熱處理。

2. 钢的正火

    正火是将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析鋼的网状渗碳体,对于亚共析鋼正火可细化晶格,提高综合力学性能,对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。

3. 钢的淬火

    淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上,保溫一段時間,然後很快放入淬火劑中,使其溫度驟然降低,以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻,而獲得以馬氏體爲主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度,但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有:水、油、堿水和鹽類溶液等。

4. 钢的回火

    將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度,再用一定方法冷卻稱爲回火。其目的是消除淬火産生的內應力,降低硬度和脆性,以取得預期的力學性能。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。回火多與淬火、正火配合使用。

    ⑴调质处理:淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在 500 -650 ℃ 之间进行回火。调质可以使钢的性能,材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有良好的综合机械性能。

    ⑵时效处理:为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度 150 -250 ℃ )精加工前,把工件重新加热到 100 -150 ℃ ,保持 5-20 小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。

5. 钢的表面热处理

    ⑴表面淬火:是將鋼件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上,但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻,這樣就可以把表面層被淬火在馬氏體組織,而心部沒有發生相變,這就實現了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。

    ⑵化學熱處理:是指將化學元素的原子,借助高溫時原子擴散的能力,把它滲入到工件的表面層去,來改變工件表面層的化學成分和結構,從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同,化學熱處理可分爲滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。

滲碳: 滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層,再經過淬火和低溫回火,使工件的表面層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

滲氮: 又稱氮化,是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生産中多采用氣體滲氮法。

氰化: 又稱碳氮共滲,是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。

滲金屬: 是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化,以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性,如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生産中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲矽等。

 

四、鋼材的名詞解釋

“ ” 
    钢板是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度为为薄钢板 ( 厚度 <= 4 毫米 ) 和厚钢板 ( 厚度 > 4 毫米 ) 在实际工作中 ,常将厚度 <= 20 毫米 的钢板称为中板,厚度 >20 -60 毫米 的钢板称为厚板,厚度 > 60 毫米 的钢板称为特厚板,统称为中厚钢板。宽度比较小,长度很长的钢板,称为钢带,列为一个独立的品种。 钢板有很大的覆盖和包容能力,可用作屋面板、苫盖材料以及制造容器、储油罐、包装箱、火车车箱、汽车外壳、工业炉的壳体等:可按使用要求进行剪裁与组合,制成各种结构件和机械零件,还可制成焊接型钢,进一步扩大钢板的使用范围;可以进行弯曲和冲压成型,制成锅炉、容器、冲制汽车外壳、民用器皿、器具、还可用作焊接钢管、冷弯型钢的坯料。由于上述特点,使钢材总产量的 50% 以上。我国为适应大规模基本建设的需要,过去工业产品和高档耐用消费品,对钢板的要求急剧增长。为适应新形势发展的需要,为些年我国钢板的生产也有了很大发展,并建成了像武钢等一批先进的钢板生产骨干企业。 钢板成张或成卷供应。成张钢板的规格以厚度 * 宽度 * 长度的毫米数表示。熟悉板、带材的规格,在宽度和长度上充分利用,对提高材料利用率,减少不适当的边角余料、降低工时及产品成本,有十分重要的意义。在选购板、带材时,应尽量选用为产品坯料整倍的规格。如果属于定型产品,选用接近定尺的板、带材时,可订购定尺或倍尺的合理料,实行套材的下料方法,能显著提高板、带材的利用率。企业与企业间,行业与行业间边角余料的多次利用,也是被实践证明提高材料利用率,节约材料的有效方法。

“ ” 
    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鋼的小圆钢和盘圆。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。

“ ” 
    工字鋼也称钢梁,是截面为工字形的长条钢材。其规格以腰高 ( h)* 腿宽 (b)* 腰厚 (d) 的毫数表示,如“工 160*88* 6 ” ,即表示腰高为 160 毫米 ,腿宽为 88 毫米 ,腰厚为 6 毫米 的工字鋼。工字鋼的规格也可用型号 表示,型号表示腰高的厘米数,如工 16# 。腰高相同的工字鋼,如有几种不同的腿宽和腰厚,需在型号右边加 a b c 予以区别,如 32a # 32b# 32c # 等。 工字鋼分普通工字鋼和轻型工字鋼,热轧普通工字鋼的规格为 10-63# 。经供需双方协议供应的热轧普通工字鋼规格为 12-55# 。工字鋼广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。

“ ” 
    槽鋼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 的槽鋼,腰厚为 5 毫米 的槽鋼,或称 12# 槽鋼。腰高相同的槽鋼,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。 槽鋼分普通槽鋼和轻型槽鋼。热轧普通槽鋼的规格为 5-40# 。经供需双方协议供应的热轧变通槽鋼规格为 6.5-30# 。槽鋼主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构,槽鋼还常常 和工字鋼配合使用。

“ ”
    花纹钢板也称网纹钢板,是其表面具有菱形或突棱的钢板。花纹钢板由于其表面有突棱,有防 滑作用,可用作地板、厂房扶梯、工作架踏板、船舶甲板、汽车底板等。 花纹钢板的规格以基本厚度 ( 突棱的厚度不计 ) 表示,有 2.5 -8 毫米 10 种规格。花紋板钢板用 1- 3 号乙类普通碳素结构钢轧制,化学成分符合 GB700 《普通碳素结构钢技术条件》的规定。

五:鋼材種類

1.  - 又称软钢 , 含碳量从 0.10 %至 0.30% 低碳鋼易於接受各种加工如锻造 , 焊接和切削 , 常用於制造链条 , 铆钉 , 螺栓 , 轴等。
2.  - 含碳量从 0.30% 至 0.60%, 用以制造重压锻件 , 车轴 , 钢轨等。 
3.  - 常称工具钢 , 含碳量从 0.60% 至 1.70%, 可以淬硬和回火。锤 , 撬棍等由含碳量 0.75% 的钢制造 ; 切削工具如钻头 , 丝攻 , 铰刀等由含碳量 0.90% 至 1.00% 的钢制造。 
4.  - 钢中加入其它金属如铬 , 镍 , 钨 , 钒等 , 使具有若干新的特性。 由於各种合金元素的掺入 , 合金鋼可具有防腐蚀 , 耐热 , 耐磨 , 防震和抗疲乏等不同特性。
5.  - 含有各种成份和份量 , 如钨 , 铬 , 钒 , 钴和钼等。 高速鋼制成的切削工具 , 可用高的速度求切削硬材料 , 并能承担强力的切削。 高速鋼切削工具在高的速度中仍能使刃口保持锋利 , 其他钢材则可能变钝。