常用鋼材的基礎(chǔ)知識(shí)

一、鋼材的分類方法

鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有八種：

1.按質(zhì)量分類

 (1) 一般鋼（磷 P≤0.045%，硫S≤0.050%）

 (2) 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）

 (3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）

湟中滄盛鋼結(jié)構(gòu)廠主要生產(chǎn)的青海西寧鋼結(jié)構(gòu)、鋼橋、垃圾斗全部采用大鋼廠優(yōu)質(zhì)鋼材，生產(chǎn)前全部送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，保證期質(zhì)量。

2.按化學(xué)成份分類

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

下表為鋼材的牌號(hào)與化學(xué)成分

3.按成形方法分類

(1) 鍛鋼；

(2) 鑄鋼；

(3) 熱軋鋼；

(4) 冷拉鋼。

4.按金相組織分類

 (1) 退火情況的：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）；c.過(guò)共析鋼（珠光體+滲碳體）；d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。

 (2) 正火情況的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。

 (3) 無(wú)相變或部分發(fā)作相變的。

5.按用途分類

 (1) 建筑及工程用鋼：a.一般碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。

 (2) 結(jié)構(gòu)鋼

a.機(jī)械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)外表硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、外表淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)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) 特別功用鋼：a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)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(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船只用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。

6.概括分類

(1)一般鋼    a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。    b.低合金結(jié)構(gòu)鋼    c.特定用途的一般結(jié)構(gòu)鋼

(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）

a.結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。

b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。    c.特別功用鋼：(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。

7.按訓(xùn)練方法分類

(1) 按爐種分

a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。

b.轉(zhuǎn)爐鋼：(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼；(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼；(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。

c. 電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應(yīng)爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。

(2)按脫氧程度和澆注準(zhǔn)則分：

a.沸騰鋼；b.半鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼；d.特別鎮(zhèn)靜鋼。

8.按照外形分類

（1）型材

（2）板材

（3）管材

（4）金屬制品四大類。

二、鋼材的機(jī)械性能

1、屈從點(diǎn)（σs）鋼材或試樣在拉伸時(shí)，當(dāng)荷載超越彈性極限，即便荷載不再添加，而鋼材或試樣仍持續(xù)發(fā)作顯著的塑性變形，稱此現(xiàn)象為屈從，而發(fā)作屈從現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力值即為屈從點(diǎn)。

設(shè)Fs為屈從點(diǎn)s處的外力，S為試樣斷面積，則屈從點(diǎn)σs =Fs/S(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）

2、屈從強(qiáng)度（σ0.2）有的金屬資料的屈從點(diǎn)極不顯著，在測(cè)量上有困難，因而為了衡量資料的屈從特性，規(guī)則發(fā)作永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長(zhǎng)度的0.2%）時(shí)的應(yīng)力，稱為條件屈從強(qiáng)度或簡(jiǎn)稱屈從強(qiáng)度 σ0.2 。

3、抗拉強(qiáng)度（σb）資料在拉伸過(guò)程中，從開端到發(fā)作開裂時(shí)所到達(dá)的最大應(yīng)力值。它表明鋼材反抗開裂的才能大小。與抗拉強(qiáng)度相應(yīng)的還有抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。

設(shè)Fb為資料被拉斷前到達(dá)的最大拉力，S為試樣截面面積，則抗拉強(qiáng)度σb= Fb/S（MPa）。

4、伸長(zhǎng)率（δs）資料在拉斷后，其塑性伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原試樣長(zhǎng)度的百分比叫伸長(zhǎng)率或延伸率。

5、屈強(qiáng)比（σs/σb）鋼材的屈從點(diǎn)（屈從強(qiáng)度）與抗拉強(qiáng)度的比值，稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。

二、常用鋼材種類介紹

（一）型材

1、角鋼

角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。等邊角鋼以“L肢寬×肢厚”標(biāo)明，不等邊角鋼以“L長(zhǎng)肢寬×短肢寬×肢厚”標(biāo)明，單位為mm，如L63×5，L100×80×8。

計(jì)算公式：F=d(2b-d)+0.2146(rr-2qq)

d:邊厚，b:邊寬，r:內(nèi)圓角半徑，q:邊端圓角半徑

2、槽鋼

槽鋼是截面為凹槽形的長(zhǎng)條鋼材。其規(guī)范標(biāo)明方法，如120*53*5，標(biāo)明腰高為120毫米，腿寬為53毫米的槽鋼，腰厚為5毫米的槽鋼，或稱12#槽鋼。腰高相同的槽鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚也需在類型右邊加a b c 予以差異，如25a# 25b# 25c#等。

3、工字鋼

工字鋼有一般工字鋼和輕型工字鋼兩種。一般工字鋼用“I截面高度的厘米數(shù)”標(biāo)明，高度20mm以上的工字鋼，同一高度有三種腹板厚度，分別記為a、b、c，a類腹板最薄、冀緣最窄，b類較厚較寬，c類最厚最寬，如I20a。相同高度的輕型工字鋼的翼緣要比一般工字鋼的冀緣寬而薄，腹板亦薄，輕型工字鋼可用漢語(yǔ)拼音符號(hào)“Q”標(biāo)明，如QI40等。

計(jì)算公式：F=hd+2t(b-d)+0.8584(rr-2qq)

h:高度，d:腰厚，b:腿寬，t:均勻腿厚，r:內(nèi)圓角半徑， q:邊端圓角半徑

4、H型鋼

H型鋼分熱軋和焊接二種。熱軋H型鋼有寬翼緣（H W）、中翼緣 (HM)、窄翼緣 (HN)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”標(biāo)明，單位為mm，如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12。

焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成，也用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”標(biāo)明，如H350×250×10×16。

計(jì)算公式：F=d(h-2t)+2bt+0.858rr

h:高度，d:腹板厚，b:翼緣板寬，t:翼緣板厚，r:內(nèi)圓角半徑，   q:邊端圓角半徑

（二）板材

鋼板的分類

按厚度分類：薄板   中板   厚板  特厚板

按出產(chǎn)方法分類：熱軋鋼板   冷軋鋼板

按表面特征分類： 鍍鋅板  （熱鍍鋅板、電鍍鋅板）  鍍錫板    復(fù)合鋼板    五顏六色涂層鋼板

按用途分類：

橋梁鋼板   鍋爐鋼板    造船鋼板   裝甲鋼板   轎車鋼板   屋面鋼板      結(jié)構(gòu)鋼板    電工鋼板（硅鋼片）  繃簧鋼板   其他

（三）鋼管

鋼管的分類：

鋼管分無(wú)縫鋼管和焊接鋼管（有縫管）兩大類。

按斷面形狀又可分為圓管和異形管，廣泛應(yīng)用的是圓形鋼管，但也有一些方形、矩形、半圓形、六角形、等邊三角形、八角形等異形鋼管。

關(guān)于承受流體壓力的鋼管都要進(jìn)行液壓試驗(yàn)來(lái)查驗(yàn)其耐壓才干和質(zhì)量，在規(guī)矩的壓力下不發(fā)作走漏、浸濕或脹大為合格，有些鋼管還要根據(jù)規(guī)范或需方要求進(jìn)行卷邊試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)等。

1、無(wú)縫鋼管

無(wú)縫鋼管：無(wú)縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無(wú)縫管的規(guī)范用外徑*壁厚毫米數(shù)標(biāo)明。無(wú)縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無(wú)縫鋼管兩類。

熱軋無(wú)縫鋼管分一般鋼管，低、中壓鍋爐鋼管，高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質(zhì)鋼管和其它鋼管等。

冷軋（撥）無(wú)縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。

無(wú)縫管外徑一般大于32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無(wú)縫鋼管外徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外徑可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋標(biāo)準(zhǔn)精度高。

結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管（GB/T8162-2008）是用于一般結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的無(wú)縫鋼管。

流體運(yùn)送用無(wú)縫鋼管（GB/T8163-2008）是用于運(yùn)送水、油、氣等流體的一般無(wú)縫鋼管。

低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管（GB3087-2008）是用于制造各種結(jié)構(gòu)低中壓鍋爐過(guò)熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車鍋爐用過(guò)熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔（軋）無(wú)縫鋼管。

高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管（GB5310-2008）是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無(wú)縫鋼管。

化肥設(shè)備用高壓無(wú)縫鋼管（GB6479-2000）是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設(shè)備和管道的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼無(wú)縫鋼管。

石油裂化用無(wú)縫鋼管（GB9948-2013）是適用于石油精粹廠的爐管、熱交換器和管道無(wú)縫鋼管。

地質(zhì)鉆探用鋼管（YB235-70）是供地質(zhì)部分進(jìn)行巖心鉆探運(yùn)用的鋼管，按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉積管等。

金剛石巖芯鉆探用無(wú)縫鋼管（GB3423-82）是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無(wú)縫鋼管。

石油鉆探管（YB528-65）是用于石油鉆探兩端內(nèi)加厚或外加厚的無(wú)縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種，車絲管用接頭聯(lián)合，不車絲管用對(duì)焊的方法與東西接頭聯(lián)合。

船舶用碳鋼無(wú)縫鋼管（GB5213-85）是制造船舶I級(jí)耐壓管系、Ⅱ級(jí)耐壓管系、鍋爐及過(guò)熱器用的碳素鋼無(wú)縫鋼管。碳素鋼無(wú)縫鋼管管壁工作溫度不逾越450℃，合金鋼無(wú)縫鋼管管壁工作溫度逾越450℃。

轎車半軸套管用無(wú)縫鋼管（GB3088-82）是制造轎車半軸套管及驅(qū)動(dòng)橋橋殼軸管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋無(wú)縫鋼管。

柴油機(jī)用高壓油管（GB3093-2002）是制造柴油機(jī)噴射系統(tǒng)高壓管用的冷拔無(wú)縫鋼管。

液壓和氣動(dòng)缸筒用精密內(nèi)徑無(wú)縫鋼管（GB8713-88）是制造液壓和氣動(dòng)缸筒用的具有精密內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)的冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管。

冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管（GB3639-2000）是用于機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管。選用精密無(wú)縫鋼管制造機(jī)械結(jié)構(gòu)或液壓設(shè)備等，可以大大節(jié)約機(jī)械加工工時(shí)，前進(jìn)資料利用率，一同有利于前進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)構(gòu)用不銹鋼無(wú)縫鋼管（GB/T14975-2012）是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫(yī)療、食物、機(jī)械等工業(yè)的耐腐蝕管道和結(jié)構(gòu)件及零件的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴(kuò)）和冷拔（軋）無(wú)縫鋼管。

流體運(yùn)送用不銹鋼無(wú)縫鋼管（GB/T14976-2012）是用于運(yùn)送流體的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴(kuò)）和冷拔（軋）無(wú)縫鋼管。

異型無(wú)縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無(wú)縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀標(biāo)準(zhǔn)的不同又可分為等壁厚異型無(wú)縫鋼管（代號(hào)為D）、不等壁厚異型無(wú)縫鋼管（代號(hào)為BD）、變直徑異型無(wú)縫鋼管（代號(hào)為BJ）。異型無(wú)縫鋼管廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件、東西和機(jī)械零部件。和圓管比較，異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數(shù)，有較大的抗彎抗扭才干，可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約鋼材無(wú)縫鋼管價(jià)格

下表為鋼管的外徑允許偏差,熱軋鋼管壁厚允許偏差，,熱擴(kuò)鋼管壁厚允許偏差

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