鋼材知識速成班
一、 鋼鐵生產(chǎn)工藝過程及相關(guān)介紹
鋼的來源
鋼的源頭是鐵礦砂，即鐵元素（Fe）在自然界中的存在形式，純粹的鐵在自然界中是不存在的，鐵礦砂主要分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦三種，這些都是鐵的氧化物，不同之處在于它們的氧化方式。鐵礦砂中的含鐵量越高越好，理論上鐵礦砂中的最高含鐵量在72%左右，含鐵量在60%以上稱為富鐵礦。鐵礦砂先在熔爐內(nèi)還原成鐵（銑鐵），再送入煉鋼爐內(nèi)脫碳精煉成鋼，廢鋼也可在煉鋼爐熔煉再生。一般鋼鐵依使用用途制成性質(zhì)、形狀各異的商品，既所謂的鋼鐵制品。通常鋼鐵制品是將鐵礦石還原，熔解成銑鐵（煉銑），銑鐵精煉成鋼（煉鋼），鋼再軋延、加工后制成各種鋼鐵制品，廣義的鋼鐵制品包含鑄鐵、鑄鋼、鍛造鋼品及鋼材加工的制品。
鋼鐵-概述
鋼鐵是鐵與C(碳)、Si(硅)、Mn(錳)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe(鐵)外，C的含量對鋼鐵的機(jī)械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳合金。它是工程技術(shù)中最重要、用量最大的金屬材料。
按含碳的含量的不同，鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數(shù)情況下能滿足使用要求，所以應(yīng)用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼(C≤0.25%)、中碳鋼(C為0.25-0.6%)和高碳鋼(C＞0.6%)（65/70/85#鋼、65Mn、55Si2Mn/60Si2Mn）。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含錳量不同分為正常含錳量(含錳0.25%-0.8%)和較高含錳量(含錳0.70%-1.20%)兩組，后者具有較好的力學(xué)性能和加工性能。合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經(jīng)常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我國合金鋼的資源相當(dāng)豐富，除Cr、Co不足，Mn品位較低外，（攀枝花）W、Mo、V、Ti和稀土金屬（內(nèi)蒙）儲量都很高。21世紀(jì)初，合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中的比例將有大幅度增長。
含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據(jù)生鐵中碳存在的形態(tài)不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態(tài)分布，斷口呈銀白色，質(zhì)硬而脆，不能進(jìn)行機(jī)械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態(tài)分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機(jī)械性能、加工性能接近于鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應(yīng)用。
冷軋鋼板生產(chǎn)工藝（寶鋼）：礦石－高爐煉鐵－轉(zhuǎn)爐煉鋼－連鑄（板坯）－熱連軋－酸洗－冷連軋－連續(xù)退火（－熱鍍鋅）－卷取/其他（電鍍鋅/縱剪成帶/橫剪成板/）
熱軋鋼板生產(chǎn)工藝（寶鋼）：礦石－高爐煉鐵－轉(zhuǎn)爐煉鋼－連鑄（板坯）－除鱗－精軋－冷卻－卷取－熱軋卷（－冷軋）－矯直/縱剪/橫剪
二、 常用鋼材的牌號分析
1、我國鋼號表示方法概述
鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》（ GB221-79 ）中規(guī)定，采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表示。即：
①鋼號中化學(xué)元素采用國際化學(xué)符號表示，例如 Si,Mn,Cr ……等?；旌舷⊥猎赜谩?RE ”（或“ Xt ”）表示。
②產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示，見表。 ③鋼中主要化學(xué)元素含量（ % ）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 表： GB 標(biāo)準(zhǔn)鋼號中所采用的縮寫字母及其涵義
2、我國鋼號表示方法的分類說明
－－生鐵牌號表示方法生鐵牌號采用表 1 中規(guī)定的符號和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 a 、阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含硅量 ( 以千分之幾計 ) 。
例如：含硅量為 2.75% ～ 3.25% 的鑄造用生鐵，其牌號表示為 “Z 30” ； 含硅量為 0.85% ～ 1.25% 的煉鋼用生鐵，其牌號表示為 “L 10” 。
b 、含釩生鐵和脫碳低磷粒鐵，阿拉伯?dāng)?shù)字分別表示釩和碳的平均含量 ( 均以千分之幾計 ) 。
例如：含釩量不小于 0.40% 的含釩生鐵，其牌號表示為 “F 40” ；含碳量為 1.20% ～ 1.60% 的煉鋼用脫碳低磷粒鐵，其牌號表示為 “TL 14” 。
－－碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)牌號表示方法以上用鋼通常分為通用鋼和專用鋼兩大類。
a 、通用結(jié)構(gòu)鋼采用代表屈服點的拼音字母 “Q” 。屈服點數(shù)值 ( 單位為 MPa) 和質(zhì)量等級、脫氧方法等符號，按順序組成牌號。例如：碳素結(jié)
構(gòu)鋼牌號表示為： Q235AF ， Q235BZ ；低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號表示
為： Q 345C ， Q345D 。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號組成中，鎮(zhèn)靜鋼符號 “Z” 和特殊鎮(zhèn)靜鋼符號 “TZ” 可以省略，例如：質(zhì)量等級分別為 C 級和 D 級的
Q235 鋼，其牌號表示應(yīng)為 Q235CZ 和 Q235DTZ ，但可以省略為 Q 235C 和 Q235D 。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼有鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，但牌號尾部不加寫表示脫氧方法的符號。
b 、專用結(jié)構(gòu)鋼一般采用代表鋼屈服點的符號 “Q” 、屈服點數(shù)值和代表產(chǎn)品用途的符號等表示，例如：壓力容器用鋼牌號表示為 “Q345R” ；耐候鋼其牌號表示為： Q340NH 。 c 、根據(jù)需要，通用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字 ( 以萬分之幾計平均含碳量 ) 和標(biāo)準(zhǔn)的元素符號組成；專用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號，除一般組成外，尚應(yīng)加寫表 1 中規(guī)定代表產(chǎn)品用途的符號。 －－優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼牌號表示方法
優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字 ( 以萬分之幾計表示平均含碳量 ) 或阿拉伯?dāng)?shù)字和元素符號、規(guī)定的符號組合成牌號。
a 、沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，在牌號尾部分別加符號 “F” 和 “b” 。例如：平均含碳量為 0.08% 的 沸騰鋼，其牌號表示為 “ 08F ” ；平均含碳量為 0.10% 的半鎮(zhèn)靜鋼，其牌號表示為 “10b” 。
b 、鎮(zhèn)靜鋼 (S 、 P 分別 ≤0.035%) 一般不標(biāo)符號。例如：平均含碳量為 0.45% 的鎮(zhèn)靜鋼，其牌號表示為 “ 45” 。
c 、較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，在表示平均含碳量的阿拉伯?dāng)?shù)字后加錳元素符號。例如：平均含碳量為 0.50% ，含錳量為 0.70% ～ 1.00% 的鋼，其牌號表示為 “50Mn” 。 d 、高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (S 、 P 分別 ≤0.030%) ，在牌號后加符號 “A” 。例 如 : 平均含碳量為 0.45% 的高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其牌號示為 “ 45A ” 。 －－特級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (S≤0.020% 、 P≤0.025%) ，牌號后加符號 “E” 。 例如 : 平均含碳量為 0.45% 的特級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其牌號表示為 “45E” 。 優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼牌號的表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法相同 (65 、 70 、 85 、 65Mn 鋼在 GB/T1222 和 GB/T699 兩個標(biāo)準(zhǔn)中同時分別存在 ) 。 常用金屬材料牌號表示方法
三、 公差范圍及長寬要求及鋼廠生產(chǎn)的常規(guī)產(chǎn)品
鋼材長度尺寸舉例
1. 管材的長度尺寸
⑴一般以鋼管的外徑 D 、內(nèi)徑和壁厚 S 的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑵每種鋼管有規(guī)定的不同尺寸，如無縫鋼管外徑 50mm 的，壁厚有 2.5-10mm的 15 種；或者說相同壁厚5mm 的，外徑有 32-195mm 的 29 種。又如焊接鋼管公稱口徑 25mm 的壁厚有 3.25mm 的普通鋼管和4mm的加厚鋼管。
2. 型材的長度尺寸
⑴火車軌的標(biāo)準(zhǔn)長度有 12.5m 和 25m 兩種。
⑵圓鋼、線材、鋼絲尺寸以直徑 d 的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑶方鋼尺寸以邊長a的毫米( mm )數(shù)標(biāo)定。
⑷六角鋼、八角鋼尺寸以對邊距離s的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑸扁鋼的尺寸以寬度b和厚度d的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑹工字鋼、槽鋼的尺寸以腰高h(yuǎn)、腿寬b和腰厚d的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑺等邊角鋼的尺寸以相等邊寬b和邊厚d的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。不等邊角鋼的尺寸以邊寬B、b和邊厚d的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑻H型鋼的尺寸以腹板高度h、翼板寬度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的毫米（ mm）數(shù)標(biāo)定。
3. 鋼板、鋼帶的長度尺寸
⑴一般以鋼板的厚度 d 的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。而鋼帶則以鋼帶的寬度b和厚度d的毫米（ mm ）數(shù)標(biāo)定。
⑵單張鋼板有規(guī)定的不同尺寸，如熱軋鋼板有： 1mm 厚的鋼板，有寬度600×長度2000 mm ；650×2000mm ；700×1420 mm ；750×1500 mm ；900×1800 mm；1000×2000 mm 等。
鋼材的尺寸和重量
1、鋼材長度尺寸
鋼材長度尺寸是各種鋼材的最基本尺寸，是指鋼材的長、寬、高、直徑、半徑、內(nèi)徑、外徑以及壁厚等長度。鋼材長度的法定計量單位是米（ m ）、厘米（ cm ）、毫米（ mm）。在現(xiàn)行習(xí)慣中，也有用英寸（ ″）表示的，但它不是法定計量單位。
a 鋼材的范圍定尺。是節(jié)省材料的一種有效措施。范圍定尺就是長度或長乘寬不小于某種尺寸，或是長度 。長乘寬從多少到多少的尺寸范圍內(nèi)交貨。生產(chǎn)單位可以按此尺寸要求進(jìn)行生產(chǎn)供貨。
b. 不定尺（通常長度）。凡產(chǎn)品尺寸（長度或?qū)挾龋?，在?biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)，而又不要求固定尺寸的叫不定尺。不定尺長度又叫通常長度（通尺）。按不定尺交貨的金屬材料，只要在規(guī)定長度范圍內(nèi)交貨即可。例如，不大于 25mm 的普通圓鋼，其通常長度規(guī)定為 4-10m， 則長度在此范圍內(nèi)的圓鋼都可以交貨。
c. 定尺。按訂貨要求切成固定尺寸的稱為定尺。按定尺長度交貨時，所交金屬材料必須具有需方在訂貨合同中指定的長度。例如，合同上注明按定尺長度 5m 交貨，則所交貨的材料必須都是 5m 長的，短于 5m 或長于 5m 均為不合格。但實際上交貨不可能都是 5m 長，因此規(guī)定了允許有正偏差，而不允許有負(fù)偏差。
d. 倍尺。按訂貨要求的固定尺寸切成整倍數(shù)的稱為倍尺。按倍尺長度交貨時，所交金屬材料的長度必須為需方在訂貨合同中指定的長度（叫單倍尺）的整數(shù)倍數(shù)（另加鋸口）。例如，需方在訂貨合同中要求單倍尺長度為 2m ，那么，切成雙倍尺時長度即為 4m，切成 3 倍尺時即為6m ，并分別加上一個或兩個鋸口量。鋸口量在標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。倍尺交貨時，只允許有正偏差，不允許出現(xiàn)負(fù)偏值。
e. 短尺。長度小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不定尺長度下限，但不小于允許的最短長度的叫短尺。例如，水、煤氣輸送鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，允許每批有 10% 的（按根數(shù)計算） 2-4m 長的短尺鋼管。 4m 即為不定尺長度的下限，允許的最短長度為 2m。
f. 窄尺。寬度小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不定尺寬度下限，但不小于允許的最窄寬度的叫窄尺。按窄尺交貨時，必須注意有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的窄尺比例和最窄尺。
四、 交貨狀態(tài)類別
鋼管的幾種交貨狀態(tài)
交貨狀態(tài) ：是指交貨產(chǎn)品的最終塑性變形或最終熱處理的狀態(tài)。一般不經(jīng)過熱處理交貨的稱熱軋或冷拔（軋）狀態(tài)或制造狀態(tài)；經(jīng)過熱處理交貨的稱熱處理狀態(tài)，或根據(jù)熱處理的類別稱正火（?；?、調(diào)質(zhì)、固溶、退火狀態(tài)。訂貨時，交貨狀態(tài)需在合同中注明。
常見的鋼材交貨狀態(tài)有熱軋、冷軋、控軋、正火、回火、退火、淬火、調(diào)質(zhì)等，熱軋能顯著降低能耗，降低成本，能改善金屬及合金的加工工藝性能。
常見的鋼材交貨狀態(tài)有熱軋、冷軋、控軋、正火、回火、退火、淬火、調(diào)質(zhì)等，熱軋能顯著降低能耗，降低成本，能改善金屬及合金的加工工藝性能。
