鋼材基本概念及生產方法?
1 、鋼材的概念: 鋼是鐵、碳和少量其它元素的合金。 鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成我們所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。 鋼材是國家建設和實現四化必不可少的重要物資,應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同、一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類、為了便於組織鋼材的生產、訂貨供應和搞好經營管理工作,又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、冷彎型鋼,優質型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無縫鋼管、焊接鋼管、金屬製品等品種。
鋼是鐵、碳和少量其它元素的合金。不鏽鋼或者 10.5% 或以上鉻金含量的抗腐蝕性合金鋼是該類金屬的通用術語。應該記住不鏽鋼並不是說這種鋼材不生鏽或不會被腐蝕,而只不過是它比不含鉻的合金的耐腐蝕性能強得多。除了鉻金屬之外,其它金屬元素如鎳、鉬、釩等也可以加入合金中用於改變合金鋼的性能,從而生產出不同等級、不同性能的不鏽鋼。因應用目的和場所的不同,仔細挑選性能最為合適的不鏽鋼所製造的刀具,對於提高特定工作的工作效率和成功概率至關重要。刀具中不同金屬元素帶來的優點。 簡單地說:鋼就是鐵和碳的合金。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材,他們包含以下成分:
碳( Carbon) - 存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有 0.5% 以上的碳,也成為高碳鋼。
鉻( Chromium) - 增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有 13% 以上的認為是不鏽鋼。儘管這麼叫,如果保養不當,所有鋼材都會生鏽的。
錳( Manganese ) - 重要的元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性,和強度、及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧,出現在大多數的刀剪用鋼材中,除了 A-2,L-6 和 CPM 420V 。
鉬( Molybdenum ) - 碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中,空氣硬化鋼(例如 A-2,ATS-34 )總是包含 1% 或者更多的鉬 , 這樣它們才能在空氣中變硬。
鎳( Nickle ) - 保持強度、抗腐蝕性、和韌性。出現在 L-6\AUS-6 和 AUS-8 中。
硅( Silicon ) - 有助於增強強度。和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。
鎢( Tungsten ) - 增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。在高速鋼 M-2 中就含有大量的鎢。
釩( Vanadium ) - 增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩,其中 M-2 , Vascowear , CPM T440V 和 420VA 含有大量的釩。而 BG-42 與 ATS-34 最大的不同就是前者含有釩。
2、 鋼材種類
鍊鋼爐煉出的鋼水被鑄成鋼坯,鋼錠 或鋼坯經壓力加工成鋼材(鋼鐵產品)。鋼材種類很多,一般可分為型、板、管和絲四大類。
1 、型鋼類
型鋼品種很多,是一種具有一定截面形狀和尺寸的實心長條鋼材。按其斷面形狀不同又分簡單和複雜斷面兩種。前者包括圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼和角鋼;後者包括鋼軌、工字鋼、槽鋼、窗框鋼和異型鋼等。直徑在 6.5 -9.0mm 的小圓鋼稱線材。
2 、鋼板類
是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度不同分薄板(厚度 < 4mm )、中板(厚度 4 -25mm )和厚板(厚度 > 25mm )三種。鋼帶包括在鋼板類內。
3 、鋼管類
鋼管類是一種中空截面的長條鋼材。按其截面形狀不同可分圓管、方形管、六角形管和各種異形截面鋼管。按加工工藝不同又可分無縫鋼管和焊管鋼管兩大類。
4 、鋼絲類
鋼絲是線材的再一次冷加工產品。按形狀不同分圓鋼絲、扁形鋼絲和三角形鋼絲等。鋼絲除直接使用外,還用於生產鋼絲繩、鋼紋線和其他製品。
2、 鋼材的生產方法 大部分鋼材加工都是通過壓力加工,使被加工的鋼(坯、錠等)產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同以分冷加工和熱加工兩種。鋼材的主要加工方法有:
軋製:將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙(各種形狀),因受軋輥的壓縮使材料截面減小,長度增加的壓力加工方法,這是生產鋼材最常用的生產方式,主要用來生產型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。
鍛造:利用鍛錘的往復衝擊力或壓力機的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。一般分為自由鍛和模鍛,常用作生產大型材、開坯等截面尺寸較大的材料。
拉撥:是將已經軋製的金屬坯料(型、管、製品等)通過模孔拉撥成截面減小長度增加的加工方法大多用作冷加工。
擠壓:是將金屬放在密閉的擠壓簡內,一端施加壓力,使金屬從規定的模孔中擠出而得到有同形狀和尺寸的成品的加工方法,多用於生產有色金屬材料。
鋼材的分類
線材:普線 高線 螺紋鋼
型材:工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H 型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼
六角鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不鏽圓鋼 軸承圓鋼 矩型管彈簧鋼
板材:中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不鏽鋼板 硅鋼片 彩塗板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼
管材:焊管 不鏽鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無縫管 螺旋管 熱軋無縫
金屬材料:生鐵 馬口鐵 鋁 鉛 黃銅 錫 鋅
鋼材按外形可分為型材、板材、管材、金屬製品四大類。
為便於採購、訂貨和管理,我國目前將鋼材分為十六大品種:
類 別 品 種 說 明型材 重軌 每米重量大於 30 千克 的鋼軌(包括起重機軌)輕軌 每米重量小於或等於 30 千克 的鋼軌大型型鋼 普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等邊和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型中型型鋼小型型鋼線材 直徑 5 -10 毫米 的圓鋼和盤條冷彎型鋼 將鋼材或鋼帶冷彎成型製成的型鋼優質型材 優質鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等其它鋼材 包括重軌配件、車軸坯、輪箍等板材 薄鋼板 厚度等於和小於 4 毫米 的鋼板厚鋼板 厚度大於 4 毫米 的鋼板。可分為中板(厚度大於 4mm 小於 20mm )、厚板(厚度大於 20mm 小於 60mm )、特厚板(厚度大於 60mm )鋼帶 也叫帶鋼,實際上是長而窄併成卷供應的薄鋼板電工硅鋼薄板 也叫硅鋼片或矽鋼片管材 無縫鋼管 用熱軋、熱軋 —— 冷拔或擠壓等方法生產的管壁無接縫的鋼管焊接鋼管 將鋼板或鋼帶捲曲成型,然後焊接製成的鋼管金屬製品 金屬製品 包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等
6 .低合金高強度鋼
①鋼號的表示方法,基本上和合金結構鋼相同。
②對專業用低合金高強度鋼,應在鋼號最後標明。例如 16Mn 鋼,用於橋樑的專用鋼種為“ 16Mnq ”,汽車大梁的專用鋼種為“ 16MnL ”,壓力容器的專用鋼種為“ 16MnR ”。
7 .彈簧鋼
彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類,其鋼號表示方法,前者基本上與優質碳素結構鋼相同,後者基本上與合金結構鋼相同。
8 .滾動軸承鋼
①鋼號冠以字母“ G ”,表示滾動軸承鋼類。
②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出,鉻含量以千分之幾表示。例如 GCr15 。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法,基本上和合金結構鋼相同。
9 .合金工具鋼和高速工具鋼
①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥ 1.0% 時,不標出碳含量;當平均碳含量< 1.0% 時,以千分之幾表示。例如 Cr12 、 CrWMn 、 9SiCr 、 3Cr2W8V 。
②鋼中合金元素含量的表示方法,基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號,其
鉻含量以千分之幾表示,並在表示含量的數字前加“ 0 ” ,以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如 Cr06 。
③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量,只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“ W18Cr4V ”。鋼號冠以字母“ C ”者,表示其碳含量高於未冠“ C ”的通用鋼號。
10 .不鏽鋼和耐熱鋼
①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“ 2Cr 13 ” 鋼的平均碳含量為 0.2% ;若鋼中含碳量≤ 0.03% 或≤ 0.08% 者 , 鋼號前分別冠以“ 00 ” 及“ 0 ” 表示之,例如 00Cr17Ni14Mo2 、 0Cr18 Ni9 等。
②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示,而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。
11 .焊條鋼
它的鋼號前冠以字母“ H ”,以區別於其他鋼類。例如不鏽鋼焊絲為“ H2Cr 13 ” ,可以區別於不鏽鋼“ 2Cr 13 ” 。
12 .電工用硅鋼
①鋼號由字母和數字組成。鋼號頭部字母 DR 表示電工用熱軋硅鋼, DW 表示電工用冷軋無取向硅鋼, DQ 表示電工用冷軋取向硅鋼。
②字母之後的數字表示鐵損值( W/kg )的 100 倍。
③鋼號尾部加字母“ G ”者,表示在高頻率下檢驗的;未加“ G ”者,表示在頻率為 50 周波下檢驗的。
例如鋼號 DW470 表示電工用冷軋無取向硅鋼產品在 50 赫頻率時的最大單位重量鐵損值為 4.7W/kg 。
13 .電工用純鐵
①它的牌號由字母“ DT ”和數字組成,“ DT ”表示電工用純鐵,數字表示不同牌號的順序號,例如 DT3 。
②在數字後面所加的字母表示電磁性能: A ——高級、 E ——特級、 C ——超級,例如 DT 8A 。