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 鋼材基礎知識
供應合金管 聯系電話:13820115338 15900263926  聯系人:李林
   
  含碳2%以下的鐵碳合金稱爲鋼。
碳素鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、錳、硫、磷)。其次是在煉鋼過程中不可避免地 會混入氣體,含O、H、N(氧、氫、氮)。此外,用鋁—硅脫氧鎮靜工藝中,必然在鋼水中含有 Al,當Als(酸溶鋁)≥0。020%時, 還有細化晶粒的作用
 
   
  煉鋼的主要任務是按所煉鋼種的質量要求,調整鋼中碳和合金元素含量到規定範圍之內,並使P、S、H、O、N等雜質的含量降至允 許限量之下。
煉鋼過程實質上是一個氧化過程,爐料中過剩的碳被氧化,燃燒成CO氣體逸出,其它Si、P、Mn 等氧化後進入爐渣中。S部份進入 煉渣中,部份則生成SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要求後,即可出鋼。爲了除去鋼中過剩的氧及調整化學成份,可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。
 
   
  從魚雷車運來的鐵水經過脫硫、擋渣等處理後即可倒入轉爐中作爲主要爐料,另加10% 以下的廢鋼。然後,向轉爐內吹氧燃燒,鐵 水中的過量碳被氧化並放出大量熱量,當探頭測得達到預定的低碳含量時,即停止吹氧 並出鋼。一般在鋼包中需進行脫氧及調整成份操作;然後在鋼液表面抛上碳化稻殼防止鋼水被氧化,即可送往連鑄或模鑄工區。
對要求高的鋼種可增加底吹氩、RH真空處理、噴粉處理(噴SI—CA粉及變性石灰)可以有效降低鋼中的氣體與夾雜,並有進一步降 碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施後還可以最終微調成份,滿足優質鋼材的需求。
 
   
  模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝,進入均熱爐加熱,然後通過初軋機及鋼坯連軋機軋成板坯、管坯、小方坯等初軋産品,經過切頭、 切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品質産品則還需對初軋坯進行扒皮和探傷,檢驗合格後入庫。
目前初軋廠的産品有初軋板坯、軋制方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。
初軋板坯主要供應熱軋廠作爲原料;軋制方坯除部份外供,主要送往高速線材軋機作原料。
由于連鑄板坯的先進性,初軋板坯的需求量大爲削減,因此轉向上述其它産品了。
 
   
  用連鑄板坯或初軋板坯作原料,經步進式加熱爐加熱,高壓水除鱗後進入粗軋機,粗軋料經切頭、尾、再進入精軋機,實施計算機 控制軋制,終軋後即經過層流冷卻(計算機控制冷卻速率)和卷取機卷取、成爲直發卷。直發卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀,厚度、 寬度精度較差,邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。其卷重較重、鋼卷內徑爲760mm。(一般制管行業喜歡使用。)
將直發卷經切頭、 切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線處理後,再切板或重卷,即成爲:熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等産品。
熱軋精整卷若經酸洗去除氧化皮並塗油後即成熱軋酸洗板卷。該産品有局部替代冷軋板的趨向,價格適中,深受廣大用戶喜愛。 寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在緊張建設中。
 
   
  用熱軋鋼卷爲原料,經酸洗去除氧化皮後進行冷連軋,其成品爲軋硬卷,由于連續冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降,因此沖壓性能將惡化,只能用于簡單變形的零件。 軋硬卷可作爲熱鍍鋅廠的原料,因爲熱鍍鋅機組均設置有退 火線。軋硬卷重一般在6~13.5噸,鋼卷內徑爲610mm。
一般冷連軋板、卷均應經過連續退火(CAPL機組)或罩式爐退火消除冷作硬化及軋制應力,達到相應標准規定的力學性能指標。
冷軋鋼板的表面質量、外觀、尺寸精度均優于熱軋板,且其産品厚度右軋薄至0.18mm左右,因此深受廣大用戶青睐。
以冷軋鋼卷爲基板進行産品的深加工,成爲高附加值産品。如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐指紋電鍍鋅、彩塗鋼板卷及減振複合鋼板、PVC 複膜鋼板等,使這些産品具有美觀、高抗腐蝕等優良品質,得到了廣泛應用。
冷軋鋼卷經退火後必須進行精整,包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切板等。冷軋産品廣泛應用于汽車制造、家電 産品、儀表開關、建築、辦公家具等行業。鋼板捆包後的每包重量爲3~5噸。平整分卷重一般爲3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
 
   
  7.1拉力試驗
按標准制備的拉力試樣,安裝在拉力試驗機的夾頭內,對試樣緩慢施加單軸向拉伸應力,直至試樣被拉斷爲止的試驗稱作拉力試驗。
7.1.1強度
金屬材料在外力作用下,抵抗變形和斷裂的能力叫強度。強度指標包括:比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度等。
7.1.2比例極限
對金屬施加拉力,金屬存在著力與變形成直線比例的階段,而這個階段的最大極限負荷Pp除以試樣的原橫截面積即爲比例極限,用 σ P表示。
7.1.3彈性極限
金屬受外力作用發生了變形,外力去掉後,能完全恢複原來的形狀,這種變形稱爲彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大應力稱爲 彈性極限,用σe表示。
7.1.4抗拉強度
試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截面積所得的應力,稱作抗拉強度,用σb表示。當材料所受的外應力大于其抗拉 強度時,將會發生斷裂。因此σb越高,則表示它能承受愈大的外應力而不致于斷裂。
國外標准的結構鋼常按抗拉強度來分類,如SS400,其中400即表示σb的最小值爲400MPa超高強度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。
7.1.5屈強比
屈強比即屈服強度與抗拉強度之比值(σS/σb)。屈服比值越高,則該材料的強度愈高,屈強比值愈低則塑性愈佳,沖壓成形性愈好。如深沖鋼板的屈強比值爲≤0.65。
彈簧鋼一般均在彈性極限範圍內服役,受載荷時不允許産生塑性變形,因此要求彈簧鋼經淬火、回火後具有盡可能高的彈性極限和 屈強比值(σS/σb≥0.90)此外疲勞壽命與抗拉強度及表面質量往往有很大關連。
7.1.6塑性
金屬材料在受力破壞前可以經受永久變形的性能稱爲塑性。塑性指標通常伸長率和斷面收縮率表示。伸長率與斷面收縮率越高,則 塑性越好。
 
   
  用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規定類型的沖擊試驗上受沖擊負荷折斷時,試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱爲沖擊 韌性以αk表示。
目前常用的10×10×55mm,帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標准上直接采用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是采用αK值。因爲單位 面積上的沖擊功並無實際意義。
沖擊功對于檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉化最爲敏感,而實際服役條件下的災難性破斷事故,往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關。 因此在有關標准中常常規定某一溫度時的沖擊功值爲多少 、還規定FATT(斷口面積轉化溫度)要低于某一溫度的技術條件。所謂FATT,即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷後,對沖擊斷口進行評定,當脆性斷裂占總面積的50%時所對應的溫度。
由于鋼板厚度的影響,對厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標准規定的條件下,才可按標准的換算方法,折算 成標准沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
 
   
  金屬材料抵抗壓頭(淬硬的鋼球或具有1200圓錐或角錐的金剛石壓頭)壓陷表面的能力稱爲硬度。根據試驗方法和適用範圍的不同,硬度可分爲布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度以及顯微硬度、高溫硬度等。
冶金産品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。
 
   
  寶鋼企標中的鋼號大致可分爲三個來源即從日本JIS標准、德國DIN標准移植及自行開發研制的鋼號。從日本JIS標准中移植來的鋼號,一般首位常爲S(Steel);從DIN標准移植來的鋼號,一般常以ST開頭(Stahl德文中的“鋼”);寶鋼自行開發研制的鋼號,一般首位常以寶鋼的拼音首位B開頭。  
   
  結構鋼一般按強度分類,在鋼號中的數字往往代表抗拉強度的最低值。由于該類鋼常用于制作結構件,因此稱作爲結構鋼。結構鋼的強化機制傾向于降碳增錳固溶強化鐵素體、細化珠光體和添加微合金的析出強化、沉澱強化和細晶強化,以確保在提高強 度的同時仍保持較好的韌、塑指標並兼具良好的焊接性能。
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