炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯,钢锭 或钢坯经压力加工成钢材(钢铁产品)。钢材种类很多,一般可分为型、板、管和丝四大类。
1、型钢类
型钢品种很多,是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢;后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。
2、钢板类
是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板(厚度<4mm)、中板(厚度4-25mm)和厚板(厚度>25mm)三种。钢带包括在钢板类内。
3、钢管类
是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。
4、钢丝类
钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外,还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。
钢铁材料通常是指铁碳合金,按含碳量的大小分类,含碳量(质量分数)大于2%的为生铁,小于2%的为钢,含碳量(质量分数)小于0.04%的为工业纯铁。
生铁的分类
分类方法 |
分类名称 |
说 明 |
1.按用途分 |
(1)炼钢生铁 |
炼钢生铁是指用于平炉、转炉炼钢的生铁,一般含硅量较低(不大于1.75%),含硫量较高(不大于0.07%),质硬而脆,断口呈白色,也称白口铁 |
(2)铸造生铁 |
铸造生铁是指用于铸造各种生铁铸件的生铁,一般含硅量较高(达3.75%),含硫量稍低(不大于0.06%),断口呈灰色,也称灰口铁 |
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2.按化学成分分 |
(1)普通生铁 |
普通生铁是指不含其他合金元素的生铁,如炼钢生铁、铸造生铁均属此类 |
(2)特种生铁 |
1)天然合金生铁——用含有共生金属的铁矿石或精矿、用还原剂还原而制成的一种特殊生铁,可用来炼钢及铸造 2)铁合金——在炼铁时特意加入其他成分的元素,炼成含有多种合金元素的特种生铁,其品种较多,如锰铁、硅铁、铬铁等,是炼钢的原料之一,也可用于铸造 |
注:成分含量皆指质量分数。
铸铁的分类
分类方法 |
分类名称 |
说 明 |
1.按断口颜色 |
(1)灰铸铁 |
这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在,其断口呈暗灰色,有一定的力学性能和良好的被切削性能,普遍应用于工业中 |
(2)白口铸铁 |
白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金,其断口呈白亮色,硬而脆,不能进行切削加工,很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性,又称激冷铸铁或冷硬铸铁 |
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(3)麻口铸铁 |
麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁,其断口呈灰白相间的麻点状,性能不好,极少应用 |
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2.按化学成分 |
(1)普通铸铁 |
是指不含任何合金元素的铸铁,如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等 |
(2)合金铸铁 |
是在普通铸铁内加入一些合金元素,用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁 |
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3.按生产方法和组织性能 |
(1)普通灰铸铁 |
参见“灰铸铁” |
(2)孕育铸铁 |
这是在灰铸铁基础上,采用“变质处理”而成,又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多,组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高,而截面尺寸变化较大的大型铸件 |
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(3)可锻铸铁 |
可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成,比灰铸铁具有较高的韧性,又称韧性铸铁。它并不可以锻造,常用来制造承受冲击载荷的铸件 |
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(4)球墨铸铁 |
简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂,以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比,除塑性、韧性稍低外,其他性能均接近,是兼有钢和铸铁优点的优良材料,在机械工程上应用广泛 |
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(5)特殊性能铸铁 |
这是一种有某些特性的铸铁,根据用途的不同,可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁,在机械制造上应用较广泛 |
钢的分类
分类方法 |
分类名称 |
说 明 |
1.按化学 成分 |
(1)碳素钢 |
碳素钢是指钢中除铁、碳外,还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金,按其含碳量的不同可分为: 1)低碳钢——含碳量wc≤0.25% 2)中碳钢——含碳量wc>0.25%~0.60% 3)高碳钢——含碳量wc>0.60% |
(2)合金钢 |
为了改善钢的性能,在冶炼碳素钢的基础上,加入一些合金元素而炼成的钢,如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量,可分为: 1)低合金钢——合金元素的总含量≤5% 2)中合金钢——合金元素的总含量5%~10% 3)高合金钢——合金元素的总含量>10% |
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2.按冶炼 设备 |
(1)转炉钢 |
用转炉吹炼的钢,可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢;根据炉衬的不同,又分酸性和碱性两种 |
(2)平炉钢 |
用平炉炼制的钢,按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种,一般平炉钢多为碱性 |
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(3)电炉钢 |
用电炉炼制的钢,有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的,是碱性电弧炉钢 |
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3.按浇注 前脱氧程 度 |
(1)沸腾钢 |
属脱氧不完全的钢,浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好;缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差,一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板 |
(2)镇静钢 |
属脱氧完全的钢,浇注时在钢锭模里钢液镇静,没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀;缺点是金属的收得率低,成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢 |
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(3)半镇静钢 |
脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,因生产较难控制.目前产量较少 |
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4.按钢的 品质 |
(1)普通钢 |
钢中含杂质元素较多,含硫量ws一般≤O.05%,含磷量wP≤0.045%,如碳素结构钢、低合金结构钢等 |
(2)优质钢 |
钢中含杂质元素较少,含硫及磷量ws、wp,一般均≤0.04%,如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等 |
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(3)高级优质钢 |
钢中含杂质元素极少,含硫量ws一般≤O.03%,含磷量wP≤0.035%,如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面,通常加符号“A”或汉字“高”,以便识别 |
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5.按钢的 用途 |
(1)结构钢 |
1)建筑及工程用结构钢——简称建造用钢,它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等 2)机械制造用结构钢——是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢,主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等 |
(2)工具钢 |
一般用于制造各种工具,如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢 |
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(3)特殊钢 |
具有特殊性能的钢,如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等 |
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(4)专业用钢 |
这是指各个工业部门专业用途的钢,如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等 |
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6.按制造 加工形式 |
(1)铸钢 |
铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件 |
(2)锻钢 |
锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高,能承受大的冲击力作用,塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高,所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件 |
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(3)热轧钢 |
热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的,热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材,也用于轧制线材 |
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(4)冷轧钢 |
冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比,冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管 |
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(5)冷拔钢 |
冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是:精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝,也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢,以及直径在76mm以下的钢管 |
非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值(GB/T 13304—1991)
按化学成份 合金元素 |
合金元素规定含量(质量分数)界限值(%) |
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非合金钢 |
低合金钢 |
合金钢 |
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A1 |
<0.10 |
— |
≥0.10 |
B |
<0.0005 |
— |
≥0.0005 |
Bi |
<0.10 |
— |
≥0.10 |
Cr |
<0.30 |
0.30~<0.50 |
≥0.50 |
C0 |
<0.10 |
— |
≥0.10 |
Cu |
<0.10 |
0.10~<0.50 |
≥0.50 |