钢铁基础知识

1、 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.150.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.01.2%的硅，强度可提高1520%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制

2、造耐热钢。含硅14%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.300.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰1114%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。 4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.

3、045%，优质钢要求更低些。 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。 7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的

4、资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。 8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。 9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。 10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、钨(W)：钨

5、熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。 12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。 13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。 14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当

6、铜含量小于0.50%对焊接性无影响。 15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。 16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。 17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。 18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，

7、可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。 塑性：塑性是指在外力作用下，材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。 塑性形成工艺可以分为两类：体积成形和板料成形。 体积成形有轧制、挤压、锻造等。 板料成形有冲裁、弯曲、拉深等。毛坯：是还没加工的原料，也可指成品未完成前的那一部分。应力：受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。屈服：材料在拉伸或压缩过程中，当应力超过弹性极限后，变形增加较快，材料失去了抵抗继续变形的能力。当应力达到一定值时，应力虽不增加（或在微小范围内波动），而变形却急速增长的现象

8、，称为屈服。钢材测定中一般选用下屈服点作为标准值，因为下屈服点才是一个稳定屈服过程，上屈服点比下屈服点高的原因是位错的运动速度，在塑性变形开始的阶段，位错的密度是比较低的，要使位错运动速度增快只能通过提高应力来实现，因此这个数值相对较高，一旦位错增殖以后，就不需要提供很大的应力了，这时就会进入稳定的屈服阶段，对应的屈服点就是下屈服点了。因此选择下屈服点作为屈服强度的标准值。强度和塑性是一对矛盾，存在着此消彼长的关系。自然界很多东西都是如此，越是硬的东西就越脆含碳量增加 材料的固容强化加强 所以材料的屈服强度和材料强度都增加，但是塑性就下降 也就是伸长率下降抗拉强度（ b ）也叫强度极限指材料在

9、拉断前承受最大应力值。当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。延伸率：延伸率（）是描述材料塑性性能的指标延伸率和截面收缩率。延伸率即试样拉伸断裂后标距段的总变形L与原标距长度L之比的百分数：=L/L100%。 R值： 为塑性应变比,是评价金属薄板深冲性能的最重要参数,是材料在冲压成型时宽度上的应变值与厚度上的应变值之比，该值一般越

10、大越好，冲压钢板的R值要大于1，否则容易冲裂。钢板通常有各项异性,故R值应取与轧制方向成90、45、0度试样实验结果的平均值。当 R 值小于 1 时，说明材料厚度方向容易变形减薄，致裂，冲压 性能不好。当 R 值大于 1 时，说明冲压成型过程中宽度和长度方向变形容易，能抵制厚度 方向的变薄。而厚度方向的减薄是冲压过程中断裂的原因。因此，R 值大，则成型性好。当 R 值大于 1。4 时，冲废率显著降低。N值：n 值在应力应变曲线上代表指数，称为应变刚指数或者硬化指数，其物理意义就是单向拉伸 出现颈缩时的变形量，n 值越大，代表材料均匀变形的能力越强，于是局部破裂的可能性降低。n 值为加工硬化指数

11、或应变硬化指数，其值一般为 0.2-0.5，奥氏体钢较大，如奥氏体不锈钢可以达到 0.5 以上，一般该值越大越好，说明材料的加工硬化能力较强。 冷轧：是再结晶下的轧制,但一般理解为使用常温轧制材料的轧制.铝冷轧分为板轧和箔轧.厚度在0.15以上 的称为板,0.15以下的称为箔.欧美多采用36台连续式轧机作为冷轧设备 生产工艺生产过程中由于不进行加热，所以不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷，表面质量好、光洁度高。而且冷轧产品的尺寸精度高，产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求，如电磁性能、深冲性能等。 规格：厚度为0.2-4mm，宽度为600-2 000mm，钢板长度为1 200-6 00

12、0mm。 牌号：Q195A-Q235A、Q195AF-Q235AF、Q295A(B)-Q345 A(B)；SPCC、SPCD、SPCE、ST12-15;DC01-06 性能：主要采用低碳钢牌号，要求具有良好的冷弯和焊接性能，以及一定的冲压性能。 应用领域冷轧板带用途很广，如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等。 冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，也称冷轧板，俗称冷板，有时会被误写成冷扎板。冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于

13、热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。 适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275；SPCC（日本牌号）；ST12（德国牌号） 符号： 1、Q普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最好，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。 2、S-钢（Steel）、P-板（Plate）、C-冷轧（cold）、第四位C-普通级（common）。

14、3、ST-钢（Steel）、12-普通级冷轧薄钢板、 标记：尺寸精度尺寸钢板品种标准 冷轧钢板：钢号技术条件标准 标记示例：B-0.57501500-GB708-88；钢板、标准号Q/BQB402，牌号SPCC，热处理状态退火+平整（S），表央加工状态为麻面D，表面质量为FB级的切边（切边EC，不切边EM）钢板、厚度0.5mm，B级精度，宽度1000mm，A级精度，长度2000mm，A级精度，不平度精度为PF.A，则标记为：钢板ECQ/BQB 402-SPCC-SD-FB/（0.51000A2000A-PF.A）； 冷轧钢板：Q225-GB912-89 冷轧产品的分类： 热轧酸洗、轧硬卷、普通

15、冷轧、镀锌（电镀锌、耐指纹、热镀锌）、镀铝锌、电镀锡(马口铁)、彩涂、电工钢（矽钢片）等。 中宽冷轧板(一般用或冲压用) 规格屈服强度 抗拉强度伸长率材料冲压性能0.40mm 21027538033 完好、无裂纹0.40-0.60mm 21027538034 完好、无裂纹0.60-1.00mm 21027538036 完好、无裂纹1.00-1.60mm21027538037完好、无裂纹1.60-2.00mm21027538038完好、无裂纹0.60mm 27544028完好、无裂纹0.60-1.00mm27544030完好、无裂纹1.00-1.60mm27544032完好、无裂纹1.60-2.

16、00mm27544034完好、无裂纹热扎：热轧钢板是在高温下轧制而成，冷轧是在常温下轧制。一般来说，冷轧钢板具有更好的强度，热轧钢板具有更好的延性。冷轧的一般厚度比较小，热轧的可以有较大的厚度。热轧钢板硬度低，加工容易，延展性能好。冷轧板硬度高，加工相对困难些，但是不易变形，强度较高。热轧钢板强度相对较低,表面质量差点(有氧化光洁度低)，但塑性好，一般为中厚板、冷轧板、强度高、硬度高、表面光洁度高、一般为薄板，可以作为冲压用板。1)冷板采用冷扎加工表面无氧化皮，质量好。热轧钢板采用热扎加工表面有氧化皮，板厚有下差。2)热轧钢板韧性和表面平整性差，价格较低，而冷轧板的伸展性好，有韧性，但是价格较

17、贵。3)轧制分为冷轧和热轧钢板，以再结晶温度为区分点。4)冷轧：冷轧一般用于生产带材，其轧速较高。热轧钢板：热轧的温度与锻造的温度5)不电镀的热扎钢板表面成黑褐色，不电镀的冷扎板表面是灰色，电镀后可从表面的光滑程度来区分，冷扎板的光滑度高于热扎钢板。一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。由于热连轧钢板产品具有强度高，韧性好，易于加工成型及良好的可焊接性等优良性能，因而北广泛应用于船舶、汽车、桥梁、建筑、机械、压力容器等制造行业。冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬

18、卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退 火线。轧硬卷重一般在613.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。内径为610mm。 产品特点：因为没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 简单点儿来说，冷轧，是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧-酸洗-冷轧这样的加工过程。冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此还是叫冷轧。由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧，在机械性能比较差，硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能，没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品，1.0以下厚度轧硬的运气好的两边或者四边折弯。冷轧 工艺: 原料-酸洗-冷轧-倒卷-退火-拉矫-剪