钢材知识简介

钢材知识简介周江胜2010-61免费标准下载网站标准分享网 http:///标准下载站 http://常用金属材料理论单重计算程序2钢材的分类管材 无缝管、焊管、螺旋管、镀锌管等板材 中厚板、花纹板、镀锌卷板（或薄板、中板、厚板、特厚板）等型材 工字钢、槽钢、角钢、扁钢、H型钢、方钢等有色金属3有关钢材机械性能的名词屈服点（σs） 钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。抗拉强度（σb） 材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。伸长率（Ψ） 材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR；HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）。4有关钢的热处理的名词钢的退火将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。钢的正火正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。5有关钢的热处理的名词（续）钢的淬火淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。钢的回火钢的回火将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。

6有关钢的热处理的名词（续）钢的表面热处理表面淬火化学热处理渗碳渗氮氰化渗金属7钢管标准常用术语―通用交货状态是指交货产品的最终塑性变形或最终热处理的状态。一般不经过热处理交货的称热轧或冷拔（轧）状态制造状态；经过热处理交货的称热处理状态，或根据热处理的类别称正火（常化）、调质、固溶、退火状态。订货时，交货状态需在合同中注明。按实际重量交货或按理论重量交货实际重量--交货时，其产品重量是按称重（过磅）重量交货；理论重量--交货时，其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。钢管每米的理论重量（钢的密度为7.85kg/dm3）计算公式：

W=0.02466（D-S）S

式中：W--钢管每米理论重量，kg/m；

D--钢管的公称外径，mm；

S--钢管的公称壁厚，mm。8钢管标准常用术语―通用（续）公称尺寸和实际尺寸公称尺寸：是标准中规定的名义尺寸，是用户和生产企业希望得到的理想尺寸，也是合同中注明的订货尺寸。实际尺寸：是生产过程中所得到的实际尺寸，该尺寸往往大于或小于公称尺寸。这种大于或小于公称尺寸的现象称为偏差。偏差和公差偏差：在生产过程中，由于实际尺寸难于达到公称尺寸要求，即往往大于或小于公称尺寸，所以标准中规定了实际尺寸与公称尺寸之间允许有一差值。差值为正值的叫正偏差，差值为负值的叫负偏差。公差：标准中规定的正、负偏差值绝对值之和叫做公差，亦叫"公差带"。9钢管标准常用术语―通用（续）交货长度交货长度又称用户要求长度或合同长度。通常长度（又称非定尺长度）定尺长度倍尺长度范围长度壁厚不均钢管壁厚不可能各处相同，在其横截面及纵向管体上客观存在壁厚不等现象，即壁厚不均。为了控制这种不均匀性，在有的钢管标准中规定了壁厚不均的允许指标，一般规定不超过壁厚公差的80%（经供需双方协商后执行）。10钢管标准常用术语―通用（续）椭圆度在圆形钢管的横截面上存在着外径不等的现象，即存在着不一定互相垂直的最大外径和最小外径，则最大外径与最小外径之差即为椭圆度（或不圆度）。为了控制椭圆度，有的钢管标准中规定了椭圆度的允许指标，一般规定为不超过外径公差的80%（经供需双方协商后执行）。弯曲度钢管在长度方向上呈曲线状，用数字表示出其曲线度即叫弯曲度。局部弯曲度全长总弯曲度11钢管标准常用术语―通用（续）钢的熔炼成分、成品成分、仲裁分析一般标准中规定的化学成分即指熔炼成分。它是指钢冶炼完毕、浇注中期的化学成分。是客户验收的依据。钢材的成品成分主要是供使用部门或质量检验部门验收钢材质量使用的，生产企业一般不做成品分析（用户要求者除外），但应保证成品分析符合标准规定。由于两个实验室分析同一样品的结果有显著差别并超出两个实验室的允许分析误差，或者生产企业与使用部门、需方与供方对同一样品或同一批钢材的成品分析有分歧意见时，可由第三方具有丰富分析经验的权威单位（如中国钢铁研究总院或具有商检资格的检验部门）进行再分析，即称之谓仲裁分析。仲裁分析结果即为最终判定依据。12材料钢号对照（钢管）钢管材料美国规范中国规范碳钢A53-B20#A106-B20#A106-C20#A120、A134Q235低合金钢A335-P212CrMoA335-P21Cr5MoA335-P1112Cr1MoVA335-P1215CrMoA335-P2212Cr2Mo13材料钢号对照（钢管-续）材料美国规范中国规范不锈钢A312-TP3040Cr19Ni9、0Cr18Ni9A312-TP304H1Cr18Ni9、1Cr19Ni9A312-TP304L00Cr19Ni10、00Cr19Ni11A312-TP3160Cr17Ni12Mo2A312-TP316L00Cr17Ni14Mo2A312-TP3210Cr18Ni10TiA312-TP321H1Cr18Ni9TiA312-TP347H1Cr18Ni11Nb、1Cr19Ni11Nb14材料钢号对照（钢板）钢板材料美国规范中国规范碳钢A283-DQ235-A，B，CA515-60，A516-6020g，20R，20低合金钢A662-C6Mng，16MnR，16MnDR15材料钢号对照（钢板-续）材料美国规范中国规范不锈钢A240-TY3040Cr19Ni9A240-TY304L00Cr19Ni10A240-TY3160Cr17Ni12Mo2A240-TY316L00Cr17Ni14Mo2A240-TY3210Cr18Ni10TiA240-TY321H1Cr18Ni9Ti16材料钢号对照（管件）管件材料美国规范中国规范碳钢A234-WPB20#，20GA420-WPL620#低合金钢A234-WP1215CrMoA234-WP1112Cr1MoVA234-WP2212Cr2MoA234-WP51Cr5Mo17材料钢号对照（管件-续）材料美国规范中国规范不锈钢A403-WP3040Cr19Ni9A403-WP304H1Cr18Ni9A403-WP304L00Cr19Ni10A403-WP3160Cr17Ni12Mo2A403-WP316L00Cr17Ni14Mo2A403-WP3210Cr18Ni10TiA403-WP321H1Cr18Ni11TiA403-WP347H1Cr19Ni11Nb18材料钢号对照（锻件）锻件材料美国规范中国规范碳钢A105A350-LF2低合金钢A182-F212CrMoA182-F51Cr5MoA182-F91Cr9MoA182-F1112Cr1MoVA182-F1215CrMoA182-F2212Cr2Mo119材料钢号对照（锻件-续）材料美国规范中国规范不锈钢A182-F3040Cr18Ni9A182-F304H

A182-F304L00Cr19Ni10A182-F3160Cr17Ni12Mo2A182-F316L00Cr17Ni14Mo2A182-F3210Cr18Ni10TiA182-F321H1Cr18Ni9TiA182-F347H20材料钢号对照（铸件）铸件材料美国规范中国规范碳钢A216-WCBWCB(ZG25)A216-WCCWCC(ZG35)低合金钢A217-WC1ZG20CrMoA217-WC6WC6(ZG20CrMoV)A217-WC9WC9(ZG15Cr1Mo1V)A217-C5C5（ZG2Cr5Mo）21材料钢号对照（铸件-续）材料美国规范中国规范不锈钢A351-CF3CF3*(ZG00Cr18Ni10)A351-CF8CF8*(ZG0Cr18Ni9)A351-CF3MCF3M*(ZG00Cr17Ni14Mo2)A351-CF8MCF8M*(ZG0Cr18Ni12Mo2Ti)注：*为国外材料，目前国内多数直接采用，它与（）内的材料可以互代。22材料钢号对照（螺栓）螺栓材料美国规范中国规范碳钢A307-BBL3，Q235-A低合金钢A193-B735CrMo35CrMoAA320-L735CrMo23材料钢号对照（螺栓-续）材料美国规范中国规范不锈钢A193-B80Cr18Ni9A193-B8T1Cr18Ni9TiA193-B8M0Cr18Ni12Mo2Ti24钢管标准（国内常用标准）GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》GB9948-2006《石油裂化用无缝钢管》GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》GB6479-2000《高压化肥设备用无缝钢管》GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》GB/T3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》

（焊管、镀锌钢管）GB/T9711.1-1999《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》GB/T14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T12771-2008《流体输送用不锈钢焊接钢管》SY/T5037-2000《低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》SH3405-96《石油化工企业钢管尺寸系列》

25钢管标准（国外常用标准）ASMEB31.3-2008

ProcessPiping工艺管道ASMEB36.10M-2004

WeldedandSeamlessWroughtSteelPipes焊接和无缝轧制钢管ASMEB36.19M-2004

StainlessSteelPipe不锈钢钢管ASTMA106/A106M–08

StandardSpecificationforSeamlessCarbonSteelPipeforHigh-TemperatureService1高温用无缝碳钢管ASTMA335/A335M–05a

StandardSpecificationforSeamlessFerriticAlloy-SteelPipeforHigh-TemperatureService1高温用无缝铁素体合金钢管26钢管标准（国外常用标准）ASTMA312/A312M-06

StandardSpecificationforSeamless,Welded,andHeavilyColdWorkedAusteniticStainlessSteelPipes无缝、焊接和深冷工况奥氏体不锈钢管ANSI/APISpecification5L-07

SpecificationforLinePipe管线钢管ASTMA691-98

SpecificationforCarbonandAlloySteelPipe,Electric-Fusion-WeldedforHigh-PressureServiceatHighTemperature高温、高压用碳素钢和合金钢电熔化焊钢管ASTMA358/A358M-98

Electric-Fusion-WeldedAusteniticChromium-NickelAlloySteelPipeforHigh-TemperatureService高温用电熔化焊奥氏体铬-镍合金钢管27GB8163-2008简介范围：本标准适用于输送流体用一般无缝钢管。订货内容：标准编号；产品名称；钢的牌号，有质量等级的应注明质量等级；尺寸规格；订购数量（总重量或总长度）；交货状态；特殊要求。如：无缝钢管89*5.520#GB/T8163-2008 SH340510t外径和壁厚：钢管的外径（D）和壁厚（S）应符合GB/T17395的规定。根据需主要求，经供需双方协商，可供应其它外径和壁厚的钢管。28GB8163-2008简介（续）重量：W=πρ(D-S)S/1000=0.0246615(D-S)S(kg/m)钢的牌号和化学分析：钢管由10、20、Q295、Q345、Q390、Q420、Q460牌号的钢制造。牌号为10、20钢的化学成分（熔炼分析）应符合GB/T699的规定。牌号为Q295、Q345、Q390、Q420和Q460钢的化学成分（熔炼分析）应符合GB/T1591的规定…液压试验：钢管应逐根进行液压试验…供方可用涡流探伤或漏磁探伤代替液压试验…包装、标志和质量证明书：钢管的包装、标志和质量证明书应符合GB/T2102的规定。29国内钢管标准简介GB9948-2006《石油裂化用无缝钢管》范围：本标准适用于石油化工用的炉管、热交换器管和压力管道用无缝钢管。钢的牌号：10、20、12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni9、1Cr19Ni11Nb。GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》范围：本标准适用于制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉、管道用无缝钢管。钢的牌号：优质碳素结构钢：20G、20MnG、25MnG。合金结构钢：15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG…不锈耐热钢：07Cr19Ni10…30国内钢管标准简介（续）GB/T3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》

（镀锌钢管）范围：本标准适用于水、空气、采暖蒸汽、燃气等低压流体输送用焊接钢管。包括ERW（直缝高频电阻焊）钢管、SAWL（直缝埋弧焊）钢管、SAWH（螺旋缝埋弧焊）钢管重量：W=0.0246615(D-t)t(kg/m)镀锌后重量W’=cWc—镀锌层的重量系数钢的牌号和化学分析：钢的牌号和化学分析（熔炼分析）应符合GB/T700中牌号Q195、Q215A、Q215B、Q235A、Q235B和GB/T1591中牌号Q295A、Q295B、Q345A、Q345B的规定…31国内钢管标准简介（续）GB/T9711.1-1999《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》范围：石油天然气工业中用于输送可燃流体和非可燃流体（包括水）的非合金钢和（合金钢）（不包括不锈钢）无缝钢管和焊接钢管的交货技术条件。本标准包括的钢级（按总伸长应力区分）为L175，L210，L245，L290，L320，L360，L390，L415，L450，L485和L555…购方订货须知：——P7钢管种类：10种——P832国内钢管标准简介（续）GB/T14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》范围：本标准适用于流体输送用不锈钢无缝钢管。重量：W=πρ(D-S)S/1000(kg/m) ρ从表4中取(7.93-8.10)钢的牌号和化学分析：奥氏体型：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、（1Cr18Ni9Ti）、0Cr25Ni20…铁素体型：1Cr17马氏体型：0Cr13奥-铁双相型：0Cr26Ni5Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si233国内钢管标准简介（续）GB/T12771-2008《流体输送用不锈钢焊接钢管》范围：本标准适用于流体输送用耐蚀不锈钢焊接钢管。重量：W=πρ(D-S)S/1000(kg/m) ρ从表4中取(7.90-8.03)钢的牌号和化学分析：奥氏体型：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、（1Cr18Ni9Ti）、0Cr25Ni20…铁素体型：1Cr17马氏体型：0Cr13奥-铁双相型：0Cr26Ni5Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si234国内钢管标准简介（续）SH3405-96《石油化工企业钢管尺寸系列》范围：本标准规定了石油化工企业用公称直径DN10~2000的碳素钢、合金钢、奥氏体不锈钢无缝钢管及焊接钢管的尺寸系列。本标准不适用于仪表管道。35管子的尺寸系列石油化工行业应用标准体系：管子尺寸标准SH3405等效采用ISO4200标准，故当DN≤1100mm时，它能够与ANSIB36.10/36.19管子标准配套使用，基本上属于“大外径系列”。法兰标准SH3406等效采用了ANSIB16.5和API605标准，属于“美式法兰”。SH3406在结构尺寸和密封面形式上与ANSIB16.5/API605有很好的互换性。36管子的尺寸系列（续）化工行业应用标准体系：管子尺寸系列标准HG20553同时包含A、B两个系列，其中A系列基本上等同采用了ANSIB36.10/36.19标准，属于“大外径系列”。B系列则为“小外径系列”。法兰标准HG20592～20605和HG20615～20626，前者采用欧式法兰标准，后者采用美式法兰标准。后者基本等效采用了ANSI标准。对于DN≤600mm的法兰则等效采用了ANSIB16.5标准，而对于DN≥650mm的法兰则等效采用了API605标准。

37管子的尺寸系列（续）机械行业应用标准体系：没有相应的管子尺寸系列标准，其接管尺寸由管法兰的接管外径进行定义，属于典型的“小外径系列”。法兰标准JB/T74～T90属于欧洲标准体系。

38管子的尺寸系列（续）中国国家应用标准体系：管子系列标准GB17395基本上采用了ISO4200标准的管子尺寸系列，因此属于“大外径系列”。正如ISO与ANSI的差异那样，GB标准的接管外径尺寸与ANSI在DN≥1100mm的情况下是不一致的。法兰标准（见本网页）GB9112-2000为1998年标准的新修订版本，分为A、B两个系列，其中A系列为“大外径系列”，以期能与SH标准等匹配；B系列为“小外径系列”，以期能与JB标准等匹配。

外径对照表39关于压力管道、压力管道元件制造许可压力管道的定义：2003年6月1日开始实施的《特种设备安全监察条例》，把涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施共七类设备，定为特种设备并实行安全监察。《条例》为压力管道下的定义和范围是：“利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备。其范围规定为最高工作压力大于等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道”（见《条例》第88条）

TSGD2001-2006《压力管道元件制造许可规则》

“获得《特种设备制造许可证》的制造单位，应当在其制造的压力管道元件产品上使用”许可标志“和许可证号。40钢板标准（国内常用标准）GB/T3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》(Q235A/B/C)GB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》GB6654-1996 《压力容器用钢板》(20R、16MnR、15CrMoR)GB/T700-2006《碳素结构钢》GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》GB/T3277-91《花纹钢板》41钢板（续）碳素结构钢板和钢带低碳钢包括：05F、08F、08、10F、10、15F、15、20F、20、25、20Mn、25Mn等中碳钢包括：30、35、40、45、50、55、60、30Mn、40Mn、50Mn、60Mn等高碳钢包括：65、70、65Mn等。专用结构钢板压力容器用钢板：用大写R在牌号尾表示。如：Q345R、20R等。焊接气瓶用钢板：用大写HP在牌号尾表示。如：Q295HP、Q345HP等。锅炉用钢板：用小写g在