轧钢基础知识

轧钢根底学问板材学问一、钢板〔包括带钢〕的分类：11〕薄板〔2〕中板〔3〕厚板〔4〕特厚板21〕热轧钢板〔2〕冷轧钢板3、按外表特征分类:〔1〕镀锌板〔热镀锌板、电镀锌板2〕镀锡板3〕复合钢板44、按用途分类:〔1〕桥梁钢板〔2〕锅炉钢板〔3〕造船钢板〔4〕装甲钢板〔5〕汽车钢板〔6〕屋面钢板〔7〕构造钢板〔8〕电工钢板〔硅钢片9〕弹簧钢板〔10〕其他二、一般及机械构造用钢板中常见的日本牌号1(JIS系列的牌号中一般结构钢主要由三部分组成第一局部表示材质，S〔Steel〕F〔Ferrum〕表示铁；其次局部表示不同的外形、种类、用途，如P(Plate)T〔Tube〕表示管,K(Kogu)表示工具；第三局部表示特征数字，一般SS400——第一个S表示钢(SteelS表示“”Structur，400400MPa400MPa的一般构造钢。2、SPHC——SSteel的缩写，PPlate的缩写，HHeat的缩写，CCommercial的缩写，整体表示一般用热轧钢板及钢带。3、SPHD——表示冲压用热轧钢板及钢带。4、SPHE——表示深冲用热轧钢板及钢带。5、SPCC——Q195-215A牌号。其中第CCold的缩写。需保证抗拉试验时，在牌号末尾加TSPCCT。6、SPCD——表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL〔13237〕优质碳素构造钢。7、SPCE——表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL〔5213〕深冲钢。需NSPCENAS，1/88，1/44，1/221光泽精轧为D，光亮精轧为BSPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳SPCCT-SB8、JIS机械构造用钢牌号表示方法为：S含碳量字母代号〔、C，其中含碳量用中间值×100表示，字母C：表示碳K：表示渗碳用钢。如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。三、我国及日本硅钢片牌号表示方法1〔1〕冷轧无取向硅钢带〔片〕DW+铁损值〔在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T〕100倍+厚度值的100倍。如DW470-50表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现型号50W470〔2〕冷轧取向硅钢带〔片〕DQ+铁损值〔在频率为50HZ，1.7T100倍+100GDQ133-301.330.3mm的冷轧取向硅钢带〔片，现型号表示为30Q133。〔3〕热轧硅钢板热轧硅钢板用DR表示，按硅含量〔%〔含硅量＞2.8%DR+〔用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T〕的100倍+100DR510-505.10.5mmJDR+铁损值+JDR540-50。2〔1〕冷轧无取向硅钢带由公称厚度〔扩大100倍的值〕+代号A+铁损保证值〔50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为≤4.7的冷轧无取向硅钢带。〔2〕冷轧取向硅钢带由公称厚度〔扩大100倍的值〕+代号G：表示一般材料，P：表示高取向性材料+铁损保证值〔将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值。如30G1300.3mm，铁损保证值为≤1.3的冷轧取向硅钢带。四、电镀锡板和热镀锌板：电镀锡板电镀锡薄钢板和钢带，也称马口铁，这种钢板〔带〕外表镀了锡，有很好的耐蚀材的牌号一、型材1.起重机钢轨〔GB3426-82〕2.铁路钢轨〔GB2585-81〕3.轻轨〔GB11264-89〕4.热轧钢筋〔GB1499-84〕5.预应力混凝土用热处理钢筋〔GB4463-84〕6.冷镦钢〔YB534-65〕7.冷、热顶锻铆螺钢(GB715-89)(GB715-65)凿岩钎杆用中空钢〔GB1301-87〕冷拉优质构造钢〔GB3078-82〕碳素焊条钢盘条〔GB3429-82〕桥梁用构造钢[YB(T)10-81]桥梁建筑用热轧碳素钢〔GB714-65〕电焊锚链用钢〔YB897-85〕14.矿用钢〔GB3414-82〕15.农用复合钢〔GB1199-75〕农机用钢机引犁犁铧用型钢〔GB1465-78〕覆带板用热轧型钢〔GB3085-82〕二、板材优质碳素厚钢板〔GB711-88〕造船用构造钢〔GB712-88〕压力容器和多层压力容器用厚钢板〔GB6654-86〕低温压力容器用低合金厚钢板〔GB3531-83〕耐候构造钢汽车用优质碳素构造钢热轧厚钢板〔GB3275-82〕汽车大梁用热轧钢板〔GB3273-89〕锅炉用碳素钢及低合金钢钢板〔GB713-88〕桥梁用碳素钢及一般低合金钢钢板〔YB168-70〕航空用合金构造钢板〔YB540-65〕不锈热轧厚钢板〔GB4237-84〕不锈冷轧薄钢板〔GB3280-84〕不锈钢板重量计算方法〔GB4229-84〕耐热钢热轧钢板和冷轧钢板〔GB4238-84〕合金构造钢薄钢板〔GB5067-85〕弹簧钢热轧薄钢板〔GB3279-89〕优质碳素构造钢薄钢板和钢带〔GB710-88〕一般构造用热连轧钢板和钢带〔GB2517-81〕深冲压用冷轧薄钢板和钢带〔GB5213-85〕20.酸洗薄钢板〔YB178-65〕搪瓷用热轧薄钢板〔YB474-64〕空压机阀片用热轧薄钢板〔YB539-65〕200升油桶用热轧碳素构造钢薄钢板〔GB3276-89〕热镀锌薄钢板和钢带镀锡薄钢板和钢带塑料符合薄钢板钢带的分类及代号优质碳素构造钢冷轧钢带〔GB3522-83〕低碳钢冷轧钢带〔GB3526-83〕自行车用热轧碳素钢和低合金钢宽钢带及钢板〔GB3645-89〕自行车用冷轧碳素钢宽钢带和钢板〔GB3644-89〕自行车链条用冷轧钢带〔GB3643-83〕自行车用冷轧钢带〔GB3646-89〕手表用冷轧、热轧钢带和扁钢刮脸刀片用冷轧钢带〔GB3527-89〕弹簧钢、工具钢冷轧钢带〔GB3525-83〕冷轧不锈钢带和耐热钢带〔GB4239-84〕38.热轧电工钢板〔GB5212-85〕39.冷轧电工钢带〔片GB2521-88〕冷轧电工钢板〔YB73-63〕晶粒取向硅钢薄钢带〔GB11255-89〕三、管材构造用无缝钢管〔GB8162-87〕冷拔或冷轧周密无缝钢管〔GB3639-83〕化肥设备用高压无缝钢管〔GB6479-86〕锅炉用高压无缝钢管〔GB5310-85〕5.锅炉用低中压无缝钢管〔GB3087-82〕(YB(T)33-86)汽车半轴套管用无缝钢管〔GB3088-82〕金刚石岩心钻探用无缝钢管〔GB3423-82〕石油对焊钻杆、钻铤、方钻杆管材及套管(YB691-70)地质、石油钻探用钢管，石油油管及其接头(YB235-70)石油裂化用无缝钢管(GB9948-88)输送流体用无缝钢管(GB8163-87)柴油机、船舶和轴承用无缝钢管不锈钢无缝钢管(GB2270-80)不锈耐酸钢极薄壁和小直径无缝钢管(GB3089-82)(GB3090-82)15.5-152毫米电焊钢管(YB242-63)四、丝材1.焊接用钢丝(GB1300-77)(GB4242-84)2.碳素弹簧钢丝(GB4357-89)3.铬钒弹簧钢丝(GB5219-85)重要用途的弹簧钢丝(GB4359-89)轴承保持器用碳素构造钢丝(GB5955-86)冷顶锻用碳素构造钢丝(GB5953-86)冷顶锻用合金构造钢丝(GB5954-86)8.辐条用钢丝(GB1201-89)9.合金构造钢丝(GB3079-82)10.高速工具钢丝(GB3080-82)11.不锈钢丝(GB4240-84)预应力混凝土用钢丝(GB5223-85)一般用途热镀锌低碳钢丝(GB3081-82)一般用途电镀锌低碳钢丝(GB9972-88)重要用途低碳钢丝(GB3083-82)通信线用镀锌低碳钢丝(GB346-84)17.制绳用钢丝(GB1178-74)钢心铝绞线用镀锌钢丝(GB3428-82)手表用易切削钢及碳素工具钢银亮钢棒(YB467-64)(YB468-64)手表用高速工具钢银亮钢棒和不锈钢及钴基合金圆丝(YB470-64)(YB471-64)优质碳素构造钢丝(GB3206-82)22.碳素工具钢丝(GB5952-86)23.琴钢丝(GB4358-84)24.焊接用钢丝推举钢号(YB/Z11-76)五、高温、耐蚀及周密合金牌号和用途1.高温合金(GBn175-82)2.耐蚀合金(GBn271-88)3.周密合金(GBn291-89)1、碳素钢的定义及钢中五元素2.11%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物，即C、Si、Mn、S、P〔碳、硅、锰、硫、磷。其次是在炼钢过程中不行避开地会混入气体，含O、H、N〔氧、氢、氮。此外，用铝—硅脱氧冷静工艺中，必定在钢水中含有Al，当Als〔酸溶铝〕≥0。020%时，还有细化晶粒的作用。2炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，P、S、H、O、NCOSi、P、Mn等氧化后进入炉渣中。SSO2排出。当钢水成份和温度到达工艺要求后，即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。310%以下的废钢。然后，向转炉内吹氧燃烧，铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量，当探头测得后在钢液外表抛上碳化稻壳防止钢水被氧化，即可送往连铸或模铸工区。对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理〔喷SI—CA粉及变性石灰〕可以有效降低钢中的气体与夹杂，并有进一步降碳及降硫的作用。在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份，满足优质钢材的需求。4模铸钢锭实行热装、热送工艺，进入均热炉加热，然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品，经过切头、〔火焰清理、打磨〕品则还需对初轧坯进展扒皮和探伤，检验合格后入库。目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。由于连铸板坯的先进性，初轧板坯的需求量大为削减，因此转向上述其它产品了。5用连铸板坯或初轧板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机掌握轧制，终轧后即经过层流冷却〔计算机掌握冷却速率〕和卷取机卷取、成为直发卷。直发卷的头、尾往往呈舌状及鱼尾状，厚度、宽度精度较差，边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。其卷重较重、钢卷内径为760mm。(一般制管行业宠爱使用。)将直发卷经切头、切尾、切边及多道次的矫直、平坦等精整线处理后，再切板或重卷，即成为：热轧钢板、平坦热轧钢卷、纵切带等产品。热轧精整卷假设经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗板卷。该产品有局部替代冷轧板的趋向，价格适中，深受宽阔用户宠爱。宝钢投资的一条热轧酸洗线正在紧急建设中。6用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进展冷连轧，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，只能用于简洁变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，由于热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷内径为610mm。一般冷连轧板、卷均应经过连续退火〔CAPL机组冷轧钢板的外表质量、外观、尺寸精度均优于热轧板，且其产品厚度右轧薄至0.18mm左右，因此深受宽阔用户青睐。以冷轧钢卷为基板进展产品的深加工，成为高附加值产品。如电镀锌、热镀锌、耐指纹电镀锌、彩涂钢板卷及减振复合钢板、PVC复膜钢板等，使这些产品具有美观、高抗腐蚀等优良品质，得到了广泛应用。冷轧钢卷经退火后必需进展精整，包括切头、尾、切边、矫平、平坦、重卷、或纵剪切板等。冷轧产品广泛应用于汽车制造、家电产品、仪表开关、建筑、办公家具等行业。钢板3~53~10吨/610mm。7拉力试验按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和断裂的力量叫强度。强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。比例极限PpσP表示。弹性极限金属受外力作用发生了变形，外力去掉后，能完全恢复原来的外形，这种变形称为弹性变σe表示。抗拉强度试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗拉强度，用σb表示。当材料所受的外应力大于其抗拉强度时，将会发生断裂。因此σb越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。国外标准的构造钢常按抗拉强度来分类，如SS400400σb的最小值为400MPaσb≥1373Mpa的钢。屈强比屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值b强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值〔σS/σb≥0.90〕此外疲乏寿命与抗拉强度及外表质量往往有很大关连。塑性金属材料在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。塑性指标通常伸长率和断面收8、冲击韧性用肯定尺寸和外形的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处αk表示。目前常用的10×10×55mm，带2mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接承受冲击功〔J焦耳值〕AKαK冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温度有关。因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少、还规定FATT〔断口面积转化温度〕要低于某一温度的技术条件。所谓FATT，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进展评定，当脆性断裂占总面50%时所对应的温度。由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm3/4小尺寸冲击试样〔7.5×10×55m〕或1/2小尺寸冲击试样〔5×10×55m。但是肯定要留意，9、硬度试验金属材料抵抗压头〔淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头〕压陷外表的力量称为硬度。依据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度等。冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。10、宝钢企业标准〔Q/BQB〕宝钢企标中的钢号大致可分为三个来源即从日本JIS标准、德国DIN标准移植及自行开发研制的钢号。从日本JIS标准中移植来的钢号，一般首位常为〔Stee；从DIN标准移植来的钢号，一般常以ST开头〔Stahl德文中的“钢”B开头。11、构造用热连轧、冷连轧钢板及钢带构造钢一般按强度分类，在钢号中的数字往往代表抗拉强度的最低值。由于该类钢常用于制作构造件，因此称作为构造钢。构造钢的强化机制倾向于降碳增锰固溶强化铁素体、细化珠光体和添加微合金的析出强化、沉淀强化和细晶强化，以确保在提高强度的同时仍保持较好的韧、塑指标并兼具良好的焊接性能。钢中常见的元素、夹杂物对钢性能的作用及影响C、Si、Mn、P、S、N、H、O及其他非金属夹杂物。碳硬度直线上升，塑性和韧性降低。在亚共析范围内，碳对抗拉强度的影响是，随着碳含量增加，抗拉强度不断提高，超过共析范围后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最终进展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外，含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工〔冲压、垃拔〕性能变坏。硅〔S：硅在碳钢的含量0％。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素参加到钢中。在冷静钢中硅的含量一般为0.12～0.37％。硅增大了钢液的流淌性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素体中。随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。锰〔M：在碳钢中，锰是有益元素。锰是作为脱氧除硫的元素参加到钢中的。对于冷静钢来说，锰可以提高硅和铝的脱氧效果，可以同硫形成硫化锰，相当程度上降低硫在钢中的危害。锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬度和强度，缘由是锰溶入磷〔〔低温变脆。由于磷的有害影响，同时考虑到磷有较大的偏析，因而对其含量要严格的掌握。但是在含碳量比较低的钢种中，磷的冷脆危害比较小。在这种状况下，可以用磷来提高钢的强度，如鞍钢生产的高强度IF钢就需要参加磷。另外，在适当的状况下，还利用磷的其他一些有益作用，如增加钢的抗大气腐蚀力量，如集装箱用钢；提高磁性，如电工硅钢；改善钢材的易切削加工性，削减热轧薄板的粘结等。硫〔S〕:一般来说，硫是有害元素，他主要来自于炼铁、炼钢时参加的原材料和燃烧产物，二氧化硫。硫最大的为危害是引起钢在热加工时开裂，即产生所谓的热脆。硫能提高钢材的切削加工性，这是硫的有益作用。氮：钢中的氮来自炉料，同时，在冶炼、浇铸时钢液也会从炉气和大气中吸取氮。氮引起碳钢的淬火时效和形变时效，从而对碳钢的性能发生显著的影响。由于氮的时效作用，钢的硬度、强度固然提高，但是塑性和韧性降低，特别是在形变时效的状况下，塑性和韧性的降低比较显著。因此，对于一般低合金钢来说，时效现象是有害的，因而氮是有害元素。但对于一些细晶粒钢以及含钒、铌钢，由于氮化物的强化细化晶粒作用，氮成为有益元素。另外，作为合金元素，氮在不锈耐酸钢中得到应用，此外，氮化处理方法能使机器零件获得极好的综合力学性能，从而使零件的使用寿命延长。氢：钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸取的。氢对钢的危害是很大的。一是引起氢脆，即在低于钢材极限应力的作用下，经肯定的时间后，在无任何预兆——白点，在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点，在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹，白点因此具有白点的钢是不能用的，这类缺陷主要发生在合金钢中。氧〔O〕及其他非金属夹杂物：氧在钢中的溶解度很低，几乎全部以氧化物夹杂形式存在于钢中，如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。除此之外，钢中还存在FeS、MnS、硅酸盐、氮化物及磷化物等。这些夹杂物破坏了钢的基体的连续性，在静载荷和动载荷的状况下往往成为裂纹的起点。这些非金属夹杂物的各种状态不同程度的影响到钢的各种性能，尤其是对于钢的塑性、韧性、疲乏强度和抗腐蚀性等危害很大。因此，对于非金属夹杂物应2.1常规马氏体淬回火的组织与性能近20年来，常规的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火工艺的进展主要分两个方面：一方面是影响、尺寸稳定性等。常规马氏体淬火后的组织为马氏体、剩余奥氏体和未溶〔残留〕碳化〔放大倍数一般低于1000倍，马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织，一般淬火后为板条和片状马—〔轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体；在高倍电镜下，其亚构造可分为位错缠结和孪晶。其具体的组织形态主要取决于基体的碳含量，奥氏体温度越高，原始组织越不稳定，则奥氏体基体的碳含量越高，淬后组织中剩余奥氏体越多，片状马氏体越多，尺寸越大，亚构造中孪晶的比例越大，且易形成淬火显微裂纹。一般，基体碳含量低于0.3%时，马氏体主要是位错亚构造为主的板条马氏体；基体碳含量高于0.6%时，马氏体是位错和孪晶混合亚构造的片状马氏体；基体碳含量为0.75%时，消灭带有明显中脊面的大片状马氏体，且片状马氏体生长时相互撞击处带有显微裂纹。与此同时，随奥氏体化温度的提高，淬后硬度提高，韧性下降，但奥氏体化温度过高则因淬后剩余奥氏体过多而导致硬度下降。常规马氏体淬火后的组织中剩余奥氏体的含量一般为6~15%，剩余奥氏体为软的亚稳定相，在肯定常规高碳铬轴承钢马氏体淬回火为：把轴承零件加热到830~860℃保温后，在油中进展淬火，之后进展低温回火。淬回火后的力学性能除淬前的原始组织、淬火工艺有关外，还很大程度上取决于回火温的条件下〔如回火、自然时效或零件的使用过程中，其失稳发生分解为马氏体或贝氏体。分解带来的后果是零件的硬度提高，韧性下降，尺寸发生变化而越少越好，如淬火后进展补充水冷或深冷处理，承受较高温度的回火等。但剩余奥氏体可提Si、Mn,进展稳定化处理等。常规马氏体淬回火工艺度准时间。随回火温度上升和保温时间的延长，硬度下降，强度和韧性提高。可依据零件的工作要求选择适宜的回火工艺：GCr15钢制轴承零件：150~180℃；GCr15SiMn钢制轴承零件：170~190℃。对有特别要求的零件或承受较高温度回火以提高轴承的使用温度，或在淬火与回火之间进展-50~-78℃的冷处理以提高轴承的尺寸稳定性，或进展马氏体分级淬火以稳定剩余奥氏体获得高的尺寸稳定性和较高的韧性。不少学者对加热过程中的转变进展了争论，如奥氏体的形成、奥氏体的再结晶、残留碳G.Lowisch等两次奥氏体化后淬火的轴承钢1050550℃保温后空冷，得到均匀的细片状珠光体，随后进展850℃二次奥氏体化、淬油，其淬后组织中马氏体及碳化分解，马氏体中析出大量的微细碳化物，降低淬火应力，提高硬度、强因素影响，是一个相当简单的问题。如零件的外形与尺寸、原始组织的均匀性、淬火前的粗加工状态〔车削时进刀量的大小、机加工的剩余应力等、淬火时的加热速度与温度、工件的摆放方式、入油方式、淬火介质的特性与循环方式、介质的温度等均影响零件的变形。国内外对此进展了大量性和轴承的承载力量。在接触应力的作用下，其性能如何，需进展进一步的争论，但可推想：其接触疲乏性能应优于常规淬火。酒井久裕等对循环热处理后的SUJ2轴承钢的显微组织及机械性能进展了争论：先