钢材的分类.docx

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钢材的分类

钢材的分类

   钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。

为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材分为十六大品种：

类 别

品 种

说     明

型材

重轨

每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）

轻轨

每米重量小于或等于30千克的钢轨

大型型钢

普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。

按尺寸大小分为大、中、小型

中型型钢

小型型钢

线材

直径5-10毫米的圆钢和盘条

冷弯型钢

将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢

优质型材

优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等

其它钢材

包括重轨配件、车轴坯、轮箍等

板材

薄钢板

厚度等于和小于4毫米的钢板

厚钢板

厚度大于4毫米的钢板。

可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）

钢带

也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板

电工硅钢薄板

也叫硅钢片或矽钢片

管材

无缝钢管

用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管

焊接钢管

将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管

金属制品

金属制品

包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等

钢的分类

一、黑色金属、钢和有色金属   在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。

   1、黑色金属是指铁和铁的合金。

如钢、生铁、铁合金、铸铁等。

钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

   生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。

   把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。

   铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

   2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。

钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。

通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。

钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

   3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。

另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。

以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：

铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。

二、钢的分类   钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。

为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。

钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：

   1、按品质分类   

（1）普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）   

（2）优质钢（P、S均≤0.035%）   （3）高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）   2.、按化学成份分类   

（1）碳素钢：

a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。

（2）合金钢：

a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

   3、按成形方法分类：

（1）锻钢；

（2）铸钢；（3）热轧钢；（4）冷拉钢。

   4、按金相组织分类   

（1）退火状态的：

a.亚共析钢（铁素体+珠光体）；b.共析钢（珠光体）；c.过共析钢（珠光体+渗碳体）；d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

（2）正火状态的：

a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

    （3）无相变或部分发生相变的   5、按用途分类   

（1）建筑及工程用钢：

a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

（2）结构钢 a.机械制造用钢：

（a）调质结构钢；（b）表面硬化结构钢：

包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；（c）易切结构钢；（d）冷塑性成形用钢：

包括冷冲压用钢、冷镦用钢。

 b.弹簧钢 c.轴承钢   （3）工具钢：

a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

   （4）特殊性能钢：

a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：

包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。

    （5）专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

   6、综合分类   

（1）普通钢 a.碳素结构钢：

（a）Q195；（b）Q215（A、B）；（c）Q235（A、B、C）；（d）Q255（A、B）；（e）Q275。

  b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢   

（2）优质钢（包括高级优质钢） a.结构钢：

（a）优质碳素结构钢；（b）合金结构钢；（c）弹簧钢；（d）易切钢；（e）轴承钢；（f）特定用途优质结构钢。

 b.工具钢：

（a）碳素工具钢；（b）合金工具钢；（c）高速工具钢。

 c.特殊性能钢：

（a）不锈耐酸钢；（b）耐热钢；（c）电热合金钢；（d）电工用钢；（e）高锰耐磨钢。

   7、按冶炼方法分类   

（1）按炉种分 a.平炉钢：

（a）酸性平炉钢；（b）碱性平炉钢。

 b.转炉钢：

（a）酸性转炉钢；（b）碱性转炉钢。

或（a）底吹转炉钢；（b）侧吹转炉钢；（c）顶吹转炉钢。

 c.电炉钢：

（a）电弧炉钢；（b）电渣炉钢；（c）感应炉钢；（d）真空自耗炉钢；（e）电子束炉钢。

（2）按脱氧程度和浇注制度分 a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。

钢材的尺寸和重量

一、钢材长度尺寸   钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸，是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。

钢材长度的法定计量单位是米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）。

在现行习惯中，也有用英寸（″）表示的，但它不是法定计量单位。

   1.钢材的范围定尺是节省材料的一种有效措施。

范围定尺就是长度或长乘宽不小于某种尺寸，或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围内交货。

生产单位可以按此尺寸要求进行生产供货。

   2.不定尺（通常长度）凡产品尺寸（长度或宽度），在标准规定范围内，而又不要求固定尺寸的叫不定尺。

不定尺长度又叫通常长度（通尺）。

按不定尺交货的金属材料，只要在规定长度范围内交货即可。

例如，不大于25mm的普通圆钢，其通常长度规定为4-10m,则长度在此范围内的圆钢都可以交货。

   3.定尺按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。

按定尺长度交货时，所交金属材料必须具有需方在订货合同中指定的长度。

例如，合同上注明按定尺长度5m交货，则所交货的材料必须都是5m长的，短于5m或长于5m均为不合格。

但实际上交货不可能都是5m长，因此规定了允许有正偏差，而不允许有负偏差。

   4.倍尺按订货要求的固定尺寸切成整倍数的称为倍尺。

按倍尺长度交货时，所交金属材料的长度必须为需方在订货合同中指定的长度（叫单倍尺）的整数倍数（另加锯口）。

例如，需方在订货合同中要求单倍尺长度为2m，那么，切成双倍尺时长度即为4m，切成3倍尺时即为6m，并分别加上一个或两个锯口量。

锯口量在标准中有规定。

倍尺交货时，只允许有正偏差，不允许出现负偏值。

   5.短尺长度小于标准规定的不定尺长度下限，但不小于允许的最短长度的叫短尺。

例如，水、煤气输送钢管标准中规定，允许每批有10%的（按根数计算）2-4m长的短尺钢管。

4m即为不定尺长度的下限，允许的最短长度为2m。

   6.窄尺宽度小于标准规定的不定尺宽度下限，但不小于允许的最窄宽度的叫窄尺。

按窄尺交货时，必须注意有关标准规定的窄尺比例和最窄尺。

二、钢材长度尺寸举例   1.型钢的长度尺寸　　⑴火车轨的标准长度有12.5m和25m两种。

　　⑵圆钢、线材、钢丝尺寸以直径d的毫米（mm）数标定。

　　⑶方钢尺寸以边长a的毫米（mm）数标定。

　　⑷六角钢、八角钢尺寸以对边距离s的毫米（mm）数标定。

　　⑸扁钢的尺寸以宽度b和厚度d的毫米（mm）数标定。

　　⑹工字钢、槽钢的尺寸以腰高h、腿宽b和腰厚d的毫米（mm）数标定。

　　⑺等边角钢的尺寸以相等边宽b和边厚d的毫米（mm）数标定。

不等边角钢的尺寸以边宽B、b和边厚d的毫米（mm）数标定。

　　⑻H型钢的尺寸以腹板高度h、翼板宽度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的毫米（mm）数标定。

   2.钢板、钢带的长度尺寸　　⑴一般以钢板的厚度d的毫米（mm）数标定。

而钢带则以钢带的宽度b和厚度d的毫米（mm）数标定。

　　⑵单张钢板有规定的不同尺寸，如热轧钢板有：

1mm厚的钢板，有宽度600×长度2000mm；650×2000mm；700×1420mm；750×1500mm；900×1800mm；1000×2000mm等。

   3.钢管的长度尺寸　　⑴一般以钢管的外径D、内径和壁厚S的毫米（mm）数标定。

　　⑵每种钢管有规定的不同尺寸，如无缝钢管外径50mm的，壁厚有2.5-10mm的15种；或者说相同壁厚5mm的，外径有32-195mm的29种。

又如焊接钢管公称口径25mm的壁厚有3.25mm的普通钢管和4mm的加厚钢管。

三、钢材重量   1.钢材的理论重量   钢材的理论重量是按钢材的公称尺寸和密度（过去称为比重）计算得出的重量称之为理论重量。

这与钢材的长度尺寸、截面面积和尺寸允许偏差有直接关系。

由于钢材在制造过程中的允许偏差，因此用公式计算的理论重量与实际重量有一定出入，所以只作为估算时的参考。

   2.钢材的实际重量钢材实际重量是指钢材以实际称量（过磅）所得的重量，称之为实际重量。

实际重量要比理论重量准确。

   3.钢材重量的计算方法   ⑴毛重是“净重”的对称，是钢材本身和包装材料合计的总重量。

运输企业计算运费时按毛重计算。

但钢材购销中是按净重计算。

   ⑵净重是“毛重”的对称。

钢材毛重减去包装材料重量后的重量，即实际重量，称之为净重。

在钢材购销中一般按净重计算。

   ⑶皮重钢材包装材料的重量，称之为皮重。

   ⑷重量吨按钢材毛重计算运费时使用的重量单位。

其法定计量单位为吨（1000kg），还有长吨（英制重量单位1016.16kg）、短吨（美制重量单位907.18kg）。

   ⑸计费重量亦称“计费吨”或“运费吨”。

运输部门收取运费的钢材重量。

不同的运输方式，有不同的计算标准和方法。

如铁路整车运输，一般以所使用的货车标记载重作为计费重量。

公路运输则是结合车辆的载重吨位收取运费。

铁路、公路的零担，则以毛重若干公斤为起码计费重量，不足时进整。

钢材理论重量计算    钢材理论重量计算的计量单位为公斤（kg）。

其基本公式为：

  W（重量，kg）=F（断面积mm2）×L（长度，m）×ρ（密度，g/cm3）×1/1000钢的密度为：

 7.85g/cm3，各种钢材理论重量计算公式如下：

名称（单位）

计算公式

符号意义

计算举例

圆钢盘条（kg/m）

W=0.006165×d2

d=直径mm

直径100mm的圆钢，求每m重量。

每m重量=0.006165×1002=61.65kg

螺纹钢（kg/m）

W=0.00617×d2

d=断面直径mm

断面直径为12mm的螺纹钢，求每m重量。

每m重量=0.00617×122=0.89kg

方钢（kg/m）

W=0.00785×a2

a=边宽mm

边宽20mm的方钢，求每m重量。

每m重量=0.00785×202=3.14kg

扁钢（kg/m）

W=0.00785×b×d

b=边宽mmd=厚mm

边宽40mm，厚5mm的扁钢，求每m重量。

每m重量=0.00785×40×5=1.57kg

六角钢（kg/m）

W=0.006798×s2

s=对边距离mm

对边距离50mm的六角钢，求每m重量。

每m重量=0.006798×502=17kg

八角钢（kg/m）

W=0.0065×s2

s=对边距离mm

对边距离80mm的八角钢，求每m重量。

每m重量=0.0065×802=41.62kg

等边角钢（kg/m）

W=0.00785×[d（2b–d）+0.215（R2–2r2）]

b=边宽d=边厚R=内弧半径r=端弧半径

求20mm×4mm等边角钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出4mm×20mm等边角钢的R为3.5，r为1.2，则每m重量=0.00785×[4×（2×20–4）+0.215×（3.52–2×1.22）]=1.15kg

不等边角钢（kg/m）

W=0.00785×[d（B+b–d）+0.215（R2–2r2）]

B=长边宽b=短边宽d=边厚R=内弧半径r=端弧半径

求30mm×20mm×4mm不等边角钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出30×20×4不等边角钢的R为3.5，r为1.2，则每m重量=0.00785×[4×（30+20–4）+0.215×（3.52–2×1.22）]=1.46kg

槽钢（kg/m）

W=0.00785×[hd+2t（b–d）+0.349（R2–r2）]

h=高b=腿长d=腰厚t=平均腿厚R=内弧半径r=端弧半径

求80mm×43mm×5mm的槽钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出该槽钢t为8，R为8，r为4，则每m重量=0.00785×[80×5+2×8×（43–5）+0.349×（82–42）]=8.04kg

工字钢（kg/m）

W=0.00785×[hd+2t（b–d）+0.615（R2–r2）]

h=高b=腿长d=腰厚t=平均腿厚R=内弧半径r=端弧半径

求250mm×118mm×10mm的工字钢每m重量。

从金属材料手册中查出该工字钢t为13，R为10，r为5，则每m重量=0.00785×[250×10+2×13×（118–10）+0.615×（102–52）]=42.03kg

钢板（kg/m2）

W=7.85×d

d=厚

厚度4mm的钢板，求每m2重量。

每m2重量=7.85×4=31.4kg

钢管（包括无缝钢管及焊接钢管（kg/m）

W=0.02466×S（D–S）

D=外径S=壁厚

外径为60mm壁厚4mm的无缝钢管，求每m重量。

每m重量=0.02466×4×（60–4）=5.52kg

不锈钢的有关实用知识

一、不锈钢热轧钢板   不锈钢热轧钢板是用热轧工艺生产的不锈钢钢板。

厚度不大于3mm的为薄板，厚度大于3mm的为厚板。

用于化工、石油、机械、船舶等行业制造耐蚀零件、容器和设备。

其分类和牌号如下：

    1．奥氏体型钢

（1）1Cr17Mn6Ni15N；

（2）1Cr18Mn8Ni5N；（3）1Cr18Ni9；（4）1Cr18Ni9Si3；（5）0Cr18Ni9；（6）00Cr19Ni10；（7）0Cr19Ni9N；（8）0Cr19Ni10NbN；（9）00Cr18Ni10N；（10）1Cr18Ni12；（11）0Cr23Ni13；（12）0Cr25Ni20；（13）0Cr17Ni12Mo2；（14）00Cr17Ni14Mo2；（15）0Cr17Ni12Mo2N；（16）00Cr17Ni13Mo2N；（17）1Cr18Ni12Mo2Ti；（18）0Cr18Ni12Mo2Ti；（19）1Cr18Ni12Mo3Ti；（20）0Cr18Ni12Mo3Ti；（21）0Cr18Ni12Mo2Cu2；（22）00Cr18Ni14Mo2Cu2；（23）0Cr19Ni13Mo3；（24）00Cr19Ni13Mo3；（25）0Cr18Ni16Mo5；（26）1Cr18Ni9Ti；（27）0Cr18Ni10Ti；（28）0Cr18Ni11Nb；（29）0Cr18Ni13Si4   2．奥氏体——铁素体型钢（30）0Cr26Ni5Mo2；（31）00Cr18Ni5Mo3Si2；   3．铁素体型钢（32）0Cr13Al；（33）00Cr12；（34）1Cr15；（35）1Cr17；（36）1Cr17Mo；（37）00Cr17Mo；（38）00Cr18Mo2；（39）00Cr30Mo2；（40）00Cr27Mo   4．马氏体型钢（41）1Cr12；（42）0Cr13；（43）；1Cr13；（44）2Cr13；（45）3Cr13；（46）4Cr13；（47）3Cr16；（48）7Cr17   5．沉淀硬化型钢（49）0Cr17Ni7Al二、不锈钢冷轧钢板   不锈钢冷轧钢板是用冷轧工艺生产的不锈钢钢板，厚度不大于3mm的为薄板，厚度大于3mm的为厚板。

用于制作耐腐蚀部件，石油、化工的管道、容器、医疗器械、船舶设备等，其分类和牌号如下：

   1．奥氏体型钢 除与热轧部分相同外（29种），还有：

（1）2Cr13Mn9Ni4

（2）1Cr17Ni7（3）1Cr17Ni8   2．奥氏体——铁素体型钢 除与热轧部分相同外（2种），还有：

（1）1Cr18Ni11Si4AlTi

（2）1Cr21Ni5Ti   3．铁素体型钢 除与热轧部分相同外（9种），还有：

00Cr17   4．马氏体型钢 除与热轧部分相同外（8种），还有1Cr17Ni2   5.沉淀硬化型钢：

同热轧部分三、铁素体、奥氏体、马氏体简介   大家知道固态金属及合金都是晶体，即在其内部原子是按一定规律排列的，排列的方式一般有三种即：

体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。

金属是由多晶体组成的，它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。

组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构：

910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁，910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。

如果碳原子挤到铁的晶格中去，而又不破坏铁所具有的晶格结构，这样的物质称为固溶体。

碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体，它的溶碳能力极低，最大溶解度不超过0.02%。

而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体，它的溶碳能力较高，最高可达2%。

奥氏体是铁碳合金的高温相。

   钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。

如以极大的冷却速度过冷到230℃以下，这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α固溶体，称为马氏体。

由于含碳量过饱和，引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。

   不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。

实验证明，只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。

由于含铬量的提高，对钢的组织也有很大影响，当铬含量高而碳含量很少时，铬会使铁碳平衡，图上的Υ相区缩小，甚至消失，这种不锈钢为铁素体组织结构，加热时不发生相变，称为铁素体型不锈钢。

   当含铬量较低（但高于12%），碳含量较高，合金在从高温冷却时，极易形成马氏体，故称这类钢为马氏体型不锈钢。

   镍可以扩展Υ相区，使钢材具有奥氏体组织。

如果镍含量足够多，使钢在室温下也具有奥氏体组织结构，则称这种钢为奥氏体型不锈钢。

四、我国和日本常用不锈钢钢号的近似对照1．对照表：

日本（JIS）

中国（GB）

SUS304

0Cr18Ni9（0Cr19Ni9）

SUS304L

00Cr19Ni10（00Cr18Ni10）

SUS309S

0Cr23Ni13

SUS310S

0Cr25Ni20（1Cr25Ni20Si2）

SUS316

0Cr17Ni12Mo2（0Cr18Ni12Mo2Ti）

SUS316L

00Cr17Ni14Mo2

SUS321

1Cr18Ni9Ti（0Cr18Ni9Ti）

SUS430

1Cr17

SUS403

1Cr12

SUS410

1Cr13

SUS420J1

2Cr13

SUS420J2

3Cr13

SUS431

1Cr17Ni2

   2．牌号后掇NO．1表示热轧后进行热处理、酸洗或类似的处理；NO．2表示冷轧后进行热处理、酸洗或相应处理；NO．2B表示冷轧后进行热处理、酸洗或类似的处理，最后经冷轧获得适当光洁度。

如304NO．1不锈钢板表示牌号为304的热轧不锈钢板。

再如321-2B表示牌号为321的冷轧不锈钢板，表面要求冷轧后进行热处理，酸洗或类似的处理，最后经冷轧获得适当光洁度。

五、不锈钢在各领域的应用   1．1960年——1999年约40年间，西方国家的不锈钢产量从215万吨猛增到1728万吨，增加了约8倍，平均年增长率约为5．5%。

不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。

在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器，家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。

从节能和再循环等环保的观点看，不锈钢的需求有望进一步扩大。

   在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统，用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为20-30kg，全世界的年需求约100万吨，这是不锈钢最大的应用领域。

   在建筑领域，最近的需求急剧增长，如：

新加坡地铁车站的防护装置，使用了约5000吨的不锈钢外装饰材。

再如日本1980年以后，用于建筑业的不锈钢增长了约4倍，主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。

80年代，在日本沿海地区使用304型无涂漆材作为屋顶材料，从防锈考虑，逐步转变为使用涂漆不锈钢。

进入90年代，开发了具有高耐蚀性的20%以上高Cr铁素体系不锈钢，被用作屋顶材料，同时为了美观性，开发了各种表面精加工技术。

   在土木领域，日本的水坝吸水塔使用不锈钢。

欧美的寒冷地区，为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐，这就加速了钢筋的腐蚀，所以使用不锈钢钢筋。

在北美的道路中，近3年间约有40处采用了不锈钢钢筋，每处的使用量为200-1000吨，今后不锈钢在该领域的市场将有所作为。

   2．今后扩大不锈钢应用的关键是环保、长寿命和IT的普及。

关于环保方面，首先从大气环保的观点看，用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、LNG发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。

还有估计在21世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。

从水质环保的观点看，在给水、排水处理装置中，具有优异耐蚀性的不锈钢也将扩大需求。

   关于长寿命，在欧洲已有的桥梁、高速公路、隧道等设施中，不锈钢的应用在增加，预计这种潮流将遍及全世界。

还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为20-30年，废材处理成为一大问题。