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1、课程一 钢材一般知识,张家港市广大机械锻造有限公司,培训目的与要求,掌握钢材的一般知识熟悉本公司的钢材产品,钢材 的定义,钢材（Steel）：是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。钢材应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不同，可以分为冷加工和热加工两种。,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、黑色金属是指铁和碳的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是
2、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。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。,二
3、钢材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。1、按品质分类(1)普通钢（P0.045%，S0.050%）(2)优质钢（P、S均0.035%）(3)高级优质钢（P0.035%，S0.030%）2.、按化学成份分类(1)碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（C0.250.60%）；c.高碳钢（C0.60%）。(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510%）；c.高合金钢（合金元素总含量10%）。,3、按冶炼方法分类(1)按炉种分a.平炉钢：(
4、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（F）；b.半镇静钢(b)；c.镇静钢(Z)；d.特殊镇静钢(TZ)。,三 钢材的编号方式 钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法，根据国家标准钢铁产品牌号表示方法（GB221-79）中规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。钢号中化学元素采
5、用国际化学符号表示，例如Si,Mn,Cr等。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。,优质碳素结构钢 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。,合金结构钢 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。钢中主要合金元素，
6、除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。高级优
7、质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如，铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。,公司相关钢产品,1 钢锭，包括优质碳素钢45#，合金钢20CrMnMoB，不锈钢5CrNiMo等。2 金属制品，包括齿圈18CrNiMo7-6，轮芯18CrNiMo7-6，台阶轴42CrMo/35CrMo，圆钢，风电轴34CrNiMo6等。,课程二 钢材的检验,张家港市广大机械锻造有限公司,培训目的,了解钢材相关缺陷含义2 熟悉钢材检验方法和相关试验术语,知识点一 钢的缺陷术语,l 圆度 圆形截面的轧材，如圆钢和圆形钢
8、管的横截面上，各个方向上的直径不等 2 形状不正确 轧材横截面几何形状歪斜，凹凸不平。如六角钢的六边不等、角钢顶角大、型钢扭转等 3 厚薄不均 钢板(或钢带)各部位的厚度不一样，有的两边厚而中间薄，有的边部薄而中间厚，也有的头尾差超过规定 4 弯曲度 轧件在长度或宽度方向不平直，呈曲线状 5 镰刀弯 钢板(或钢带)的长度方向在水平面上向一边弯曲 6 瓢曲度 钢板(或钢带)在长度和宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象，使其成为“瓢形”或“船形”7 扭转 条形轧件沿纵轴扭成螺旋状 8 脱方、脱矩 方形、矩形截面的材料对边不等或截面的对角线不等 9 拉痕(划道)呈直线沟状，肉眼可见到沟底分布于钢材的局
9、部或全长 10 裂纹 一般呈直线状，有时呈Y形，多与拔制方向一致，但也有其他方向，一般开口处为锐角,11 重皮(结疤)表面呈舌状或鱼鳞片的翘起薄片：一种是与钢的本体相连结，并折合到表面上不易脱落；另一种是与钢的本体没有连结，但粘合到表面易于脱落 12 折叠 钢材表面局部重叠，有明显的折叠纹 13 锈蚀 表面生成的铁锈，其颜色由杏黄色到黑红色，除锈后，严重的有锈蚀麻点 14 发纹 表面发纹是深度甚浅，宽度极小的发状细纹，一般沿轧制方向延伸形成细小纹缕 15 分层 钢材截面上有局部的明显的金属结构分离，严重时则分成23层，层与层之间有肉眼可见的夹杂物 16 气泡 表面无规律地分布呈圆形的大大小小的
10、凸包，其外缘比较圆滑。大部是鼓起的，也有的不鼓起而经酸洗平整后表面发亮，其剪切断面有分层 17 麻点(麻面)表面呈现局部的或连续的成片粗糙面，分布着形状不一、大小不同的凹坑，严重时有类似桔子皮状的，比麻点大而深的麻斑 18 氧化颜色 钢板(或钢带)经退火后在表面上呈现出浅黄色、深棕色、浅蓝色、深蓝色或亮灰色等 19 辊印 表面有带状或片状的周期性轧辊印，其压印部位较亮，且没有明显的凸凹感觉 20 疏松 钢的不致密性的表现。切片经过酸液侵蚀以后，扩大成许多洞穴，根据其分布可分：一般疏松、中心疏松,2l 偏析 钢中各部分化学成分和非金属夹杂物不均匀分布的现象。根据其表现形式可分：树枝状、方框形、点
11、状偏析和反偏析等 22 缩孔残余 在横向酸浸试片的中心部位，呈现不规则的空洞或裂缝。空洞或裂缝中往往残留着外来杂质 23 非金属夹杂物 在横向酸性试片上见到一些无金属光泽，呈灰白色、米黄色和暗灰色等色彩，系钢中残留的氧化物、硫化物、硅酸盐等 24 金属夹杂物 在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基体金属显然不同的金属盐 25 过烧 观察经侵蚀后的显微组织时，往往在网络状氧化物周围的基体金属上可看到脱碳组织，其他金属如铜及其合金则有氧化铜沿晶界呈网络状或点状向试样内部延伸 26 白点 它是钢的内部破裂的一种。在钢件的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点，在经过磨光和酸蚀以后的横向切片上，则表现为
12、细长的发裂，有时呈辐射状分布，有时则平行于变形方向或无规则地分布 27 晶粒粗大 酸浸试片断口上有强烈金属光泽 28 脱碳 钢的表层碳分较内层碳分降低的现象称为脱碳。全脱碳层是指钢的表面因脱碳而呈现全部为铁素体组织部分；部分脱碳是指在全脱碳层之后到钢的含碳量未减少的组织处,知识点二 钢材的检验,一 钢的化学成分检验1 化学分析法2 仪器分析3 钢铁材料的火花鉴别 二 钢的宏观检验1 酸浸试验2 断口检验3 塔形车削发纹检验4 硫印试验 三 金相检验1 金相试样的制备2 金相显微镜3 脱碳层深度测定4 晶粒度检验5 钢中非金属夹杂物的检验6 钢中化学成分偏析的检验,四 力学性能检验1 硬度试验2
13、 拉伸试验3 冲击试验 五 工艺性能检验 1 钢的淬透性试验 2 焊接性能试验3 金属切削性能试验4 磨损试验5 金属弯曲试验6 金属反复弯曲试验7 金属线材反复弯曲试验8 金属顶锻试验9 金属杯突试验 10 金属管材工艺性能试验,六 物理性能检验1 密度测定2 膨胀系数测定3 电阻率测定4 热分析法5 热电势测定6 磁性能测定七 钢的化学性能检验第一节 晶间腐蚀试验第二节 抗氧化性能试验第三节 大气腐蚀试验第四节 全浸、间浸腐蚀试验八 无损检验第一节 超声波探伤第二节 磁力探伤第三节 射线探伤,九 规格尺寸检验 钢材规格通常是指标准中规定的钢材主要特征部位所应具有的尺寸（如直径、厚度、宽度及
14、高度等）。十 表面缺陷检验 主要检查表面裂纹、耳子、折叠、重皮、结疤等表面缺陷十一 包装与标志 钢材出厂时，要检查钢材包装是否符合规定，是否具有规定的标志。钢材包装形式是根据钢材品种、形状、规格、尺寸、精度、防锈蚀要求及包装类型决定的。钢材标志可以采用涂色、打印、挂牌、粘贴标签和置卡片等方法。,知识点三 钢材试验的术语,1、钢的力学性能1.1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。1.1.1强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和断裂的能力叫强度。强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。1.1.2比
15、例极限对金属施加拉力，金属存在着力与变形成直线比例的阶段，而这个阶段的最大极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限，用P表示。,1.1.3弹性极限金属受外力作用发生了变形，外力去掉后，能完全恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限，用e表示。1.1.4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b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b越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。1.1.5屈强比屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值(S/b)。屈服比值越高，则该材料的强度愈高，屈强比值愈低则塑
16、性愈佳，冲压成形性愈好。1.1.6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缩率表示。伸长率与断面收缩率越高，则塑性越好。,2、冲击韧性用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击韧性以k表示。目前常用的101055mm，带2mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功(J焦耳值)AK，而不是采用K值。因为单位面积上的冲击功并无实际意义。3、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)压陷表面的能力称为硬度。根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。,
