常用鋼材的基礎知識

一、鋼材的分類方法

鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有八種：

1.按質量分類

 (1) 一般鋼（磷 P≤0.045%，硫S≤0.050%）

 (2) 優質鋼（P、S均≤0.035%）

 (3) 高級優質鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）

湟中滄盛鋼結構廠主要生產的青海西寧鋼結構、鋼橋、垃圾斗全部采用大鋼廠優質鋼材，生產前全部送實驗室檢測，保證期質量。

2.按化學成份分類

(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（碳C≤0.25%）；b.中碳鋼（碳C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（碳C≤0.60%）。

(2) 合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）；c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。

下表為鋼材的牌號與化學成分

3.按成形方法分類

(1) 鍛鋼；

(2) 鑄鋼；

(3) 熱軋鋼；

(4) 冷拉鋼。

4.按金相組織分類

 (1) 退火情況的：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）；c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）；d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。

 (2) 正火情況的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。

 (3) 無相變或部分發作相變的。

5.按用途分類

 (1) 建筑及工程用鋼：a.一般碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。

 (2) 結構鋼

a.機械制造用鋼：(a)調質結構鋼；(b)外表硬化結構鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、外表淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。

b.彈簧鋼

c.軸承鋼

 (3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。

 (4) 特別功用鋼：a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。

 (5) 專業用鋼——如橋梁用鋼、船只用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。

6.概括分類

(1)一般鋼    a.碳素結構鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。    b.低合金結構鋼    c.特定用途的一般結構鋼

(2)優質鋼（包括高級優質鋼）

a.結構鋼：(a)優質碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；(f)特定用途優質結構鋼。

b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。    c.特別功用鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。

7.按訓練方法分類

(1) 按爐種分

a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。

b.轉爐鋼：(a)酸性轉爐鋼；(b)堿性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼；(b)側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。

c. 電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。

(2)按脫氧程度和澆注準則分：

a.沸騰鋼；b.半鎮靜鋼；鎮靜鋼；d.特別鎮靜鋼。

8.按照外形分類

（1）型材

（2）板材

（3）管材

（4）金屬制品四大類。

二、鋼材的機械性能

1、屈從點（σs）鋼材或試樣在拉伸時，當荷載超越彈性極限，即便荷載不再添加，而鋼材或試樣仍持續發作顯著的塑性變形，稱此現象為屈從，而發作屈從現象時的最小應力值即為屈從點。

設Fs為屈從點s處的外力，S為試樣斷面積，則屈從點σs =Fs/S(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）

2、屈從強度（σ0.2）有的金屬資料的屈從點極不顯著，在測量上有困難，因而為了衡量資料的屈從特性，規則發作永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力，稱為條件屈從強度或簡稱屈從強度 σ0.2 。

3、抗拉強度（σb）資料在拉伸過程中，從開端到發作開裂時所到達的最大應力值。它表明鋼材反抗開裂的才能大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。

設Fb為資料被拉斷前到達的最大拉力，S為試樣截面面積，則抗拉強度σb= Fb/S（MPa）。

4、伸長率（δs）資料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

5、屈強比（σs/σb）鋼材的屈從點（屈從強度）與抗拉強度的比值，稱為屈強比。屈強比越大，結構零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65，低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。

二、常用鋼材種類介紹

（一）型材

1、角鋼

角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。等邊角鋼以“L肢寬×肢厚”標明，不等邊角鋼以“L長肢寬×短肢寬×肢厚”標明，單位為mm，如L63×5，L100×80×8。

計算公式：F=d(2b-d)+0.2146(rr-2qq)

d:邊厚，b:邊寬，r:內圓角半徑，q:邊端圓角半徑

2、槽鋼

槽鋼是截面為凹槽形的長條鋼材。其規范標明方法，如120*53*5，標明腰高為120毫米，腿寬為53毫米的槽鋼，腰厚為5毫米的槽鋼，或稱12#槽鋼。腰高相同的槽鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚也需在類型右邊加a b c 予以差異，如25a# 25b# 25c#等。

3、工字鋼

工字鋼有一般工字鋼和輕型工字鋼兩種。一般工字鋼用“I截面高度的厘米數”標明，高度20mm以上的工字鋼，同一高度有三種腹板厚度，分別記為a、b、c，a類腹板最薄、冀緣最窄，b類較厚較寬，c類最厚最寬，如I20a。相同高度的輕型工字鋼的翼緣要比一般工字鋼的冀緣寬而薄，腹板亦薄，輕型工字鋼可用漢語拼音符號“Q”標明，如QI40等。

計算公式：F=hd+2t(b-d)+0.8584(rr-2qq)

h:高度，d:腰厚，b:腿寬，t:均勻腿厚，r:內圓角半徑， q:邊端圓角半徑

4、H型鋼

H型鋼分熱軋和焊接二種。熱軋H型鋼有寬翼緣（H W）、中翼緣 (HM)、窄翼緣 (HN)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”標明，單位為mm，如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12。

焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成，也用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”標明，如H350×250×10×16。

計算公式：F=d(h-2t)+2bt+0.858rr

h:高度，d:腹板厚，b:翼緣板寬，t:翼緣板厚，r:內圓角半徑，   q:邊端圓角半徑

（二）板材

鋼板的分類

按厚度分類：薄板   中板   厚板  特厚板

按出產方法分類：熱軋鋼板   冷軋鋼板

按表面特征分類： 鍍鋅板  （熱鍍鋅板、電鍍鋅板）  鍍錫板    復合鋼板    五顏六色涂層鋼板

按用途分類：

橋梁鋼板   鍋爐鋼板    造船鋼板   裝甲鋼板   轎車鋼板   屋面鋼板      結構鋼板    電工鋼板（硅鋼片）  繃簧鋼板   其他

（三）鋼管

鋼管的分類：

鋼管分無縫鋼管和焊接鋼管（有縫管）兩大類。

按斷面形狀又可分為圓管和異形管，廣泛應用的是圓形鋼管，但也有一些方形、矩形、半圓形、六角形、等邊三角形、八角形等異形鋼管。

關于承受流體壓力的鋼管都要進行液壓試驗來查驗其耐壓才干和質量，在規矩的壓力下不發作走漏、浸濕或脹大為合格，有些鋼管還要根據規范或需方要求進行卷邊試驗、擴口試驗、壓扁試驗等。

1、無縫鋼管

無縫鋼管：無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經穿孔制成毛管，然后經熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫管的規范用外徑*壁厚毫米數標明。無縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無縫鋼管兩類。

熱軋無縫鋼管分一般鋼管，低、中壓鍋爐鋼管，高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。

冷軋（撥）無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。

無縫管外徑一般大于32mm，壁厚2.5-75mm，冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外徑可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋標準精度高。

結構用無縫鋼管（GB/T8162-2008）是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。

流體運送用無縫鋼管（GB/T8163-2008）是用于運送水、油、氣等流體的一般無縫鋼管。

低中壓鍋爐用無縫鋼管（GB3087-2008）是用于制造各種結構低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷拔（軋）無縫鋼管。

高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310-2008）是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。

化肥設備用高壓無縫鋼管（GB6479-2000）是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。

石油裂化用無縫鋼管（GB9948-2013）是適用于石油精粹廠的爐管、熱交換器和管道無縫鋼管。

地質鉆探用鋼管（YB235-70）是供地質部分進行巖心鉆探運用的鋼管，按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉積管等。

金剛石巖芯鉆探用無縫鋼管（GB3423-82）是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無縫鋼管。

石油鉆探管（YB528-65）是用于石油鉆探兩端內加厚或外加厚的無縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種，車絲管用接頭聯合，不車絲管用對焊的方法與東西接頭聯合。

船舶用碳鋼無縫鋼管（GB5213-85）是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫鋼管。碳素鋼無縫鋼管管壁工作溫度不逾越450℃，合金鋼無縫鋼管管壁工作溫度逾越450℃。

轎車半軸套管用無縫鋼管（GB3088-82）是制造轎車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。

柴油機用高壓油管（GB3093-2002）是制造柴油機噴射系統高壓管用的冷拔無縫鋼管。

液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫鋼管（GB8713-88）是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑標準的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。

冷拔或冷軋精密無縫鋼管（GB3639-2000）是用于機械結構、液壓設備的標準精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。選用精密無縫鋼管制造機械結構或液壓設備等，可以大大節約機械加工工時，前進資料利用率，一同有利于前進產品質量。

結構用不銹鋼無縫鋼管（GB/T14975-2012）是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫療、食物、機械等工業的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫鋼管。

流體運送用不銹鋼無縫鋼管（GB/T14976-2012）是用于運送流體的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫鋼管。

異型無縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀標準的不同又可分為等壁厚異型無縫鋼管（代號為D）、不等壁厚異型無縫鋼管（代號為BD）、變直徑異型無縫鋼管（代號為BJ）。異型無縫鋼管廣泛用于各種結構件、東西和機械零部件。和圓管比較，異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數，有較大的抗彎抗扭才干，可以大大減輕結構重量，節約鋼材無縫鋼管價格

下表為鋼管的外徑允許偏差,熱軋鋼管壁厚允許偏差，,熱擴鋼管壁厚允許偏差

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