钢材品种基本介绍
◆ 板材:冷轧卷 冷轧板 热轧卷 热轧板
彩涂卷 彩涂板 中厚板
◆涂镀:热镀锌板卷 电镀锌板卷 热镀锡板卷
电镀锡板卷 镀铬板卷 塑料复合钢
板卷 其它涂镀钢板卷 马口铁
◆型材盘条:螺纹钢 线材 圆钢 角钢 工字
钢 扁钢 H型钢 钢轨 异型材
优质型材 其它型材
◆不锈钢 :不锈钢板 不锈钢卷 不锈钢管
不锈钢型材 不锈钢线材
不锈钢坯 不锈钢金属制品
其它不锈钢材
◆管 材:无缝钢管 焊接钢管
◆钢 坯:板坯 方坯 管坯
◆铁 合 金:硅铁 锰铁 钒铁 铬铁 钛铁
◆其它钢材:硅钢片 金属制品 其它
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钢材基础知识
1、 碳素钢的定义及钢中五元素
含碳2%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可避免地 会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。此外,用铝—硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有 Al,当Als(酸溶铝)≥0。020%时, 还有细化晶粒的作用。
2、 钢铁是怎样炼成的?
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,并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允 许限量之下。
炼钢过程实质上是一个氧化过程,炉料中过剩的碳被氧化,燃烧成CO气体逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。S部份进入 炼渣中,部份则生成SO2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后,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。
3、 转炉炼钢简介
从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料,另加10% 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,当探头测得达到预定的低碳含量时,即停止吹氧 并出钢。一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作;然后在钢液表面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、 初轧
模铸钢锭采取热装、热送新工艺,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、 切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤,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。
初轧板坯主要供应热轧厂作为原料;轧制方坯除部份外供,主要送往高速线材轧机作原料。
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、 热连轧
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 控制轧制,终轧后即经过层流冷却(计算机控制冷却速率)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。(一般制管行业喜欢使用。)
将直发卷经切头、 切尾、切边及多道次的矫直、平整等精整线处理后,再切板或重卷,即成为:热轧钢板、平整热轧钢卷、纵切带等产品。
热轧精整卷若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,深受广大用户喜爱。 宝钢新投资的一条热轧酸洗线正在紧张建设中。
6、 冷连轧
用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,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,只能用于简单变形的零件。 轧硬卷可作为热镀锌厂的原料,因为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)或罩式炉退火消除冷作硬化及轧制应力,达到相应标准规定的力学性能指标。
冷轧钢板的表面质量、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,因此深受广大用户青睐。
以冷轧钢卷为基板进行产品的深加工,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须进行精整,包括切头、尾、切边、矫平、平整、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。钢板捆包后的每包重量为3~5吨。平整分卷重一般为3~10吨/卷。钢卷内径610mm。
7、 钢的力学性能
7.1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。
7.1.1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。
7.1.2比例极限
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 σ P表示。
7.1.3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σe表示。
7.1.4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。
国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类,如SS400,其中400即表示σb的最小值为400MPa超高强度钢是指σb≥1373 Mpa的钢。
7.1.5屈强比
屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值(σS/σb)。屈服比值越高,则该材料的强度愈高,屈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)此外疲劳寿命与抗拉强度及表面质量往往有很大关连。
7.1.6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。
8、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αk表示。
目前常用的10×10×55mm,带2 mm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αK值。因为单位 面积上的冲击功并无实际意义。
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,对冲击断口进行评定,当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。
由于钢板厚度的影响,对厚度≤10mm的钢板,可取得3/4小尺寸冲击试样(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸冲击试样(5×10×55mm)。但是一定要注意,同规格及同一温度下的冲击功值才可相互比较。只有在标准规定的条件下,才可按标准的换算方法,折算 成标准冲击试样的冲击功,再相互比较。
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。
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S(Steel);从DIN标准移植来的钢号,一般常以ST开头(Stahl德文中的“钢”);宝钢自行开发研制的钢号,一般首位常以宝钢的拼音首位B开头。
11、结构用热连轧、冷连轧钢板及钢带
结构钢一般按强度分类,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结构件,因此称作为结构钢。结构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。
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辩别假冒伪劣钢材的几点办法
1.伪劣钢材易出现折叠。折叠是钢材表面形成的各种折线,这种缺陷往往贯穿整个产品的纵向。产生折叠的原因是由于伪劣厂家追求高效率,压下量偏大,产生耳子,下一道轧制时就产生折叠,折叠的产品折弯后就会开裂,钢材的强度大下降。
2.伪劣钢材外表经常有麻面现象。麻面是由于轧槽磨损严重引起钢材表面不规则的凹凸不平的缺陷。由于伪劣钢材厂家要追求利润,经常出现轧槽轧制最超标。
3.伪劣钢材表面易产生结疤。原因有两点:1.伪劣钢材材质不均匀,杂质多。2。伪劣材厂家导卫设备简陋,容易粘钢,这些杂质咬人轧辊后易产生结疤。
4.伪劣材表面易产生裂纹,原因是它的坯料是土坯,土坯气孔多,土坯在冷却的过程中由于受到热应力的作用,产生裂痕,经过轧制后就有裂纹。
5.伪劣钢材容易刮伤,原因是伪劣材厂家设备简陋,易产生毛刺,刮伤钢材表面。深度刮伤降低钢材的强度。
6.伪劣钢材无金属光泽,呈淡红色或类似生铁的颜色,原因有两点二、它的坯料是土坯。2、伪劣材轧制的温度不标准,他们的钢温是通过目测的,这样无法按规定的奥氏体区域进行轧制,钢材的性能自然就无法达标。
7.伪劣钢材的横筋细而低,经常出现充不满的现象,原因是厂家为达到大的负公差,成品前几道的压下量偏大,铁型偏小,孔型充不满。
8.伪劣钢材的横截面呈椭圆形,原因是厂家为了节约材料,成品辊前二道的压下量偏大,这种螺纹钢的强度大大地下降,而且也不符合螺纹钢外形尺寸的标准。
9.优质钢材的成分均匀,冷剪机的吨位高,切头端面平滑而整齐,而伪劣材由于材质差,切头端面常常会有掉肉的现象,即凹凸不平,并且无金属光泽。而且由于伪劣材厂家产品切头少,头尾会出现大耳子。
10.伪劣钢材材质含杂质多,钢的密度偏小,而且尺寸超差严重,所以在没有游标卡尺的情况下,可以对它进行称量核对。比如对于螺纹钢 20,国家标准中规定最大负公差为 5%,定尺9M时它的单根理论重量为 120公斤,它的最小的重量应该是:120 X(l-5%)=114公斤,称量出来单根的实际重量比114公斤小,则是伪劣钢材,原因是它负公差超过了5%。一般来说整相称量效果会更好,主要考虑到累积误差和概率论这个问题。
11.伪劣钢材的内径尺寸波动较大,原因是;l、钢温不稳定有阴阳面。2、钢的成分不均匀。3、由于设备简陋,地基强度低,轧机的弹跳大。会出现有同一周内内径变化较大,这样的钢筋受力不均匀易产生断裂。
12.优质材的商标和印字都比较规范。
13.三钢材直径16以上的大螺纹,两商标之间的间距都在IM以上。
14.伪劣钢材螺纹钢的纵筋经常呈波浪形。
15.伪劣钢材厂家由于没有行车,所以打包比较松散。侧面呈椭圆形。
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使用前应对批次进行抽样拉伸实验,不同工程,要求也不尽然
以下是隧道工程的钢筋抽样试验方法:
三、 钢筋
1. 原材
检测依据:圆钢GB13013--91 钢筋砼用热轧光圆钢筋
螺纹钢GB1499--91 钢筋砼用热轧带肋钢筋
低碳热轧圆盘条GB701--91
检测项目:屈服强度、极限强度、延伸率、冷弯、反复弯曲、化学分析;
验收批:从同一牌号、同规格、同一炉号、同一交货状态组成一批,且不超过60t。
取样方法:每批任取二根,切去100mm后各截取一拉一弯两根,共四根。
盘条:每批取二根拉伸、二根弯曲(不同盘)。
低碳冷拔丝应逐盘试验,每盘一拉伸,一反复弯曲。
试样长度:拉伸 10d+200mm(d为钢筋直径)
弯曲 5d+150mm(d为钢筋直径)一般取450mm
2. 焊接
检测依据:JGJ18--84钢筋焊接及验收规程
检测项目:极限强度、弯曲、断裂情况
1).对焊
同一班、同一焊接参数完成200个同类型接头为一批,
一组六根,三接三弯。
长度:拉伸 10d+200mm
弯曲 7d+150mm 一般取500mm
2).搭接焊
每批不超过300个接头,一组三根,抗拉。
长度:10d+200mm一般取500mm
3. 填写委托单时请写清生产厂名、焊工姓名、尺寸规格、工程名称。
4. 注意点:
1).钢筋焊接之前应进行强度检验;
2).如遇到初试不合格,须加倍复试。
3).根据GB50204--92,钢筋在加工工程中如发现脆断,焊接性能不良或力学性能显著不政党等现象,尚应根据国家标准对该批钢筋进行化学万分检验或其他专项检验;进口钢材必须做钢材化学分析试验。
参考资料:http://www.jnjcw.net/scripts/home/choose/