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1、 碳素钢的定义及钢中五元素 ( f! F7 \9 J/ q4 {5 l/ n: L( H
# `$ k: @. s+ h( X 含碳2%以下的铁碳合金称为钢。
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, U/ @; J3 j# `" H" Y* ^( H 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。
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# o- U" x$ j3 A4 a1 d 2、 钢铁是怎样炼成的？
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( x9 R5 f: _9 y; v4 G 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。
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8 \0 E( \. j. ~+ d 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。
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% H4 L' f* {, F5 l 3、 转炉炼钢简介 " O' n( F) k! O( C v* E' B
8 g+ H' Q. O& h' R: r 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。 4 [& y3 m6 R3 v# _ s ~% G
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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。
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. s! H9 Z* m2 h) z5 \- W( y0 _ 4、 初轧
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6 C" n! G* A: e$ C/ \ { 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。
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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。
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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。
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' O4 v. f& e) ?# X* P b: ^ 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。 * t/ t4 e# m4 ^- x. {7 d3 |
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/ r, ]8 N: H$ _# ~" R" L 5、 热连轧
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5 o% v, q7 v3 Y5 T0 H 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。)
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" f% T5 B0 s) v8 r 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。
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/ y! l- q- O5 U* a6 d b1 L 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。
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7 N7 c1 u- y: Z& L1 R) y: x 宝钢新投资的一条热轧酸洗线正在紧张建设中。 : ~- H& _0 {" i4 H0 C/ h
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; b8 ?2 T- K: ?% \6 g; j/ T3 Q M3 K 6、 冷连轧
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4 `8 y' n) R: h7 F7 J% K 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。 3 K' X5 P8 g) W! Z
9 d/ P( z6 W* \ 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。 5 r1 X9 K. K1 _) i
& H5 g4 L" K) d 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。
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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。
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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。
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7、 钢的力学性能 : q; u( [7 I/ O8 ]. R; [. r9 R6 J
; ?# u3 i2 {5 U# J$ s 7．1拉力试验
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& U8 @4 V ~! ^* @- e/ J6 R 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。 3 k) T* l( E' r' @' F5 P
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7．1．1强度
/ p" n4 \# Q2 c4 F. r. s 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。
. P4 S( v# J4 q7 U9 x- v" H6 S 7．1．2比例极限
! \$ F$ o* V. m# ]+ S" `0 b; } 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 \ M- K+ f8 J( `; W# r2 H
7．1．3弹性极限 " m9 Q8 f( ~( K
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。 4 K% R9 I0 N$ k+ G% f
7．1．4抗拉强度 ) Z0 Y- }+ k9 t; Z9 ]+ e
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。 $ _) M: j# q3 e" P4 Z3 K* u
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 f5 G8 G& s2 I) ~
7．1．5屈强比
' H E# _9 j# p! w& v d1 s8 }) X 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。 - r( h3 U, n/ z) d0 B
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。
5 ~/ K, `0 P8 J1 h4 y5 j; w6 }% T 7．1．6塑性 " ?' U' N7 S% y
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。
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# _! F2 c' s: u0 r$ S7 h 8、冲击韧性
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6 N6 ]3 }( Y; K3 P 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。 ; ~% t+ }- Z* |' A
o" O. |* @* ~5 h( J7 H 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。
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4 d+ {; E% a T! A5 I 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。 # m- X2 U r% ~$ E
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。 2 M# D9 [$ R1 d% T" R
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9、硬度试验 + J& W+ |+ ^3 ^/ b' Y4 r; A5 |
+ B2 _. Z: N, ]0 c# x 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。 V0 ]6 O1 b2 e7 K' B1 J
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冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。
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0 G3 i% r6 i/ X( _( l7 h5 Q$ ~; d 10、宝钢企业标准（Q/BQB） 0 C4 {8 O9 R+ O- d# V( }
3 H, O, H% x( h1 r3 t, ~9 n5 h 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。
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6 G3 Y5 o: M" j2 l- y 11、结构用热连轧、冷连轧钢板及钢带
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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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发表于 2006-8-31 18:42:15
发表于 2006-9-1 20:06:53