…… 認識鋼鐵……
鐵是地球上最豐富且價廉的金屬元素，幾乎是所有的產業不可欠缺的基礎素材，其制品用途廣氾種類多，沒有鋼鐵不會有近代的社會，民生不能一日沒有它。
鋼鐵制品的使用到處可見，從家裡的冰箱、廚具、洗衣機，交通的汽機車、鐵道、電車、鐵橋、船隻，輸電鐵塔、住家大樓、工廠場房、機械類都是；鋼鐵制品是由鐵礦砂提煉，經由加工過程作成各種用途的制品，其加工切削品或使用過的舊品變成廢鋼，可以無限次數回收循環使用，是不會污染環境很方便再生的一種物資。
鋼鐵經溶解后鑄成模型，可軋延成棒狀、板狀、管狀各種用途制品，容易加工又可大量生產，加入極少量其它物質經熱處理可改變材料性質增加硬度，或提高鐵純度使物性軟化，也可用溫度控制高溫急冷或緩冷達到使物性變硬或軟；它的唯一缺點是會生鏽，為避免鋼鐵制品與空氣中的氧接觸氧化生鏽，一般都採用塗裝物、鍍鋅等，或熔煉時添加鎳、鉻製成不鏽鋼。
鋼鐵鍊制過程中會產出爐渣副產物，再經加工處理可替代天然石礦，作為建材、路基材，因含大量碳酸鈣成分，製成魚礁利於海藻生成，有益于海洋魚類聚集，在日本已廣氾研究使用。
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第一講 鋼的分類
一、黑色金屬、鋼和有色金屬
在介紹鋼的分類之前先簡單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。
1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎，以碳為主要添加元素的合金，統稱為
鐵碳合金。
生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品，主要用來鍊鋼和製造鑄件。
把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄鐵叫鑄鐵件。
鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是鍊鋼的原料之一，在鍊鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。
2、把鍊鋼用生鐵放到鍊鋼爐內按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，
一般是指軋製成各種鋼材的鋼。鋼屬於黑色金屬但鋼不完全等於黑色金屬。
3、有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外
在工業上還採用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性能，其中鎢、鈦、鉬等多用
以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱為工業用金屬，此外還有貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的
鈾、鐳等。
二、鋼的分類
鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保証其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、
錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：
1、按品質分類
(1) 普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）
(2) 優質鋼（P、S均≤0.035%）
(3) 高級優質鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）
2.、按化學成份分類
(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（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%）。
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) 退火狀態的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+滲體）。
(2) 正火狀態的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。
(3) 無相變或部分發生相變的
5、按用途分類
(1) 建筑及工程用鋼：a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼觔鋼。
(2) 結構鋼
a.機械製造用鋼：(a)調質結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(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) 特殊性能鋼：a.不鏽耐酸鋼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、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。
6、綜合分類
(1)普通鋼
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.特定用途的普通結構鋼
(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.特殊性能鋼：(a)不鏽耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。
7、按冶煉方法分類
(1) 按爐種分
a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)碱性平爐鋼。
b.轉爐鋼：(a)酸性轉爐鋼；(b)碱性轉爐鋼。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)按脫氧程度和澆注制度分
a.沸騰鋼；b.半鎮靜鋼；c.鎮靜鋼；d.特殊鎮靜鋼。
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鋼材的生產及分類
1、鋼材的概念：鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成我們所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。
鋼材是國家建設和實現四化必不可少的重要物資，應用廣氾、品種繁多，根據斷面形狀的不同、一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類、為了便於組織鋼材的生產、訂貨供應和搞好經營管理工作，又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、冷彎型鋼，優質型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無縫鋼管、焊接鋼管、金屬制品等品種。
2、鋼材的生產方法
大部分鋼材加工都是通過壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同以分冷加工和熱加工兩種。鋼材的主要加工方法有：
軋制：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長度增加的壓力加工方法，這是生產鋼材最常用的生產方式，主要用來生產型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。
鍛造：利用鍛錘的往復衝擊力或壓力機的壓力使坯料改變成我們所需的形狀和尺寸的一種壓力加工方法。一般分為自由鍛和模鍛，常用作生產大型材、開坯等截面尺寸較大的材料。
拉撥：是將已經軋制的金屬坯料（型、管、制品等）通過模孔拉撥成截面減小長度增加的加工方法大多用作冷加工。
擠壓：是將金屬放在密閉的擠壓簡內，一端施加壓力，使金屬從規定的模孔中擠出而得到有同形狀和尺寸的成品的加工方法，多用於生產有色金屬材料。
特殊鋼的含義
對特殊鋼尚無統一的定義和概念，一般認為特殊鋼是指具有特殊的化學成分（合金化）、採用特殊的工藝生產、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。與普通鋼相比，特殊鋼具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能。
我國與日本、歐盟對特殊鋼的定義比較接近，將特殊鋼分成優質碳素鋼、合金鋼、高合金鋼（合金元素大於10％）三大類，其中合金鋼和高合金鋼占特殊鋼產量的70％。主要鋼種優特殊碳素結構鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、合金結構鋼、滾珠軸承鋼、合金工具鋼、高合金工具鋼、高速工具鋼、不鏽鋼、耐熱鋼，以及高溫合金、精密合金、電熱合金等。目前世界上有近2000個特殊鋼牌號、約50000個品種規格。特殊鋼除了種類繁多之外，在規格上也表現出與普通鋼不同的特點。除了板、管、絲、帶、棒和異型材之外，還有復合材、表面合金化材、表面處理材、精鍛材、精密鑄件、粉末冶金制品等。
| | 鋼材的分類
鋼材按外形可分為型材、板材、管材、金屬制品四大類。為便於採購、訂貨和管理，我國目前將鋼材分為十六大品種：
類 別
品 種
說 明
型材
重軌
每米重量大於30千克的鋼軌（包括起重機軌）
輕軌
每米重量小於或等於30千克的鋼軌
大型型鋼
普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等邊
和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型
中型型鋼
小型型鋼
線材
直徑5-10毫米的圓鋼和盤條
冷彎型鋼
將鋼材或鋼帶冷彎成型製成的型鋼
優質型材
優質鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等
其它鋼材
包括重軌配件、車軸坯、輪箍等
板材
薄鋼板
厚度等於和小於4毫米的鋼板
厚鋼板
厚度大於4毫米的鋼板。
可分為中板（厚度大於4mm小於20mm）、厚板（厚度大於20mm小於60mm）、特厚板（厚度大於60mm）
鋼帶
也叫帶鋼，實際上是長而窄並成卷供應的薄鋼板
電工硅鋼薄板
也叫硅鋼片或矽鋼片
管材
無縫鋼管
用熱軋、熱軋——冷拔或擠壓等方法生產的管壁無接縫的鋼管
焊接鋼管
將鋼板或鋼帶捲曲成型，然後焊接製成的鋼管
金屬制品
金屬制品
包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等
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板材的有關實用知識
一、鋼板（包括帶鋼）的分類：
1、按厚度分類：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板
2、按生產方法分類：（1）熱軋鋼板（2）冷軋鋼板
3、按表面特征分類：（1）鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）（2）鍍錫板（3）復合鋼板（4）彩色塗層鋼板
4、按用途分類：（1）橋梁鋼板（2）鍋爐鋼板（3）造船鋼板（4）裝甲鋼板（5）汽車鋼板（6）屋面鋼板（7）結構鋼板（8）電工鋼板（硅鋼片）（9）彈簧鋼板（10）其他
二、普通及機械結構用鋼板中常見的日本牌號
1、日本鋼材（JIS系列）的牌號中普通結構鋼主要由三部分組成：第一部分表示材質，如：S（Steel）表示鋼，F（Ferrum）表示鐵；第二部分表示不同的形狀、種類、用途，如P(Plate)表示板，T（Tube）表示管，K(Kogu)表示工具；第三部分表示特征數字，一般為最低抗拉強度。如：SS400——第一個S表示鋼(Steel)，第二個S表示“結構”（Structure），400為下限抗拉強度400MPa，整體表示抗拉強度為400 MPa的普通結構鋼。
2、SPHC——首位S為鋼Steel的縮寫，P為板Plate的縮寫，H為熱Heat的縮寫，C商業Commercial的縮寫，整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。
3、SPHD——表示沖壓用熱軋鋼板及鋼帶。
4、SPHE——表示深沖用熱軋鋼板及鋼帶。
5、SPCC——表示一般用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當于中國Q195-215A牌號。其中第三個字母C為冷Cold的縮寫。需保証抗拉試驗時，在牌號末尾加T為SPCCT。
6、SPCD——表示沖壓用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當于中國08AL（13237）優質碳素結構鋼。
7、SPCE——表示深沖用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當于中國08AL（5213）深沖鋼。需保証非時效性時，在牌號末尾加N為SPCEN。
冷軋碳素鋼薄板及鋼帶調質代號：退火狀態為A，標準調質為S，1/8硬為8，1/4硬為4，1/2硬為2，硬為1。
表面加工代號：無光澤精軋為D，光亮精軋為B。如SPCC-SD表示標準調質、無光澤精軋的一般用冷軋碳素薄板。再如SPCCT-SB表示標準調質、光亮加工，要求保証機械性能的冷軋碳素薄板。
8、JIS機械結構用鋼牌號表示方法為：
S+含碳量+字母代號（C、CK），其中含碳量用中間值×100表示，字母C：表示碳 K：表示滲碳用鋼。如碳結卷板S20C其含碳量為0.18-0.23%。
三、我國及日本硅鋼片牌號表示方法
1、中國牌號表示方法：
（1）冷軋無取向硅鋼帶（片）
表示方法：DW+鐵損值（在頻率為50HZ，波形為正弦的磁感峰值為1.5T的單位重量鐵損值。）的100倍+厚度值的100倍。
如DW470-50 表示鐵損值為4.7w/kg，厚度為0.5mm的冷軋無取向硅鋼，現新型號表示為50W470。
（2）冷軋取向硅鋼帶（片）
表示方法：DQ+鐵損值（在頻率為50HZ，波形為正弦的磁感峰值為1.7T的單位重量鐵損值。）的100倍+厚度值的100倍。有時鐵損值后加G表示高磁感。
如DQ133-30表示鐵損值為1.33，厚度為0.3mm的冷軋取向硅鋼帶（片），現新型號表示為30Q133。
（3）熱軋硅鋼板
熱軋硅鋼板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅鋼（含硅量≤2.8%）、高硅鋼（含硅量＞2.8%）。
表示方法：DR+鐵損值（用50HZ反復磁化和按正弦形變化的磁感應強度最大值為1.5T時的單位重量鐵損值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示鐵損值為5.1，厚度為0.5mm的熱軋硅鋼板。
家用電器用熱軋硅鋼薄板的牌號用JDR+鐵損值+厚度值來表示，如JDR540-50。
2、日本牌號表示方法：
（1）冷軋無取向硅鋼帶
由公稱厚度（擴大100倍的值）+代號A+鐵損保証值（將頻率50HZ，最大磁通密度為1.5T時的鐵損值擴大100倍后的值）。
如50A470表示厚度為0.5mm，鐵損保証值為≤4.7的冷軋無取向硅鋼帶。
（2）冷軋取向硅鋼帶
由公稱厚度（擴大100倍的值）+代號G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+鐵損保証值（將頻率50HZ，最大磁通密度為1.7T時的鐵損值擴大100倍后的值）。
如30G130表示厚度為0.3mm，鐵損保証值為≤1.3的冷軋取向硅鋼帶。
四、電鍍錫板和熱鍍鋅板：
1、電鍍錫板
電鍍錫薄鋼板和鋼帶，也稱馬口鐵，這種鋼板（帶）表面鍍了錫，有很好的耐蝕性，且無毒，可用作罐頭的包裝材料，電纜內外護皮，儀表電訊零件，電筒等小五金。
2、熱鍍鋅板
在薄鋼板和鋼帶表面用連續熱鍍方法鍍上鋅，可以防止薄鋼板和鋼帶表面腐蝕生鏽。鍍鋅鋼板和鋼帶廣氾用於機械、輕工、建筑、交通、化工、郵電等行業。
鍍鋅鋼板和鋼帶的分類與符號見下表：
分 類 方 法 類 別 符 號
按鍍錫量 等厚鍍錫E1、E2、E3、E4
差厚鍍錫D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7
按硬度等級 T50、T52、T57、、T61、T65、T70
按表面狀況 光 面 G
石 紋 面 S
麻 面 M
按鈍化方式 低鉻鈍化 L
化學鈍化 H
陰極電化學鈍化 Y
按塗油量 輕 塗 油 Q
重 塗 油 Z
按表面質量 一 組 Ⅰ
二 組 Ⅱ
等厚鍍錫量和差厚鍍錫量的規定如下：
符 號
公稱鍍錫量，g/m2
最小平均鍍錫量，g/m2
E1
5.6(2.8/2.8)
4.9
E2
11.2(5.6/5.6)
10.5
E3
16.8(8.4/8.4)
15.7
E4
22.4(11.2/11.2)
20.2
D1
5.6/2.8
5.05/2.25
D2
8.4/2.8
7.85/2.25
D3
8.4/5.6
7.85/5.05
D4
11.2/2.8
10.1/2.25
D5
11.2/5.6
10.1/5.05
D6
11.2/8.4
10.1/7.85
D7
15.1/5.6
13.4/5.05
2、熱鍍鋅板
在薄鋼板和鋼帶表面用連續熱鍍方法鍍上鋅，可以防止薄鋼板和鋼帶表面腐蝕生鏽。鍍鋅鋼板和鋼帶廣氾用於機械、輕工、建筑、交通、化工、郵電等行業。
鍍鋅鋼板和鋼帶的分類與符號見下表：
分類方法 類 別 符 號
加工性能 普通用途 PT
機械咬合 JY
深 沖 SC
超深沖耐時效 CS
結 構 JG
鋅 1 1
100 100
200 200
275 275
350 350
450 450
600 600
鋅 1 1
鐵 90 90
合 120 120
金 180 180
按表面結構 正常鋅花 Z
小 鋅 花 X
光整鋅花 GZ
鋅鐵合金 XT
按表面質量 Ⅰ 組 Ⅰ
Ⅱ 組 Ⅱ
按尺寸精度 高級精度 A
普通精度 B
按表面處理 鉻酸鈍化 L
塗 油 Y
鉻酸鈍化加塗油 LY
001號的鋅層重量小於100g/m2
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以下是部分型鋼：
◆角鋼◆
角鋼俗稱角鐵、是兩邊互相垂直成角形的長條鋼材。有等邊角鋼和不等邊角鋼之分。等邊角鋼的兩個邊寬相等。其規格以邊寬×邊寬×邊厚的毫米數表示。如“∠30×30×3”，即表示邊寬為30毫米、邊厚為3毫米的等邊角鋼。也可用型號表示，型號是邊寬的釐米數，如∠3#。型號不表示同一型號中不同邊厚的尺寸，因而在合同等單據上將角鋼的邊寬、邊厚尺寸填寫齊全，避免單獨用型號表示。熱軋等邊角鋼的規格為2#-20#。
角鋼可按結構的不同需要組成各種不同的受力構件，也可作構件之間的連接件。廣氾地用於各種建筑結構和工程結構，如房梁、橋梁、輸電塔、起重運輸機械、船舶、工業爐、反應塔、容器架以及倉庫貨架等。
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◆圓鋼◆
圓鋼是指截面為圓形的實心長條鋼材。其規格以直徑的毫米數表示，如“ 50”即表示直徑為 50毫米的圓鋼。
圓鋼分為熱軋、鍛制和冷拉三種。熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米。其中：5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆供應，常用作鋼觔、螺栓及各種機械零件；大於25毫米的圓鋼，主要用於製造機械零件或作無縫鋼管坯。
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◆槽鋼◆
槽鋼是截面為凹槽形的長條鋼材。其規格表示方法，如120*53*5，表示腰高為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型號右邊加a b c 予以區別，如25a# 25b# 25c#等。
槽鋼分普通槽鋼和輕型槽鋼。熱軋普通槽鋼的規格為5-40#。經供需雙方協議供應的熱軋變通槽鋼規格為6.5-30#。槽鋼主要用於建筑結構、車輛製造和其它工業結構，槽鋼還常常和工字鋼配合使用。 |
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