钢铁材料化学成分表
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常用材料化学成份1.金属材料:-铁:铁是地壳上最常见的金属之一、在钢铁生产中使用的主要成分是铁和碳。
其他常见的合金元素有镍、铬等。
-铝:铝是一种轻质金属,主要成分是铝和少量的合金元素,如锰、镁和硅。
-铜:铜是导电性能很好的金属,主要成分是铜本身,通常还含有锌和锡等合金元素。
-锌:锌是一种耐腐蚀金属,主要成分是锌本身,常与铝、铜等金属一起合成合金。
2.塑料材料:-聚乙烯(PE):聚乙烯是一种常见的塑料,主要成分是乙烯(C2H4)分子的聚合物。
它具有良好的耐酸碱性和机械强度。
-聚丙烯(PP):聚丙烯是一种耐高温塑料,主要成分是丙烯(C3H6)分子的聚合物。
它具有较高的刚性和耐化学腐蚀性。
-聚氯乙烯(PVC):聚氯乙烯是一种耐候性好的塑料,主要成分是氯乙烯(C2H3Cl)分子的聚合物。
它可在不同形式下制成硬质或软质的塑料制品。
-聚苯乙烯(PS):聚苯乙烯是一种常见的脆性塑料,主要成分是苯乙烯(C8H8)分子的聚合物。
它常被用于制作泡沫塑料(EPS)。
3.橡胶材料:-天然橡胶:天然橡胶主要成分是聚合物异戊二烯(C5H8)。
-合成橡胶:合成橡胶是通过合成化学方法制备的橡胶,其主要成分有丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。
4.玻璃材料:-硅酸钠(Na2SiO3):硅酸钠是玻璃的主要成份之一,它是由二氧化硅(SiO2)和碱金属氧化物(如氢氧化钠)反应所得。
-碳酸钠(Na2CO3):碳酸钠是用于制备玻璃的重要成分。
它与二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠。
5.陶瓷材料:-二氧化硅(SiO2):二氧化硅是陶瓷材料的主要成份之一,它具有良好的耐高温和抗酸碱性能。
-氧化铝(Al2O3):氧化铝是一种用于制备高级陶瓷的重要成分。
它具有良好的绝缘性能和高机械强度。
这只是常用材料化学成分的一小部分,还有很多其他材料也具有重要的化学成分,如纸张、涂料、药物等。
不同的材料成分赋予了它们不同的性质和用途,化学成分的选择和控制对材料的性能至关重要。
普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别是含()量不同。
标题:普通钢、优质钢及高级优质钢的化学成分差异解析钢铁材料在工业生产和日常生活中扮演着举足轻重的角色。
不同类型的钢材因化学成分的差异,其性能和用途也大相径庭。
本文将重点探讨普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别。
普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别主要体现在以下元素的含量的不同:1.碳含量普通钢的碳含量通常在0.12%-0.25%之间,这使得其具有较高的强度和硬度,但韧性相对较差。
优质钢的碳含量较低,一般在0.08%-0.15%之间,这使得其具有良好的韧性和可塑性。
而高级优质钢的碳含量进一步降低,通常在0.01%-0.08%之间,这使得其具有更高的韧性和可塑性,同时保持一定的强度。
2.硅含量普通钢的硅含量一般在0.10%-0.40%之间,可以提高钢的强度和硬度,但会降低韧性。
优质钢和高级优质钢的硅含量相对较低,通常在0.10%-0.30%之间,以保持良好的韧性和可塑性。
3.锰含量普通钢的锰含量在0.30%-1.20%之间,可以提高钢的强度和韧性。
优质钢的锰含量在0.20%-0.60%之间,以保持较好的综合性能。
高级优质钢的锰含量较低,一般在0.10%-0.40%之间。
4.硫、磷含量普通钢、优质钢和高级优质钢的硫、磷含量都应控制在较低水平。
硫含量过高会导致钢材的热脆和红短性,磷含量过高则会影响钢材的塑性和韧性。
在这三个方面,高级优质钢的要求最为严格。
5.其他合金元素普通钢中可能不含有或仅含有少量的合金元素,如铬、镍、钼等。
而优质钢和高级优质钢中,这些合金元素的含量会有所增加,以提高钢材的特定性能,如耐腐蚀性、耐高温性等。
综上所述,普通钢、优质钢和高级优质钢在化学成分上的主要区别是碳、硅、锰、硫、磷等元素含量的不同。
钢材中的化学成分对钢材的作用(一)钢材中的化学成分对钢材的作用1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。
含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。
硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。
锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
钢材中的化学成分对钢材的作用(二)钢材中的化学成分对钢材的作用/文青岛宏正金属4、磷(P):在通常情况下,磷元素是模具钢材中的有害元素,磷(P)元素能够增加模具钢的冷脆性,使模具钢焊接性能变坏;降低模具钢的塑性,使模具钢的冷弯性能变坏。
因此通常要求模具钢中含磷量小于0.045%,优质模具钢要求更低。
5、硫(S):硫(S)元素在一般情况下也是有害元素。
硫(S)元素使模具钢产生热脆性,降低模具钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
硫(S)元素对模具钢的焊接性能也不利,降低其耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。
钢化学当量
钢的化学当量是指钢中各种元素与其在钢中的最大允许含量的比值。
它是钢铁冶炼和铸造过程中质量控制的重要参数之一,也是计算钢的化学成分和合金元素含量的基础。
在钢铁生产过程中,为了确保产品质量和性能的稳定,需要严格控制各种元素的含量。
而钢的化学当量就是通过比较钢中实际元素含量与其最大允许含量的比值,来评估和控制钢的质量和性能。
钢的化学当量计算公式如下:
Ceq = (C + Mn + Ni + Cu + Cr + Mo + V + Co + W) / max(C + Mn + Ni + Cu + Cr + Mo + V + Co + W)
其中,Ceq表示钢的化学当量,C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Co、W分别表示钢中各元素的含量(质量百分比),max表示各元素在钢中的最大允许含量(质量百分比)。
通过计算钢的化学当量,可以判断钢中各元素的含量是否符合标准要求,从而控制和优化钢铁产品的质量和性能。
如果Ceq值超过1,则说明钢中某些元素的含量超标,需要采取措施进行调整和控制。
另外,钢的化学当量还可以用于计算钢的机械性能,如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
通过分析钢的化学当量和机械性能之间的关系,可以更好地了解钢的性能和用途,并为钢铁产品的生产和应用提供指导。
总之,钢的化学当量是钢铁生产和质量控制中非常重要的参数之一,它能够评估和控制钢的质量和性能,并帮助我们更好地了解和应用钢铁材料。
铁矿粉化学成分一、铁矿粉的化学成份铁矿粉主要由铁氧化物和其他杂质组成。
其化学成份常见有三种,分别是Fe2O3、Fe3O4和FeOOH。
其中,Fe2O3是最为常见的一种,其化学式为Fe2O3,可以看作是由两个铁原子和三个氧原子组成的化合物。
而Fe3O4则是由三个铁原子和四个氧原子组成,其化学式为Fe3O4。
FeOOH则是由铁、氧和氢三种元素组成的氢氧化物,其化学式为FeOOH。
虽然铁矿粉的主要成份为铁氧化物,但其中也含有其他杂质,如硅酸盐、铝酸盐和钙酸盐等。
这些杂质对铁矿粉的质量和应用具有一定的影响。
二、铁矿粉的物理性质铁矿粉通常呈黑色或褐色粉末状,其密度约为4-5g/cm³,细度较高,粒径一般在5-45微米之间。
铁矿粉的比表面积也较大,通常为200-400平方米/克。
铁矿粉是一种具有吸水性和吸氧性的物质。
在干燥空气中,铁矿粉可以长时间保存,但一旦遇到潮湿气氛或水,铁矿粉便会快速吸湿,甚至出现结块等问题。
此外,铁矿粉还具有较强的还原性和氧化性,在一些特定的应用场合中,这种性质可以得到充分的发挥。
三、铁矿粉的应用铁矿粉是钢铁制造中最为常见的原材料之一,其主要用于高炉冶炼和转炉冶炼。
在高炉炼铁过程中,铁矿粉与焦炭共同进入高炉内进行还原反应,从而使铁氧化物还原为铁金属。
在转炉冶炼中,铁矿粉用于调节炉渣成份、提高脱碳效果等。
此外,铁矿粉还可以用于生产磨料、磁性材料、催化剂以及绿色沥青等。
尤其是在环保领域,铁矿粉因其具有高比表面积、良好的吸附性等特点,被广泛应用于污水、废气处理等方面。
【结语】铁矿粉的成份较为复杂,其化学成份主要为铁氧化物和其他杂质。
在使用铁矿粉时,需注意其物理性质和与其他物质的反应。
铁矿粉在钢铁制造、磁性材料生产等方面都有重要应用,是一种非常重要的原材料。
304不锈钢板化学成分牌号:0Cr18Ni9(0Cr19Ni9)化学成分%C:≤0.07 ,Si :≤1.0 ,Mn :≤2.0 ,Cr :17.0~19.0 ,Ni :8.0~11.0,S :≤0.03 ,P :≤0.035。
304不锈钢板基本概述按制法分热轧和冷轧的两种,按钢种的组织特征分为5类:奥氏体型、奥氏体-铁素体型、铁素体型、马氏体型、沉淀硬化型。
要求能承受草酸、硫酸-硫酸铁、硝酸、硝酸-氢氟酸、硫酸-硫酸铜、磷酸、甲酸、乙酸等各种酸的腐蚀,广泛用于化工、食品、医药、造纸、石油、原子能等工业,以及建筑、厨具、餐具、车辆、家用电器各类零部件。
不锈钢板表面光洁,有较高的塑性、韧性和机械强度,耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。
它是一种不容易生锈的合金钢,但不是绝对不生锈。
不锈钢的耐腐蚀性主要取决于它的合金成分(铬、镍、钛、硅、铝等)和内部的组织结构,起主要作用的是铬元素。
铬具有很高的化学稳定性,能在钢表面形成钝化膜,使金属与外界隔离开来,保护钢板不被氧化,增加钢板的抗腐蚀能力。
钝化膜破坏后,抗腐蚀性就下降。
304不锈钢的性质拉强度(Mpa) 620 MIN屈服强度(Mpa) 310 MIN伸长率(%) 30 MIN面积缩减(%) 40 MIN304不锈钢的密度7.93 g/cm3 奥氏体不锈钢一般都用这个值304含铬量(%) 18--20 .304相当于我国的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不锈钢304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料,防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。
耐高温方面也比较好,能高到到750-800度。
304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。
对氧化性酸,在实验中得出:浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中,304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。
对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。
304不锈钢板一般特性表面美观以及使用可能性多样化耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用耐腐蚀性好强度高,因而薄板使用的可能性大耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾常温加工,即容易塑性加工因为不必表面处理,所以简便、维护简单清洁,光洁度高焊接性能好品质特性不锈钢的品质特性304不锈钢板和316不锈钢板的区别现在最常用的两种不锈钢304,316(或对应于德/欧标的1.4308,1.4408),316与304在化学成分上的最主要区别就是316含Mo,而且一般公认,316的耐腐蚀性更好些,比304在高温环境下更耐腐蚀。
铸铁件配料方法,及锰铁铬铁加入量配比HT250是珠光体灰铸铁。
化学成分:碳C :3.16~3.30硅Si:1.79~1.93锰Mn:0.89~1.04硫S :0.094~0.125磷P :0.120~0.170根据化学成分考虑原料的成分及烧损就可以知道配料了影响铸铁、铸钢件组织和性能的因素,有化学成分、孕育(变质)处理、冷却速度、炉料的“遗传性”、铁水过热温度等,在这几个因素中,化学成分含量的高低对铸件物理性能的影响相对更大些,而且是第一因素。
所以在生产过程中,根据铸件物理性能的要求,正确的配料或调料,严格控制材质的各化学成分含量尤为重要。
在生产实践中,作为冶炼技术人员和炉工来说,配料和调料应该是熟练掌握的一般性技术问题。
但是对予刚毕业的学生和大多数炉工来说,欲能系统、灵活的掌握,也确非易事。
要想控制铸件的化学成分与配料,必须事先了解以下几下问题:1、铸件的目标化学成分。
2、库存各种金属炉料的化学成分。
3、各种炉料在冶炼过程中化学成分的增减变化率。
4、配料方法。
一、目标化学成分现在大部分铸件,根据其牌号要求的不同,国标中已做出了相应的要求,从铸造手册中即可查到。
但是随着科技的进步,根据铸件的服役状况,市场需要更多物理性能各不相同的铸件,并对铸件的综合性能质量提出了更高的要求,科研单位也不断研究出新材质而取代旧材质,例如某水泥研究设计院研究的“中碳多元合金钢”,成功的代替了原需进口的球磨机衬板,代替了高锰钢,用该材质生产直径φ2.4甚至直径φ4.2的中大型球磨机衬板上,降低了生产成本,取得了良好的经济效益。
另外,如某厂生产出口国外石油钻井用的泥浆泵高铬双金属缸套及采石场600×900破碎机用的锤头,都是超高铬铸铁,这些材质的详细化学成分要求,在铸造手册中是查不到的。
在接受生产绪如上述产品时,如果自己没有完全掌握铸件化学成分要求,以及没有详细了解铸件的服役状况时,应让用户提供尽可能详细的化学成分要求范围及热处理工艺。
45Cr号钢的化学成分1.引言钢铁是一种重要的金属材料,广泛应用于各行各业。
45C r号钢作为一种常见的合金钢,在工业生产和科研实验中具有广泛的应用。
本文将介绍45Cr号钢的化学成分,以帮助读者更好地了解这种钢材。
2. 45Cr号钢的基本信息-牌号:45Cr号钢-化学成分:包含碳(C)、铬(C r)等元素-特性:高强度、耐磨性好、适用于制造大型机械零件3. 45Cr号钢的化学成分45Cr号钢的化学成分主要包括以下几个元素:3.1碳(C)-含量:0.42%~0.50%-特性:提高硬度和强度,促进钢铁的淬火、回火性能-影响:增加碳含量可提高45C r号钢的硬度和抗磨性,但过高的碳含量会降低韧性3.2硅(S i)-含量:0.17%~0.37%-特性:增加钢的强度和硬度,促进晶粒细化-影响:适量添加硅可提高45C r号钢的耐磨性和韧性,但过高的硅含量会降低焊接性能3.3锰(M n)-含量:0.50%~0.80%-特性:提高钢的强度和韧性,促进碳化物的均匀分布-影响:适量添加锰可增加45C r号钢的硬度和韧性,但过高的锰含量会降低其可焊性3.4铬(C r)-含量:0.90%~1.20%-特性:提高钢的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能-影响:适量添加铬可增强45C r号钢的硬度和耐磨性,但过高的铬含量会降低韧性和可焊性3.5磷(P)-含量:≤0.03%-特性:影响钢的冷脆性和抗疲劳性能-影响:适量的磷含量有利于提高45Cr号钢的耐腐蚀性和韧性,但过高的磷含量会降低其抗拉强度3.6硫(S)-含量:≤0.035%-特性:影响钢的热加工性能和焊接性能-影响:控制硫的含量有利于提高45Cr号钢的可焊性和机械性能,过高的含硫量会降低韧性和可塑性4.结论综上所述,45C r号钢的化学成分包括碳、硅、锰、铬、磷和硫等元素。
这些元素相互作用,共同决定了45C r号钢的性能特点,如高强度、耐磨性和适用于制造大型机械零件等。
合理控制这些化学成分的含量,可以有效优化45C r号钢的性能,提高其在实际应用中的表现。
304、TP304、304L化学元素的区分[我的钢铁] 2010-04-21 08:32:08304不锈钢管以其良好的耐热性,而被广泛应用于制作耐腐蚀和成型性的设备和机件。
目前,304不锈钢管已被广泛应用于食品、化工、原子能等工业设备以及装潢领域。
国标304化学成分:牌号0Cr18Ni9,C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.035,S≤0.030,Ni:8.00-11.00,Cr:17.00-19.00TP304化学成分:C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.045,S≤0.030,Ni:8.00-11.00,Cr:18.00-20.00304L化学成分:牌号00Cr18Ni10,C≤0.03,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.035,S≤0.030,Ni:8.00-11.00,Cr:18.00-20.00,304、TP304、304L简单区分:①304和TP304:304属国标,牌号0Cr18Ni9,TP是Tube/Pipe的缩写,是美标的表示方法,它主要用作配管用不锈钢钢管;国标304与TP304的主要区别在于其Cr铬含量,其中TP304的铬含量要高一个,达到18个以上,所以其耐腐蚀性以及价格方面都比国标304稍微高些。
②304和304L比较:304L和304主要区别在于含碳量的不同,其中304的含碳量是小于等于0.08,而304L的含碳量是小于等于0.03;其次,304是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件,而304L是碳含量较低的304不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。
较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少,而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀。
国内外304牌号对照表:序号国标日本美标英国德标3040Cr18Ni9SUS304TP304304S15X5Cr-Ni18美标316L不锈钢的成分是怎么样的?与国标316L的成分有什么区别?C Si Mn P S Ni Cr Mo00Cr17Ni14Mo2C 0.0352.00 1.00 0.030 0.030 12.00~15.0016.00~18.00 2.00~3.00A312 316L2.001.00 0.035 0.030 10.00~14.00 16.00~18.00 2.00~3.000.045无论从力学性能还是化学成分上来说,他们都有共同点。
37crmnmo材料标准一、概述37crmnmo是一种常用的高温耐磨材料,具有较高的强度、硬度和耐磨性,适用于制造需要耐磨、耐高温的零部件。
本文将介绍37crmnmo材料的化学成分、力学性能、应用领域、热处理等方面的标准。
二、化学成分标准37crmnmo材料的化学成分应符合表1的规定。
在实际生产中,可以根据需要对化学成分进行调整,但需满足相应的冶金学要求。
表1:37crmnmo材料化学成分(质量分数,%)元素|碳C|铬Cr|锰Mn|镍Ni|铜Cu|氮N|钼Mo|硼B--|--|--|--|--|--|--|--|--下限|0.35|2.5-3.5|0.6-1.2|≤0.5|≤0.2|≤0.02|≥0.4-0.6|≤0.005三、力学性能标准37crmnmo材料的力学性能应符合表2的规定。
在实际生产中,可以根据需要对力学性能进行调整,但需满足相应的冶金学要求。
表2:37crmnmo材料力学性能(单位:MPa)项目|抗拉强度σb|屈服强度σs|延伸率δ(%)|布氏硬度HBW--|--|--|--|--下限|≥1100|≥900|≥25|≥350-450四、应用领域标准37crmnmo材料适用于以下领域:1.矿山机械:如破碎机、挖掘机、球磨机等;2.水泥工业:如回转窑、输送机、研磨机等;3.钢铁工业:如轧钢机、连铸机等;4.化工机械:如泵、风机、搅拌器等;5.其他需要耐磨、耐高温的零部件。
五、热处理标准37crmnmo材料需要进行热处理以提高其综合性能。
热处理工艺应符合表3的规定。
在实际生产中,可以根据需要对热处理工艺进行调整,但需满足相应的冶金学要求。
表3:37crmnmo材料热处理工艺阶段名称|温度(℃)|时间(h)|冷却方式--|--|--|--退火|850-950|1-2|缓慢冷却或炉冷淬火|950-1050|2-4|油冷或空气冷却回火|500-650|4-6|空气冷却或炉冷六、其他标准除了以上几个方面,37crmnmo材料还有其他一些标准,如表面处理、包装、运输等。
Q235GJB钢板属于高建钢下面我们来分析下他的几个特点:1、高耐磨性合金层的化学成分中碳含量达4~5%,铬含量高达25~30%,其金相组织中Cr7C3碳化物的体积分数达到50%以上,宏观硬度为HRC56~62,碳化铬的硬度为HV1400~1800,高于沙石中石英的硬度HV800~1200。
由于碳化物成于磨损方向相垂直分布,即使与同成分和硬度的铸造合金相比较,耐磨性能提高一倍以上。
与几种典型的材料耐磨性对比如下:(1)与低碳钢;20~25:(2)与高锰钢;5~10:(3)与工具钢;5~10:(4)与铸态高铬铸铁;1.5~2.5:聊城泰佑启金属:0635-777-9210 139-69-55-8118 2、良好的耐冲击性:耐磨复合钢板的底层为低碳钢或低合金。
不锈钢等韧性材料,体现双金属的优越性,耐磨层抵抗磨损介质的磨损,基板承受介质的载荷,因此有良好的耐冲击性。
可以承受物料输送系统中承受高落差料斗等冲击和磨损。
3、较好的耐热性:耐磨层推荐使用在≤600℃工况下使用,若在合金层中加入钒,钼等合金,可以承受≤800℃的高温磨损。
推荐使用温度如下:普通碳钢基板推荐不高于380℃工况使用; 低合金耐热钢板(15CrMo,12Cr1MoV等)基板推荐不高于540℃工况使用; 耐热不锈钢基板推荐在不高于800 ℃工况使用。
4、好的耐腐蚀性耐磨复合钢板的合金层中含有高百分比的金属铬,故具有一定防锈和耐腐蚀能力。
用于落煤筒和漏斗等场合可以做到防止粘煤。
5、适用性强耐磨复合钢板规格全,品种多,已成商品系列化。
耐磨合金层的厚度在3~20mm。
复合钢板的厚度最薄为6mm,厚度不限。
标准耐磨复合钢板可提供1200或1450×2000mm,也可根据用户需求,按图纸尺寸定做加工。
耐磨复合钢板现分为普通型、耐冲击型和高温型三种,定购高温耐磨和耐冲击型复合钢板要说明。
6、方便的加工性能耐磨复合钢板可以切割,调平,打孔,弯曲和卷曲,它可以制成平板,弧板,锥板,圆筒。
第一章常用钢轨的化学成分及性能第一节钢材的性能常用的金属材料通常分成两类,一类是有色金属,另一类是黑色金属。
黑色金属中应用最广的是钢铁产品。
钢铁材料是由铁(Fe)和碳(C)两种主要元素组成的合金,含碳量小于0.02%的铁碳合金称为工业纯铁。
一、物理和化学性能(一)热膨胀性钢材受热时体积膨大的特性称为热膨胀性,通常用线膨胀系数作为衡量热膨胀性的指标。
钢材类别不同,线膨胀系数也不同。
随着温度升高,线胀系数值增大。
(二)导热性钢材传导热量的性能称为导热性。
钢材中的合金元素影响导热性,不锈钢的导热性比低碳钢和低合金钢要差。
(三)导磁性钢材能导磁的性能称为导磁性。
钢材中除单相奥氏体钢为无磁钢外,其余均为导磁钢。
钢轨焊后中频加热正火处理正是利用了钢轨钢的导磁性能产生涡流加热钢轨。
温度高于770℃(居里点)时,导磁性能大大降低。
(四)导电性钢材能够传递电荷的性能称为导电性。
通常用电阻系数作为衡量导电性的指标。
钢材的电阻系数越大,其导电性越差,电流通过时所产生的热量也越多。
钢材的电阻焊接或闪光焊接就是利用了工件端面高电阻产生的热量进行焊接的。
(五)抗氧化性钢材在一定的温度和介质条件下抵抗氧化性的能力称为抗氧化性。
抗氧化性差的钢材在高温条件下,很容易被周围介质中的氧所氧化,形成氧化皮,逐渐剥落而损坏。
耐热钢具有良好的抗氧化性,不锈钢的抗氧化性最好。
二、机械性能钢材在一定温度条件和外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为机械性能,或称为力学性能。
常规机械性能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等;高温机械性能还包括抗蠕变性能、特久强度和瞬时强度以及热疲劳性能等;低温机械性能还包括脆性转变温度等。
(一)强度和塑性强度有静强度和疲劳强度之分。
静强度是钢材在缓慢加载的静力作用下,抵抗变形和断裂的能力。
疲劳强度是钢材在交变载荷作用下,经过无数次循环交变载荷而不产生裂纹或断裂的能力。
钢轨焊接接头的静弯实验(TB/T 1632.1-2005),是检查接头的静强度;而接头的疲劳强度试验(TB/T 1632.1-2005)是检查疲劳强度的指标。
钢铁中化学成分与性能间的关系1、生铁生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷、硫等元素。
这些元素对生铁的性能均有一定的影响。
碳(C):在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),主要存在于铸造生铁中,另一种是化合碳(碳化物),主要存在于炼钢生铁中,碳化物硬而脆,塑性低,含量适当可提高生铁的强度和硬度,含量过多,则使生铁难于切削加工,这就是炼钢生铁切削性能差的原因。
石墨很软,强度低,它的存在能增加生铁的铸造性能。
硅(Si):能促使生铁中所含的碳分离为石墨状,能去氧,汉能减少铸造的气眼,能提高熔化生铁的流动性,降低铸件的收缩量,但含硅过多,也会使生铁变硬变脆。
锰(Mn):能溶于铁素体和渗碳体。
在高炉炼制生铁时,含锰量适当,可提高生铁的铸造性能和切削性能,在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰,进入炉渣。
磷(P):属于有害元素,但磷可使铁水的流动性增加,这是因为硫减低了生铁熔点,所以在有的制品内往往含磷量较高。
然而磷的存在又使铁增加硬脆性,优良的生铁含磷量应少,有时为了要增加流动性,含磷量可达1.2%.硫(S):在生铁中是有害元素,它促使铁与碳的结合,使铁硬脆,并与铁化合成低熔点的硫化铁,使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性,故含硫高的生铁不适于铸造细件。
铸造生铁中硫的含量规定最多不超过0.06%。
2钢2.1 元素在钢中的作用2.1.1常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外,还含有少量Mn、Si、S、P、O、N、H等元素。
这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。
这些杂质对钢材性能有一定影响,为保证钢材质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都做了严格的规定。
1)硫硫来源于炼钢的矿石与燃烧焦炭。
它是钢中的一种有害元素。
硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。
而钢材料的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。