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钢铁材料手册

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钢材知识 钢材分类

什么是特殊钢？

理论重量计算方法

对钢材性能产生影响的元素

冶金术语

金属材料性能

金属材料的检验

金属型铸造

钢材分类

线 材：普线高线螺纹钢

型 材：工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢H型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿 轮钢六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴 承圆钢矩型管弹簧钢

板 材：中厚板容器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷 板镀锌板电镀锌板电镀锌卷镒板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热 轧带钢

管 材：焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝

类别 品种说 明

型材

重轨 每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）

轻轨每米重量小于或等于30千克的钢轨

大型型钢 普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺 纹钢等。

按尺寸大小分为大、中、小型。

中型型钢

小型型钢

线材直径5-10毫米的圆钢和盘条

冷弯型钢将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢

优质型材 优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等

其它钢材 包括重轨配件、车轴坯、轮箍等

板材

薄钢板厚度等于和小于4毫米的钢板

厚钢板厚度大于4毫米的钢板。

可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板

（厚度大于60mm）

钢带 也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板

电工硅钢薄板也叫硅钢片或矽钢片

管材

无缝钢管用热轧、热轧一一冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管

焊接钢管将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管

金属制品 金属制品 包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等

型材分类

一、型材的分类

1 .简单断面型钢

①方钢一热轧方钢、冷拉方钢； ②圆钢一热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉圆钢；

③线材；

④扁钢；

⑤弹簧扁钢；

⑥角钢一等边角钢、不等边角钢；

⑦三角钢；

⑧六角钢；

⑨弓形钢；

⑩椭圆钢。

2 .复杂断面型钢

①工字钢——普通工字钢、轻型工字钢

②槽钢一热轧槽钢（普通槽钢、轻型槽钢）、弯曲槽钢

③H型钢（又称宽腿工字钢）

④钢轨一重轨、轻轨、起重机钢轨、其他专用钢轨

⑤窗框钢

⑥钢板桩

⑦弯曲型钢一冷弯型钢、热弯型钢

⑧其他

二、型钢中大、中、小型的划分

大型 中型 小型

工字钢 高2180mm 高＜ 180mm

槽钢 高2180mm 高＜ 180mm

等边角钢 边宽2160mm 边宽50-140mm 边宽20-45mm

不等边角钢 边宽2160x100mm 边宽140x90-50x32 mm 边宽“5x28 mm

圆钢 直径290mm 直径38-80mm 直径10-36 mm

方钢 边宽290mm 边宽50-75 mm 边宽10-25 mm

扁钢 宽2120mm 宽 60-100 mm 宽 12-55 mm

螺纹钢 直径240 mm 直径10-36 mm

铆钉钢 直径10-22 mm

其它 异型钢：履带板、钢板桩等 异型钢、小农具用复合扁钢 异型钢、农具钢、窗

框钢等

三、热轧带肋钢筋

1 .品种规格

热轧带肋钢筋的牌号由 HRB和牌号的屈服点最小值构成。H、R、B分别为热轧

（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars ）三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为 HRB335（老牌号为 20MnSi）、HRB400（老牌号为 20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）、HRB500 三个牌号。

2 .含帆m级螺纹钢筋

①含帆ni级螺纹钢筋市场前景广阔含帆新m级螺纹钢筋（20MnSiV、400Mpa）在生产过

程中加入了帆、铌、钛等合金，与普通n级螺纹钢筋相比，具有强度高、韧性好、焊接性能

和抗震性能良好的优点。在欧洲等发达国家建筑市场、m级螺纹钢筋占整个螺纹钢总量的

80%,如英国、德国、澳大利亚、日本等国家使用高强度含帆m级螺纹钢筋已达80-90%。

在我国1995年原冶金部和建设部联合发文推广应用，建设部将新m级螺纹钢筋技术条件纳 入国家标准GBJ10-89《混凝土结构设计规范》，自97年1月1日起施行，现新m级螺纹钢 已在高层建筑、大型电站、桥梁、隧道、机场等工程项目中得到了成功的应用，市场前景广 阔。建设部要求2002年新m级钢筋用量要达到螺纹钢总量的50%, “十五”末期达到80%。 但由于宣传、推广力度不够，使用量还大大低于老n级335Mpa普通级螺纹钢筋，因此还 需要对新m级螺纹钢筋大力进行宣传和推广。

②含帆m级螺纹钢筋的优点

A、经济：由于强度高，使用新m级螺纹钢筋可比n级螺纹钢筋节省钢材10-15%,因此可

降低建筑工程的建设成本。

B、强度高、韧性好：采用微合金化处理，屈服点在400Mpa以上，抗拉强度570Mpa以上， 分别比n级螺纹钢筋提高20%。

C、抗震：含机钢筋具有较高的抗弯度、时效性能，较高的低周疲劳性能，其抗震性能明显

优于n级螺纹钢筋。

D、易焊接：由于碳含量W0.54%,焊接性能好，适应各种焊接方法，工艺简单方便。 E、施工方便：采用新m级螺纹钢筋增大了施工间隙，为施工方便及施工质量提供了保证。 四、热轧H型钢

1 .热轧H型钢的表示方法。

H型钢分为宽翼缘H型钢（HK）、窄翼缘H型钢（HZ）和H型钢桩（HU）三类。其表

示方法为:高度Hx宽度Bx腹板厚度t1x翼板厚度⑵如H型钢Q235、SS400 200x200x8x12

表示为高200mm宽200mm腹板厚度8mm,翼板厚度12mm的宽翼缘H型钢，其牌号为

Q235 或 SS400O

2 .热轧H型钢的优点H型钢是一种新型经济建筑用钢。

H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与

普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%； 又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%O 常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船 舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。

五、冷弯型钢

冷弯型钢是一种经济的截面轻型薄壁钢材，也称为钢制冷弯型材或冷弯型材。它是以热 轧或冷轧带钢为坯料经弯曲成型制成的各种截面形状尺寸的型钢。冷弯型钢具有以下特点：

1、截面经济合理，节省材料。冷弯型钢的截面形状可以根据需要设计，结构合理，单位 重量的截面系数高于热轧型钢。在同样负荷下，可减轻构件重量，节约材料。冷弯型钢用于 建筑结构可比热轧型钢节约金属38-50%,用于农业机械和车辆可节约金属15-60%。方便 施工，降低综合费用。

2 .品种繁多，可以生产用一般热轧方法难以生产的壁厚均匀、截面形状复杂的各种型材

和各种不同材质的冷弯型钢。

3 .产品表面光洁，外观好，尺寸精确，而且长度也可以根据需要灵活调整，全部按定尺 或倍尺供应，提高材料的利用率。

4 .生产中还可与冲孔等工序相配合，以满足不同的需要。

冷弯型钢品种繁多，从截面形状分，有开口的、半闭口和闭口的，主要产品有冷弯槽钢、

角钢、Z型钢、冷弯波形钢板、方管、矩形管，电焊异型钢管、卷帘门等。通常生产的冷弯

型钢，厚度在6mm以下，宽度在500mm以下。产品广泛用于矿山、建筑、农业机械、交

通运输、桥梁、石油化工、轻工、电子等工业。

板材分类 一、钢板（包括带钢）的分类：

1、按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板

2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板

3、按表面特征分类：（1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4） 彩色涂层钢板

4、按用途分类：（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢 板（6）屋面钢板（7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他

二、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号

1、日本钢材（JIS系列）的牌号中普通结构钢主要由三部分组成：第一部分表示材质，

如：S（Steel）表示钢，F（Ferrum）表示铁；第二部分表示不同的形状、种类、用途，如

P（Plate）表示板，T（Tube）表示管，K（Kogu）表示工具；第三部分表示特征数字，一般 为最低抗拉强度。如：SS400——第一个S表示钢（Steel），第二个S表示“结构”（Structure）， 400为下限抗拉强度400MPa，整体表示抗拉强度为400MPa的普通结构钢。

2、SPHC—首位S位钢Steel的缩写，P为Plate的缩写，H为热Heat的缩写，C商 业Commercial的缩写，整体表示一般用热轧钢板及钢带。

3、SPHD—表示冲压用热轧钢板及钢带。

4、SPHE—表示深冲用热轧钢板及钢带。

5、SPCC—表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。其中 第三个字母C为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时，在牌号末尾加T为SPCCTo

6、SPCD—表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al （13237）优质碳素 结构钢。

7、SPCE——表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al （5213）深冲钢。需

保证非时效性时，在牌号末尾加N为SPCENo

冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为A,标准调质为S, 1/8硬为8, 1/4硬为4,

1/2硬为2,硬为1o

表面加工代号：无光泽精轧为D,光亮精轧为Bo如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精 轧的一般用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工，要求保证机械性能 的冷轧碳素薄板。

8、JIS机械结构用钢牌号表示方法为：

S+含碳量+字母代号（C、CK）,其中含碳量用中间值x100表示，字母C：表示碳K：表

示渗碳用钢。如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。

三、我国及日本硅钢片牌号表示方法

1、中国牌号表示方法：

（1）冷轧无取向硅钢带（片）

表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ,波形为正弦的磁感峰值为1.5T的单位重量铁

损值。）的100倍+厚度值的100倍。

如DW470-50表示铁损值为4.7w/kg,厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示

为 50W470O

（2）冷轧取向硅钢带（片）

表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ,波形为正弦的磁感峰值为1.7T的单位重量铁 损值。）的100倍+厚度值的100倍。有时铁损值后加G表示高磁感。

如DQ133-30表示铁损值为1.33,厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表 示为 30Q133。

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方钢每米重量计算公式

方钢每米重量计算公式

方钢每米重量计算公式

方钢每米重量计算公式

方钢是一种常用的金属材料，其广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造、船舶制造等行业。方钢的重量是计算方钢成本和施工成本的重要参数，因此，了解方钢每米重量计算公式是非常有必要的。

公式一：外形尺寸相同的方钢，每米重量相同。

这个公式的意思是，无论方钢的长度是多少，其重量与外形尺寸有关，与长度无关。例如，一根10厘米长的边长为5厘米的方钢与一根5米长的边长为5厘米的方钢重量相同。这个公式对于简单的计算有很大的帮助。

公式二：外形尺寸为a×b的方钢，每米重量=0.00785×a×b。

这个公式是根据方钢的密度计算得到的，一般情况下，方钢的密度为7.85克/立方厘米。从公式中可以看出，方钢的重量与外形尺寸成正比。例如，一根6米长的边长为10厘米的方钢的重量为0.00785×10×10×600=47.1千克。这个公式非常实用，在工程计算中被广泛应用。

公式三：边长为a的正方形钢管，每米重量=0.00785×a×a。 这个公式是公式二的特殊情况，在方钢为正方形时可以使用。从公式中可以看出，正方形方钢的重量与边长平方成正比。例如，一根6米长的边长为6厘米的正方形钢管的重量为0.00785×6×6×600=16.85千克。

公式四：边长为a，壁厚为t的方钢管，每米重量=（0.00785×a×a-0.00785×（a-2t）×（a-2t））×1000。

这个公式考虑了方钢管的空心结构，与公式二不同的是，公式四中有一个减号，表示方钢管内部的空洞减少了材料的使用，从而影响了重量。这个公式对于在设计中考虑方钢管的重量非常有帮助。

总结：

方钢每米重量的计算公式是根据方钢的尺寸和材料密度计算得到的。不同的方钢使用不同的公式，掌握这些公式对于工程计算和材料采购非常有帮助。在实际应用中要注意单位的转换和准确度的要求，确保计算结果的正确性和可靠性。

参考文献：

1.《机械制造工艺学》

2.《钢铁材料手册》

球阀设计计算说明书

球阀设计计算说明书

NO: SJ/Q01-09

球阀设计计算说明书

（200Q347F-16C）

编制:

审核：

阀门有限公司

目录

一、壳体壁厚SB验算 ……………………………………………………….. …………1

二、密封面上总作用力及计算比压………………………………………………1

三、阀杆头部强度验算 …………………………………………………………………2

四、中法兰螺栓强度较核 …………………………………………………………… 5

参考文献…

一、壳体壁厚SB（mm）验算。

1、从表(9-37)[ 1 ]查出BS 5351-1999标准中的最小壁厚10，参考取tB取17.5mm，(阀座底角)

2、壳体壁厚t计算：(据手册表5-74 t计算) [ 1 ]

t B’ = +C

式中：p—计算压力，

P=PN=1.6 MPa (设计给定)

Dn—计算内径，

Dn = 315 mm。

[σL]—材料许用拉应力。(查手册表3-5) [ 1 ]

[σL] = 98 MPa

C—考虑工艺性和介质腐蚀等因素而附加的裕量（mm）。

t B’ = + C

因t B’– C = 2.25 (参照表4-14)[ 3 ] C取5 mm

t B’ = 2.25 + 5 = 7..25 mm

显然 tB > tB’

故：阀体最小壁厚满足要求。

二、密封面上总作用力及计算比压。(表5-167) [ 1 ]

q = P(DJH2-0.6DMN2-0.4DMW2)/8Rh cosψ

1、浮动套阀座的预紧比压。

qMO = FMT×m / [(DMW2-DMN2) ]

FMT—螺旋弹簧预紧力,(表5-89 FMT =F1Gd4/8nD23 )[ 2 ]

G = 78000 MPa ( 查GB/T1973.2-1989 )；

LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧含量控制

LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧含量控制

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LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧含量控制

作者：钱丹丹 陈志月 闫若璞

来源：《中国科技博览》2016年第07期

[摘 要]将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫“二次炼钢”。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。这样将炼钢分两步进行，可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。

[关键词]LF精炼 脱硫 脱磷 氮、氧含量 s非金属夹杂物

中图分类号：U231.92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0277-01

1.引言：

钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要，要有不同的元素含量。硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫做热脆性。磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫做冷脆性。通常情况下，氮被视为钢中的有害元素，而氧元素主要以氧化物系非金属夹杂物的形式存在于钢中。减少LF炉精炼工艺过程钢液增氧、去除钢中氢含量是生产优质钢的关键环节。此外，控制钢中夹杂物是提高钢材使用性能的有效途径。

2.转炉LF精炼脱硫与脱磷

2.1脱硫

2.1.1脱硫方法

硫是钢中的长存元素之一，它会使大多数钢种的加工性能和使用性能变坏，因此除了少数易切削钢种外，它是需要在冶炼中脱除的有害元素。硫在钢中以[FeS]形式存在，常以[S]表示。钢中含锰高时，还会有一定的[MnS]存在。目前炼钢生产中能有效脱除钢中硫的方法有碱性氧化渣脱硫、碱性还原渣脱硫和钢中元素脱硫三种。

文献综述汽车排气阀选材及软氮化工艺

文献综述汽车排气阀选材及软氮化工艺

毕业论文

文献综述

院（系）名称 工学院机械系

专业名称 材料成型及控制工程

汽车排气阀选材及软氮化工艺

1 汽车排气阀门用钢

近年来，随着我国汽车工业的蓬勃发展，内燃机机型和产量不断增加，随着汽车发动机高功率化所产生的排气温度上升，排气净化率标准提高以及汽车轻量化的需求，对材料耐蚀性耐磨性、抗氧化性、高温性能和热强性等提出了更多的要求。

汽车排气阀是发动机上重要的工作部件及易损件，其工作条件异常恶劣，要在高温、高压、腐蚀性燃气中经受频繁往复的高速运动和摩擦，冲击负荷大，因此要求有较高的高温性能、耐磨性能、耐腐蚀性能等。其工作的好坏直接影响到发动机的工作性能，故制备气阀的材料要求也极为苛刻。自从发动机问世以来，气阀钢的材料已经历了碳钢和低合金钢，硅铬型不锈钢，奥氏体型耐热钢等多个发展阶段。目前，国内外使用最多的是奥氏体型耐热钢，而这种耐热钢系列中，常见的有：4Cr10Si2Mo，4Cr9Si2，

5Cr21Mn9Ni2N（21–2N），5Cr21Mn9Ni4N（21–4N）等[1]。

其中21–4N钢是上世纪50年代为节镍开发的阀门用奥氏体时效钢，目前国内外用于制造汽车、摩托车发动机排气阀应用最广的钢号，它是以奥氏体为基体，以碳、氮化合物作为沉淀硬化相弥散分布以获得足够的高温强度、韧性、较高的硬度、耐磨性以及在冷热交变条件下组织的稳定性和较好的抗氧化、耐腐蚀性能，在工作温度700℃下具有良好的力学性能和高温性能。由于21–4N钢碳氮锰含量较高，其变形抗力较1Cr18Ni9Ti高30％，室温下强度高、塑性低、脆性大，且加工硬化效应明显，热变形温度范围窄，变形抗力大，生产过程中如锻造、热轧、冷拔时易出现裂纹，导致产品成品率较低，国内一些专业化生产企业该钢种的成品率仅70％–80％，这也是当前该材料急待解决的重要问题[2]。

21–4N奥氏体耐热钢具有很好的耐蚀性能，它主要用来制造发动机的气阀。发动机的气阀不但要求具有良好的耐蚀性能，而且需要良好的耐磨性能。但21–4N奥氏体耐热钢的硬度较低、耐磨性能较差。采用软氮化的方法能大大提高它的表面硬度和耐磨性。但通常的方法难以对21–4N耐热钢进行气体软氮化，因为奥氏体耐热钢含Cr较高，表面会形成含Cr2O3较高的钝化膜，这种钝化膜往往很致密，而且很稳定，它阻碍氮原子的渗入，使氮化无法实现。人们想了很多办法来清除钝化膜。例如：将工件进行酸洗或喷砂处理后，可去除钝化膜。