鋼材基礎知識500例一般人不太知道的鋼材基礎知識 _鋼材

一、鋼的分類方法
鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有八種：
1.按品質分類
(1) 普通鋼（磷 P≤0.045% ，硫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（碳C≤0.25%）；b.中碳鋼（碳C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（碳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+滲碳體）。
(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.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼
a.機械制造用鋼：(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.不銹耐酸鋼；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)不銹耐酸鋼；(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)堿性平爐鋼。
b.轉爐鋼：(a)酸性轉爐鋼；(b)堿性轉爐鋼。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；鎮靜鋼；d.特殊鎮靜鋼。
8.按照外形分類
（1）型材
（2）板材
（3）管材
（4）金屬制品四大類。
【鋼材基礎知識500例一般人不太知道的鋼材基礎知識】二、常用鋼材種類介紹
（一）型材
1、角鋼
角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。等邊角鋼以“L肢寬×肢厚”表示，不等邊角鋼以“L長肢寬×短肢寬×肢厚”表示，單位為mm，如L63×5，L100×80×8 。
計算公式：F=d(2b-d)+0.2146(rr-2qq)
d:邊厚，b:邊寬，r:內圓角半徑，q:邊端圓角半徑

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2、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。

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3、工字鋼
工字鋼有普通工字鋼和輕型工字鋼兩種。普通工字鋼用“I截面高度的厘米數”表示，高度20mm以上的工字鋼，同一高度有三種腹板厚度，分別記為a、b、c，a類腹板最薄、冀緣最窄，b類較厚較寬，c類最厚最寬，如I20a 。同樣高度的輕型工字鋼的翼緣要比普通工字鋼的冀緣寬而薄，腹板亦薄，輕型工字鋼可用漢語拼音符號“Q”表示，如QI40等。
計算公式：F=hd+2t(b-d)+0.8584(rr-2qq)
h:高度，d:腰厚，b:腿寬，t:平均腿厚， r:內圓角半徑， q:邊端圓角半徑

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4、H型鋼
H型鋼分熱軋和焊接二種。熱軋H型鋼有寬翼緣（H W）、中翼緣 (HM)、窄翼緣 (HN)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”表示，單位為mm ，如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12 。
焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成，也用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”表示，如H350×250×10×16 。
計算公式：F=d(h-2t)+2bt+0.858rr
h:高度， d:腹板厚， b:翼緣板寬，t:翼緣板厚， r:內圓角半徑，q:邊端圓角半徑

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（二）板材
鋼板的分類
按厚度分類：薄板中板厚板特厚板
按生產方法分類：熱軋鋼板冷軋鋼板
按表面特征分類：鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）鍍錫板復合鋼板彩色涂層鋼板
按用途分類：
橋梁鋼板鍋爐鋼板造船鋼板裝甲鋼板汽車鋼板屋面鋼板結構鋼板電工鋼板（硅鋼片）彈簧鋼板其他
（三）鋼管
鋼管的分類：
鋼管分無縫鋼管和焊接鋼管（有縫管）兩大類。
按斷面形狀又可分為圓管和異形管，廣泛應用的是圓形鋼管，但也有一些方形、矩形、半圓形、六角形、等邊三角形、八角形等異形鋼管。
對于承受流體壓力的鋼管都要進行液壓試驗來檢驗其耐壓能力和質量，在規定的壓力下不發生泄漏、浸濕或膨脹為合格，有些鋼管還要根據標準或需方要求進行卷邊試驗、擴口試驗、壓扁試驗等。
1、無縫鋼管
無縫鋼管：無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經穿孔制成毛管，然后經熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫管的規格用外徑*壁厚毫米數表示。無縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無縫鋼管兩類。
熱軋無縫鋼管分一般鋼管，低、中壓鍋爐鋼管，高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。
冷軋（撥）無縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外，還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。
無縫管外徑一般大于32mm ，壁厚2.5-75mm，冷軋無縫鋼管外徑可以到6mm，壁厚可到0.25mm ，薄壁管外徑可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷軋比熱軋尺寸精度高。
結構用無縫鋼管（GB/T8162-2008）是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。
流體輸送用無縫鋼管（GB/T8163-2008）是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫鋼管。
低中壓鍋爐用無縫鋼管（GB3087-2008）是用于制造各種結構低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷拔（軋）無縫鋼管。
高壓鍋爐用無縫鋼管（GB5310-2008）是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。
化肥設備用高壓無縫鋼管（GB6479-2000）是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設備和管道的優質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。
石油裂化用無縫鋼管（GB9948-2013）是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和管道無縫鋼管。
地質鉆探用鋼管（YB235-70）是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管，按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。
金剛石巖芯鉆探用無縫鋼管（GB3423-82）是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無縫鋼管。
石油鉆探管（YB528-65）是用于石油鉆探兩端內加厚或外加厚的無縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種，車絲管用接頭聯結，不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯結。
船舶用碳鋼無縫鋼管（GB5213-85）是制造船舶I級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫鋼管。碳素鋼無縫鋼管管壁工作溫度不超過450℃，合金鋼無縫鋼管管壁工作溫度超過450℃ 。
汽車半軸套管用無縫鋼管（GB3088-82）是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。
柴油機用高壓油管（GB3093-2002）是制造柴油機噴射系統高壓管用的冷拔無縫鋼管。
液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫鋼管（GB8713-88）是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。
冷拔或冷軋精密無縫鋼管（GB3639-2000）是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。選用精密無縫鋼管制造機械結構或液壓設備等，可以大大節約機械加工工時，提高材料利用率，同時有利于提高產品質量。
結構用不銹鋼無縫鋼管（GB/T14975-2012）是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫療、食品、機械等工業的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫鋼管。
流體輸送用不銹鋼無縫鋼管（GB/T14976-2012）是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫鋼管。
異型無縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫鋼管（代號為D）、不等壁厚異型無縫鋼管（代號為BD）、變直徑異型無縫鋼管（代號為BJ）。異型無縫鋼管廣泛用于各種結構件、工具和機械零部件。和圓管相比，異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數，有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結構重量，節約鋼材無縫鋼管價格
牌號與化學成分

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GB9948-2013
鋼管外徑和壁厚的允許偏差

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GB9948-2013
鋼管最小壁厚的允許偏差

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GB9948-2013
牌號與化學成分

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GB/T8163-2008
鋼管外徑（D）的允許偏差（mm）

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GB/T8163-2008

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GB/T8163-2008
2、焊管
焊接鋼管是指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形、方形等形狀后再焊接成的、表面有接縫的鋼管。焊接鋼管生產工藝簡單，生產效率高，品種規格多，設備資少，但一般強度低于無縫鋼管。20世紀30年代以來，隨著優質帶鋼連軋生產的迅速發展以及焊接和檢驗技術的進步，焊縫質量不斷提高，焊接鋼管的品種規格日益增多，并在越來越多的領域代替了無縫鋼管。焊接鋼管為碳素結構鋼。按焊接方法不同可分為電弧焊管、高頻或低頻電阻焊管、氣焊管、爐焊管、邦迪管等。按焊縫形狀可分為直縫焊管和螺旋焊管。
電焊鋼管用于石油鉆采和機械制造業等。爐焊管可用作水煤氣管等，大口徑直縫焊管用于高壓油氣輸送等；螺旋焊管用于油氣輸送、管樁、橋墩等。焊接鋼管比無縫鋼管成本低、生產效率高。直縫焊管生產工藝簡單，生產效率高，成本低，發展較快。螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30~100%，而且生產速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。
焊接鋼管采用的坯料是鋼板或帶鋼，因其焊接工藝不同而分為爐焊管、電焊（電阻焊）管和自動電弧焊管。因其焊接形式的不同分為直縫焊管和螺旋焊管兩種。因其端部形狀又分為圓形焊管和異型（方、扁等）焊管。焊管因其材質和用途不同而分為如下若干品種：
GB/T3091-2008（低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管）。主要用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途管。其代表材質Q235A級鋼。
GB/T3092-1993（低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管）。主要用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一般較低壓力流體和其它用途管。其代表材質為：Q235A級鋼。
GB/T14291-1992（礦用流體輸送焊接鋼管）。主要用于礦山壓風、排水、軸放瓦斯用直縫焊接鋼管。其代表材質Q235A、B級鋼。GB/T14980-1994（低壓流體輸送用大直徑電焊鋼管）。主要用于輸送水、污水、煤氣、空氣、采暖蒸汽等低壓流體和其它用途。其代表材質Q235A級鋼。
GB/T12770-1991（機械結構用不銹鋼焊接鋼管）。主要用于機械、汽車、自行車、家具、賓館和飯店裝飾及其他機械部件與結構件。其代表材質0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb等。
GB/T12771-2008（流體輸送用不銹鋼焊接鋼管）。主要用于輸送低壓腐蝕性介質。代表材質為0Cr13、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、00Cr17、0Cr18Ni11Nb、0017Cr17Ni14Mo2等。
碳素結構鋼牌號表示方法及符號
碳素結構鋼牌號由代表屈服強度字母、屈服強度數值、質量等級符號、脫氧方法符號等4個部分按順序組成；如：Q235AF
符號：
Q 鋼材屈服強度
A、B、C、D分別為質量等級
F 沸騰鋼
Z 鎮靜鋼
TZ 特殊鎮靜鋼
在牌號組成表示方法中，“Z”和“TZ”符號可以省略
鋼的牌號和化學成分（GB/T3091)

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焊管的力學性能(GB/T3091)

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焊管的公稱口徑與鋼管的外徑、壁厚對照表(GB/T3091)

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鋼管外徑D、壁厚t的允許偏差（GB/T3091)

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3、鑄鐵管
常用不銹鋼牌號對照：

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4、不銹鋼
銹鋼的分類及特點

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奧氏體不銹鋼特性用途

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三、鋼材的機械性能
1、屈服點（σs）鋼材或試樣在拉伸時，當荷載超過彈性極限，即使荷載不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。
設Fs為屈服點s處的外力， S為試樣斷面積，則屈服點σs =Fs/S(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）
2、屈服強度（σ0.2）有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規定產生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力，稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度 σ0.2。
3、抗拉強度（σb）材料在拉伸過程中，從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。
設Fb為材料被拉斷前達到的最大拉力，S為試樣截面面積，則抗拉強度σb= Fb/S（MPa）。
4、伸長率（δs）材料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。
5、屈強比（σs/σb）鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值，稱為屈強比。屈強比越大，結構零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65，低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86 。
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