金屬材料的基本知識

1、金屬材料的基本知識1、有關(guān)材料力學（機械）性能名詞1.1極限強度：材料抵抗外力破壞作用的最大能力，叫做極限強度；分：抗拉強度，抗壓強度，抗彎強度，抗剪強度，單位是兆帕。1.2屈服點，屈服強度，單位是兆帕。1.3彈性極限：材料在受到外力到某一極限時，若除去此外力，則變形即恢復原狀，材料抵抗這一外力的能力。1.4延伸率：材料受拉力作用斷裂時，伸長的長度與原有長度的比值。1.5斷面收縮率：材料受拉力作用斷裂時，斷面縮小的面積與原有斷面面積的比值。1.6硬度：材料抵抗硬的物體壓入表面的能力。一般是用一定負荷把一定直徑的淬硬鋼球壓材料表面，保持規(guī)定時間后卸除載荷，測量材料表面的壓痕，按公式用壓痕面積除以

2、負荷所得的商。依據(jù)測量方法的不同，有布氏硬度HB，洛氏硬度HR，表面洛氏硬度，維氏硬度HV。2、金屬材料分類2.1 按組分分：純金屬和合金，2.2 按實用分：黑色金屬（鐵和鐵合金），有色金屬（指銅，錫，錳，鉛，鋁等）3、鋼鐵3.1鋼的定義：是指碳含量低于2的一種鐵碳合金，當然，其中還含有一定量的硅、錳、磷、硫等元素。鐵的定義：是指碳含量高于2的一種鐵碳合金。含碳量小于0.04為工業(yè)純鐵。3.2 鋼的分類3.2.1按化學成分分：碳素鋼（除鐵外，含有少量的硅、錳、硫、磷）；合金鋼（鋼中加入了一些如鉻，鎳、鉬、鎢、釩等元素）3.2.2按含碳量分：低碳鋼（含碳量0.25%）；中碳鋼（含碳量0.250.

3、6%）；高碳鋼（含碳量0.6%）。3.2.3 按質(zhì)量分：主要是控制鋼中含硫、含磷量；普通鋼（S不超過0.050，P不超過0.045），優(yōu)質(zhì)鋼（S不超過0.035，P不超過0.035），高級優(yōu)質(zhì)鋼（S不超過0.025，P不超過0.030），特級質(zhì)量鋼（S不超過0.015，P不超過0.025）。3.2.4 按用途分：結(jié)構(gòu)鋼（建筑、機器零件），工具鋼（工具、模具、量具），特殊用途（如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、磁鋼等），專業(yè)用鋼（如汽車用鋼，化工用鋼，鍋爐用鋼，電工用鋼，焊條用鋼等）。3.2.5 按冶煉方法分：轉(zhuǎn)爐鋼（同時分為底吹轉(zhuǎn)爐鋼，側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼，頂吹轉(zhuǎn)爐鋼），平爐鋼，電爐鋼。3.2.6 按澆鑄前脫氧

4、程度分：鎮(zhèn)靜鋼（脫氧完全，鋼錠組織結(jié)構(gòu)緊密），沸騰鋼（脫氧不完全的鋼），半鎮(zhèn)靜鋼。3.2.7 綜合分類：鋼碳素鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼彈簧鋼軸承鋼合金工具鋼合金工具鋼高速工具鋼特殊用途鋼（不銹鋼、耐熱鋼等）3.3 鋼材3.3.1 型鋼：按斷面形狀分圓鋼，扁鋼，方鋼，等邊角鋼，工字鋼，槽鋼，丁字鋼等3.3.2 鋼板 按厚度分：以4mm為界劃分為厚鋼板和薄鋼板。 按用途分：一般用鋼板，鍋爐用鋼板，造船用鋼板，汽車用鋼板，屋面用鋼板和其它專用鋼板等。 按制造方法：熱軋鋼板和冷軋鋼板。3.3.3 鋼管：按制造方法：無縫鋼管（熱軋或

5、冷軋）和焊接鋼管。按用途分：一般用鋼管，鍋爐用鋼管，水煤氣用鋼管，石油用鋼管，和其它專用鋼管等。4 有色金屬包括純金屬和合金。有銅，鎳，鋁，鎂，鋅，鉛，錫，鉻等及其合金。鋼鐵牌號表示方法因為經(jīng)濟、貿(mào)易和技術(shù)等各方面的原因，我們現(xiàn)在常用的鋼鐵牌號一般是中國，美國，日本，下面就介紹一些此方面的知識。中國鋼號表示方法：QT400-18 QT-球墨鑄鐵，400-最低抗拉強度，18-最低伸長率；工程鑄鋼：ZG200-400 ZG-鑄鋼，200-最低屈服強度，400-最低抗拉強度；鑄造不銹鋼：ZG1Cr13 ZG-鑄鋼，1-含碳量（以萬分之幾表示），Cr-元素鉻，13-元素鉻名義百分含量；鑄造合金鋼：ZG

6、15Cr1Mo1V ZG-鑄鋼，15-含碳量（以萬分之幾表示），Cr-元素鉻，1-元素鉻名義百分含量，Mo-元素鉬，1元素鉬的名義百分含量，V-元素釩，含量小于0.9；碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q235Bb Q-鋼材屈服強度“屈”字拼音首字，235-屈服點強度值（MPa），B-質(zhì)量等級（共分A、B、C、D級），b-脫氧方法（F-沸騰鋼，b-半鎮(zhèn)靜鋼，Z-鎮(zhèn)靜鋼，TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼）；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：包括普通含錳量，較高含錳量，鍋爐用鋼；08F, 10，45, 20A,40Mn,70Mn,20g,50Mn(F)A 50含碳量（以萬分之幾表示），Mn -元素錳（含量較高時標出0.71.0）， (F)-脫氧方法，A

7、質(zhì)量等級（無符號 是優(yōu)質(zhì)，A表示高級優(yōu)質(zhì)）；合金結(jié)構(gòu)鋼：25Cr2MoVA 25含碳量（以萬分之幾表示），Cr2MoV元素符號及含量（合金元素小于1.5時，只寫出符號，含量以1.52.49，2.53.49等為標準，分別標出2，3等），A質(zhì)量等級（A表示硫，磷含量較低的高級優(yōu)質(zhì)鋼）；不銹鋼和耐熱鋼：1Cr13, 00Cr18Ni10N,0Cr25Ni20等1Cr13 1含碳量（以千分之幾表示，標一個“0”的，表示含碳量不大于0.09，標兩個“0”的，表示含碳量不大于0.03），Cr13元素符號和其含量，專門用途鋼：20g 20-鋼號，g鍋爐用鋼,16Mn牌號DR低溫壓力容器用鋼,15MnVN牌號

8、R壓力容器用鋼。日本鋼號表示方法（JIS日本工業(yè)標準）：鑄鋼：（1）碳素鋼鑄件 SC360 SC鑄鋼，360 最小抗拉強度值（N/mm2）；（2）結(jié)構(gòu)用高強度碳鋼和低合金鋼鑄件 SCC3 SC鑄鋼，C-代表碳元素符號，3-序號;(3)合金鋼鑄件 SCSiMn2 SC鑄鋼，SiMn-代表碳元素符號，2-序號; 但有些元素是采用字母代號表示的，如：Cr-C,Mo-M,Ni-N,Al-A等，（4）不銹鋼鑄件 SCS1 SCS-不銹鋼鑄件，1-序號；（5）耐熱鋼鑄件 SCS22 SCS-不銹鋼鑄件，22-序號；結(jié)構(gòu)鋼：（1）普通用結(jié)構(gòu)鋼 SS360 SS-結(jié)構(gòu)鋼，360最小抗拉強度值（N/mm2）；（

9、2）碳素結(jié)構(gòu)鋼 S10C, S09CK S-結(jié)構(gòu)鋼，20碳含量中間值100倍，無十位值時寫0，C碳（CK-滲碳用鋼）；不銹耐熱鋼：（1）不銹鋼 SUS301 SUS316 (2)耐熱鋼SUH310 SUH660; SUS301 S-鋼符號，US不銹鋼符號（UH耐熱鋼符號）301順序號（參見AISI標準）SUSSteel-Use-Stainless詞首字母，SUHSteel-Use-Heat-resisting詞首字母(3) SCS(不銹耐腐蝕鑄鋼)Steel-Casting-Stainless詞首字母日本部分鋼鐵牌號對應(yīng)序號代號名稱1SBV鍋爐壓力容器用錳鉬和錳鉬鎳鋼板2SB鍋爐和壓力容器用碳

10、鋼和鉬合金鋼材3SB-M鍋爐和壓力容器用碳鋼和鉬合金鋼材4SC碳素鋼鑄件5SCC結(jié)構(gòu)用高強碳素鋼鑄件6SCH耐熱鋼鑄件7SCM鉻鉬合金鋼鋼材8SCMV鍋爐及壓力容器用鉻鉬合金鋼板9SEV中常溫壓力容器用高強度鋼鋼板10SFVC壓力容器用碳素鋼鍛件11SFVQ壓力容器用調(diào)制合金鋼鍛件12SGV壓力容器用鋼板13SNCM鎳鉻鉬鋼材14SPV壓力容器用鋼板15STB鍋爐熱交換器用碳鋼鋼管16STBA鍋爐熱交換器用合金鋼鋼管17STF加熱爐用碳鋼鋼管18STFA加熱爐用合金鋼鋼管19SUH-HP耐熱鋼熱軋板和薄板20SUS-CP冷軋不銹鋼板21SUS F壓力容器用不銹鋼鍛件22SUS-TF加熱爐用不銹

11、鋼鋼管美國鋼號表示方法：美國常用材料標準有ASTM(美國材料與試驗協(xié)會標準)，SAE(美國機動車工程師協(xié)會標準)，AISI（美國鋼鐵協(xié)會標準），ANSI(美國國家標準)。因為美國從事標準化團體多達400以上，標準牌號也各不一樣。常用的就是以上幾種，同時，ASTM標準非常廣泛，且大部分采用其它協(xié)會標準，如：不銹鋼和耐熱鋼引用AISI標準，鑄鋼引用ACI（美國合金鑄造協(xié)會）標準。1 AISI標準鋼號均由三位數(shù)字組成；第一位表示鋼的類型，第二、第三位數(shù)字表示序號。具體編號系列為： 2××鉻鉬鎳氮奧氏體鋼，××為序列號數(shù)字；下同； 3××鎳鉻

12、奧氏體鋼， 4××高鉻馬氏體鋼和低碳高鉻鐵素體鋼， 5××低鉻馬氏體鋼2. ACI標準由兩個字母或在字母后加以表示碳含量的數(shù)字及表示合金元素的字母組成。鋼號的第一個字母一般采用C或H。C表示650以下使用的耐蝕鑄鋼，H表示超過650使用的耐蝕鑄鋼。鋼號簡單對照表：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼項目中國GB,YB日本JIS德國DIN(W-Nr.)美國英國BS法國NF前蘇聯(lián)國際ISOASTMAISISAE普通含錳量鋼組S38C103810381038060A37,080A37XC3840S40C1040,10391040,10391040,1039060A40,080A40

13、,080M4040R683/IC40eS43C1042,10431042,10431042,1043060A42,080A42XC4245S45CC45(1.0503),CK45(1.1191),Cm45(1.1201) 1045,10461045,10461045,1046060A47,080A47,080M46XC4545R683/IC45eS48C1045,1046,10491045,1046,10491045,1046,1049060A47,080A47XC48501050,10531050,10531050,1053080M5050R683/IC50eS53C1055105

14、51055060A52,080A5255S55CC55(1.0535),CK55(1.1181),Cm55(1.1209) 105510551055070M55,060A57,080A57XC5555R683/IC55e60S58CC60(1.0601),CK60(1.1221),Cm60(1.1223) 106010601060060A62,080A6260R683/IC60e65106510651065060A67,080A67XC656570107010701070060A72,070A72,080A72XC707075107410741074060A78,070A7

15、8,080A787580108010801080060A82,080A83XC808085108410841084060A86,080A8685耐熱鋼項目中國GB,YB日本JIS德國DIN(W-Nr.)美國英國BS法國NF前蘇聯(lián)ASTMAISISAE1Cr13Si3X10CrSi13(1.4722)1Cr18Si2X10CrSi18(1.4741)4421Cr13SiAlX10CrAl13(1.4724)10X13C(1X12C)1Cr13SUS410,SUS403X10Cr13(1.4006) (DIN)X15Cr13(1.4024) (DIN)410,403410S21,403S17Z12

16、C1312X13(1X13)2Cr1320X13(2X13)1Cr5Mo12CrMo19 5(1.7362)501,502Z12CD515X5M(X5M)1Cr11MoV15X11M(1X11M)4Cr9Si2SUH1X45CrSi9(1.4718)401S45Z45CS940X9C2(4X9C2)4Cr10Si2MoSUH3Z40CSD10,Z45CSD1040X10C2M(4X10C2M)1Cr18Ni9TiX10CrNiTi18 9(1.4541) (DIN)321S20Z10CNT18-1112X18H10T(X18H10T)12X18H9T(X18H9T)1Cr18Ni12Ti12X

17、18H12T(X18H12T)1Cr23Ni13SUH309309309S24Z15CN24-1320X23H13(X23H13)1Cr20Ni14Si2X15CrNiSi20 12(1.4828)20X20H14C2(X20H14C2)1Cr25Ni20Si2SUH310X15CrNiSi25 20(1.4841)310Z12CN25-2020X25H20C2(X25H20C2)4Cr14Ni14W2Mo45X14H14B2M(4X14H14B2M)SUH31331S42Z25CNWS14-141Cr15Ni36W3TiXH35BTSUH35349S52SUH36349S54SUH37381

18、S34SUH330330Z12NCS36-16SUH660660Z6NCTDV25-15BSUH661661SUH21CrA12 05(1.4767) (DIN)SUH409409SUH446446SUH4443S65Z80CSN20-02SUH11Z45CS9SUH600Z20CDNbV11SUH61661615X12BHM(1X12BHM)部分鋼號簡單說明：1、 熱高壓空冷管材是lncoloy825,簡單對應(yīng)中國材料是0Cr21Ni42mO3Cu2Ti板材，日本NCF825板材，NCF825TP無縫管，美國ASTM B423-84 No8825無縫管，ASTM B424-87 No8825

19、板材，2、 高壓管道和加熱爐管為TP347，TP321,這是通常講法，日本鋼號是SUS347,SUS321，美國就叫347，321。相當于中國的0Cr18Ni11Nb和0Cr18Ni11Ti.3、 高壓管道有TP316L,日本鋼號是SUS316L，美國就叫316L。相當于中國的00Cr17Ni14Mo2.4、 通常叫405的，日本鋼號是SUS405，美國就叫405。相當于中國的0Cr13Al.5、 通常叫410的，日本鋼號是SUS410，美國就叫410。相當于中國的1Cr13.6、SA387Cr22CL2代表2 1/4Cr-1Mo板材；SA336CrF22CL2代表2 1/4Cr-1Mo鍛件（大于300mm）；SA182CrF22CL2代表2 1/4Cr-1Mo鍛材（小于300mm）；7、如ARDS壓縮機緩沖罐V-07,新建加氫裂化裝置壓縮機緩沖罐V-1108是16Mn（HIC），HIC就是在S、P上要求含量非常低，幾乎是純凈的，也叫純凈鋼，是為了抵抗氫腐蝕。8、新建加氫裂化裝置反應(yīng)器筒體材質(zhì)為SA-336-F22V+O.L，頂封頭材質(zhì)為SA-542-D,CL.4a+O.L，SA-336-F22V和SA-542-D,CL.4a都是指ASME規(guī)范中的規(guī)范號，都是指2 1/4Cr-1Mo1/4V，其中SA-336-F22V是鍛件規(guī)范要求，SA-542-D,CL.4a