棒線材后部熱處理

46/46棒線材后部工序配套改造項目發(fā)布時間：2001-09-28項目總投資4979萬元。該項目已經(jīng)大連市經(jīng)濟委員會大經(jīng)發(fā)[2000]401號文批準。

1、工程立項的必要性公司是我國主要生產(chǎn)特殊鋼的企業(yè)之一，特殊鋼用戶對產(chǎn)品質(zhì)量和交貨狀態(tài)要求非常苛刻，雖然公司建了一套具有世界先進水平的棒線材連軋機生產(chǎn)線，但是，由于種種原因，建廠時后部生產(chǎn)工序配套不完善，影響了正常生產(chǎn)，主要問題如下：（1）對于一些比較高級的圓鋼產(chǎn)品（軸承鋼、不銹鋼、合工鋼、高工鋼等），用戶對產(chǎn)品的平直度和存在的缺陷要求特別嚴格，現(xiàn)有的棒線材車間未設(shè)產(chǎn)品矯直和探傷設(shè)備，難以滿足用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

（2）現(xiàn)有的棒線材連軋機是目前國內(nèi)特鋼行業(yè)唯一一家能生產(chǎn)高質(zhì)量，大盤重的線材產(chǎn)品生產(chǎn)線，具有明顯的產(chǎn)品優(yōu)勢，但其后部未設(shè)置比較先進的盤卷退火的熱處理設(shè)備，難以滿足用戶對線材的組織結(jié)構(gòu)為球化狀態(tài)的特殊要求。

（3）現(xiàn)有盤卷酸洗能力低，滿足不了市場要求。

（4）現(xiàn)有線材盤卷酸洗間的廢酸液，沖洗水和酸霧沒有處理良好的處理設(shè)施，給環(huán)境帶來一定污染。

綜合上述，棒線材連軋機由于后部配套不完善，直接影響了現(xiàn)有車間先進的生產(chǎn)工藝和裝備優(yōu)勢的發(fā)揮，影響產(chǎn)品質(zhì)量，影響了產(chǎn)品市場的占有率。因此，完善棒線材連軋機后部工序的改造不僅是必要的，而且是勢在必行的。

2、工程項目主要內(nèi)容該項目主要配套和完善的內(nèi)容：（1）在現(xiàn)有棒線材車間成品跨建設(shè)一條矯直→拋丸→修磨→打捆連續(xù)作業(yè)線，對一些特殊要求的產(chǎn)品進行矯直、修磨、探傷處理。

（2）建一條連續(xù)式盤卷熱處理生產(chǎn)線，對一些特殊要求的產(chǎn)品進行球化等退火處理。

（3）在現(xiàn)有酸洗間內(nèi)增建一條線材盤卷拋丸生產(chǎn)線，對線材表面的氧化鐵皮進行預(yù)處理，經(jīng)過拋丸處理后的線材盤卷再進行酸洗過程，也減少了酸洗的消耗量，同時也可使酸洗每年處理量由現(xiàn)在的4萬噸增加到6萬噸。

另外，通過對酸洗間的廢酸，沖洗水和酸霧進行處理，使其改造后排放廢物指標達到國家環(huán)保規(guī)定允許范圍之內(nèi)，從而改善環(huán)境條件。

3、建設(shè)目的該項工程是按照國家產(chǎn)業(yè)政策的要求，在現(xiàn)有鋼產(chǎn)量總量規(guī)模保持不變的條件下，繼續(xù)淘汰落后設(shè)備，完善棒線材連軋機后部處理設(shè)備，提高棒線材實物質(zhì)量。該項目若得以實施，公司將建成一條現(xiàn)代化的不銹鋼等特鋼棒線材生產(chǎn)線，能充分發(fā)揮棒線材連軋機的優(yōu)勢，增加不銹鋼盤條等國內(nèi)急需的短缺品種。提高深加工產(chǎn)品質(zhì)量，替代進口，提高產(chǎn)品的附加值。

建設(shè)完成后產(chǎn)品綱領(lǐng)及建設(shè)規(guī)模如下：（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：代表鋼號為45，∮31～∮40，年4000t需要矯直處理。（2）合金結(jié)構(gòu)鋼：40Cr、20CrMo，∮13～∮14mm；3萬噸需矯直，1萬噸要探傷處理。

（3）彈簧鋼：60Si2Mn，年6000t，全部要矯直處理。

（4）軸承鋼：GCr15，年5500t，全部要矯直和探傷處理。

（5）不銹鋼：1Cr17;3Cr13;0Cr19Ni9,年4200t全部要矯直和探傷處理。

（6）合金工具鋼：Cr12MoV,年150t全部要矯直和探傷處理。

（7）高速工具鋼：W6M5Cr4V2,年100t全部要矯直和探傷。

（8）碳工鋼：T12A50噸矯直量，探傷50噸。合計年矯直量為5萬噸；探傷量（年）2萬噸。棒材精整線產(chǎn)品大綱

序號鋼種

代表鋼號

年矯直量（t）

探傷量（t）

備注總產(chǎn)量∮3～15∮16～30∮31～40（t）（MM）（MM）（MM）1碳結(jié)鋼

45

4000

40002碳工鋼

T12A

50

10

30

10

503合結(jié)鋼

40Cr20CrMo

30000

20001600012000

100004彈簧鋼

60Si2Mn

6000

1300300017005軸承鋼

GCr15

5500

55006不銹鋼

1Cr17、3Cr13等

4200

22002000

42007合工鋼

Cr12MoV

150

30

60

60

1508高工鋼

W6Mo5Cr4V2

100

20

40

40

100合計

50000

70602433018610

200004、項目總投資和工期（1）項目總投資包括固定資產(chǎn)投資和增量鋪底流動資金，共計4979.2萬元，其中：建筑：902.8萬設(shè)備：2592.1萬安調(diào)：263.5萬其它：666.8萬預(yù)備費：354萬鋪底流動：200萬（2）建設(shè)進度及達產(chǎn)計劃該項目建設(shè)期1年，達產(chǎn)期3年，投資回收期5.85年（含建設(shè)期1年）。由于棒線材連軋機是目前國內(nèi)特鋼行業(yè)唯一一家能生產(chǎn)高質(zhì)量，大盤重的線材產(chǎn)品的生產(chǎn)線，具有明顯的產(chǎn)品優(yōu)勢，該項目的建成將充分發(fā)揮出棒線材連軋機的優(yōu)勢，提高產(chǎn)品的處理能力和產(chǎn)品質(zhì)量，滿足市場需求，并可實現(xiàn)年增量銷售收入2100萬元，利潤897.8萬元。該項目的內(nèi)部收益率為19.42%，投資利潤率為16.49%。

目前棒線材生產(chǎn)的在線熱處理技術(shù)有以下幾點：

（1）高強度螺栓和高碳鋼絲線材的控軋控冷工藝；

（2）棒材TEMPCORE冷卻工藝；

（3）在線固溶化熱處理工藝；

（4）DLP在線熱處理工藝；

（5）TMP噴霧鉛淬火線材生產(chǎn)工藝；

（6）線材次聲波控制冷卻技術(shù)；

（7）輥模拉拔技術(shù)。棒線材生產(chǎn)的在線熱處理技術(shù)的特點棒線材生產(chǎn)的在線熱處理技術(shù)有以下特點：(1)方向：棒線材生產(chǎn)的在線熱處理技術(shù)正在朝著工藝及系統(tǒng)的研究方向迅速發(fā)展。(2)方法：基本上采用了控軋控冷、保溫技術(shù)、調(diào)整化學(xué)成分的方法，充分利用棒線材生產(chǎn)時自身的熱能，來達到熱處理的目的。(3)質(zhì)量：在線熱處理工藝后棒線材質(zhì)量，優(yōu)于或相當于常規(guī)熱處理工藝后棒線材質(zhì)量。(4)節(jié)能：節(jié)能效果比單一設(shè)備節(jié)能效果更為顯著。日本高強度棒、線材的生產(chǎn)加工應(yīng)用簡介（一）棒、線材可加工為多種產(chǎn)品

棒、線材除直接用于建筑外，還可加工為各種部件以用于其它方面。以常見的汽車為例，每輛車大約使用棒、線材150Kg左右，約為車重的10％。其中如發(fā)動機部件（曲軸、凸輪軸和閥彈簧等）和驅(qū)動系統(tǒng)部件（各種齒輪、螺旋軸等）用材料都離不開棒、線材?！靶旭偂⑥D(zhuǎn)彎和停車”是汽車的基本動作，支持這些動作的某一個部件萬一破損，則汽車將停止行駛，由此可見它們的重要性。

另外，作為汽車輪胎的補強材料，過去多用一些有機纖維，后來改用子午線鋼絲后汽車輪胎的剛性有了明顯的提高，因此近年來汽車行駛中的輪胎破損泄氣事故大為減少；現(xiàn)在作為標準產(chǎn)品使用的Φ0.3mm子午線鋼絲通過高強度化（年產(chǎn)30萬t），對節(jié)約資源與改善輪胎性能作出了明顯的貢獻。據(jù)統(tǒng)計，子午線鋼絲1975年用量為～2萬t，到了1985年即猛增至10萬t、1995年續(xù)升至20萬t、到2005年則升至30萬t，可見其發(fā)展的迅速。

在建筑物和鋼結(jié)構(gòu)方面，高強度棒、線材也開始得到了廣泛應(yīng)用，其中如電線桿立柱和砼類用補強材及吊橋、斜拉橋用鋼纜等，它們的強度為一般鋼筋的3～4倍，由此也帶來許多好處。

此外，由棒、線材制成的各種螺栓、螺母和彈簧等，也在機械行業(yè)為首的各個方面廣泛得到應(yīng)用；甚至連我們常見的鋼琴線、吉他弦和釣魚絲等生活用品也是由線材加工而成。盡管它們最終產(chǎn)品的形狀和性能不同，但共同點是都由鋼制的棒、線材加工而成。新日鐵生產(chǎn)棒、線材的有室蘭鋼鐵廠、釜石鋼鐵廠和君津鋼鐵廠，線材產(chǎn)品的分類和用途如表1。

表1棒、線材的分類和用途

分類規(guī)格名稱JIS符號主要用途普通線材軟鋼線材SRM釘、鋼絲、鋼絲圈等特殊線材硬鋼線材鋼琴絲線材彈簧鋼線材極低碳鋼線材SRHSRSSUP鋼繩、輪胎鋼絲、輻條鋼絲子午線鋼絲、橋梁用鋼絲、砼緊縮用鋼線懸架彈簧、閥彈簧玻璃封入用鋼絲冷加工用線材冷軋用線材低合金鋼線材磨光鋼用線材鋼筋砼用線材SRHSCMSGDSD各種鋼栓、螺母、機械部件各種鋼栓、螺母、機械部件磨光棒、線材鋼筋

（二）作為半成品供應(yīng)的棒線材

棒、線材和其它熱軋鋼材的不同之處在于其以熱軋狀態(tài)的半成品供應(yīng)，然后由汽車生產(chǎn)廠和部件生產(chǎn)廠等用戶經(jīng)各種加工和熱處理后成為最終產(chǎn)品；而中厚板、薄板、鋼管和H型鋼等鋼材則由鋼鐵廠軋制而成一定形狀和強度的成品鋼材供應(yīng)。

以彈球的加工過程為例簡介如下：鋼鐵廠生產(chǎn)的線材送至二次加工工廠，經(jīng)過冷拔加工－>模壓成球－>粗磨光－>表面刻印－>熱處理－>研磨－>鏡面磨光－>鍍鉻后形成產(chǎn)品。小小的彈球斷面為3層不同的結(jié)構(gòu)：表層3um為鍍鉻層，下部1mm厚處為經(jīng)滲碳處理后含碳量達0.8％的馬氏體組織，內(nèi)部為含碳僅0.2％的鐵素體＋馬氏體的軟組織。上述結(jié)構(gòu)使彈球表面硬度高而抗沖擊性強，內(nèi)部則由于可吸收沖擊而使球不易破裂。這種滲碳處理在使用、棒線材生產(chǎn)齒輪等部件時也得到應(yīng)用。

此外，彈球的尺寸、重量、加工精度取決于模壓成球工序，一般尺寸公差控制在0.01mm、重量誤差在0.01g之內(nèi)。為此，對所用線材的加工性的要求非常嚴。由此可看出棒、線材和其它鋼材的不同之處。

（三）考慮加工工序采取的調(diào)整冷卻

一般棒、線材制成的部件，所用材料的費用僅占部件生產(chǎn)成本的20％（其余80％為鍛造20％、切削40％、熱處理10％和其它10％）。由于二次加工的成本高，因此鋼材的開發(fā)應(yīng)著眼于有利于二次加工。即使最終產(chǎn)品要求強度高，但也要求鋼廠供應(yīng)的棒、線材“容易加工以利于簡化加工工序”。換言之，提供的棒、線材要和最終產(chǎn)品要求的高強度相反、即要軟一些，從而形成了矛盾。為了達到這一要求，采取了“調(diào)整冷卻”技術(shù)。通常對熱軋后的鋼材進行快冷后強度提高，緩冷后則強度下降。“緩冷”設(shè)備即對軋后的線材盤卷保溫使其緩慢冷卻以降低強度，例如螺栓是用線材在室溫下冷鍛成形的，加工時的鋼材必須較軟以使其容易成形。為此，對熱軋材采取上述緩冷措施以提高其冷鍛性，加工后再通過熱處理提高其強度而達到要求的水平。

由于各種產(chǎn)品要求的強度不同，冷卻方式也有很多種。除上述的“緩冷”設(shè)備外，還有送入空氣較快冷卻的“空冷”、穿過550℃鹽浴冷卻的“DLP”和穿過熱水冷卻的“EDC”等冷卻方法。其中“DLP”設(shè)備對要求強度高的高碳鋼的強度和延伸性調(diào)整效果明顯，有利于用戶再以后的韌化處理中簡化工序，特別是使用不含鉛等金屬的鹽浴，不僅導(dǎo)熱性好，且附著在線材上的鹽也可用熱水簡單沖洗除去并回收后再利用，且比鉛浴處理的污染小。

（四）通過組織控制掌握鋼材的強度

如上所述，應(yīng)將棒、線材的特性適應(yīng)用戶的加工性為第一條件，但由于使用目的和用途十分廣，最終產(chǎn)品要求的強度水平在300～5000MPa的范圍內(nèi)。例如鋼絲和鐵絲網(wǎng)用普通線材僅為300MPa，而上述的汽車輪胎用子午線鋼絲和切斷硅片用鋼絲鋸則需要高達4000MPa的高強度線材。為此，棒、線材的化學(xué)成分和結(jié)晶組織也呈多樣化，因為鋼鐵隨著含碳量的上升而強度提高，但在薄板和中厚板制品中則需要考慮相應(yīng)的延伸性，因此含碳量一般保持在0.2％以下。但棒、線材為適應(yīng)多種強度的要求，含碳量的范圍擴大到0.01～1.1％之間；在如此廣范圍的含碳量下影響強度、延伸性和韌性的組織形態(tài)也呈多樣化。

現(xiàn)在汽車制造廠為了減排CO2，正普遍采取車體輕型化以降低油耗的措施，近日在用比重小的鋁合成的高強度鋁合金材料，對所用材料的簡單評價則采用單位重量的比強度（抗拉強度/比重）。

一般稱為高強度鋼的800～1200MPa的鋼材，其比強度也不如鋁合金，但是鋼鐵材料有各種組織形態(tài)，作為提高鋼材強度的方法有“細晶強化”、“固溶強化”、“析出強化”和“位錯強化”等組織控制技術(shù)。以細晶強化為例說明如下，即將通常鐵素體20～30um的結(jié)晶進行細化以提高其強度的方法，特別是把晶粒直徑細化到1um以下時強度上升的效果十分明顯（具體見表2）。將該組織微細化技術(shù)和加工熱處理組合，有可能達到極限強度，現(xiàn)已據(jù)此開發(fā)出了與鋁合金匹敵的“超高強度鋼”。

表2鐵素體晶粒細化和強度的關(guān)系

晶粒直徑（um）12510203040500.2C％強度（MPa）920700400325280240230220

固溶強化指多量的C、N等侵入型原子和Si、Mn等置換性元素增加結(jié)果引起的硬化現(xiàn)象，析出強化則是由于化合物增加、位錯強化則由加工產(chǎn)生的鋼材中位錯數(shù)增加所引起的硬化現(xiàn)象。

（五）追求強度極限的高碳鋼絲

在棒、線材制品中，追求極限強度的材料為高碳鋼絲，現(xiàn)以橋梁用鋼絲對其工藝技術(shù)說明如下。

二次加工企業(yè)對熱軋半成品在要求其加工性好的同時為提高強度而實施韌化處理，該項技術(shù)于19世紀取得英國專利。這種熱處理采用在導(dǎo)熱性好的金屬浴中進行等溫且均勻化的熱處理，使常溫下鋼中存在的鐵素體和滲碳體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后再通過快速冷卻使之變態(tài)為珠光體（由滲碳體和鐵素體2相組成的層狀組織）。該方法產(chǎn)生的珠光體組織中由滲碳體相互間的間隔（即片層的厚度）來決定線材的強度，厚度越小則強度越高。假如在未進行韌化處理冷卻至常溫時，片層的厚度不均勻?qū)е吕z加工性降低，最終的強度也降低。為此，韌化處理對要求高強度的鋼材生產(chǎn)是不可缺少的工藝過程。

鋼鐵組織由高溫到低溫的過程中，奧氏體生成珠光體并長大；但從950℃快速冷卻到550℃的低溫時，則變成均勻的珠光體，由硬而脆的滲碳體相和軟且延伸性好的鐵素體相按同一方向并列組成；而對汽車板等加工性好的材料則生成較軟的鐵素體單相。

若能將韌化處理省略，則給用戶簡化加工帶來很大好處，上面提到的“DLP”設(shè)備便可起到這一作用，即在550℃鹽浴下均勻調(diào)整冷卻，使其在半成品時就轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。對于砼緊縮用高強鋼絲的生產(chǎn)，新日鐵也通過“DLP”設(shè)備處理為用戶省去韌化處理創(chuàng)造了條件。在橋梁用鋼絲的生產(chǎn)中，經(jīng)韌化處理后，為便于拉絲加工先經(jīng)酸洗、磷酸鋅皮膜處理的“潤滑”處理后，再在室溫下分多段進行拉絲加工。即將熱軋后的Φ13mm的線材半成品冷拉減細至Φ7mm，最后為提高耐蝕性再進行鍍鋅處理。但輪胎補強用子午線鋼絲則加工工序較多，即使用Φ5.5mm的線材，經(jīng)拉絲加工為Φ3mm的鋼絲，經(jīng)中間韌化處理后，再拉絲至Φ1.5mm的鋼絲，再經(jīng)最終韌化處理和鍍黃銅（可提高和橡膠的密接性）處理，最終再拉絲至Φ0.3mm并由5支組成成品。采取中間韌化處理的原因是防止由Φ5.5mm一次拉絲至Φ1.5mm時，可能由于韌性差而產(chǎn)生斷線?？傊?，所有的鋼材高強度化時，都會隨著強度的上升而延伸性下降，因此可實用化的高強度極限關(guān)鍵在于延伸性，高強度用高碳鋼絲的關(guān)鍵技術(shù)也是如何保持延伸性。

（六）絲徑越細強度越高的高碳鋼絲

鋼絲的強度和絲徑有明顯的關(guān)系，如橋梁用鋼絲等的絲徑為Φ5～7mm，其強度為2000MPa以下，而絲徑為Φ0.2～0.4mm的輪胎用子午線鋼絲則強度高達4000MPa左右。通過鋼絲的高強度化，有利于降低建設(shè)成本和減輕輪胎的重量。

鋼絲直徑縮小時，由于拉絲加工時施加的壓力，隨著其變細程度（形變加工量）的加大使得強度相應(yīng)加大，這便是其根本的原理。由于鋼種的不同雖有一定的差別，但在韌化處理后強度達1200～1500MPa的鋼絲繼續(xù)拉絲時其強度仍持續(xù)提高。橋梁用鋼絲等的形變量為1.5左右，子午線鋼絲的形變量則高達3.5～4，其加工形變量與強度的關(guān)系見表3。

表30.82％C鋼的加工形變量與強度的關(guān)系

加工形變量（％）012345抗拉強度（MPa）120017002000280035004300這一原理可由鋼鐵的組織變化來說明，鐵素體相間隔的寬度（即片層的厚度）越小則強度上升。因為剛經(jīng)韌化處理后的鋼絲，其鐵素體和滲碳體的結(jié)晶方向隨機而呈不規(guī)則狀態(tài)，通過拉絲加工強度高的滲碳體和延伸性好的鐵素體的結(jié)晶均按拉絲方向變得整齊一致，因此鋼絲越細時片層的厚度越小而強度越高。如鋼中鐵素體的粒徑為Φ10～30um，作為國家項目開發(fā)中的“超級金屬（高強度鋼）”也僅為0.5～0.8um的水平；而鋼絲在韌化處理后的片層厚度僅為0.1um左右（1200～1500MPa），最先進的子午線鋼絲經(jīng)過約20次的拉絲后變?yōu)?.01um，相應(yīng)的強度也上升至4500MPa。

軋制后的結(jié)晶方向若一致可提高強度的性質(zhì)是鋼材的共同現(xiàn)象，但薄板等產(chǎn)品在軋制時結(jié)晶只向軋制方向延伸而不向?qū)挾确较蜓由?，因此隨著方向的不同結(jié)晶粒徑也不同。而線材的拉絲加工所使用的冷拔模具，采用和軋制方式不同的強壓由四周均勻?qū)€材擠壓，因此結(jié)晶只能向拉絲方向發(fā)展，其結(jié)果使片層均勻而厚度變小，使強度快速提高。為施加強壓的超高強度鋼絲，拉絲時多用超高硬度的金剛石制模具。

（七）高強度化的關(guān)鍵是珠光體的轉(zhuǎn)變

如上所述，高碳鋼的珠光體比低碳普通鋼的鐵素體單相的強度要高的多。由此可知，珠光體在較小的拉絲變形量下易得到高強度，故成為工業(yè)化的重要因素。反之，對純鐵無論施加多強的壓力進行冷拉絲加工也難以實現(xiàn)高強度化的效果。

關(guān)于珠光體通過拉絲加工可快速提高強度的機理，目前尚未完全清楚。一個重要的原因為，通過拉絲加工使結(jié)晶微細化后的片層厚度變薄的“細晶強化”，還有加工使位錯數(shù)量加大而硬化的“位錯強化”都起到了重要的作用，這和對鋼絲連續(xù)彎曲時該處變硬的現(xiàn)象相同。

對于其它組織，如拉絲前無晶界的滲碳體經(jīng)拉絲加工微細化至納米級水平后強度也可提高的“滲碳體細晶強化”；還有穩(wěn)定金屬華的滲碳體（Fe3C）經(jīng)拉絲加工而被分解，分解后的碳附著于位錯使其不易移動致使強度提高的“固溶強化”等。過去只知道在大外力作用下金屬化合物會分解，近來又發(fā)現(xiàn)滲碳體全部被分解的現(xiàn)象，因此引起各方的重視。新日鐵作為高碳鋼絲開發(fā)的先行者，把滲碳體分解所產(chǎn)生的強度和延伸性變化作為重要的研究課題，并通過研究其機理開發(fā)高強度鋼絲。

滲碳體分解機理未查明的原因是：鐵是過細的組織，經(jīng)強加工后的滲碳體也是幾個納米的過細組織，一般的儀器是難以觀察到的，因此對其機理難以說明。但現(xiàn)在通過可放大100萬倍的可對納米組織解析的“高分解能透過型顯微鏡”和原子觀測器，對點狀并列的單個鐵原子和鐵素體，滲碳體的組織均可觀察清楚，使研究有了很大的進展，有望不久的將來可得到解決。

（八）強度和延伸性對立的挑戰(zhàn)

為使高碳鋼絲實用化，不僅是強度，還必須解決造成破斷的延伸性不足的問題。從兩者的關(guān)系來看，橋梁用鋼絲當強度超過2000MPa時其延伸性快速下降，即可實用化的最高強度應(yīng)和延伸性保持平衡。單從技術(shù)上看，如單純追求強度還可以進一步提高，但考慮延伸性的明顯下降，現(xiàn)在子午線鋼絲的極限強度也只規(guī)定在4000MPa以下。

具有高延伸性的鋼絲，對鋼絲斷面均勻的施加壓力進行熱斷試驗時，經(jīng)數(shù)十次扭轉(zhuǎn)后拉絲的垂直方向呈整齊的斷面而破斷（正常破斷），但延伸性低的鋼絲在扭力變形的初期即沿拉絲垂直方向產(chǎn)生龜裂（扭裂），這種現(xiàn)象的發(fā)生稱為影響高強度化的重要原因。還有絲徑較大時，在2000MPa左右即產(chǎn)生扭裂，而在絲徑小時則到4000MPa還未產(chǎn)生，對此稱之為“絲徑效果”。對于產(chǎn)生扭裂的原因有多種說法，據(jù)研究滲碳體的分解是主要的原因。

（九）盡可能減少拉絲加工的高強度鋼材

用兼顧鋼材強度和延伸性的加工工序在對鋼絲高強度化時，首先通過韌化處理使強度提高，再通過增大拉絲加工（加工形變）以提高單位形變的強度增加量（加工硬化率），還有如橋梁用鋼絲等還應(yīng)采取一些措施抑制由于鍍鋅（450℃）和發(fā)藍處理等加熱產(chǎn)生的強度下降。

采取上述方法保持高強度化的同時，還應(yīng)防止延伸性下降，即從保持延伸性可避免扭裂的因果關(guān)系出發(fā)，經(jīng)試驗結(jié)果證明，采取韌化處理材的高強度化和減少拉絲加工量以提高加工硬化率的方法，比提高拉絲加工量對保持延伸性更為有效。例如，最終強度目標為2000MPa的場合，對低韌化處理后的強度（1000～1300MPa水平）材，通過增加拉絲加工量達到目標時易發(fā)生扭裂；若對1400MPa的韌性處理材適當減少拉絲加工量時則不會發(fā)生。由此可看出采取后者對高強度下保持必要的延伸性較為有效。

韌化處理材的強化方法也有很多種，其代表的方法為合金化。即在鋼中增加碳、釩、鉻、硅等元素的含量均可提高強度。其中通用的基本方法為增加碳含量；硅可在鐵素體的固溶強化方面起到積極的作用；鉻則在韌化處理時可使片層的厚度微細化使得提高強度得效果明顯。還有在高碳鋼（含C0.82％）中加入0.2～0.5％的鉻，則對提高拉絲加工時的加工硬化率非常明顯，因此十分有利于高碳鋼絲的高強度化。關(guān)于在子午線鋼絲和橋梁用鋼絲方面的應(yīng)用在前期的文章中已有介紹。日本高強度棒、線材的生產(chǎn)加工應(yīng)用簡介棒、線材除直接用于建筑外，還可加工為各種部件以用于其它方面。以常見的汽車為例，每輛車大約使用棒、線材150Kg左右，約為車重的10％。其中如發(fā)動機部件（曲軸、凸輪軸和閥彈簧等）和驅(qū)動系統(tǒng)部件（各種齒輪、螺旋軸等）用材料都離不開棒、線材?！靶旭?、轉(zhuǎn)彎和停車”是汽車的基本動作，支持這些動作的某一個部件萬一破損，則汽車將停止行駛，由此可見它們的重要性。

另外，作為汽車輪胎的補強材料，過去多用一些有機纖維，后來改用子午線鋼絲后汽車輪胎的剛性有了明顯的提高，因此近年來汽車行駛中的輪胎破損泄氣事故大為減少；現(xiàn)在作為標準產(chǎn)品使用的Φ0.3mm子午線鋼絲通過高強度化（年產(chǎn)30萬t），對節(jié)約資源與改善輪胎性能作出了明顯的貢獻。據(jù)統(tǒng)計，子午線鋼絲1975年用量為～2萬t，到了1985年即猛增至10萬t、1995年續(xù)升至20萬t、到2005年則升至30萬t，可見其發(fā)展的迅速。

在建筑物和鋼結(jié)構(gòu)方面，高強度棒、線材也開始得到了廣泛應(yīng)用，其中如電線桿立柱和砼類用補強材及吊橋、斜拉橋用鋼纜等，它們的強度為一般鋼筋的3～4倍，由此也帶來許多好處。

此外，由棒、線材制成的各種螺栓、螺母和彈簧等，也在機械行業(yè)為首的各個方面廣泛得到應(yīng)用；甚至連我們常見的鋼琴線、吉他弦和釣魚絲等生活用品也是由線材加工而成。盡管它們最終產(chǎn)品的形狀和性能不同，但共同點是都由鋼制的棒、線材加工而成。新日鐵生產(chǎn)棒、線材的有室蘭鋼鐵廠、釜石鋼鐵廠和君津鋼鐵廠，線材產(chǎn)品的分類和用途如表1。

表1棒、線材的分類和用途

分類規(guī)格名稱JIS符號主要用途

普通線材軟鋼線材SW(－)RM釘、鋼絲、鋼絲圈等

特殊線材硬鋼線材

鋼琴絲線材

彈簧鋼線材

極低碳鋼線材SW(－)RH

SW(－)RS

SUP

鋼繩、輪胎鋼絲、輻條鋼絲

子午線鋼絲、橋梁用鋼絲、砼緊縮用鋼線

懸架彈簧、閥彈簧

玻璃封入用鋼絲

冷加工用線材冷軋用線材

低合金鋼線材

磨光鋼用線材

鋼筋砼用線材SW(－)RH

SCM

SGD

SD各種鋼栓、螺母、機械部件

各種鋼栓、螺母、機械部件

磨光棒、線材

鋼筋

（二）作為半成品供應(yīng)的棒線材

棒、線材和其它熱軋鋼材的不同之處在于其以熱軋狀態(tài)的半成品供應(yīng)，

然后由汽車生產(chǎn)廠和部件生產(chǎn)廠等用戶經(jīng)各種加工和熱處理后成為最終產(chǎn)品；而中厚板、薄板、鋼管和H型鋼等鋼材則由鋼鐵廠軋制而成一定形狀和強度的成品鋼材供應(yīng)。

以彈球的加工過程為例簡介如下：鋼鐵廠生產(chǎn)的線材送至二次加工工廠，經(jīng)過冷拔加工－>模壓成球－>粗磨光－>表面刻印－>熱處理－>研磨－>鏡面磨光－>鍍鉻后形成產(chǎn)品。小小的彈球斷面為3層不同的結(jié)構(gòu)：表層3um為鍍鉻層，下部1mm厚處為經(jīng)滲碳處理后含碳量達0.8％的馬氏體組織，內(nèi)部為含碳僅0.2％的鐵素體＋馬氏體的軟組織。上述結(jié)構(gòu)使彈球表面硬度高而抗沖擊性強，內(nèi)部則由于可吸收沖擊而使球不易破裂。這種滲碳處理在使用、棒線材生產(chǎn)齒輪等部件時也得到應(yīng)用。

此外，彈球的尺寸、重量、加工精度取決于模壓成球工序，一般尺寸公差控制在0.01mm、重量誤差在0.01g之內(nèi)。為此，對所用線材的加工性的要求非常嚴。由此可看出棒、線材和其它鋼材的不同之處。

（三）考慮加工工序采取的調(diào)整冷卻

一般棒、線材制成的部件，所用材料的費用僅占部件生產(chǎn)成本的20％（其余80％為鍛造20％、切削40％、熱處理10％和其它10％）。由于二次加工的成本高，因此鋼材的開發(fā)應(yīng)著眼于有利于二次加工。即使最終產(chǎn)品要求強度高，但也要求鋼廠供應(yīng)的棒、線材“容易加工以利于簡化加工工序”。換言之，提供的棒、線材要和最終產(chǎn)品要求的高強度相反、即要軟一些，從而形成了矛盾。為了達到這一要求，采取了“調(diào)整冷卻”技術(shù)。通常對熱軋后的鋼材進行快冷后強度提高，緩冷后則強度下降?！熬徖洹痹O(shè)備即對軋后的線材盤卷保溫使其緩慢冷卻以降低強度，例如螺栓是用線材在室溫下冷鍛成形的，加工時的鋼材必須較軟以使其容易成形。為此，對熱軋材采取上述緩冷措施以提高其冷鍛性，加工后再通過熱處理提高其強度而達到要求的水平。

由于各種產(chǎn)品要求的強度不同，冷卻方式也有很多種。除上述的“緩冷”設(shè)備外，還有送入空氣較快冷卻的“空冷”、穿過550℃

（四）通過組織控制掌握鋼材的強度

如上所述，應(yīng)將棒、線材的特性適應(yīng)用戶的加工性為第一條件，但由于使用目的和用途十分廣，最終產(chǎn)品要求的強度水平在300～5000MPa的范圍內(nèi)。例如鋼絲和鐵絲網(wǎng)用普通線材僅為300MPa，而上述的汽車輪胎用子午線鋼絲和切斷硅片用鋼絲鋸則需要高達4000MPa的高強度線材。為此，棒、線材的化學(xué)成分和結(jié)晶組織也呈多樣化，因為鋼鐵隨著含碳量的上升而強度提高，但在薄板和中厚板制品中則需要考慮相應(yīng)的延伸性，因此含碳量一般保持在0.2％以下。但棒、線材為適應(yīng)多種強度的要求，含碳量的范圍擴大到0.01～1.1％之間；在如此廣范圍的含碳量下影響強度、延伸性和韌性的組織形態(tài)也呈多樣化。

現(xiàn)在汽車制造廠為了減排CO2，正普遍采取車體輕型化以降低油耗的措施，近日在用比重小的鋁合成的高強度鋁合金材料，對所用材料的簡單評價則采用單位重量的比強度（抗拉強度/比重）。

一般稱為高強度鋼的800～1200MPa的鋼材，其比強度也不如鋁合金，但是鋼鐵材料有各種組織形態(tài)，作為提高鋼材強度的方法有“細晶強化”、“固溶強化”、“析出強化”和“位錯強化”等組織控制技術(shù)。以細晶強化為例說明如下，即將通常鐵素體20～30um的結(jié)晶進行細化以提高其強度的方法，特別是把晶粒直徑細化到1um以下時強度上升的效果十分明顯（具體見表2）。將該組織微細化技術(shù)和加工熱處理組合，有可能達到極限強度，現(xiàn)已據(jù)此開發(fā)出了與鋁合金匹敵的“超高強度鋼”。

表2鐵素體晶粒細化和強度的關(guān)系

晶粒直徑（um）1251020304050

0.2C％強度（MPa）920700400325280240230220

固溶強化指多量的C、N等侵入型原子和Si、Mn等置換性元素增加結(jié)果引起的硬化現(xiàn)象，析出強化則是由于化合物增加、位錯強化則由加工產(chǎn)生的鋼材中位錯數(shù)增加所引起的硬化現(xiàn)象。

（五）追求強度極限的高碳鋼絲

在棒、線材制品中，追求極限強度的材料為高碳鋼絲，現(xiàn)以橋梁用鋼絲對其工藝技術(shù)說明如下。

二次加工企業(yè)對熱軋半成品在要求其加工性好的同時為提高強度而實施韌化處理，該項技術(shù)于19世紀取得英國專利。這種熱處理采用在導(dǎo)熱性好的金屬浴中進行等溫且均勻化的熱處理，使常溫下鋼中存在的鐵素體和滲碳體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后再通過快速冷卻使之變態(tài)為珠光體（由滲碳體和鐵素體2相組成的層狀組織）。該方法產(chǎn)生的珠光體組織中由滲碳體相互間的間隔（即片層的厚度）來決定線材的強度，厚度越小則強度越高。假如在未進行韌化處理冷卻至常溫時，片層的厚度不均勻?qū)е吕z加工性降低，最終的強度也降低。為此，韌化處理對要求高強度的鋼材生產(chǎn)是不可缺少的工藝過程。

鋼鐵組織由高溫到低溫的過程中，奧氏體生成珠光體并長大；但從950℃快速冷卻到550

若能將韌化處理省略，則給用戶簡化加工帶來很大好處，上面提到的“DLP”設(shè)備便可起到這一作用，即在550℃鹽浴下均勻調(diào)整冷卻，使其在半成品時就轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。對于砼緊縮用高強鋼絲的生產(chǎn)，新日鐵也通過“DLP”設(shè)備處理為用戶省去韌化處理創(chuàng)造了條件。在橋梁用鋼絲的生產(chǎn)中，經(jīng)韌化處理后，為便于拉絲加工先經(jīng)酸洗、磷酸鋅皮膜處理的“潤滑”處理后，再在室溫下分多段進行拉絲加工。即將熱軋后的Φ13mm的線材半成品冷拉減細至Φ7mm，最后為提高耐蝕性再進行鍍鋅處理。但輪胎補強用子午線鋼絲則加工工序較多，即使用Φ5.5mm的線材，經(jīng)拉絲加工為Φ3mm的鋼絲，經(jīng)中間韌化處理后，再拉絲至Φ1.5mm的鋼絲，再經(jīng)最終韌化處理和鍍黃銅（可提高和橡膠的密接性）處理，最終再拉絲至Φ0.3mm并由5支組成成品。采取中間韌化處理的原因是防止由Φ5.5mm一次拉絲至Φ1.5mm

（六）絲徑越細強度越高的高碳鋼絲

鋼絲的強度和絲徑有明顯的關(guān)系，如橋梁用鋼絲等的絲徑為Φ5～7mm，其強度為2000MPa以下，而絲徑為Φ0.2～0.4mm的輪胎用子午線鋼絲則強度高達4000MPa左右。通過鋼絲的高強度化，有利于降低建設(shè)成本和減輕輪胎的重量。

鋼絲直徑縮小時，由于拉絲加工時施加的壓力，隨著其變細程度（形變加工量）的加大使得強度相應(yīng)加大，這便是其根本的原理。由于鋼種的不同雖有一定的差別，但在韌化處理后強度達1200～1500MPa的鋼絲繼續(xù)拉絲時其強度仍持續(xù)提高。橋梁用鋼絲等的形變量為1.5左右，子午線鋼絲的形變量則高達3.5～4，其加工形變量與強度的關(guān)系見表3。

表30.82％C鋼的加工形變量與強度的關(guān)系

加工形變量（％）012345

抗拉強度（MPa）120017002000280035004300

這一原理可由鋼鐵的組織變化來說明，鐵素體相間隔的寬度（即片層的厚度）越小則強度上升。因為剛經(jīng)韌化處理后的鋼絲，其鐵素體和滲碳體的結(jié)晶方向隨機而呈不規(guī)則狀態(tài)，通過拉絲加工強度高的滲碳體和延伸性好的鐵素體的結(jié)晶均按拉絲方向變得整齊一致，因此鋼絲越細時片層的厚度越小而強度越高。如鋼中鐵素體的粒徑為Φ10～30um，作為國家項目開發(fā)中的“超級金屬（高強度鋼）”也僅為0.5～0.8um的水平；而鋼絲在韌化處理后的片層厚度僅為0.1um左右（1200～1500MPa），最先進的子午線鋼絲經(jīng)過約20次的拉絲后變?yōu)?.01um，相應(yīng)的強度也上升至4500MPa。

軋制后的結(jié)晶方向若一致可提高強度的性質(zhì)是鋼材的共同現(xiàn)象，但薄板等產(chǎn)品在軋制時結(jié)晶只向軋制方向延伸而不向?qū)挾确较蜓由?，因此隨著方向的不同結(jié)晶粒徑也不同。而線材的拉絲加工所使用的冷拔模具，采用和軋制方式不同的強壓由四周均勻?qū)€材擠壓，因此結(jié)晶只能向拉絲方向發(fā)展，其結(jié)果使片層均勻而厚度變小，使強度快速提高。為施加強壓的超高強度鋼絲，拉絲時多用超高硬度的金剛石制模具。

（七）高強度化的關(guān)鍵是珠光體的轉(zhuǎn)變

如上所述，高碳鋼的珠光體比低碳普通鋼的鐵素體單相的強度要高的多。由此可知，珠光體在較小的拉絲變形量下易得到高強度，故成為工業(yè)化的重要因素。反之，對純鐵無論施加多強的壓力進行冷拉絲加工也難以實現(xiàn)高強度化的效果。

關(guān)于珠光體通過拉絲加工可快速提高強度的機理，目前尚未完全清楚。一個重要的原因為，通過拉絲加工使結(jié)晶微細化后的片層厚度變薄的“細晶強化”，還有加工使位錯數(shù)量加大而硬化的“位錯強化”都起到了重要的作用，這和對鋼絲連續(xù)彎曲時該處變硬的現(xiàn)象相同。

對于其它組織，如拉絲前無晶界的滲碳體經(jīng)拉絲加工微細化至納米級水平后強度也可提高的“滲碳體細晶強化”；還有穩(wěn)定金屬華的滲碳體（Fe3C）經(jīng)拉絲加工而被分解，分解后的碳附著于位錯使其不易移動致使強度提高的“固溶強化”等。過去只知道在大外力作用下金屬化合物會分解，近來又發(fā)現(xiàn)滲碳體全部被分解的現(xiàn)象，因此引起各方的重視。

（六）絲徑越細強度越高的高碳鋼絲

鋼絲的強度和絲徑有明顯的關(guān)系，如橋梁用鋼絲等的絲徑為Φ5～7mm，其強度為2000MPa以下，而絲徑為Φ0.2～0.4mm的輪胎用子午線鋼絲則強度高達4000MPa左右。通過鋼絲的高強度化，有利于降低建設(shè)成本和減輕輪胎的重量。

鋼絲直徑縮小時，由于拉絲加工時施加的壓力，隨著其變細程度（形變加工量）的加大使得強度相應(yīng)加大，這便是其根本的原理。由于鋼種的不同雖有一定的差別，但在韌化處理后強度達1200～1500MPa的鋼絲繼續(xù)拉絲時其強度仍持續(xù)提高。橋梁用鋼絲等的形變量為1.5左右，子午線鋼絲的形變量則高達3.5～4，其加工形變量與強度的關(guān)系見表3。

表30.82％C鋼的加工形變量與強度的關(guān)系

加工形變量（％）012345

抗拉強度（MPa）120017002000280035004300

這一原理可由鋼鐵的組織變化來說明，鐵素體相間隔的寬度（即片層的厚度）越小則強度上升。因為剛經(jīng)韌化處理后的鋼絲，其鐵素體和滲碳體的結(jié)晶方向隨機而呈不規(guī)則狀態(tài)，通過拉絲加工強度高的滲碳體和延伸性好的鐵素體的結(jié)晶均按拉絲方向變得整齊一致，因此鋼絲越細時片層的厚度越小而強度越高。如鋼中鐵素體的粒徑為Φ10～30um，作為國家項目開發(fā)中的“超級金屬（高強度鋼）”也僅為0.5～0.8um的水平；而鋼絲在韌化處理后的片層厚度僅為0.1um左右（1200～1500MPa），最先進的子午線鋼絲經(jīng)過約20次的拉絲后變?yōu)?.01um，相應(yīng)的強度也上升至4500MPa。

軋制后的結(jié)晶方向若一致可提高強度的性質(zhì)是鋼材的共同現(xiàn)象，但薄板等產(chǎn)品在軋制時結(jié)晶只向軋制方向延伸而不向?qū)挾确较蜓由?，因此隨著方向的不同結(jié)晶粒徑也不同。而線材的拉絲加工所使用的冷拔模具，采用和軋制方式不同的強壓由四周均勻?qū)€材擠壓，因此結(jié)晶只能向拉絲方向發(fā)展，其結(jié)果使片層均勻而厚度變小，使強度快速提高。為施加強壓的超高強度鋼絲，拉絲時多用超高硬度的金剛石制模具。

（七）高強度化的關(guān)鍵是珠光體的轉(zhuǎn)變

如上所述，高碳鋼的珠光體比低碳普通鋼的鐵素體單相的強度要高的多。由此可知，珠光體在較小的拉絲變形量下易得到高強度，故成為工業(yè)化的重要因素。反之，對純鐵無論施加多強的壓力進行冷拉絲加工也難以實現(xiàn)高強度化的效果。

關(guān)于珠光體通過拉絲加工可快速提高強度的機理，目前尚未完全清楚。一個重要的原因為，通過拉絲加工使結(jié)晶微細化后的片層厚度變薄的“細晶強化”，還有加工使位錯數(shù)量加大而硬化的“位錯強化”都起到了重要的作用，這和對鋼絲連續(xù)彎曲時該處變硬的現(xiàn)象相同。

對于其它組織，如拉絲前無晶界的滲碳體經(jīng)拉絲加工微細化至納米級水平后強度也可提高的“滲碳體細晶強化”；還有穩(wěn)定金屬華的滲碳體（Fe3C）經(jīng)拉絲加工而被分解，分解后的碳附著于位錯使其不易移動致使強度提高的“固溶強化”等。過去只知道在大外力作用下金屬化合物會分解，近來又發(fā)現(xiàn)滲碳體全部被分解的現(xiàn)象，因此引起各方的重視。緊固件線材熱處理工藝是什么？固件線材的材料有優(yōu)質(zhì)低、中碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。線材的熱處理目的是為以后的冷（或溫擠）成型加工做準備。線材改制的工藝路線一般是：熱軋盤元→出去氧化皮→拉拔→再結(jié)晶退火→拉拔→球化退火→精整→使用。選用熱處理工藝主要是線材改制中的再結(jié)晶退火和球化退火處理。

對于周期爐加熱的盤條線材熱處理，制定熱處理保溫時間的有效尺寸。加熱系數(shù)在電阻爐中按a=1~1.5min/mm。保溫時間T=(min)=a×φD。

熱處理中防止脫碳是十分重要的工作，其脫碳對最終熱處理的影響明顯。輕微的脫碳層可以通過下次的拉拔減少脫碳層厚度。

對于切削加工成型的緊固件，材料的熱處理工藝采用正火處理，改善切削性能。新工藝提高合金鋼棒線材連軋水平

當前，我國軋鋼技術(shù)發(fā)展的重點是繼續(xù)堅持品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的方針，樹立精品意識，努力開發(fā)市場急需的高附加值產(chǎn)品，把主要精力放在產(chǎn)品更新?lián)Q代和以產(chǎn)頂進上。因此采用下列新技術(shù)、新工藝改造現(xiàn)有合金鋼生產(chǎn)線，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，已成為合金鋼棒線材生產(chǎn)廠家所關(guān)注的問題。

連鑄坯熱送熱裝技術(shù)

連鑄坯熱送熱裝工藝具有節(jié)能降耗、提高加熱爐產(chǎn)量、降低二次燒損、減少鋼坯庫存量和堆存面積、縮短生產(chǎn)周期等優(yōu)點，所以，熱送熱裝工藝也是合金鋼軋機建設(shè)考慮的課題之一。

現(xiàn)在新建的很多鋼廠都采用了煉鋼-精煉-連鑄-軋鋼緊湊式布置生產(chǎn)工藝，軋鋼與連鑄間通過熱送輥道、提升裝置及保溫輸送輥道，直接熱送熱裝，這在一般棒線材生產(chǎn)線中已成為共同的實踐。

精密軋制技術(shù)

棒線材減定徑機組作為合金鋼在線尺寸精度控制的精密軋制技術(shù)，也越來越受到更多廠家的重視，其主要特點如下：產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好；自由尺寸軋制；單一孔型系統(tǒng)，容易操作。實現(xiàn)控制軋制。

棒材減定徑機組通常為3~5架，前幾架軋機起延伸變形作用，后2架軋機起定徑作用。4機架軋機的孔型為橢-圓-圓-圓系統(tǒng)。使用減定徑機組后，產(chǎn)品的尺寸公差可以控制在±0.1mm內(nèi)，甚至達到±0.5mm，橢圓度控制在60~80%內(nèi)，這樣可以達到二次冷加工中達到的公差值，因此可以省略或簡化一些機械加工工序。

低溫精軋技術(shù)

低溫軋制（開軋溫度~950℃）是一種能節(jié)約能源、細化晶粒、減少燒損和金屬脫碳的一種有效軋制方法，但是，低溫軋制由于對機械強度和傳動能力要求很高，金屬組織在變形中形成“帶狀組織”更趨嚴重，材料性能趨向性增大，對疲勞韌性影響較大，所以，低溫軋制技術(shù)受設(shè)備等因素的制約正處在推廣中。

低溫精軋是在粗中預(yù)精軋機組采用與常規(guī)軋制工藝相同的軋制溫度，在成品軋制的最后2~4道次內(nèi)，控制軋件溫度和變形量，改善產(chǎn)品組織和性能的一種控制軋制方法。

單一孔型軋制和“自由尺寸”軋制技術(shù)

配置有減定徑機組的棒線材生產(chǎn)線，一般采用成品都從減定徑機組軋出。更換規(guī)格時，只需調(diào)整或更換減定徑機的軋輥和孔型，其上游軋機依次空過，實現(xiàn)單一孔型系統(tǒng)軋制。

單一孔型軋制的主要特點如下：更換產(chǎn)品規(guī)格時，減定徑機上游軋機空過，不需要調(diào)整，只對減定徑機進行調(diào)整，更換規(guī)格時間短，效率高；所有規(guī)格都從減定徑機軋出產(chǎn)品精度高；導(dǎo)衛(wèi)和生產(chǎn)備件少，簡化了生產(chǎn)準備工作。

“自由尺寸”軋制：當采用減定徑機軋制時，僅通過調(diào)整減定徑機的輥縫，而不需要其它軋機作任何變化，就可以生產(chǎn)相鄰規(guī)格產(chǎn)品，這樣可大大縮短更換產(chǎn)品規(guī)格時的停機時間。對于KOCKS三輥軋機，產(chǎn)品直徑調(diào)整范圍達到產(chǎn)品名義直徑的9%，對于線材TEKISUN減定徑機，“自由軋制”尺寸范圍達±0.3mm。

“自由尺寸”軋制的特點如下：大大減少孔型的數(shù)量和機架更換的次數(shù)；減少備用軋輥和導(dǎo)衛(wèi)的數(shù)量；軋機生產(chǎn)率得到很大提高；繼續(xù)保持較高的產(chǎn)品精度。

單一孔型軋制和“自由尺寸”軋制技術(shù)都是從工藝操作方面改進和提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，適合合金鋼多品種生產(chǎn)的需要，可供實際生產(chǎn)借鑒。

直條棒材在線緩冷技術(shù)

在國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)車間中，有一種新穎的直材在線緩冷技術(shù)。該技術(shù)是在軋件上冷床時用較短的倍尺長度，然后快速通過冷床后由冷剪或砂輪鋸定尺分段，直接由設(shè)在定尺機后的緩冷收集箱收集緩和冷。

根據(jù)設(shè)計結(jié)果，在入冷床軋件溫度為950℃，定尺長度6.0m，倍尺長度36.0m的情況下，直徑≥20mm棒材進緩冷箱軋件溫度可保持在~470℃，即可滿足馬氏體棒材緩冷的要求。

直條棒材在線刷毛刺技術(shù)

由砂輪機定尺分段后，成品棒材的兩端頭都留有金屬飛刺，給打捆成型和后續(xù)精整工序等都帶來很大的不便。在線去除毛刺，達到捆形外觀整齊美觀，簡化其后精整工序，對提高棒材包裝質(zhì)量是很有益的。

去毛刺是在橫移輸送臺架上設(shè)置的去毛刺機進行的，根據(jù)棒材直徑大小，采用兩種去毛刺工藝。

直徑≤25mm的棒材：定尺材由輸送鏈成排地送到去毛刺位置，然后對齊輥道把軋件在去毛刺機頭對齊，之后壓緊鏈下降壓住棒材，鏈子運轉(zhuǎn)帶動棒材轉(zhuǎn)動，棒材的頭部在鋼絲刷上磨擦，去除毛刺，得到光滑的頭部形狀。當一端毛刺去除后，成層棒材移出第一個去毛刺位置到對齊輥道處，使另一端對齊并去毛刺。直徑≥25mm的棒材：定尺材由輸送鏈成排地送到單根棒材分離處，然后由步進機構(gòu)送至去毛刺位置，對齊輥道在去毛刺機處對齊，壓緊裝置壓緊棒材，去毛刺機頭旋轉(zhuǎn)，棒材頭部在鋼絲刷上磨擦，去除毛刺，得到光滑的頭部形狀。一端毛刺去除后，步進機構(gòu)移出第一個去毛刺位置到對齊輥道處，使另一端對齊并去毛刺。兩端都去毛刺后的棒材由鏈式向前移動至收集打捆。

大規(guī)格去毛刺機為一帶三個鋼刷頭的裝置，同時可對三根軋件去毛刺（小規(guī)格去毛刺機為一帶鋼刷頭裝置）。毛刷頭部可以徑向調(diào)整，整個去毛刺機可以橫向移動，當不用時，可以移出在線位置，成層棒材可以繼續(xù)輸送進行收集操作。

線材在線散卷固溶處理

對于最終使用質(zhì)量要求不是很嚴格的奧氏體不銹鋼，如彈簧、鋼繩和一些要求強度高而韌性不是很高的場合，及作為最終熱處理的預(yù)處理工序，都可直接利用軋制余熱進行在線散卷固溶處理，以節(jié)省能耗，降低生產(chǎn)成本。

散卷固溶處理方式為在擺動段輥道后的輥道上下方各設(shè)置一段高壓水噴嘴或冷卻水槽，長度~10m，當線圈進入水冷段后，噴嘴同時噴水或進水槽，使奧氏體線圈快速冷卻而達到固溶的要求。固溶后的冷卻水在輥道下方收集后由泵提升送至水處理站循環(huán)使用。

奧氏體不銹鋼盤卷在線環(huán)型爐固溶處理

為充分利用軋制余熱，節(jié)省離線固溶處理二次加熱的能耗，降低生產(chǎn)成本，并得到良好固溶狀態(tài)的奧氏體不銹鋼盤卷，設(shè)置在線環(huán)型爐處理工藝。環(huán)型熱處理爐能力應(yīng)與軋機生產(chǎn)能力相匹配。環(huán)型爐固溶熱處理工藝過程為：收集好的熱態(tài)奧氏體不銹鋼線材盤卷或卷取好的大盤卷由輸送裝置送到環(huán)型爐裝料機上，裝料機把盤卷送入環(huán)型爐中。盤卷在環(huán)型爐中進行加熱、保溫至1050℃~1080℃，之后由卸卷機取出，送往設(shè)在出爐口側(cè)的循環(huán)冷卻水箱中進行淬火固溶處理。出水箱后盤卷溫度≤100℃，然后由輸送裝置送往P&F線進行打捆收集。品種概況鋼的自然屬性

鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金，鐵（Fe）元素是鋼的基礎(chǔ)構(gòu)成。

純鐵是很軟的金屬，既不能制刀槍，也不能鑄鐵鍋、犁鋤。但當純鐵中含有一定量的碳后，就變成我們在各方面使用的鋼鐵了。純鐵中含碳在0.02%以上就變成硬度較低的能拔鐵絲、軋制薄白鐵板等用的低碳鋼。鐵中含碳量0.25%至0.6%的范圍內(nèi)的鋼叫中碳鋼，其硬度中等，可軋成建筑鋼材，鋼板、鐵釘?shù)戎破?。鐵中含碳量0.6%至2.0%時就成為硬度很高的、可制刀槍、模具等的高碳鋼了。低、中、高碳鋼合在一起就叫“碳素鋼”。如果鐵中碳含量超過2.0%就變成又硬又脆的可鑄鐵鍋、暖氣片、犁等的生鐵了。一般生鐵含碳量為3.5%—5.5%。所以純鐵、鋼和生鐵的區(qū)別主要就在于鐵中的含碳量的不同。

為了保證其韌性和塑性，鋼的含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。如果在鋼鐵合金中加入特定的合金元素——錳、鉻、鎳、鉬等等，可以增加鋼鐵的延性、抗拉強度，硬度，改進其鑄造性質(zhì)，增加其對腐蝕與熱的抵抗力。經(jīng)過熱處理（即將鋼料加熱至某一預(yù)定高溫，再以各種速率使其冷卻），可以改變鋼料的機械性質(zhì)和物理性質(zhì)。再者，鋼鐵容易施以機械加工而得到所需要的尺寸和形狀。鋼鐵因為具有這些特性，所以廣泛地用來制造各種機械，設(shè)備及建筑樓房。

2、鋼及其分類

2.1按冶煉方法分類：

平爐鋼：包括碳素鋼和低合金鋼。按爐襯材料不同又分酸性和堿性平爐鋼兩種。

轉(zhuǎn)爐鋼：包括碳素鋼和低合金鋼。按吹氧位置不同又分底吹、側(cè)吹和氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼三種。

電爐鋼：主要是合金鋼。按電爐種類不同又分電弧爐鋼、感應(yīng)電爐鋼、真空感應(yīng)電爐鋼和電渣爐鋼四種。

沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼：按脫氧程度和澆注制度不同區(qū)分。

2.2按化學(xué)成分分類

碳素鋼：是鐵和碳的合金。據(jù)中除鐵和碳之外，含有硅、錳、磷和硫等元素。按含碳量不同可分為低碳(C<0.25%)、中碳(C：0.25%-0.60%)和高碳(C>0.60%)鋼三類。碳含量小于0.04%的鋼稱工業(yè)純鐵。普通低合金鋼：在低碳普碳鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素（如硅、鈣、鈦、鈮、硼和稀土元素等，其總量不超過3%）。而獲得較好綜合性能的鋼種。

合金鋼：是含有一種或多種適量合金元素的鋼種，具有良好和特殊性能。按合金元素總含量不同可分為低合金（總量<5%）、中合金（合金總量在5%-10%）和高合金（總量>10%）鋼三類。

2.3按品質(zhì)分類

(1)普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）；

(2)優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）；

(3)高級優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）。

2.4按成形方法分類：

（1）鍛鋼；(2)鑄鋼；(3)熱軋鋼；(4)冷拉鋼。

2.5按金相組織分類

（1）退火狀態(tài)的：亞共析鋼（鐵素體+珠光體）、共析鋼（珠光體）、過共析鋼（珠光體+滲碳體）、萊氏體鋼（珠光體+滲體）；

（2）正火狀態(tài)的：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼；

（3）無相變或部分發(fā)生相變的。

2.6按用途分類：

建筑及工程用鋼：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、鋼筋鋼；

結(jié)構(gòu)鋼：機械制造用鋼（包括調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化結(jié)構(gòu)鋼、易切結(jié)構(gòu)鋼、冷塑性成形用鋼）、彈簧鋼、軸承鋼；

工具鋼：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼；

特殊性能鋼：不銹耐酸鋼、耐熱鋼（包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼）、電熱合金鋼、耐磨鋼、低溫用鋼、電工用鋼；

專業(yè)用鋼：如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。

3、各種鋼的主要特點和用途

3.1碳素結(jié)構(gòu)鋼

a.牌號表示方法

鋼的牌號由代表屈服點的漢語拼音”Q”、屈服點數(shù)值（單位為MPa）。

在標準中現(xiàn)含有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個牌號，它們的主要區(qū)別在于化學(xué)成分（主要是碳含量）和力學(xué)性能不同。

b.主要特點和用途

碳素結(jié)構(gòu)鋼按鋼中硫、磷含量劃分質(zhì)量等級。

碳素結(jié)構(gòu)鋼是一種普通碳素鋼，不含合金元素，通常也稱為普碳鋼。在各類鋼中碳素結(jié)構(gòu)鋼的價格最低，具有適當?shù)膹姸?、良好的塑性、韌性、工藝性能和加工性能。這類鋼的產(chǎn)量最高，用途很廣，多軋制成板材、型材（圓、方、扁、工、槽、角等）、線材和異型材，用于制造廠

房、橋梁和船舶等建筑工程結(jié)構(gòu)。這類鋼材一般在熱軋狀態(tài)下直接使用。.2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

a.牌號表示方法

鋼的牌號采用阿拉伯數(shù)字或阿拉伯數(shù)字和化學(xué)元素符號表示。以二位阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量（以萬分之幾計），例如：“08F”、“45”、“65Mn”。

3

b.執(zhí)行標準和牌號

國家標準GB/T699-1999規(guī)定了優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能等技術(shù)條件以及鋼材的試驗方法和驗收規(guī)則。

標準中現(xiàn)有“08F”、“45”、“85”、“70Mn”等三十一個牌號。

c.主要特點和用途

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號的區(qū)別主要在于含碳量不同。通常根據(jù)含碳量將優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼分為低碳鋼（C<0.25%）、中碳鋼(C0.25-0.60%)和高碳鋼(C>0.60%)。低碳鋼主要用于冷加工和焊接結(jié)構(gòu)，在制造受磨損零件時，可進行表面滲碳。中碳鋼主要用于強度要求較高的機械零件，根據(jù)要求的強度不同，進行淬火和回火處理。高碳鋼主要用于制造彈簧和耐磨損機械零件。這類鋼一般都在熱處理狀態(tài)下使用。有時也把其中的“65”、“70”、“85”、“65Mn”四個牌號稱為優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)量較高，用途較廣。多軋制或鍛制成圓、方、扁等形狀比較簡單的型材，供使用單位再加工成零、部件來使用。這類鋼一般需經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)等熱處理后使用，多用于整理機械產(chǎn)品一般的結(jié)構(gòu)零、部件。

3.3低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

a.牌號表示方法

鋼的牌號由代表屈服點的漢語拼音”Q”、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D、E）三部分按順序排列組成，例如：Q390A、Q420E。

b.執(zhí)行標準和牌號

國家標準GB/T1591-94規(guī)定了低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能等技術(shù)要求以及鋼材的試驗方法和檢驗規(guī)則。標準中現(xiàn)含有“Q295”、“Q345”、“Q390”、“Q420”、“Q460”五個牌號，區(qū)別在于化學(xué)成分和力學(xué)性能上的差異。

c.主要特點和用途

低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加入少量合金元素（一般不超過3%）冶煉的低合金鋼。過去曾經(jīng)稱其為普通低合金鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼。這類鋼碳含量低（不超過0.2%），合金元素主要有釩、鈮、鈦、錳、硼等，這類鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，強度較高、韌性好，有較好的加工性能、焊接性能和耐蝕性。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼鋼材品種主要有熱軋型鋼、棒材和鋼板。這類鋼材廣泛地應(yīng)用于制造鍋爐、橋梁、化工、礦山、船舶等設(shè)備。

3.4合金結(jié)構(gòu)鋼

a.牌號表示方法

鋼的牌號采用阿拉伯數(shù)字和化學(xué)元素符號表示。采用二位阿拉伯數(shù)字表示平均碳含量（以萬分之幾計），放在牌號頭部。合金元素含量表示方法為：當平均合金元素含量低于1.5%時，牌號中僅標明元素，一般不標明含量；當平均合金元素含量為1.50-2.49%,2.50-3.49%%時，相應(yīng)地在合金元素符號后面加上。例如：碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.35%、1.25%、0.95%、1.25%的合金結(jié)構(gòu)鋼，其牌號表示為35CrMnSi；碳、鉻、鎳的平均含量分別為0.12%、0.75%、2.95%的合金結(jié)構(gòu)鋼，牌號表示為12CrNi3。

b.執(zhí)行標準和牌號

國家標準GB/T3077-1999規(guī)定了合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能、低倍組織、表面質(zhì)量、脫碳層深度、非金屬夾雜物等方面的技術(shù)要求。

標準中現(xiàn)含有二十四個鋼組（或稱鋼種），共計七十七個牌號。鋼組是按鋼中所含有的合金元素來劃分的，每個鋼組都含有多個牌號。例如：Cr鋼組含有“15Cr”、“50Cr”等八個牌號。

c.主要特點和用途

合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加入一種或幾種合金元素，用以提高鋼的強度、韌性和淬透性。根據(jù)化學(xué)成分（主要是含碳量）、熱處理工藝和用途的不同，又可分為滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼和氮化鋼。

合金結(jié)構(gòu)鋼的鋼材品種主要有熱軋棒材和厚鋼板、薄鋼板、冷拉鋼、鍛造扁鋼等。這類鋼材主要用于制造截面尺寸較大的機械零件，廣泛用于制造汽車、船舶、重型機床等交通工具和設(shè)備的各種傳動件和緊固件。

3.5彈簧鋼

a.牌號表示方法

按照化學(xué)成分，彈簧鋼可分為優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼。

優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼是含碳量在0.6-0.9%范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。牌號的表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。合金彈簧鋼牌號的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。

b.執(zhí)行標準和牌號

國家標準GB1222-84規(guī)定了彈簧鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能、鋼材的低倍組織、表面質(zhì)量、脫碳層深度、等方面的技術(shù)要求和試驗方法及檢驗規(guī)則。

根據(jù)標準，合金彈簧鋼包括55SiMn、60Si2Mn、30W4Cr2VA等十三個牌號。

c.主要特點和用途

由于彈簧在沖擊、振動或長期交變應(yīng)力下使用，要求專門用來制造彈簧的彈簧鋼具有高的抗拉強度、彈性極限和疲勞強度的同時，還要求其具有一定的淬透性。

彈簧鋼鋼材品種主要有熱軋圓鋼、方鋼、冷拉圓鋼、熱軋扁鋼、盤條和鋼絲等。熱軋鋼材以熱處理狀態(tài)或者不經(jīng)熱處理交貨；冷拉鋼材以熱處理狀態(tài)交貨。彈簧鋼鋼材用于制造螺旋簧、扭簧及其它形狀彈簧，在飛機、鐵道車輛、汽車和拖拉機等運輸工具以及其它工業(yè)產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。制造廠將彈簧鋼鋼材加工制造成各式彈簧，并經(jīng)熱處理后直接使用，因而對鋼材的表面質(zhì)量的要求比其它鋼種更為嚴格，對脫碳層深度也有嚴格要求。

3.6碳素工具鋼

a.牌號表示方法

碳素工具鋼的牌號用漢字“碳”的拼音字母“T”、阿拉伯數(shù)字和化學(xué)符號來表示。阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量（以千分之幾計）。

b.執(zhí)行標準和牌號

國家標準GB1298-86規(guī)定了碳素工具鋼的牌號、化學(xué)成分、硬度、斷口和低倍組織、脫碳層深度、淬透性、鋼材表面質(zhì)量等技術(shù)條件。標準中含有T7、T8、T8Mn、T9、T10、T11、T12和T13八個牌號。

b.主要特點和用途

碳素工具鋼是一種高碳鋼。其最低的碳含量為0.65%，最高可達1.35%。為了提高鋼的綜合性能，在“T8”鋼中加入0.40-0.60%的錳得到”T8Mn”鋼。

碳素工具鋼鋼材制造的刀具，當工作溫度大于250o時，刀具的硬度和耐磨性（即鋼的紅硬性）急劇下降，性能變差。

3.7合金工具鋼

a.牌號表示方法

合金工具鋼的牌號表示方法采用合金元素符號和阿拉伯數(shù)字表示。合金元素符號的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，當平均碳含量小于1.00%時，采用一位阿拉伯數(shù)字表示含碳量（以千分之幾計），放在牌號頭部。當平均碳含量大于1.00%時，一般不標出平均含碳量。例如：平均含碳量為0.88%、含鉻量為1.50%的合金工具鋼，其牌號表示為“9Cr2”；平均含碳量為1.58%、含鉻量為11.75%平均含鉬量為0.50%、平均含釩量為0.23%的合金工具鋼，其牌號表示為“Cr12MoV”。

b.執(zhí)行標準和牌號

國家標準GB1299-2000規(guī)定了合金工具鋼的技術(shù)要求。在標準中按鋼材用途分為量具刃具用鋼、耐沖擊工具用鋼、熱作模具鋼、冷作模具鋼、無磁模具鋼和塑料模具鋼六個鋼組，共包括三十五個牌號。

c.主要特點和用途

合金工具鋼不僅具有很高的碳含量，而且鉻、鎢、鉬、釩等合金元素的含量也很高。因此合金工具鋼比碳素工具鋼具有更高的硬度、耐磨性和韌性，特別是具有碳素工具鋼所達不到的淬透性和紅硬性。

合金工具鋼鋼材按使用加工方法分為壓力加工用鋼（熱壓力加工和冷壓力加工）和切削加工用鋼。鋼材的主要品種有熱軋和鍛制的圓鋼、方鋼、扁鋼以及冷拉及銀亮條鋼。這類鋼材主要用于制造冷熱變形用的各式模具以及各式量具和刃具。

3.8高速工具鋼

a.牌號表示方法

高速工具鋼牌號表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼的相同。

國家標準GB/T9943-88包括高速工具鋼十四個牌號，GB/T9942-1988和GB/T9941-1988分別包括兩個和三個牌號，這些牌號也出現(xiàn)在上面提到的十四個牌號中。按合金元素含量和性能特點，高速工具鋼可分為鎢高速鋼、鉬高速鋼和超硬高速鋼。

b.主要特點和用途

高速工具鋼俗稱鋒鋼。鋼中碳含量高，多數(shù)牌號不低于0.95%。鋼中合金元素鎢、鉬、鉻、釩、鈷的含量高。

高速工具鋼鋼材主要品種有熱軋、鍛制、剝皮、冷拉及銀亮鋼棒；大截面鍛制圓鋼和熱軋及冷軋鋼板。

高速工具鋼用于整理刀具（車刀、銑刀、絞刀、拉刀、麻花鉆等）及模具、軋輥和耐磨的機械零件。

3.9軸承鋼

a.牌號表示方法

軸承鋼按化學(xué)成分和使用特性分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼四大類。

高碳鉻軸承鋼牌號表示方法是在牌號頭部加符號“G”，但不標明含碳量。鉻含量以千分之幾計，其它合金元素的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示相同。例如：平均含鉻量為1.5%的軸承鋼其牌號是“GCr15”。

b.執(zhí)行標準和牌號

目前我國執(zhí)行的軸承鋼標準有：GB/T18254-2000《高碳鉻軸承鋼技術(shù)條件》、GB/T3203-1982《滲碳軸承鋼技術(shù)條件》、GB/T3086-1982《高碳鉻不銹軸承鋼技術(shù)條件》和YB/T688以及GB/T1205《高溫軸承鋼技術(shù)條件》。

在上述標準中含有軸承鋼十五個牌號，其中高碳鉻軸承鋼包括“GCr15”等五個牌號；滲碳軸承鋼含有“G20CrMo”等六個牌號；高碳鉻不銹軸承鋼含有“9Cr18”和“9Cr18Mo”兩個牌號；高溫軸承鋼含有“Cr4Mo4V”和“Cr14Mo4”兩個牌號。

c.主要特點和用途

軸承鋼具有高的硬度、抗拉強度、接觸疲勞強度和耐磨性，相當?shù)捻g性，滿足在一定條件下對耐蝕性和耐高溫性能的要求。

軸承鋼鋼材的主要品種有熱軋和鍛制的圓鋼、冷拉圓鋼及鋼絲。

3.10不銹耐酸鋼

a.牌號表示方法

不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡稱。

不銹鋼和耐熱鋼牌號采用標準規(guī)定的合金元素符號和阿拉伯數(shù)字表示，為切削不銹鋼、易切削耐熱鋼在牌號頭部加“Y”。合金元素含量表示方法同合金結(jié)構(gòu)鋼。

一般用一位阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量(以千分之幾計)；當平均含碳量≥1.00%時，用兩位阿拉伯數(shù)字表示；當含碳量上限＜0.10%時，以“0”表示含碳量；當含碳量上限≤0.03%，＞0.01%時(超低碳)，以“03”表示含碳量；當含碳量上限(≤0.01%時極低碳)，以“01”表示含碳量。含碳量沒有規(guī)定下限時，采用阿拉伯數(shù)字表示含碳量的上限數(shù)字。

例如：平均含碳量為0.20%，含鉻量為13%的不銹鋼，其牌號表示為“2Cr13”；含碳量上限為0.08%，平均含鉻量為18%，含鎳量為9%的鉻鎳不銹鋼，其牌號表示為“0Cr18Ni9”；含碳量上限為0.12%，平均含鉻量為17%的加硫易切削鉻不銹鋼，其牌號表示為“Y1Cr17”；平均含碳量為1.10%，含鉻量為17%的高碳鉻不銹鋼，其牌號表示為“11Cr7”；含碳量上限為0.03%，平均含鉻量為19%，含鎳量為10%的超低碳不銹鋼，其牌號表示為“03Cr19Ni10”；含碳量上限為0.01%，平均含鉻量為19%，含鎳量為11%的極低碳不銹鋼，其牌號表示為“01Cr19Ni11”。

b.執(zhí)行標準和牌號

目前我國執(zhí)行的不銹鋼的標準有：GB/T1220-1992《不銹鋼棒》、GB/T4237-1992《不銹鋼熱軋鋼板》、GB/T3280-1992《不銹鋼冷軋鋼板》、GB/T13296-1991《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》、GB/T4356-1984《不銹鋼盤條》等三十三個標準。

一般來講，在大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)中抗腐蝕的鋼被稱為不銹鋼；稱在酸、堿和鹽等侵蝕性強的介質(zhì)中抗腐蝕的鋼為耐酸鋼或耐蝕鋼。

不銹鋼的種類繁多，按照我國國家標準GB/T13304-1999《鋼分類》以及國際上通用的分類方法，不銹鋼是按鋼的金相組織來分類的。

c.主要特點和用途

不銹鋼鋼材的主要品種有熱軋鋼板與鋼帶、冷軋鋼板與鋼帶、熱軋和鍛制的棒材與型鋼、熱軋盤條、無縫管和焊管等。不銹鋼的用途十分廣泛，主要用于制造石油化工設(shè)備和管道、原子能工業(yè)設(shè)備、船舶設(shè)備、醫(yī)療器械、餐具以及其他要求不銹耐蝕的器件等。

3.11耐熱鋼

a.牌號表示方法

耐熱鋼牌號表示方法與不銹鋼的表示相同。

b.執(zhí)行標準和牌號

在現(xiàn)行的國家標準中，耐熱鋼執(zhí)行的標準有：GB/T1221-1992《耐熱鋼棒》、GB/T4238-1992《耐熱鋼板》和GB/T8732-1988《汽輪機葉片用鋼》三個標準。標準對耐熱鋼的牌號、化學(xué)成分、冶煉方法、交貨狀態(tài)、力學(xué)性能、低倍組織、耐頂鍛試驗、鋼材表面質(zhì)量等技術(shù)要求以及需方的特殊技術(shù)要求都做出了詳細的規(guī)定。

在標準中，按耐熱鋼的金相組織分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、沉淀硬化型四個類型，共計四十六個牌號。

c.主要特點和用途

耐熱鋼在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能抗氧化和抵抗其他介質(zhì)的浸蝕。同時具有較高的強度。耐熱鋼鋼材的主要品種有熱軋和鍛制的型材（圓、方等）和扁鋼、熱軋和冷軋鋼板與鋼帶、無縫鋼管等。

3.12電工用硅鋼

a.牌號表示方法

鋼號由數(shù)字、字母和數(shù)字組成。無取向和取向硅鋼的字母符號分別為”W”和”Q”。厚度放在前頭，字母符號放在中間，鐵損數(shù)值放在后頭，例如30Q113。取向硅鋼中，高磁感的字母符號”G”與”Q”放在一起，例如30QG113字母之后的數(shù)字表示鐵損值（W/kg）的100倍。字母“G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為50周波下檢驗的。30Q113表示電工用冷軋取向硅鋼產(chǎn)品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為1.13W/kg。

冷軋硅鋼表示方法與日本標準(JISC2552-86)一致，只是字母符號不同，例如取向硅鋼牌號27Q140,與之相對應(yīng)的JIS牌號為27G140，30QG110與之相應(yīng)的JIS牌號為30P110（G：表示普通材料，P：表示高取向性）。無取向硅鋼牌號35W250，與之相應(yīng)的JIS牌號為35A250。

b.執(zhí)行標準和牌號

我國現(xiàn)行執(zhí)行的電工用硅鋼標準有：GB/T5218-88《電工用熱軋硅鋼薄鋼板》、GB/T2521-1996《冷軋晶粒取向、無取向磁性鋼帶（片）》和YB/T5224-93《晶粒取向硅鋼薄帶》三個標準，共計七十二個牌號。

c.主要特點和用途

硅鋼是一種低碳的鐵-硅軟磁合金材料，由于碳在硅鋼中是有害元素，鋼中含碳量一般不大于0.015%。硅是提高鐵的電阻最有效的元素，在電工用鋼中添加硅可以減少渦流損失，降低材料的鐵損。

冷軋無取向硅鋼帶的鐵晶粒排列方向隨機、無序，鋼帶具有各向同性。主要用于整理旋轉(zhuǎn)機的鐵芯，含硅量較低的硅鋼帶用于整理家用電器的小型電動機，含硅量較高的硅鋼帶用于整理發(fā)電機和大型電動機等。

冷軋取向硅鋼帶中鐵的晶粒沿軋制方向定向排列，與冷軋無取向硅鋼帶相比較，沿軋制方向的磁特性格外優(yōu)異。主要用于整理發(fā)電、輸電和配電用變壓器鐵芯等。

晶粒取向硅鋼薄帶（厚度不大于0.20mm），主要用于整理工作頻率在400Hz以上的各種電源變壓器、脈沖變壓器、磁放大器、變換器等的鐵芯。

4、鋼材的分類

煉鋼爐煉出的鋼水被鑄成鋼坯，鋼錠或鋼坯經(jīng)壓力加工成鋼材（鋼鐵產(chǎn)品）。鋼材種類很多，一般可分為型、板、管和絲四大類。

4.1型鋼類

型鋼品種很多，是一種具有一定截面形狀和尺寸的實心長條鋼材。按其斷面形狀不同又分簡單和復(fù)雜斷面兩種。前者包括圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼和角鋼；后者包括鋼軌、工字鋼、槽鋼、窗框鋼和異型鋼等。直徑在6.5-9.0mm的小圓鋼稱線材。

按照鋼的冶煉質(zhì)量不同，型鋼分為普通型鋼和優(yōu)質(zhì)型鋼。普通型鋼按現(xiàn)行金屬產(chǎn)品目錄又分為大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼。普通型鋼按其斷面形狀又可分為工字鋼、槽鋼、角鋼、圓鋼等。型鋼的規(guī)格以反應(yīng)其斷面形狀的主要輪廓尺寸來表示。例如，圓鋼的規(guī)格以直徑的毫米數(shù)表示；下徑30毫米的圓鋼記作Φ30；方鋼的規(guī)格用邊長毫米數(shù)表示；扁鋼的規(guī)格以厚度*寬度毫米數(shù)表示；工字鋼、槽鋼的規(guī)格以高*腿寬*腰厚表示，有進也用號數(shù)表示，號數(shù)表示高度的厘米數(shù)，例如10#工字鋼就是高為100毫米的工字鋼；角鋼以邊寬*邊寬*邊厚的毫米數(shù)表示，也可用號數(shù)表示。相同的工、槽鋼有幾種不同腿寬和腰厚時，則在號數(shù)后面加碼a、b、c予以區(qū)別，例如32a#、32b#、32c#等。

普通型鋼由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)。

優(yōu)質(zhì)型鋼由優(yōu)質(zhì)鋼加工制成的型材。優(yōu)質(zhì)型鋼雖然材質(zhì)繁多，但品種簡單，絕大多數(shù)是圓鋼，此外，也有方鋼、扁鋼、六角鋼、中空鋼等。

另外型鋼還包括冷彎型鋼，它是用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼鋼板或鋼帶經(jīng)過一定的冷彎成型制成的型鋼。

※大型型鋼

大型型鋼中工字鋼、槽鋼、角鋼、扁鋼都是熱軋的,圓鋼、方鋼、六角鋼除熱軋外，還有鍛制、冷拉等。

工字鋼、槽鋼、角鋼廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑和金屬結(jié)構(gòu)，如廠房、橋梁、船舶、農(nóng)機車輛制造、輸電鐵塔、運輸機械，往往配合使用。扁鋼在建筑工和中用作橋梁、房架、柵欄、輸電船舶、車輛等。圓鋼、方鋼用作各種機械零件、農(nóng)機配件、工具等。

異型鋼中拖拉機大梁槽鋼；鋼樁鋼用于水利建筑和礦山工程；拖拉機工程機械履帶板，中凹扁、球扁鋼等。這些異型鋼由于接近零件或成品的形狀和尺寸，可以大大減少機械加工、保證產(chǎn)品質(zhì)量、并節(jié)約金屬。

※中型型鋼

中型型鋼中工、槽、角、圓、扁鋼用途與大型型鋼相似。

異型鋼中包括水利、建筑和礦山用的9#、11#、12#、礦工鋼、18V、25V、29V支撐鋼；U型鋼、π型鋼、各種扁鋼等。另外，還有專門用來制造農(nóng)機犁鏵的犁鏵鋼、電梯導(dǎo)軌、用于制造汽車輪網(wǎng)的輪網(wǎng)鋼,用來制造農(nóng)具的小農(nóng)具用復(fù)合扁鋼。

※小型型鋼

小型型鋼中角、圓、方、扁鋼加工和用途與大型相似，小直徑圓常用作建筑鋼筋。

異型鋼中包括檔圈、馬蹄鋼、磁極鋼、壓腳板、淺槽鋼、小槽鋼、丁字鋼、球扁鋼、送布牙鋼、

熱軋六角鋼等。另外還有鉚釘鋼、