鋼鐵基本知識

1鋼材分類棒材(Bar)：棒材一般指橫截面形狀為圓形、方形、六角形、八角形等簡單圖形，長度相對橫截面尺寸來說比較大并且通常都是以直條狀供貨的一種鋼材。在不銹鋼中，一般棒材絕大多數(shù)指的就是圓鋼。棒材本是型鋼中的一種，后因用量較大，較為常見，現(xiàn)已單獨成一類。圓鋼(Rounds)：(1)概念：圓鋼是指截面為圓形的實心長條鋼材，為棒材中的一種。其規(guī)格以直徑的毫米數(shù)表示，如“50”即表示直徑為50毫米的圓鋼。(2)分類：按照成型方式可分為\o"熱軋"熱軋、\o"鍛制"鍛制和\o"冷拉"冷拉三種，其中熱軋圓鋼較為常見，規(guī)格為5.5-250毫米，5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆供應(yīng)，常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件，大于25毫米的圓鋼，主要用于制造機械零件或作無縫鋼管坯；按照化學成分可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼等；按照鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼等；按用途可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼等。(3)圓鋼與其它鋼筋的區(qū)別：A.外型不一樣，圓鋼外型光圓，無紋無肋，其它鋼筋表面外型有刻紋或有肋，這樣就造成圓鋼與混凝土的粘結(jié)力小，而其它鋼筋與混凝土的粘結(jié)力大。B.成份不一樣，圓鋼(一級鋼)屬于普通低碳鋼，其它鋼筋多為合金鋼。C.強度不一樣，圓鋼強度低，其它鋼強度高，即直徑大小相同的圓鋼與其它鋼筋相比，圓鋼所能承受的拉力要比其它鋼筋小，但圓鋼的塑性比其它鋼筋強，即圓鋼在被拉斷前有較大的變形,而其它鋼筋在被拉斷前的變形要小得多。盤條（Rod）：熱軋后卷成盤狀交貨的成品，斷面形狀包括圓形、方形、矩形、六角等。由于絕大部分是圓形，所以一般說的盤條是指圓形線材盤條。線材（Wirerods，又稱盤圓）：(1)概念：斷面形狀為圓形的一種盤條，故又稱盤圓，直徑為5.5~30mm，如果僅僅說Wire，指的是鋼絲，是由盤條再加工后的鋼制品；(2)按軋機不同分類：高速線材（高線）和普通線材(普線）兩種，其中，普線是指“普通軋機（一般是橫列式復二重軋機）”軋制的線材，高線是指“高速無扭軋機”軋制的線材。普線與高線的區(qū)別與聯(lián)系：高線和普線的質(zhì)量標準都是相同的，只是生產(chǎn)線的不同造成包裝外觀的差異，高線采用高速線材軋機上軋制，生產(chǎn)節(jié)奏快、盤較大（包中盤元通常是整根、最大盤重可達2500kg）、包裝通常比較緊匝、漂亮，普線是用普通軋機軋制、一般盤重較小，一包通常由幾段盤元包裝而成、包裝較松、較凌亂。一般施工工地線材加工，對于是否高線和普線都不太介意，但是在金屬制品加工行業(yè)，比如生產(chǎn)冷螺、冷扭、制釘、拔絲這些企業(yè)就更喜歡用高線，因為高線不凌亂還可以減少對焊，從而可以加快生產(chǎn)節(jié)奏。(3)按鋼材分配目錄和用途分類：A.普通低碳鋼熱軋圓盤條(GB701-65)，普通低碳鋼熱軋圓盤條由低碳普通碳素結(jié)構(gòu)鋼或屈服點較低的碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成，是線材品種中用量最大、使用最廣泛的盤條，又稱為軟線。主要用途：普線主要用于建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作配筋用，也可冷拔拉制成鋼絲，作捆扎等用。B.普通低碳鋼無扭控冷、熱軋盤條（ZBH4403-88），無扭控冷、熱軋盤條由無扭高速線材軋機軋制后采取控制冷卻制成，材質(zhì)與普線相同，但無扭控冷、熱軋盤條具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好、較高的力學性能等優(yōu)點。主要用途：無扭控冷、熱軋盤條尺寸精度分A、B、C三級。A、B、C級精度適用于拉絲、建筑、包裝和焊條等用途，B、C級精度適用于加工成螺栓、螺絲和螺母等。C.優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條（GB4354-84），優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成，是線材品種中用量較大的品種之一。主要用途：優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條主要用于加工制造碳素彈簧鋼絲、油淬火回火碳素彈簧鋼絲、預應(yīng)力鋼絲、高強度優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲、鍍鋅鋼絲、鍍鋅絞線鋼絲繩等。D.優(yōu)質(zhì)碳素鋼無扭控冷、熱軋盤條（ZBH44002-88），優(yōu)質(zhì)碳素鋼無扭控冷、熱軋盤條由無扭高速線材軋機軋制而成，軋制后采取控制冷卻處理。與優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條相比，具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好，有較高的力學性能。主要用途：主要用途與優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條相同。常用于制造碳素彈簧鋼絲、油淬火回火碳彈簧鋼絲、預應(yīng)力鋼絲、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲，鍍鋅鋼絲等。E.制繩鋼絲用盤條（YB349-64），制繩鋼絲用盤條是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋圓盤條之一。主要用途：制繩鋼絲用盤條可用35、40、45、55、60、65、70、75、80和85鋼號的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制造?；瘜W成分符合GB699（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件）的規(guī)定。F.制繩鋼絲用無扭控冷、熱軋盤條（ZBH44004-88），制繩鋼絲用無扭控冷熱軋盤和用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，在無扭線材軋機上軋制，軋制后控制冷卻而制成。這樣軋成的盤條，尺寸精度高，表面質(zhì)量好，力學性能優(yōu)越。主要用途：主要用于拉制制繩鋼絲和鋼絞線鋼絲。G.碳素焊條鋼盤條（GB3429-82），碳素焊條鋼盤條由低碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋制成。主要用途：主要用于制造手工電弧焊焊芯。H.碳素焊條鋼無扭控冷、熱軋盤條（ZBH44005-88），碳素焊條鋼無扭控冷、熱軋盤條是在封鎖扭線材軋機上軋制，并進行軋后控制冷卻而制成。其尺寸精度高、表面質(zhì)量好、性能優(yōu)越，是一種高質(zhì)量的焊條鋼盤條。主要用途：主要用于制造具有藥皮的電焊條鋼芯的碳素鋼熱軋圓盤條。I.合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋盤條（GB3077-82），合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋盤條由合金結(jié)構(gòu)鋼作材質(zhì)軋制而成。合金結(jié)構(gòu)鋼共有26個鋼組、78個鋼牌號。各生產(chǎn)廠依據(jù)需方要求及不同用途選用各牌號進行生產(chǎn)。主要用途：合金結(jié)構(gòu)熱軋盤條主要用于拉制鋼絲、金屬制品和結(jié)構(gòu)件。J.碳素工具鋼熱軋盤條（GB1298-86），碳素工具鋼由優(yōu)質(zhì)或高級優(yōu)質(zhì)高碳鋼軋制而成。加工性能與耐磨性能好，價格便宜。主要用途：主要用于拉制鋼絲與制造工具等。K.合金工具鋼熱軋盤條（GB1299-77）合金工具鋼是在碳素工具鋼的基質(zhì)上加入鉻、鎢、鉬、釩、硅、錳、鎳和鈷等合金元素而煉成的鋼種。與碳素工具鋼相比。它具有淬透性好、熱處理開裂傾向小、耐磨性與耐熱性高的特點。合金工具鋼熱軋盤條由5個鋼組33個鋼號的合金工具鋼作材質(zhì)軋制而成。分別由大連鋼廠、本溪鋼廠和陜西鋼廠等單位生產(chǎn)。主要用途：適用于量具、刃具和冷、熱作模具、耐沖擊工具等的制作。L.彈簧鋼熱軋盤條（GB1222-84）彈簧鋼是用于制造彈簧或其他彈性元件的鋼種。彈簧和彈性元件主要利用其彈性變性吸收與儲存能量，達到緩和震動、沖擊或使機件完成某些動作為目的。由于它是在沖擊、震動或長期均勻的周期交變應(yīng)力條件下工作，因此要求彈簧鋼具有高的屈服強度，尤其要有較高的屈強比（屈服強度與抗拉強度之比）和彈性高的疲勞強度、較高的耐高溫和耐腐蝕等性能。彈簧鋼還應(yīng)有良好的表面質(zhì)量。彈簧鋼有碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類共17個牌號。主要用途：彈簧鋼熱軋盤條主要用于生產(chǎn)各種用途的螺旋彈簧。M.滾珠軸承鋼熱軋盤條（YB9-68），滾珠軸承鋼簡稱軸承鋼，是用來制造各類滾動軸承的套圈（軸套）和滾動體（滾珠）的鋼種。由于其用途的特殊性，要求軸承鋼具有高而均勻的硬度和耐磨性、高的彈性和疲勞強度。足夠的韌性和淬透性，同時在大氣環(huán)境或潤滑劑中具有一定的耐蝕能力。一些特殊用途的滾動軸承還要求具有耐高溫、抗腐蝕、無磁性、超低溫、高精度、長壽命等性能。因此對軸承鋼的選擇和鋼材質(zhì)量要求比一般鋼材嚴格。軸承鋼通常是指高碳鉻鋼，此外還有滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼。一般用于軋制滾珠軸承鋼熱軋盤條的鋼號有5個。主要用途：滾珠軸承鋼熱軋盤條主要用于制造軸承的鋼珠（鋼珠）等。N.不銹鋼盤條（GB4356-84），不銹鋼盤條是由多種牌號不同組織體型的不銹鋼材質(zhì)熱軋而成。主要用途：不銹鋼盤條主要用于制造不銹鋼絲、不銹彈簧鋼絲、不銹頂鍛鋼絲和不銹鋼絲繩用鋼絲。根據(jù)工業(yè)上的主要用途來區(qū)分，不銹鋼盤條也有不銹鋼和不銹耐酸鋼盤條之分。O.焊接用不銹鋼盤條（GB4241-84），焊接用不銹鋼盤條與一般不銹鋼盤條在化學成分上有所不同。為了保證其優(yōu)良的焊接性能，提高焊縫質(zhì)量，焊接用不銹鋼盤條在成分上的顯著特點是含碳量低、磷、硫等有毒雜質(zhì)少、鎳、鉻含量較高。主要用途：主要用于制造電焊條鋼芯和焊絲。(4)用途：鋼筋混凝土的配筋、焊接結(jié)構(gòu)件、再加工(如拔絲，制釘?shù)?原料。盤螺（coiledreinforcedbar）：斷面形狀為螺紋鋼的一種盤條，一般在交貨的時候，盤螺都實行過磅，主要是由于盤螺是盤著的，不能進行檢尺，與螺紋鋼相比，其優(yōu)點是長度可隨意截取，而螺紋鋼長度通常在9-12m。鋼筋(Rebar)：(1)概念：鋼材中的一種，是從用途角度而得到的一種分類名稱，主要是在鋼筋混凝土或預應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中作為配筋使用，猶如人的筋骨一樣，來提高混凝土結(jié)構(gòu)的強度，所以稱為鋼筋。其斷面形狀多為圓形或近似圓形，少數(shù)為帶有圓角的方形。主要用于建筑結(jié)構(gòu)當中。(2)分類：A.按照生產(chǎn)工藝不同可分為熱軋、冷軋、冷拉的鋼筋，還有以Ⅳ級鋼筋經(jīng)熱處理而成的熱處理鋼筋；B.按照軋制外形不同可分為光面鋼筋(I級鋼筋(Q300鋼鋼筋)均軋制為光面圓形截面，供應(yīng)形式有盤圓，直徑不大于10mm，以及長度為6m~12m的直條)、帶肋鋼筋(有螺旋形、人字形和月牙形三種，一般Ⅱ、Ⅲ級鋼筋軋制成人字形，Ⅳ級鋼筋軋制成螺旋形及月牙形)、鋼線(分低碳鋼絲和碳素鋼絲兩種)及鋼絞線、冷軋扭鋼筋(經(jīng)冷軋并冷扭成型)；C.按照直徑大小不同可分為鋼絲(直徑3~5mm)、細鋼筋(直徑6~10mm)、中粗鋼筋(11-22mm)、粗鋼筋(直徑大于22mm鋼筋)；D.按照力學性能不同可分為Ⅰ級鋼筋(300/420級)、Ⅱ級鋼筋(335/455級)、Ⅲ級鋼筋(400/540)和Ⅳ級鋼筋(500/630)；E.按照在結(jié)構(gòu)中的作用可分為受壓鋼筋(承受壓應(yīng)力)、受拉鋼筋(承受拉應(yīng)力)、架立鋼筋(用以固定梁內(nèi)鋼箍的位置，構(gòu)成梁內(nèi)的鋼筋骨架)、分布鋼筋(用于屋面板、樓板內(nèi)，與板的受力筋垂直布置，將承受的重量均勻地傳給受力筋，并固定受力筋的位置，以及抵抗熱脹冷縮所引起的溫度變形)、箍筋等(承受一部分斜拉應(yīng)力，并固定受力筋的位置，多用于梁和柱內(nèi))；F.按照交貨形式可分為直條和盤條兩種形式。(3)規(guī)格：主要按照鋼筋的公稱直徑(或者當量直徑)的毫米數(shù)來表示，鋼筋的公稱直徑為8-50毫米，常見的直徑為8、12、16、20、25、32、40毫米。熱軋鋼筋(Hot-rolledreinforcedbars)：(1)概念：熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。由低碳鋼和普通合金鋼在高溫狀態(tài)下壓制而成，主要用于鋼筋混凝土和預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一。熱軋鋼筋為軟剛，斷裂時會產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，伸長率較大。(2)供貨形式：直徑6.5～9毫米的鋼筋，大多數(shù)卷成盤條，直徑10～40毫米的一般是6～12米長的直條。(3)性能要求：因其主要用于土木工程結(jié)構(gòu)中，故強度(屈服點、抗拉強度)為其首要性能要求，它是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)；同時，為了滿足結(jié)構(gòu)變形、吸收地震能量以及加工成型等要求，熱軋鋼筋還應(yīng)具有良好的塑性、韌性、可焊性和鋼筋與混凝土間的粘結(jié)性能。(4)分類：按照熱軋工藝不同可分為熱軋光圓鋼筋(HPB，Hot-rolledPlainBar)、熱軋帶肋鋼筋(HRB，Hot-rolledRibbedBar，包括螺旋紋、人字紋、月牙紋三種形狀的肋，俗稱“螺紋鋼”)、余熱處理鋼筋(RRB，RemainedheattreatmentRibbedsteelBars，是在熱軋后立即穿水，進行表面控制冷卻，然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋，這種鋼筋也屬于熱軋鋼筋，其焊接性能與HRB鋼筋相比，有一定的差異，延性和強屈比稍低)。(5)分級(按照強度高低分為四個等級)：A.HPB235(現(xiàn)已停用此表示方法，改為HPB300)，熱軋光面鋼筋，也叫Q235，俗稱Ⅰ級鋼筋；B.HRB335(現(xiàn)增加HRBF335，即微晶粒熱軋帶肋鋼筋)，熱軋帶肋鋼筋，俗稱Ⅱ級鋼筋；C.HRB400(現(xiàn)增加HRBF400微晶粒熱軋帶肋鋼筋和RRB400余熱處理鋼筋)，熱軋帶肋鋼筋，俗稱Ⅲ級鋼筋；D.HRB500(現(xiàn)增加HRBF500，即微晶粒熱軋帶肋鋼筋)，熱軋帶肋鋼筋，俗稱Ⅳ級鋼筋；精軋螺紋鋼筋：為了解決大直徑、高強度預應(yīng)力鋼筋的連接和錨具問題，已研制成功精軋螺紋鋼筋。它是在鋼筋表面直接軋出不帶縱筋而橫肋為梯形螺扣外形的鋼筋,可用連接套筒接長,用專用螺帽作為錨具。這種鋼筋已在大型預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等中使用，獲得成功。冷軋帶肋鋼筋：(1)概念：冷軋帶肋鋼筋是用熱軋盤條經(jīng)多道冷軋減徑，一道壓肋并經(jīng)消除內(nèi)應(yīng)力后形成的一種帶有二面或三面月牙形的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋在預應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，是冷拔低碳鋼絲的更新?lián)Q代產(chǎn)品，在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，則可代換Ⅰ級鋼筋，以節(jié)約鋼材，是同類冷加工鋼材中較好的一種。(2)牌號表示：冷軋帶肋鋼筋牌號由CRB和鋼筋的抗拉強度最小值構(gòu)成。C、R、B分別為冷軋（Cold-rolled）、帶肋（Ribbed）、鋼筋（Bars）三個詞的英文首位字母。冷軋帶肋鋼筋分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170五個牌號。CRB550為普通鋼筋混凝土用鋼筋，其他牌號為預應(yīng)力混凝土鋼筋。型材(Section)：(1)概念：是一種有一定截面形狀和尺寸的條型鋼材，是鋼材四大品種(板材、管材、型材、金屬制品)之一。(2)分類：根據(jù)斷面形狀，型鋼分簡單斷面型鋼和復雜斷面型鋼（異型鋼）。前者指方鋼、圓鋼、扁鋼、角鋼、六角鋼等，后者指工字鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等。板材(鋼板類)：(1)概念：寬度為厚度的2倍以上的鋼材(不準確)；(2)分類：A.按厚度分類：薄板、中板、厚板、特厚板；B.按生產(chǎn)方法分類：熱軋鋼板、冷軋鋼板；C.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D.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(jié)構(gòu)鋼板、電工鋼板(硅鋼片)、彈簧鋼板、其他；(3)牌號表示(普通及機械結(jié)構(gòu)用鋼板中常見的日本牌號)：A.日本鋼材（JIS系列）的牌號中普通結(jié)構(gòu)鋼主要由三部分組成：第一部分表示材質(zhì)，如：S（Steel）表示鋼，F(xiàn)（Ferrum）表示鐵；第二部分表示不同的形狀、種類、用途，如P（Plate）表示板，T(Tube)表示管，K（Kogu）表示工具；第三部分表示特征數(shù)字，一般為最低抗拉強度。如：SS400－－第一個S表示鋼（Steel），第二個S表示“結(jié)構(gòu)”（Structure），400為下限抗拉強度400MPa，整體表示抗拉強度為400MPa的普通結(jié)構(gòu)鋼。B.SPHC－－首位S位鋼Steel的縮寫，P為Plate的縮寫，H為熱Heat的縮寫，C商業(yè)Commercial的縮寫，整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。C.SPHD－－表示沖壓用熱軋鋼板及鋼帶。D.SPHE－－表示深沖用熱軋鋼板及鋼帶。E.SPCC－－表示一般用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?，相當于中國牌號。其中第三個字母C為冷Cold的縮寫。需保證抗拉試驗時，在牌號末尾加T為SPCCT。F.SPCD－－表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?，相當于中?8Al（13237）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。G.SPCE－－表示深沖用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?，相當于中?8Al（5213）深沖鋼。需保證非時效性時，在牌號末尾加N為SPCEN。冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸д{(diào)質(zhì)代號：退火狀態(tài)為A，標準調(diào)質(zhì)為S，1/8硬為8，1/4硬為4，1/2硬為2，硬為1。表面加工代號：無光澤精軋為D，光亮精軋為B。如SPCC-SD表示標準調(diào)質(zhì)、無光澤精軋的一般用冷軋?zhí)妓乇“?。再如SPCCT-SB表示標準調(diào)質(zhì)、光亮加工，要求保證機械性能的冷軋?zhí)妓乇“?。H.JIS機械結(jié)構(gòu)用鋼牌號表示方法為：S+含碳量+字母代號（C、CK），其中含碳量用中間值×100表示，字母C：表示碳K：表示滲碳用鋼。如碳結(jié)卷板S20C其含碳量為0.18-0.23%。管材：(1)概念：管材就是用于制作管件的材料。(2)分類：A.按生產(chǎn)方法可分為：1)無縫管——熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管2)焊管a)按工藝分——電弧焊管、電阻焊管（高頻、低頻）、氣焊管、爐焊管b)按焊縫分——直縫焊管、螺旋焊管B.按斷面形狀可分為：1)簡單斷面鋼管——圓形鋼管、方形鋼管、橢圓形鋼管、三角形鋼管、六角形鋼管、菱形鋼管、八角形鋼管、半圓形鋼圓、其他2)復雜斷面鋼管——不等邊六角形鋼管、五瓣梅花形鋼管、雙凸形鋼管、雙凹形鋼管、瓜子形鋼管、圓錐形鋼管、波紋形鋼管、表殼鋼管等C.按壁厚分類——薄壁鋼管、厚壁鋼管D.按口徑分類——大口徑無縫鋼管、小口徑無縫鋼管E.按用途分類——管道用鋼管、熱工設(shè)備用鋼管、機械工業(yè)用鋼管、石油、地質(zhì)鉆探用鋼管、容器鋼管、化學工業(yè)用鋼管、特殊用途鋼管等F.按連接可分為：光管（管端不帶螺紋）和車絲管（管端帶有螺紋）。2金屬1、概念：金屬是具有光澤、有良好的導電性、導熱性與機械性能，并具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)。目前世界上有86種金屬。根據(jù)金屬的顏色和性質(zhì)等特征，將金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。2、黑色金屬：狹義的黑色金屬是指鐵和鐵的合金，如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎(chǔ)，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn)品，主要用來煉鋼和制造鑄件。把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉，即得到鑄鐵（液狀），把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄鐵叫鑄鐵件。鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵合金是煉鋼的原料之一，在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。廣義的黑色金屬是指鐵、錳、鉻及其合金?！昂谏饘佟辈⒉灰欢ㄊ呛诘?，純鐵是銀白色的，錳是銀白色的，鉻是灰白色的。因鐵的表面常常生銹形成一層黑色的四氧化三鐵與棕褐色的氧化鐵的混合物，看上去是黑色的，故人們稱之為“黑色金屬”。常說的“黑色冶金工業(yè)”，主要是指鋼鐵工業(yè)。因為最常見的合金鋼是錳鋼與鉻鋼，這樣，人們把錳與鉻也算成是“黑色金屬”了。3、鋼鐵：鋼鐵是鐵與C（碳）、Si（硅）、Mn（錳）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所組成的一種合金。在組成鋼鐵的元素中，除了Fe以外，C是影響鋼鐵的機械性能的最主要的元素，故鋼鐵又稱為鐵碳合金。根據(jù)含碳量不同，可將鋼鐵分為鋼、生鐵、純鐵三種。其中，鋼是指含碳質(zhì)量百分比介于0.0218%-2.11%之間的鐵碳合金的統(tǒng)稱(部分鉻鋼的含碳量允許大于2%)，含碳量在2.11%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵，含碳量小于0.0218%的稱為純鐵，又俗稱熟鐵。4、有色金屬：除了鐵、錳、鉻以外，其他的金屬統(tǒng)稱有色金屬。在有色金屬中，按照比重將鋁、鎂、鋰、鈉、鉀等比重小于4.5的金屬叫做“輕金屬”，而將銅、鋅、鎳、汞、錫、鉛等比重大于4.5的金屬叫做“重金屬”，將金、銀、鉑、鋨、銥等比較貴重的金屬叫做“貴金屬”，將鐳、鈾、釷、釙、锝等具有放射性的金屬叫做“放射性金屬”，將鈮、鉭、鋯、镥、金、鐳、鉿、鈾等地殼中含量較少，或者比較分散的金屬稱為“稀有金屬”。3鋼的分類嚴格地說，鋼是含碳量在0.0218%-2.11%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，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，同時，還加入了一些其他合金元素，使得鋼具有不同的性能。從不同的方面，鋼可以分類如下：1、按品質(zhì)(有害元素P、S的含量不同)不同可分類如下：(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.、按化學成份(合金元素的不同)可分類如下：(1)碳素鋼：碳素鋼是指鋼中碳含量低于2%(工業(yè)上應(yīng)用的碳素鋼碳含量一般不超過1.4%，因含碳量超過此量后，鋼表現(xiàn)出很大的硬脆性，并且加工困難，失去生產(chǎn)和使用價值)，并有少量硅、錳以及磷、硫等雜質(zhì)的鐵碳合金。根據(jù)鋼中碳含量的不同，碳素鋼可分類如下：a.低碳鋼（C≤0.25%），又稱軟鋼，易于接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用于制造鏈條，鉚釘，螺栓，軸等；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%），熱加工及切削性能良好，焊接性能較差，強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低于低碳鋼，可不經(jīng)熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經(jīng)熱處理后使用，淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能，所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應(yīng)用，除作為建筑材料外，還大量用于制造各種機械零件；c.高碳鋼（0.60%≤C≤1.4%），常稱工具鋼，可以淬硬和回火。錘、撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造，切削工具如鉆頭，絲攻，鉸刀等由含碳量0.90%至1.00%的鋼制造。按照鋼的品質(zhì)不同，碳素鋼又可分類如下：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(又稱普通碳素鋼)：其特點是對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類：甲類（A類）是保證力學性能的鋼，乙類（B類）是保證化學成分的鋼，特類(C類）是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。b.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。根據(jù)含錳量的不同，又可分為普通含錳量（0.25～0.8%）和較高含錳量（0.7～1.0%和0.9～1.2%）兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性，強化鐵素體，提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”，如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。按照用途不同，又可分類如下：a.碳素工具鋼：含碳量在0.6～1.4%之間，經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性，主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具；b.碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于各種工程結(jié)構(gòu)當中，根據(jù)屈服強度分為Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等5個牌號，每個牌號根據(jù)質(zhì)量不同又可分為A、B、C、D四個等級(最多四個等級，有的只有一個等級)，另外，根據(jù)冶煉過程中脫氧方法不同又可分為：F—沸騰鋼、b—半鎮(zhèn)靜鋼、Z—鎮(zhèn)靜鋼、TZ—特殊鎮(zhèn)靜鋼。(2)合金鋼(alloysteel)：合金鋼是指鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素（如鉻、鎳、鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等），有的還含有某些非金屬元素（如硼、氮等）的鋼。通過添加不同含量的合金元素，并采取適當?shù)募庸すに?，便可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能的鋼。根據(jù)合金元素的含量不同可分類如下：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%）。按照合金元素的種類可分為：鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼、硅錳鉬釩鋼等。按主要用途可分為：結(jié)構(gòu)鋼(建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼、機械制造用結(jié)構(gòu)鋼)、工具鋼、特殊性能鋼。在合金鋼的合金元素中，根據(jù)元素與碳形成碳化物的難易程度可將合金元素分為三類：a.強碳化物形成元素，如釩、鈦、鈮、鋯等。這類元素只要有足夠的碳，在適當?shù)臈l件下，就形成各自的碳化物，僅在缺碳或高溫的條件下，才以原子狀態(tài)進入固溶體中。b.碳化物形成元素，如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態(tài)進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體，如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等，如果含量超過一定限度（除錳以外），又將形成各自的碳化物，如(Fe，Cr)7C3、(Fe，W)6C等。c.不形成碳化物元素，如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態(tài)存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素，如鋁、錳、硅、鈦、鋯等，極易和鋼中的氧和氮化合，形成穩(wěn)定的氧化物和氮化物，一般以夾雜物的形態(tài)存在于鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數(shù)量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等，如果含量超過它在鋼中的溶解度，則以較純的金屬相存在。3、按鋼的成形方法可分為：鍛鋼、鑄鋼、熱軋鋼、冷拉鋼。4、按金相組織分類：(1)退火狀態(tài)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+滲體）。(2)正火狀態(tài)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(fā)生相變的5、按用途分類：(1)建筑及工程用鋼：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。(2)結(jié)構(gòu)鋼a.機械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)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(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。6、綜合分類：(1)普通鋼a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a)Q195；(b)Q215(A、B)；(c)Q235(A、B、C)；(d)Q255(A、B)；(e)Q275。b.低合金結(jié)構(gòu)鋼c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級優(yōu)質(zhì)鋼）a.結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)爐鋼a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼;(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；?a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼;(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼；(d)頂?shù)讖痛怠.電爐鋼a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應(yīng)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(zhèn)靜鋼；c.鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。特殊鋼：對特殊鋼尚無統(tǒng)一的定義和概念，一般認為特殊鋼是指具有特殊的化學成分（合金化）、采用特殊的工藝生產(chǎn)、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要(或具有特殊用途)的鋼類。與普通鋼相0比，特殊鋼具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能，對P、S等有害元素、夾雜物、有害氣體元素以及其他殘余元素的要求更為嚴格。我國與日本、歐盟對特殊鋼的定義比較接近，將特殊鋼分成：優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、高合金鋼（合金元素大于10％）三大類，其中合金鋼和高合金鋼占特殊鋼產(chǎn)量的70％。主要鋼種有：優(yōu)特殊碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、滾珠軸承鋼、合金工具鋼、高合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼，以及高溫合金、精密合金、電熱合金等。目前世界上有近2000個特殊鋼牌號、約50000個品種規(guī)格。特殊鋼除了種類繁多之外，在規(guī)格上也表現(xiàn)出與普通鋼不同的特點。除了板、管、絲、帶、棒和異型材之外，還有復合材、表面合金化材、表面處理材、精鍛材、精密鑄件、粉末冶金制品等。4鋼的牌號表示方法一、概述：鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言，不同國家具有自己不同的表示方法(或標準)。在我國，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的方法來表示鋼號，即：鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如Si,Mn,Cr……等，混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示；產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示；鋼中主要化學元素含量(%)或者性能參數(shù)(如屈服強度)采阿拉伯數(shù)字表示。二、我國鋼號表示方法的分類說明1．碳素結(jié)構(gòu)鋼(1)由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（σs）為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。(2)必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。(3)專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。2．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(1)鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。(2)錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標出，例如50Mn。(3)沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。3．碳素工具鋼(1)鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。(2)鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。(3)錳含量較高者，在鋼號最后標出“Mn”，例如“T8Mn”。(4)高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“T8MnA”。4．易切削鋼(1)鋼號冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。(2)字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。(3)錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。5．合金結(jié)構(gòu)鋼(1)鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。(2)鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號后面應(yīng)標明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。(3)鋼中的釩V、鈦Ti、鋁Al、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。(4)高級優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。(5)專門用途的合金結(jié)構(gòu)鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。6．低合金高強度鋼(1)鋼號的表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。(2)對專業(yè)用低合金高強度鋼，應(yīng)在鋼號最后標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。7．彈簧鋼彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，后者基本上與合金結(jié)鋼相同。8．滾動軸承鋼(1)鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。(2)高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。9．合金工具鋼和高速工具鋼(1)合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。(2)鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數(shù)字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。(3)高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。10．不銹鋼和耐熱鋼(1)鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。(2)對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結(jié)構(gòu)鋼對微合金元素的表示方法標出。11．焊條鋼它的鋼號前冠以字母“H”，以區(qū)別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”，可以區(qū)別于不銹鋼“2Cr13”。12．電工用硅鋼(1)鋼號由字母和數(shù)字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。(2)字母之后的數(shù)字表示鐵損值（W/kg）的100倍。(3)鋼號尾部加字母“G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為50赫茲下檢驗的。例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產(chǎn)品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。13．電工用純鐵(1)它的牌號由字母“DT”和數(shù)字組成，“DT”表示電工用純鐵，數(shù)字表示不同牌號的順序號，例如DT3。(2)在數(shù)字后面所加的字母表示電磁性能：A——高級、E——特級、C——超級，例如DT8A。5鋼中元素的作用根據(jù)鋼的用途不同確定鋼的性能及質(zhì)量要求，根據(jù)鋼所需要的性能要求，結(jié)合不同元素的作用，可確定鋼的化學成分，從而確定其生產(chǎn)流程及關(guān)鍵工藝控制參數(shù)。鋼中各元素的作用如下：(1)碳：含碳量越高，剛的硬度就越高，但是它的可塑性和韌性就越差．(2)硫：是鋼中的有害雜物，含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時，容易脆裂，通常叫作熱脆性．(3)磷：能使鋼的可塑性及韌性明顯下降，特別的在低溫下更為嚴重，這種現(xiàn)象叫作冷脆性．在優(yōu)質(zhì)鋼中，硫和磷要嚴格控制．但從另方面看，在低碳鋼中含有較高的硫和磷，能使其切削易斷，對改善鋼的可切削性是有利的．(4)錳：能提高鋼的強度，能消弱和消除硫的不良影響，并能提高鋼的淬透性，含錳量很高的高合金鋼（高錳鋼）具有良好的耐磨性和其它的物理性能．(5)硅：它可以提高鋼的硬度，但是可塑性和韌性下降，電工用的鋼中含有一定量的硅，能改善軟磁性能．(6)鎢：能提高鋼的紅硬性和熱強性，并能提高鋼的耐磨性．(7)鉻：能提高鋼的淬透性和耐磨性，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用．(8)釩：能細化鋼的晶粒組織，提高鋼的強度，韌性和耐磨性．當它在高溫熔入奧氏體時，可增加鋼的淬透性；反之，當它在碳化物形態(tài)存在時，就會降低它的淬透性．(9)鉬：可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性，防止回火脆性，提高剩磁和嬌頑力．(10)鈦：能細化鋼的晶粒組織，從而提高鋼的強度和韌性．在不銹鋼中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象．(11)鎳：能提高鋼的強度和韌性，提高淬透性．含量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力．(12)硼：當鋼中含有微量的(0.001－0.005％)硼時，鋼的淬透性可以成倍的提高．(13)鋁：能細化鋼的晶粒組織，阻抑低碳鋼的時效．提高鋼在低溫下的韌性，還能提高鋼的抗氧化性，提高鋼的耐磨性和疲勞強度等．(14)銅：它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時更為明顯．6金屬材料的性能指標為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應(yīng)具備的性能（工藝性能）。材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學性能(也叫機械性能)。材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。(一)、機械性能機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性，主要包括以下方面的內(nèi)容：1、強度：金屬材料在外力作用下抵抗永久變形(或超過容許限度的殘余變形)和斷裂的能力稱為強度。強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。強度有狹義和廣義兩種涵義：狹義的強度問題指各種斷裂和塑性變形過大的問題；廣義的強度問題包括強度、剛度和穩(wěn)定性問題，有時還包括機械振動問題。強度是機械零部件首先應(yīng)滿足的基本要求。按外力作用的性質(zhì)不同，主要有屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等，工程常用的是屈服強度和抗拉強度，這兩個強度指標可通過拉伸試驗測出。2、屈服現(xiàn)象、屈服強度及屈服點(бs)：屈服現(xiàn)象：鋼材或試樣在拉伸時，當應(yīng)力超過彈性極限，即使應(yīng)力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，稱此現(xiàn)象為屈服。屈服點：材料發(fā)生屈服時的最小應(yīng)力值即為屈服點。屈服強度：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(guī)定產(chǎn)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(yīng)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(fā)生斷裂時所達到的最大應(yīng)力值稱為抗拉強度，也稱強度極限?？估瓘姸仁墙饘儆删鶆蛩苄宰冃蜗蚓植考兴苄宰冃芜^渡的臨界值，也是金屬在靜拉伸條件下的最大承載能力。與抗拉強度相應(yīng)的還有抗壓強度.抗彎強度等。對于塑性材料，它表征材料最大均勻塑性變形的抗力，拉伸試樣在承受最大拉應(yīng)力之前，變形是均勻一致的，但超出之后，金屬開始出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即產(chǎn)生集中變形；對于沒有(或很小)均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。4、延伸率或伸長率(δ)：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標距長度的百分比。工程上常將δ≥5%的材料稱為塑性材料，如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等；而把δ≤5%的材料稱為脆性材料，如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。5、斷面收縮率(Ψ)：材料在拉伸斷裂后，斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。6、硬度：指材料局部抵抗其它更硬物壓入其表面的能力。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能綜合體現(xiàn)的一個指標。它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。根據(jù)其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度.洛氏硬度和維氏硬度。7、沖擊韌性(Ak)：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2（J/cm2）（二）、工藝性能指材料承受各種加工、處理的性能，主要包括以下內(nèi)容：8、鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。9、焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。10、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。11、冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。12、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。13、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。（三）、化學性能指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時抵抗發(fā)生化學或電化學反應(yīng)的性能，主要包括以下方面：14、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。15、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。7金屬材料的檢驗金屬材料屬于冶金產(chǎn)品，從事金屬材料生產(chǎn)、訂貨、運輸、使用、保管和檢驗必須依據(jù)統(tǒng)一的技術(shù)標準——冶金產(chǎn)品標準。對從事金屬材料的工作人員必須掌握標準的有關(guān)內(nèi)容。我國冶金產(chǎn)品使用的標準為國家標準（代號為"國標"GB""）、部標（冶金工業(yè)部標準"YB"、一機部標準"JB"等、）企業(yè)標準三級。（一）包裝檢驗根據(jù)金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。1、散裝：即無包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、生鐵等。2、成捆：指尺寸較小、腐蝕對使用影響不大，如中小型鋼、管鋼、線材、薄板等。3、成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產(chǎn)品，如馬口鐵、硅鋼片、鎂錠等。4、成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。對捆箱、軸包裝產(chǎn)品應(yīng)首先檢查包裝是否完整。（二）標志檢驗標志是區(qū)別材料的材質(zhì)、規(guī)格的標志，主要說明供方名稱、牌號、檢驗批號、規(guī)格、尺寸、級別、凈重等。標志有：5、涂色：在金屬材料的端面，端部涂上各種顏色的油漆，主要用于鋼材、生鐵、有色原料等。6、打印：在金屬材料規(guī)定的部位（端面、端部）打鋼印或噴漆的方法，說明材料的牌號、規(guī)格、標準號等。主要用于中厚板、型材、有色材等。7、掛牌：成捆、成箱、成軸等金屬材料在外面掛牌說明其牌號、尺寸、重量、標準號、供方等。金屬材料的標志檢驗時要認真辨認，在運輸、保管等過程中要妥善保護。（三）規(guī)格尺寸的檢驗規(guī)格尺寸指金屬材料主要部位（長、寬、厚、直徑等）的公稱尺寸。8、公稱尺寸（名義尺寸）：是人們在生產(chǎn)中想得到的理想尺寸，但它與實際尺寸有一定差距。9、尺寸偏差：實際尺寸與公稱尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公稱尺寸叫正偏差，小于公稱尺寸叫負偏差。在標準規(guī)定范圍之內(nèi)叫允許偏差，超過范圍叫尺寸超差，超差屬于不合格品。10、精度等級：金屬材料的尺寸允許偏差規(guī)定了幾種范圍，并按尺寸允許偏差大小不同劃為若干等級叫精度等級，精度等級分普通、較高、高級等。11、交貨長度（寬度）：是金屬材料交貨主要尺寸，指金屬材料交貨時應(yīng)具有的長（寬）度規(guī)格。12、通常長度（不定尺長度）：對長度不作一定的規(guī)定，但必須在一個規(guī)定的長度范圍內(nèi)（按品種不同，長度不一樣，根據(jù)部、廠定）。13、短尺（窄尺）：長度小于規(guī)定的通常長度尺寸的下限，但不小于規(guī)定的最小允許長度。對一些金屬材料，按規(guī)定可交一部分"短尺"。14、定尺長度：所交金屬材料長度必須具有需方在訂貨合同中指定的長