常用钢材基础知识要点.ppt

常用钢材基础知识 铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子序数是26。铁原子的外围电子层排布为3d64s2。 铁在化学反应时，铁原子最外层4s轨道上的两个电子容易失去使铁显+2价。但次外层3d轨道的6个电子处于未充满的不稳定状态，也容易再失去一个3d电子使铁显+3价。由于Fe3+的外围电子层排布变为3d54s0，这是一种半充满稳定结构，因此Fe3+比Fe2+要稳定。 铁在地壳中的藏量为4.2%，就金属而论，仅次于铝，占第二位。据不完全统计，到1971年，世界各国已查明的铁矿储量为2500亿吨以上。另外，还有5000亿吨属可利用的铁矿资源。 在大自然中，纯净的金属铁很少——只有从天上掉下来的“陨石”才几乎是纯铁（仅含一点点杂质镍Ni），绝大部分铁都是以化合物的状态存在：乌黑发亮、具有磁性的磁铁矿Fe3O4，紫红色的赤铁矿Fe2O3，棕黄色的褐铁矿2Fe2O3·3H2O，黑灰色的菱铁矿FeCO3，金光闪闪的黄铁矿FeS2。除了黄铁矿含硫太高，不适用于炼铁，一般只用作制造硫酸的原料外，磁铁矿等都是炼铁的原料。 我国是世界上最早发明冶炼铸铁的国家。我国考古工作者曾发现公元前五世纪的铁器，但数量不很多；另外，还发现公元前三、四世纪的铁器，数量较多，而且冶铸水平较高。如1950年，我国考古工作者曾在河南辉县固围村发掘战国时代的魏墓，发现铁制生产工具九十多件，其中有铁犁、铁锄、铁镰刀、铁斧、铁链等。从这些实物可以推断，我国劳动人民早在近三千年前的周代，已会冶炼铸铁了。到了公元前三、四世纪，我国铁器的使用便普遍起来。这说明我国使用铸铁的时间要比欧洲早出一千六百年，是我国古代劳动人民对世界冶金技术的伟大贡献。 从１９９６年起，中国钢铁产量已连续十多年稳居世界第一位。统计数据显示，２００７年中国粗钢产量达４．８９亿吨，不仅全球第一，且产量超过第二到第八的总和，占全球总产量的３６．４％。２００８年前11个月中国粗钢产量达４．６２亿吨，同比增长３．３％。 一、黑色金属、钢与有色金属的基本概念。 黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。 钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。 生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。 铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。 钢与铁的区别，含碳量小于2％的铁碳合金称作钢，含碳量大于2％时称作铁。 把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。 钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。 钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。 有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。 二、钢的分类 钢是含碳量在0.04%-2%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。 钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。 钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种： 1、钢材按品质分类 (1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%） (2) 优钢材质钢（P、S均≤0.035%） (3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%） 2.、按化学成份分类 (1) 碳素钢： a.低碳钢（C≤0.25%）； b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）； c.高碳钢（C≤0.60%）。 (2) 合金钢： a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）； b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）； c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。 3、钢材按成形方法分类： (1) 锻钢； (2) 铸钢； (3) 热轧钢； (4) 冷拉钢。 4、钢材按金相组织分类 (1) 退火状态的： a.亚共析钢（铁素体+珠光体）； b.共析钢（珠光体）； c.过共钢材析钢（珠光体+渗碳体）； d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。 (2) 正火状态的： a.珠光体钢； b.贝氏体钢； c.马氏体钢； d.奥氏体钢。 (3) 钢材无相变或部分发生相变的 5、按用途分类 (1) 建筑及工程用钢： a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。 (2