good钢及合金的疑点问答.docx
- 文档编号:14800020
- 上传时间:2023-06-27
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:41.18KB
good钢及合金的疑点问答.docx
《good钢及合金的疑点问答.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《good钢及合金的疑点问答.docx(22页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
good钢及合金的疑点问答
三、铁素体、奥氏体、马氏体简介
大家知道固态金属及合金都是晶体,即在其内部原子是按一定规律排列的,排列的方式一般有三种即:
体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。
金属是由多晶体组成的,它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。
组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构:
910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁,910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。
如果碳原子挤到铁的晶格中去,而又不破坏铁所具有的晶格结构,这样的物质称为固溶体。
碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体,它的溶碳能力极低,最大溶解度不超过0.02%。
而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体,它的溶碳能力较高,最高可达2%。
奥氏体是铁碳合金的高温相。
钢在高温时所形成的奥氏体,过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。
如以极大的冷却速度过冷到230℃以下,这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能,奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α固溶体,称为马氏体。
由于含碳量过饱和,引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低,脆性增大。
不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。
实验证明,只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高,因此,不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。
由于含铬量的提高,对钢的组织也有很大影响,当铬含量高而碳含量很少时,铬会使铁碳平衡,图上的Υ相区缩小,甚至消失,这种不锈钢为铁素体组织结构,加热时不发生相变,称为铁素体型不锈钢。
当含铬量较低(但高于12%),碳含量较高,合金在从高温冷却时,极易形成马氏体,故称这类钢为马氏体型不锈钢。
镍可以扩展Υ相区,使钢材具有奥氏体组织。
如果镍含量足够多,使钢在室温下也具有奥氏体组织结构,则称这种钢为奥氏体型不锈钢。
5什么是合金,什么是纯金属?
两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的,并具有金属性质的材料叫合金。
如黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,钢和生铁是铁碳合金。
由一种金属元素组成的物质或材料为纯金属。
实际上没有绝对纯的金属,这只是相对合金而言的一种金属元素的物质。
根据其纯度分为工业纯金属和化学纯金属,二者之间没有严格界限。
工业上生产与使用的大多为工业纯金属,化学纯金属的应用范围极有限,提炼也很困难。
6什么是工业纯铁、钢和生铁?
工业纯铁、钢、生铁都是铁碳合金,只是其碳含量不同。
金属学认为w[c]≤0.0218%的铁碳合金为工业纯铁;0.0218% 但在实际应用中,钢是以铁为主要元素,碳含量一般在2%以下,并含有其他元素材料的统称。 7什么叫铁素体,什么叫奥氏体,什么叫渗碳体? 碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体称铁素体。 它可溶解碳量在0.008%~0.0218%之间,铁素体用“F”表示,是钢的主要成分;碳溶解于γ-Fe中的间隙固溶体称奥氏体,用A表示,奥氏体是钢进行轧制以及热处理的晶体组织,部分高合金钢在室温下也以奥氏体形式存在。 渗碳体是质量分数为93.31%的铁和6.69%的碳化合而成的碳化铁,即Fe3C,渗碳体的硬度高、脆性大,是钢的强化相。 什么是渗碳体? 渗碳体的分子式为Fe3C,它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。 渗碳体的含碳量为6.69%;熔点为1227℃左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,渗碳体在230℃以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;渗碳体硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于零,脆性极大。 渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。 渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。 渗碳体是碳钢中主要的强化相,它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。 同时Fe3C又是一种介(亚)稳定相,在一定条件下会发生分解。 8什么是珠光体,什么叫马氏体? Fe-Fe3C在相图中的共析转变发生在727℃的PSK线,碳含量在0.77%的S点,同时析出铁素体与渗碳体的机械混合物,此种机械混合物是在铁索体基体上分布着片层状的渗碳体组织,由于它在显微镜下呈现珍珠光泽,因此称其为珠光体。 珠光体中铁素体与渗碳体相对量之比约为7: 1。 碳含量为0.77%的铁碳合金称共析钢。 碳含量在0.77%~2.11%之间的铁碳合金为过共析钢;奥氏体沿ES线析出渗碳体,碳含量逐渐降低直到等于0.77%时,发生共析转变。 所以在这个碳含量范围的钢平衡组织是渗碳体+珠光体。 碳含量小于0.77%的铁碳合金称亚共析钢,奥氏体沿GS线析出铁素体,碳含量逐渐增高,直到碳含量等于0.77%,发生共析转变。 所以亚共析钢平衡组织是铁素体+珠光体。 以上是在冷却速度非常缓慢的情况下,铁、碳原子有条件充分扩散得到的平衡组织。 当奥氏体迅速冷却到较低温度(200℃以下),铁、碳原子来不及扩散,碳被迫过量溶解在α-Fe中。 碳在α-Fe中形成的过饱和固溶体叫做马氏体。 马氏体是一种针状组织,其硬度比珠光体高,塑性、韧性差,脆性高,是非平衡组织、不稳定组织。 钢材的分类 钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。 为便于采购、订货和管理,我国目前将钢材分为十六大品种: 类 别 品 种 说 明 型材 重轨 每米重量大于30千克的钢轨(包括起重机轨) 轻轨 每米重量小于或等于30千克的钢轨 大型型钢 普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边 和不等边角钢及螺纹钢等。 按尺寸大小分为大、中、小型 中型型钢 小型型钢 线材 直径5-10毫米的圆钢和盘条 冷弯型钢 将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢 优质型材 优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等 其它钢材 包括重轨配件、车轴坯、轮箍等 板材 薄钢板 厚度等于和小于4毫米的钢板 厚钢板 厚度大于4毫米的钢板。 可分为中板(厚度大于4mm小于20mm)、厚板(厚度大于20mm小于60mm)、特厚板(厚度大于60mm) 钢带 也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板 电工硅钢薄板 也叫硅钢片或矽钢片 管材 无缝钢管 用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管 焊接钢管 将钢板或钢带卷曲成型,然后焊接制成的钢管 金属制品 金属制品 包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等 钢的分类 一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。 1、黑色金属是指铁和铁的合金。 如钢、生铁、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。 2、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。 3、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%-2.3%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、按品质分类 (1)普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%) (2)优质钢(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、按成形方法分类: (1)锻钢; (2)铸钢;(3)热轧钢;(4)冷拉钢。 4、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)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)结构钢 a.机械制造用钢: (a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢: 包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢: 包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 b.弹簧钢 c.轴承钢 (3)工具钢: a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。 (4)特殊性能钢: a.不锈耐酸钢;b.耐热钢: 包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。 (5)专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。 6、综合分类 (1)普通钢 a.碳素结构钢: (a)Q195;(b)Q215(A、B);(c)Q235(A、B、C);(d)Q255(A、B);(e)Q275。 b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢 (2)优质钢(包括高级优质钢) a.结构钢: (a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。 b.工具钢: (a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。 c.特殊性能钢: (a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。 7、按冶炼方法分类 (1)按炉种分 a.平炉钢: (a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。 b.转炉钢: (a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。 或(a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。 c.电炉钢: (a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。 (2)按脱氧程度和浇注制度分 a.沸腾钢;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。 钢材的尺寸和重量 一、钢材长度尺寸 钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸,是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。 钢材长度的法定计量单位是米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)。 在现行习惯中,也有用英寸(″)表示的,但它不是法定计量单位。 1.钢材的范围定尺是节省材料的一种有效措施。 范围定尺就是长度或长乘宽不小于某种尺寸,或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围内交货。 生产单位可以按此尺寸要求进行生产供货。 2.不定尺(通常长度)凡产品尺寸(长度或宽度),在标准规定范围内,而又不要求固定尺寸的叫不定尺。 不定尺长度又叫通常长度(通尺)。 按不定尺交货的金属材料,只要在规定长度范围内交货即可。 例如,不大于25mm的普通圆钢,其通常长度规定为4-10m,则长度在此范围内的圆钢都可以交货。 3.定尺按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。 按定尺长度交货时,所交金属材料必须具有需方在订货合同中指定的长度。 例如,合同上注明按定尺长度5m交货,则所交货的材料必须都是5m长的,短于5m或长于5m均为不合格。 但实际上交货不可能都是5m长,因此规定了允许有正偏差,而不允许有负偏差。 4.倍尺按订货要求的固定尺寸切成整倍数的称为倍尺。 按倍尺长度交货时,所交金属材料的长度必须为需方在订货合同中指定的长度(叫单倍尺)的整数倍数(另加锯口)。 例如,需方在订货合同中要求单倍尺长度为2m,那么,切成双倍尺时长度即为4m,切成3倍尺时即为6m,并分别加上一个或两个锯口量。 锯口量在标准中有规定。 倍尺交货时,只允许有正偏差,不允许出现负偏值。 5.短尺长度小于标准规定的不定尺长度下限,但不小于允许的最短长度的叫短尺。 例如,水、煤气输送钢管标准中规定,允许每批有10%的(按根数计算)2-4m长的短尺钢管。 4m即为不定尺长度的下限,允许的最短长度为2m。 6.窄尺宽度小于标准规定的不定尺宽度下限,但不小于允许的最窄宽度的叫窄尺。 按窄尺交货时,必须注意有关标准规定的窄尺比例和最窄尺。 二、钢材长度尺寸举例 1.型钢的长度尺寸 ⑴火车轨的标准长度有12.5m和25m两种。 ⑵圆钢、线材、钢丝尺寸以直径d的毫米(mm)数标定。 ⑶方钢尺寸以边长a的毫米(mm)数标定。 ⑷六角钢、八角钢尺寸以对边距离s的毫米(mm)数标定。 ⑸扁钢的尺寸以宽度b和厚度d的毫米(mm)数标定。 ⑹工字钢、槽钢的尺寸以腰高h、腿宽b和腰厚d的毫米(mm)数标定。 ⑺等边角钢的尺寸以相等边宽b和边厚d的毫米(mm)数标定。 不等边角钢的尺寸以边宽B、b和边厚d的毫米(mm)数标定。 ⑻H型钢的尺寸以腹板高度h、翼板宽度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的毫米(mm)数标定。 2.钢板、钢带的长度尺寸 ⑴一般以钢板的厚度d的毫米(mm)数标定。 而钢带则以钢带的宽度b和厚度d的毫米(mm)数标定。 ⑵单张钢板有规定的不同尺寸,如热轧钢板有: 1mm厚的钢板,有宽度600×长度2000mm;650×2000mm;700×1420mm;750×1500mm;900×1800mm;1000×2000mm等。 3.钢管的长度尺寸 ⑴一般以钢管的外径D、内径和壁厚S的毫米(mm)数标定。 ⑵每种钢管有规定的不同尺寸,如无缝钢管外径50mm的,壁厚有2.5-10mm的15种;或者说相同壁厚5mm的,外径有32-195mm的29种。 又如焊接钢管公称口径25mm的壁厚有3.25mm的普通钢管和4mm的加厚钢管。 三、钢材重量 1.钢材的理论重量 钢材的理论重量是按钢材的公称尺寸和密度(过去称为比重)计算得出的重量称之为理论重量。 这与钢材的长度尺寸、截面面积和尺寸允许偏差有直接关系。 由于钢材在制造过程中的允许偏差,因此用公式计算的理论重量与实际重量有一定出入,所以只作为估算时的参考。 2.钢材的实际重量 钢材实际重量是指钢材以实际称量(过磅)所得的重量,称之为实际重量。 实际重量要比理论重量准确。 3.钢材重量的计算方法 ⑴毛重是“净重”的对称,是钢材本身和包装材料合计的总重量。 运输企业计算运费时按毛重计算。 但钢材购销中是按净重计算。 ⑵净重是“毛重”的对称。 钢材毛重减去包装材料重量后的重量,即实际重量,称之为净重。 在钢材购销中一般按净重计算。 ⑶皮重钢材包装材料的重量,称之为皮重。 ⑷重量吨按钢材毛重计算运费时使用的重量单位。 其法定计量单位为吨(1000kg),还有长吨(英制重量单位1016.16kg)、短吨(美制重量单位907.18kg)。 ⑸计费重量亦称“计费吨”或“运费吨”。 运输部门收取运费的钢材重量。 不同的运输方式,有不同的计算标准和方法。 如铁路整车运输,一般以所使用的货车标记载重作为计费重量。 公路运输则是结合车辆的载重吨位收取运费。 铁路、公路的零担,则以毛重若干公斤为起码计费重量,不足时进整。 钢材理论重量计算 钢材理论重量计算的计量单位为公斤(kg)。 其基本公式为: W(重量,kg)=F(断面积mm2)×L(长度,m)×ρ(密度,g/cm3)×1/1000钢的密度为: 7.85g/cm3,各种钢材理论重量计算公式如下: 名称(单位) 计算公式 符号意义 计算举例 圆钢盘条 (kg/m) W=0.006165×d2 d=直径mm 直径100mm的圆钢,求每m重量。 每m重量=0.006165×1002=61.65kg 螺纹钢(kg/m) W=0.00617×d2 d=断面直径mm 断面直径为12mm的螺纹钢,求每m重量。 每m重量=0.00617×122=0.89kg 方钢 (kg/m) W=0.00785×a2 a=边宽mm 边宽20mm的方钢,求每m重量。 每m重量=0.00785×202=3.14kg 扁钢 (kg/m) W=0.00785×b×d b=边宽mm d=厚mm 边宽40mm,厚5mm的扁钢,求每m重量。 每m重量=0.00785×40×5=1.57kg 六角钢 (kg/m) W=0.006798×s2 s=对边距离mm 对边距离50mm的六角钢,求每m重量。 每m重量=0.006798×502=17kg 八角钢 (kg/m) W=0.0065×s2 s=对边距离mm 对边距离80mm的八角钢,求每m重量。 每m重量=0.0065×802=41.62kg 等边角钢 (kg/m) W=0.00785×[d(2b–d)+0.215(R2–2r2)] b=边宽 d=边厚 R=内弧半径 r=端弧半径 求20mm×4mm等边角钢的每m重量。 从冶金产品目录中查出4mm×20mm等边角钢的R为3.5,r为1.2,则每m重量=0.00785×[4×(2×20–4)+0.215×(3.52–2×1.22)]=1.15kg 不等边角钢 (kg/m) W=0.00785×[d(B+b–d)+0.215(R2–2r2)] B=长边宽 b=短边宽 d=边厚 R=内弧半径 r=端弧半径 求30mm×20mm×4mm不等边角钢的每m重量。 从冶金产品目录中查出30×20×4不等边角钢的R为3.5,r为1.2,则每m重量=0.00785×[4×(30+20–4)+0.215×(3.52–2×1.22)]=1.46kg 槽钢 (kg/m) W=0.00785×[hd+2t(b–d)+0.349(R2–r2)] h=高 b=腿长 d=腰厚 t=平均腿厚 R=内弧半径 r=端弧半径 求80mm×43mm×5mm的槽钢的每m重量。 从冶金产品目录中查出该槽钢t为8,R为8,r为4,则每m重量=0.00785×[80×5+2×8×(43–5)+0.349×(82–42)]=8.04kg 工字钢 (kg/m) W=0.00785×[hd+2t(b–d)+0.615(R2–r2)] h=高 b=腿长 d=腰厚 t=平均腿厚 R=内弧半径 r=端弧半径 求250mm×118mm×10mm的工字钢每m重量。 从金属材料手册中查出该工字钢t为13,R为10,r为5,则每m重量=0.00785×[250×10+2×13×(118–10)+0.615×(102–52)]=42.03kg 钢板 (kg/m2) W=7.85×d d=厚 厚度4mm的钢板,求每m2重量。 每m2重量=7.85×4=31.4kg 钢管(包括无 缝钢管及焊接 钢管(kg/m) W=0.02466×S(D–S) D=外径 S=壁厚 外径为60mm壁厚4mm的无缝钢管,求每m重量。 每m重量=0.02466×4×(60–4)=5.52kg 不锈钢的有关实用知识 一、不锈钢热轧钢板 不锈钢热轧钢板是用热轧工艺生产的不锈钢钢板。 厚度不大于3mm的为薄板,厚度大于3mm的为厚板。 用于化工、石油、机械、船舶等行业制造耐蚀零件、容器和设备。 其分类和牌号如下: 1.奥氏体型钢 (1)1Cr17Mn6Ni15N; (2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)0Cr18Ni9; (6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12; (11)0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13)0Cr17Ni12Mo2;(14)00Cr17Ni14Mo2; (15)0Cr17Ni12Mo2N;(16)00Cr17Ni13Mo2N;(17)1Cr18Ni12Mo2Ti;(18)0Cr18Ni12Mo2Ti; (19)1Cr18Ni12Mo3Ti;(20)0Cr18Ni12Mo3Ti;(21)0Cr18Ni12Mo2Cu2; (22)00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23)0Cr19Ni13Mo3;(24)00Cr19Ni13Mo3;(25)0Cr18Ni16Mo5; (26)1Cr18Ni9Ti;(27)0Cr18Ni10Ti;(28)0Cr18Ni11Nb;(29)0Cr18Ni13Si4 2.奥氏体——铁素体型钢 (30)0Cr26Ni5Mo2;(31)00Cr18Ni5Mo3Si2; 3.铁素体型钢 (32)0Cr13Al;(33)00Cr12;(34)1Cr15;(35)1Cr17;(36)1Cr17Mo;(37)00Cr17Mo; (38)00Cr18Mo2;(39)00Cr30Mo2;(40)00Cr27Mo 4.马氏体型钢 (41)1Cr12;(42)0Cr13;(43);1Cr13;(44)2Cr13;(45)3Cr13;(46)4Cr13; (47)3Cr16;(48)7Cr17 5.沉淀硬化型钢 (49)0Cr17Ni7Al 二、不锈钢冷轧钢板 不锈钢冷轧钢板是用冷轧工艺
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- good 合金 疑点 问答