钢材基础知识培训分析

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钢材价格
中国钢材价格从2006年就开始上浮，在2008年达到顶点，截止到今年中国钢材综合价格还是在持续上浮。 钢材价格上浮直接影响到，建筑行业发展，从2005年到2008年建筑行业的材料成本，平均增加了23.6%， 导致行业利润降低。
湖北弘毅钢结构工程有限公司
懂钢才能用好钢
钢材基础知识培训
培训单位：物资部 培训讲师：刘臣
钢铁行业基础

钢材的诞生 钢铁行业的基本流程 钢铁原材料 中国在世界钢铁中的地位
钢是如何诞生的？

钢的源头是铁矿砂，即铁元素（Fe）在自然界中的存在形式， 纯粹的铁在自然界中是不存在的，铁矿砂主要分为磁铁矿、 赤铁矿、褐铁矿三种，这些都是铁的氧化物，不同之处在于 它们的氧化方式。铁矿砂中的含铁量越高越好，理论上铁矿 砂中的最高含铁量在72%左右，含铁量在60%以上称为富铁 矿。铁矿砂先在熔炉内还原成铁（铣铁），再送入炼钢炉内 脱碳精炼成钢，废钢也可在炼钢炉熔炼再生。一般钢铁依使 用用途制成性质、形状各异的商品，既所谓的钢铁制品。通 常钢铁制品是将铁矿石还原，熔解成铣铁（炼铣），铣铁精 炼成钢（炼钢），钢再轧延、加工后制成各种钢铁制品，广 义的钢铁制品包含铸铁、铸钢、锻造钢品及钢材加工的制品。
2.、按化学成份分类 (1) 碳素钢：a.低碳钢（碳C≤0.25%）；b.中碳钢（碳C≤0.25~0.60%）； c.高碳钢（碳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。

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3.优质结构钢：这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是 采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(wс×10000)。例 如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45％；08钢表示钢中平均碳的 质量分数为0.08％，优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都 要经过热处理以提高力学性能。根据碳的质量分数不同，有不同的用 途。08、08F、10、10F钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成形性能 和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的 冷冲压件，如汽车身、拖拉机驾驶室等；15、20、25钢用于制作尺寸 较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如 活塞销、样板等；30、35、40、45、50钢经热处理(淬火+高温回火) 后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性， 用于制作轴类零件，例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、 连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；55、60、 65钢热处理(淬火+中温回火)后具有高的弹性极限，常用于制作负荷 不大、尺寸较小(截面尺寸小于12～15mm)的弹簧，如调压和调速弹 簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。
东北 产量：6224 消费量： 5246 差额：978 华北 产量：20030 消费量：10631 差额：9398 华东 产量：7258 消费量：10046 差额：-2788
华北地区 是钢材最 大输出区， 东南是最 大输入区
西南 产量：3770 消费量：5275 差额：-1505
中部 产量：8342 消费量：8253 差额：89




由于我国长期处于封建主义统治之下，束缚了生产力的发展。，1840年鸦 片战争以后，更沦为半封建半殖民地国家，经济凋敝，工业落后，古代在 铁结构方面的技术优势早已丧失殆尽。我国在1907年才建成了汉阳钢铁厂， 年产钢只有0．85吨。日本帝国主义侵略中国期间，曾在东北的鞍山、本溪 建设了几个钢铁企业，疯狂掠夺我国的宝贵资源。1943年是我国历史上钢 铁产量最高的一年，生产生铁180万吨，钢90万吨，绝大部分是在东北生产 的。这些钢铁很少用于建设，大部分被日本帝国主义用于反动的侵略战争。 新中国成立后，随着经济建设的发展，钢结构曾起过重要作用，如第一个 五年计划期间，建设了一大批钢结构厂房、桥梁。但由于受到钢产量的制 约，在其后很长一段时间内，钢结构被限制使用在其它结构不能替代的重 大工程项目中，在一定程度上，影响了钢结构的发展。 自1978年我国实行改革开放政策以来，经济获得了飞速的发展，钢产量逐 年增加。自1996年超过1亿吨以来，一直位列世界产钢的首位，2003年更达 到创纪录的2．2亿吨，逐步改变着钢材供不应求的局面。我国的钢结构技 术政策，也从“限制使用”改为积极合理地推广应用。近年来，随着市场 经济的不断完善，钢结构制作和安装企业像雨后春笋般在全国各地涌现， 外国著名结构厂商也纷纷打入中国市场。在多年工程实践和科学研究的基 础上，我国新的《钢结构设计规范》GB50017和《冷弯薄壁型钢结构技术 规范》GB50018也以发布实施。所有这些，为钢结构在我国的快速发展创 造了条件。
我国的钢铁产量位于世界第一位，但人均产量仍处于快速增长区 间。钢铁产量与人均钢铁产量的走势基本一致，并在同一时期达到峰 值，所以尽管中国的钢铁年产量目前己经超过发达国家成长期，甚至 成熟期的平均值，但人均钢产量的发展即使考虑到人口基数问题仍相
距甚远，说明中国钢铁行业距离达到成熟期还有相当的距离，目前仍
第一章钢材行业的发展
什么是钢？
钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。 统称为钢
备注：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。
钢结构的发展与应用



钢是铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可 分的。早在公元前2000年前，在人类古文明的发祥地之一的美索不达米亚 平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间）就出现了早 期的炼铁术。 我国也是较早发明炼铁技术的国家之一，在河南辉县等地出土的大批战国 时代（公元475—前221年）的铁制生产工具说明，早在战国时期，我国的 炼铁技术已经很盛行了。公元65年（汉明帝时代），已成功地用锻铁为环， 相扣成链，建成了世界上最早的铁链悬桥——兰津桥。此后，为了便利交 通，跨越深谷，曾陆续建造了数十座铁链桥。其中跨度最大的为17058（清 康熙四十四年）建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2．8m,跨长100m，由9根 桥面铁链和4根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚 桩上。该桥比美洲1801年才建造的跨长23m的铁索桥早了近百年，比号称世 界最早的英格兰跨长30m铸铁拱桥也早74年。 除鉄悬桥外，我国古代还建有许多铁建筑物，如公元694年（周武氏十一 年）在洛阳建成的“天枢”，高35m，直径4m，顶有直径为11．3m的“腾 云承露盘”，底部有直径约16．7m用来保持天枢稳定的“铁山”，相当符 合力学原理。又如公元1061年(宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔， 目前依然存在。所有这些都表明，我们中华民族对铁结构的应用，曾经居 于世界领先地位。
第二章钢材的分类
钢的分类方法

钢的分类方法多种多样，其主要方法有七 种
1.按品质分类 2.按化学成份分类 3.按成形方法分类 4.按金相组织分类 5.按用途分类 6.综合分类 7.按冶炼方法分类

1、按品质分类 (1) 普通钢（磷 P≤0.045%，硫S≤0.050%） (2) 优质钢（P、S均≤0.035%） (3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）
东南 产量：1741 消费量：7121 差额：-5380
从此图可以看出一个特点，输出量越小消耗量越大的地区都是经济水平较高的地区， 而且在这些地区建筑行业的发展是非常迅猛。
2011年中国钢铁占世界的位置：1等于12
世界十大钢铁生产国中国占五席
2008 名次 安赛乐米塔 尔
中国, 38
2011ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中国钢产量占全球的37.78%
国内铁矿资源分布

东北地区

鞍山 本溪 河北宣化、迁安、邯郸、邢台 内蒙、山西 湖北大冶、湖南湘潭、河南舞阳、安阳 江西、广东和海南都有一定储量 山东金岭、安徽江苏的沪宁矿区

华北地区


中南地区


华东地区


其他地区
全国分区域供 需关系
西北 产量：1560 消费量： 2352 差额：-792
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；镇静钢；d.特殊镇静钢。
主要钢铁生产工艺流程
焦 化 炼 铁 矿石采选 焦炉 炼 钢 连 铸 热 轧 冷 轧 涂 、 镀 等
人造块矿
转炉 高炉
电炉 连铸机 轧 机
烧结机 废钢 铁合金 钢材产品
全球矿石资源分布

澳大利亚

运距较近，运费相对 低廉 Al2O3含量偏高 巴西全境内铁矿均属 CVRD控股 品位高、杂质少、成 分稳定 储量丰富 多属贫矿，伴生矿， 开采难度大
处于成长阶段。
时至现在钢铁行业出现多样化发展
目前我公司使用的钢材种类，主要有三种。

1.碳钢 ： 碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。碳钢除含碳外 一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳 素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造 结构钢两种；按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc >0.25 ％<0.6％)和高碳钢(wc>O.6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含 磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低)，一 般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。 2.碳素结构钢：这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+ 数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数 值，例如Q275表示屈服点为275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D， 则表示钢材质量等级不同，含S、P的量依次降低，钢材质量依次提高。若在 牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’ 或“b”者为镇静钢。例如Q235-A· F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢， Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢，碳素结构钢一般情况下都不经热 处理，而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数 低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接 钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255 和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通 常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴 节、销等零件。

巴西

南非
加拿大 瑞典
0
5000
70% 65% 印度 澳大利亚 其他 60% 俄罗斯 巴西 55% 50% 45% 10000 40% 15000 20000 25000 30000 35% 中国大陆 美国 30% 乌克兰 25% 20%

品位（% ）

中国

原矿储量（亿吨）

俄罗斯 印度 南非
33.3
33.1 33 27.7 24.4 23.4 23.3 23.3
-6.4 -2.7 37 -7.9 -1 2 8.3
中国钢产量等于前2～9国家之和
钢产量：百万吨
600 500 400 300 200 100 0
武汉钢铁集 团
塔塔钢铁 鞍本钢铁集 团
502
119 92
69
55
54
46
37
34
31
意大利, 市场份额 2 巴西, 3 乌克兰, 3 德国, 3 韩国, 4 印度, 4 俄罗斯, 5 美国, 7 日本, 9
变化%
产量 （百万吨） 103.3 35.6 35.4 -11.3 0.7 23.8
1 2 3
新日铁 宝钢集团 河北钢铁集 团 浦项 JFE钢
4
5 6 7 8 9 10= 10=