钢材手册--钢铁材料的基本知识教材

钢铁手册
第一章钢铁材料的基本知识
一、钢铁材料的分类
二、钢铁产品牌号的表示方法
三、钢铁材料的使用性能
四、钢铁材料的工艺性能和试验
五、钢铁材料的热处理
六、合金元素对钢的性能影响
七、钢铁产品有关术语
八、钢材的标记
九、钢材理论质量计算公式
十、钢材的保管
第二章钢铁原料及制品
一、生铁
二、铁合金
三、铸铁
四、铸钢
五、锻钢
六、钢坯
第三单钢的品种及技术性能
一、结构钢
二、工具钢
三、轴承钢
四、特种钢
五、专业用钢
第四章型钢
通用型钢
专业用钢
冷弯型钢
线材
第五章钢板和钢带钢板
钢带
第六章钢管和铸铁管无缝钢管
焊接钢管
铸铁管
第七章钢丝和钢丝绳钢丝
钢丝绳
第八章特殊含金和钢材电工用钢
高温合金
耐蚀合金
精密合金
软磁合金
变形永磁合金
弹性合金
膨胀合金
精密电阻合金
热双金属和其他特殊合金
第九章附录
常用计量单位（新旧）对照换算
常用线规号与公称直径对照表
黑色金属硬度及强度换算值
主要钢铁生产企业
贸易知识
第一章钢铁材料的基本知识
一、钢铁材料的分类
1．生铁的分类
钢铁材料通常是指铁碳合金，按含碳量的大小分类，含碳量(质量分数)大于2％的为生铁，小于2％的为钢，含碳量(质量分数)小于0．04％的为工业纯铁。

1．生铁的分类(见表1．1)
表1-1生铁的分类
注：成分含量皆指质量分数。

2．铸铁的分类2006-08-25 16:20:00
表1-2铸铁的分类
3．钢的分类2006-08-25 17:03:00
表1-3钢的分类
表1．4非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值
(GB／T 13304—1991)
注：La系元素含量，也可为混合稀土含量总量。

表1-5非合金钢的主要分类及举例(GB／T 13304--1991)
表1-6 低合金钢的主要分类及举例（GB/T13304-1991）
表1-7合金钢的分类GB／T 13304--1991)
注：(x)表示该合金系列中还包括有其他合金元素，如cr(x)系，除Cr钢外，还包括CrMn钢等。

4．钢材及其分类
2007-05-28 11:37:00
炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。

钢材种类很多，一般可分为
型、板、管和丝四大类。

1、型钢类
型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。

按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。

前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。

直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。

2、钢板类
是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。

按厚度不同分薄板（厚度<4mm）、中板（厚度4-25mm）和厚板（厚度>25mm）三种。

钢带包括在钢板类内。

3、钢管类
是一种中空截面的长条钢材。

按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。

按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢管两大类。

4、钢丝类
钢丝是线材的再一次冷加工产品。

按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。

钢丝除直接使用外，还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制品。

二、钢铁产品牌号的表示方法
1、常用钢铁产品牌号的表示方法
2006-08-26 10:53:00
表1-8 钢铁材料的名称、用途、特性和工艺方法命名符号（GB/T221-1979）
①按照GB／T 717—1982《炼钢用生铁》的规定，统一采用汉语拼音字母“L”，(“L”为“炼”字汉语拼音第一个字母)为命名符号。

②根据GB700--88修改。

③根据GB699--88修改。

④根据GBl298--86修改。

表1-10 铁合金牌号的表示方法
表1-11铸铁牌号的表示方法
注：表中成分含量皆指质量分数
表1-13 钢产品号的表示方法
注：1.平均合金含量∠1.5%者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。

2.平均合金含量为1.5%~2.49%、2.50%~
3.49%、…、22.5%~23.49%、…时相应的注为2、3、…、23、…。

3.成份含量皆指质量指数。

2．钢铁及合金牌号统一数字代号体系（GB/T17616-1998）
2006-08-28 10:34:00
本标准适用于钢铁及合金产品牌号编制统一数字代号。

凡列入国家标准和行业标准的钢铁及合金产品应同时列入产品牌号和统一数字代号，相互对照，两种表示方法均有效。

(1)总则
(1)统一数字代号由固定的6位符号组成，左边第一位用大写的拉丁字母作前缀(一般不使用“I”和“0”字母)，后接5位阿拉伯数字。

( 2)每一个统一数字代号只适用于一个产品牌号；反之，每一个产品牌号只对应于一个统一数字代号。

当产品牌号取消后，一般情况下，原对应的统一数字代号不再分配给另一个产品牌号。

统一数字代号的结构型式如下：
(2)分类与统一数字分类
(1)钢铁及合金的类型和每个类型产品牌号统一数字代号见表1—14。

表1-14钢铁及合金的类型与统一数字代号
2)各类型钢铁及合金的细分类和主要编组及其产品牌号统一数字代号，见表1—15～表1—29。

表1-15合金结构钢细分类与统一数字代号
表1．16轴承钢细分类与统一数字代号
表1．17铸铁、铸钢及铸造合金细分类与统一数字代号
表1．18 电工用钢和纯铁细分类与统一数字代号
表1．19铁合金和生铁细分类与统一数字代号
表1．20高温合金和耐蚀合金细分类与统一数字代号
表1-21精密合金及其他特殊物理性能材料细分类与统一数字代号
表1．22低合金钢细分类与统一数字代号
表1．23杂类材料细分类与统一数字代号
表1．24粉末及粉末材料细分类与统一数字代号
表1-25快淬金属及合金细分类与统一数字代号
表1．26不锈、耐蚀和耐热钢细分类与统一数字代号
表1．27工具钢细分类与统一数字代号
表1．28非合金钢细分类与统一数字代号
表1．29焊接用钢及合金细分类与统一数字代号
3．钢材基本知识——钢铁牌号和命名
2007-06-04 16:45:00
一、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号
1、日本钢材(JIS系列)的牌号中普通结构钢主要由三部分组成第一部分表示材质，如：S（Steel）表示钢，F（Ferrum）表示铁；第二部分表示不同的形状、种类、用途，如P(Plate)表示板，T（Tube）表示管，K(Kogu)表示工具；第三部分表示特征数字，一般为最低抗拉强度。

如：SS400--第一个S表示钢(Steel)，第二个S表示"结构"（Structure），400为下限抗拉强度400MPa，整体表示抗拉强度为400 MPa的普通结构钢。

2、SPHC--首位S为钢Steel的缩写，P为板Plate的缩写，H为热Heat的缩写，C商业Commercial的缩写，整体表示一般用热轧钢板及钢带。

3、SPHD--表示冲压用热轧钢板及钢带。

4、SPHE--表示深冲用热轧钢板及钢带。

5、SPCC--表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。

其中第三个字母C为冷Cold的缩写。

需保证抗拉试验时，在牌号末尾加T为SPCCT。

6、SPCD--表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（13237）优质碳素结构钢。

7、SPCE--表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL（5213）深冲钢。

需保证非时效性时，在牌号末尾加N 为SPCEN。

冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为A，标准调质为S，1/8硬为8，1/4硬为4，1/2硬为2，硬为1。

表面加工代号：无光泽精轧为D，光亮精轧为B。

如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。

再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工，要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。

8、JIS机械结构用钢牌号表示方法为：S+含碳量+字母代号（C、CK），其中含碳量用中间值×100表示，字母C：表示碳 K：表示渗碳用钢。

如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。

二、我国及日本硅钢片牌号表示方法
1、中国牌号表示方法：
（1）冷轧无取向硅钢带（片）
表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T的单位重量铁损值。

）的100倍+厚度值的100倍。

如DW470-50 表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示为50W470。

（2）冷轧取向硅钢带（片）
表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.7T的单位重量铁损值。

）的100倍+厚度值的100倍。

有时铁损值后加G表示高磁感。

如DQ133-30表示铁损值为1.33，厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表示为30Q133。

（3）热轧硅钢板
热轧硅钢板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量≤2.8%）、高硅钢（含硅量＞2.8%）。

表示方法：DR+铁损值（用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T时的单位重量铁损值）的100倍+厚度值的100倍。

如
DR510-50表示铁损值为5.1，厚度为0.5mm的热轧硅钢板。

家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用JDR+铁损值+厚度值来表示，如JDR540-50。

2、日本牌号表示方法：
（1）冷轧无取向硅钢带
由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。

如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为≤4.7的冷轧无取向硅钢带。

（2）冷轧取向硅钢带
由公称厚度（扩大100倍的值）+代号G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值）。

如30G130表示厚度为0.3mm，铁损保证值为≤1.3的冷轧取向硅钢带。

三、宝钢1550冷轧产品牌号命名方法
（一）冲压用冷连轧钢带牌号命名方法
1、一般冲压用钢：BLCB—宝钢（BAOSTEEL）缩写；L—低碳（Low Carbon）；C—一般用（Commercial）
2、抗时效性低屈服钢：BLDB—宝钢（BAOSTEEL）缩写；L—低碳（Low Carbon）；D—冲压用（Drawing）
3、非时效性极深冲用钢：BUFD（BUSD）B—宝钢（BAOSTEEL）缩写；U—超级（Ultra）；F—成型（Formability）；D—冲压（Drawing）
4、非时效性超深冲用钢：BSUFDB—宝钢（BAOSTEEL）缩写；SU—超高级（Ultra+Super）；F—成型（Formability）；D—冲压（Drawing）
（二）冷成型用高强度冷连轧钢带牌号命名方法B ×××××
B—宝钢（BAOSTEEL）缩写；×××—最小屈服点值；×—一般用V、X、Y、Z表示
V：高强度低合金，屈服点与抗拉强度差值无规定
X：V中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别70MPa
Y：V中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别100MPa
Z：V中屈服点最小值与抗拉强度最小值差别140MPa
×—氧化物/硫化物夹杂控制（K：镇静、细晶粒；F：K+硫化物控制；O：K、F外）
例：B240ZK、B340VK
（三）抗凹陷性冷连轧钢带牌号命名方法
B ×××××
B—宝钢（BAOSTEEL）缩写
×××—最小屈服点值
×—强化方式（P：强化；H：烘烤硬化）
×—由1或2表示（1：超低碳；2：低碳）
例：B210P1：深冲压用高强度钢；B250P2：一般加工用含磷高强度钢；B180H1：深冲用烘烤硬化钢。

三、钢铁材料的使用性能
1．物理性能
2006-08-26 12:01:00
表1-30钢铁材料的物理性能
2．力学性能
2006-08-28 11:45:00
表l一31钢铁材料的力学性能
3．化学性能
2006-08-28 11:48:00
表1—32钢铁材料的化学性能
四、钢铁材料的工艺性能和试验
1．工艺性能
2006-08-28 11:53:00
表1-33钢铁材料的工艺性能
2．工艺性能试验2006-08-28 11:57:00
表1—34钢铁材料的工艺性能试验
五、钢铁材料的热处理
1．钢铁材料的基本组织2006-08-28 12:03:00
表1—35钢铁材料的基本组织
注：含碳量皆指质量分数。

2．钢铁材料的一般热处理2006-08-28 13:24:00
表1—36钢铁材料的一般热处理
六、合金元素对钢的性能影响
2006-08-28 13:43:00
表1—37主要合金元素对钢的性能影响
注：“+”表示提高，“一’’表示降低，“O”表示没有影响，“·”表示影响情况尚不清楚，多个“+”或“一”表示提
高或降低的强烈程度。

①表示在珠光体钢中；②表示在奥氏体钢中。

表1—38主要合金元素对钢性能影响的有关说明
注：各成分的含量皆指质量分数。

七、钢铁产品有关术语
1．常用钢产品术语
2006-08-28 14:05:00
表l一39常用钢产品术语
注："D"”"M。

"P分别表示c、s、Mn、P的质量分数。

2．钢材缺陷术语2006-08-28 14:18:00
表1—40钢材缺陷术语
过规定
4 弯曲度轧件在长度或宽度方向不平直，呈曲线状
5 镰刀弯钢板(或钢带)的长度方向在水平面上向一边弯曲
6 瓢曲度钢板(或钢带)在长度和宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象，使其成为“瓢形”或“船形”
7 扭转条形轧件沿纵轴扭成螺旋状
8 脱方、脱矩方形、矩形截面的材料对边不等或截面的对角线不等
9 拉痕(划道) 呈直线沟状，肉眼可见到沟底分布于钢材的局部或全长
10 裂纹一般呈直线状，有时呈Y形，多与拔制方向一致，但也有其他方向，一般开口处为锐角
ll 重皮(结疤) 表面呈舌状或鱼鳞片的翘起薄片：一种是与钢的本体相连结，并折合到表面上不易脱落；另一种是与钢的本体没有连结，但粘合到表面易于脱落
12 折叠钢材表面局部重叠，有明显的折叠纹
13 锈蚀表面生成的铁锈，其颜色由杏黄色到黑红色，除锈后，严重的有锈蚀麻点
14 发纹表面发纹是深度甚浅，宽度极小的发状细纹，一般沿轧制方向延伸形成细小纹缕
15 分层钢材截面上有局部的明显的金属结构分离，严重时则分成2～3层，层与层之间有肉眼可见的夹杂物
16 气泡表面无规律地分布呈圆形的大大小小的凸包，其外缘比较圆滑。

大部是鼓起的，也有的不鼓起而经酸洗平整后表面发亮，其剪切断面有分层
17 麻点(麻面) 表面呈现局部的或连续的成片粗糙面，分布着形状不一、大小不同的凹坑，严重时有类似桔子皮状的，比麻点大而深的麻斑
18 氧化颜色钢板(或钢带)经退火后在表面上呈现出浅黄色、深棕色、浅蓝色、深蓝色或亮灰色等
19 辊印表面有带状或片状的周期性轧辊印，其压印部位较亮，且没有明显的凸凹感觉
20 疏松钢的不致密性的表现。

切片经过酸液侵蚀以后，扩大成许多洞穴，根据其分布可分：一般疏松、中心疏松
2l 偏析钢中各部分化学成分和非金属夹杂物不均匀分布的现象。

根据其表现形式可分：树枝状、方框形、点状偏析和反偏析等
22 缩孔残余在横向酸浸试片的中心部位，呈现不规则的空洞或裂缝。

空洞或裂缝中往往残留着外来杂质
23 非金属夹杂物在横向酸性试片上见到一些无金属光泽，呈灰白色、米黄色和暗灰色等色彩，系钢中残留的氧化物、硫化物、硅酸盐等
24 金属夹杂物在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基体金属显然不同的金属盐
25 过烧观察经侵蚀后的显微组织时，往往在网络状氧化物周围的基体金属上可看到脱碳组织，其他金属如铜及其合金则有氧化铜沿晶界呈网络状或点状向试样内部延伸
26 白点它是钢的内部破裂的一种。

在钢件的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点，在经过磨光和酸蚀以后的横向切片上，则表现为细长的发裂，有时呈辐射状分布，有时则平行于变形方向或无规则地分布
27 晶粒粗大酸浸试片断口上有强烈金属光泽
28 脱碳钢的表层碳分较内层碳分降低的现象称为脱碳。

全脱碳层是指钢的表面因脱碳而呈现全部为铁素体组织部分；部分脱碳是指在全脱碳层之后到钢的含碳量未减少的组织处
3．钢材标准常用术语
2006-08-28 14:22:00
表l一41钢材标准常用术语
4．钢材交货状态2006-08-28 14:28:00
表l一42钢材交货状态
八、钢材的标记
1．钢材标记代号（GB／T15575—1995）2006-10-14 14:58:00
表1—43钢材标记代号
注：1．本标准适用于钢丝、钢板、型钢、钢管等的标记代号。

2．钢材标记代号采用与类别名称相应的英文名称首位字母(大写)和阿拉伯数字组合表示。

1．钢材标记代号（GB／T15575—1995）
2006-10-14 14:58:00
表1—43钢材标记代号
注：1．本标准适用于钢丝、钢板、型钢、钢管等的标记代号。

2．钢材标记代号采用与类别名称相应的英文名称首位字母(大写)和阿拉伯数字组合表示。

九、钢材理论质量计算公式
2006-08-28 15:41:00
表1-45钢材理论质量计算公式
注：用公式计算的理论质量与实际质量有一定的出入，误差一般约为O．2％～O．7％之间，只能作为估算时的参考。

十、钢材的保管
2006-08-28 15:46:00
表1—46钢材的保管
主要钢铁生产企业华东地区
华北地区
东北地区
中南地区
西南地区
西北地区
海外钢厂。