鋼材的生産工藝

碳習歌素鋼的定義及鋼中五元素 

　　含碳2％以下的鐵碳合金稱爲鋼。碳素鋼中的五元素是指化學(xu新著é)成(chéng)份中的主要組成(chéng)物，即 C、Si章飛、Mn、S、P（碳、矽、錳、硫、磷）。朋舊其次是在煉鋼過(guò)程中不可避免飛暗地會(huì)混入氣體，含O、H、N（氧能理、氫、氮）。此外，用鋁-矽脫氧鎮靜工藝中，必然在鋼麗道水中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0.020％時(shí)，還(會子hái)有細化晶粒的作用。 

　　化學(xué)元素對(duì)鋼性能(néng)費知的影響 

　　1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑通文性和沖擊性降低，當碳量0.23％超過(guò)時(shí)，鋼的焊接性能(n聽跳éng)變壞，因此用于焊接的低合金結構鋼，含厭很碳量一般不超過(guò)0.20％。碳量高還(hái)會(huì)降低鋼慢影的耐大氣腐蝕能(néng)力，在露天大些料場的高碳鋼就(jiù)易鏽蝕；此外，碳能(néng)增作海加鋼的冷脆性和時(shí)效敏化關感性。 

　　2、矽（Si）：在煉鋼過(gu亮兒ò)程中加矽作爲還(hái)原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含土遠有0.15－0.30％的矽。如果鋼中含矽量超過(guò弟花)0.50-0.60％,矽就(jiù)算合短玩金元素。矽能(néng)顯著提高鋼的彈性的些極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1店妹.0－1.2％的矽，強度可提高15－20％。矽和钼、鎢、鉻等結合長喝，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含矽1－4％的低碳鋼但朋，具有極高的導磁率，用于電器工業做矽鋼片。矽量增加，會(huì)降制明低鋼的焊接性能(néng)。 

　　3、錳（Mn）：在煉鋼過(guò)程中，錳是良好(hǎo)的脫氧劑化哥和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50％。在中懂碳素鋼中加入0.70％以上時(shí)會銀就(jiù)算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強自校度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能(néng)，如16東音Mn鋼比A3屈服點高40％。含錳11－14％土的的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機鏟鬥，球磨機襯闆等。錳量增高，減弱算是鋼的抗腐蝕能(néng)力，降低焊接性能(né得那ng)。 

　　4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性自什，使焊接性能(néng)變壞，降低塑性，使冷彎性能(néng)身好變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.04冷做5％，優質鋼要求更低些。&nbs做拍p;

　　5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害是黃元素。使鋼産生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋理章制時(shí)造成(chéng)裂紋。硫對(duì)焊秒森接性能(néng)也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055％來空，優質鋼要求小于0.040％。在鋼中加電樹入0.08-0.20％的硫，可以改善切一明削加工性，通常稱易切削鋼。 

　　6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能樹數(néng)顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。風中鉻又能(néng)提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不鏽鋼，耐熱鋼志公的重要合金元素。 

　　7、鎳(Ni)：鎳能(néng)提高鋼的強度，而又保持良好費銀(hǎo)的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能(néng)力購金，在高溫下有防鏽和耐熱能(néng)力。但由于空懂鎳是較稀缺的資源，故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。 飛白

　　8、钼(Mo)：钼能(néng)使鋼的晶粒細化，提他議高淬透性和熱強性能(néng)，在高溫時(shí)保持足夠的強度和抗著相蠕變能(néng)力(長(cháng)期在高溫下受到應力，發(fā)生變形但上，稱蠕變)。結構鋼中加入钼，能(néng)提高機械性能(néng)。&n嗎信bsp;還(hái)可以抑制合金鋼由學但于火而引起(qǐ)的脆性。在工具鋼中可提高紅性。&nb刀農sp;

　　9、钛(Ti)：钛是鋼中強河但脫氧劑。它能(néng)使鋼的内部組織緻密，細化晶粒力；降低時(s站呢hí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能(néng)。在鉻18鎳9奧氏體森下不鏽鋼中加入适當的钛，可避免晶間腐蝕。 

　　10、釩(V)：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5％的釩通還可細化組織晶粒，提高強度和韌性算都。釩與碳形成(chéng)的碳化鐘化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能(néng)力。 

　　11、鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。訊低鎢與碳形成(chéng)碳化鎢有很高的硬高土度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。&計快nbsp;

　　12、铌(Nb)：铌能(néng)細化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏畫森感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加铌，可提高歌我抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能(néng)力。铌可改理這善焊接性能(néng)。在奧氏體不鏽鋼中加铌聽分，可防止晶間腐蝕現象。 

　　13、钴(Co)：钴是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁服了性材料。 

　　14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所讀睡煉的鋼，往往含有銅。銅能(néng)提高強度和韌性，特别是大氣腐蝕性能(哥弟néng)。缺點是在熱加工時(shí)容易産生熱脆，鐵電銅含量超過(guò)0.5％塑性顯著降低。當銅含量小于0.50％對(du家車ì)焊接性無影響。 

　　15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量月高的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄闆的08A影的l鋼。鋁還(hái)具有抗氧化性和抗腐蝕性能(néng)，鋁與鉻、矽合用，多下可顯著提高鋼的高溫不起(qǐ)皮文女性能(néng)和耐高溫腐蝕的能(néng)力。鋁的缺點是影響河黃鋼的熱加工性能(néng)、焊接性能(néng)和切削加工性能(n拿車éng)。 

　　16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就(男工jiù)可改善鋼的緻密性和熱軋性能(néng)，提高強度。 通電

　　17、氮(N)：氮能(nén短從g)提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性從上。 

　　18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序數爲5為國7-71的15個镧系元素。這(zhè)作些些元素都(dōu)是金屬，但他們的氧化物很像“土”，所以習慣上稱稀土。從黃鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成(chéng)、形态、分布和性質，從而唱工改善了鋼的各種(zhǒng)性能區醫(néng)，如韌性、焊接性，冷加工公輛性能(néng)。在犁铧鋼中加入稀土，可提高耐磨村問性。 

　　生産工藝 

　　1、 鋼鐵是怎樣(yàng)煉成(chéng)的？&我們nbsp;

　　煉鋼的主要任務是按所煉鋼種(制不zhǒng)的質量要求，調整鋼中碳和合討家金元素含量到規定範圍之内，并使P、S、H、O、兒山N等雜質的含量降至允許限量之下。煉鋼過(guò)程實質上是一個氧化過(guò)木湖程，爐料中過(guò)剩的碳被(bèi)氧化醫木，燃燒成(chéng)CO氣體逸出，其它Si、P、Mn嗎多 等氧化後(hòu)進現朋(jìn)入爐渣中。S部份進(jìn)入煉渣中，部份則生成(chéng)SO畫也2排出。當鋼水成(chéng)份林你和溫度達到工藝要求後(hòu)，即可出鋼。爲了除去鋼中過(gu到廠ò)剩的氧及調整化學(xué)場那成(chéng)份，可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。&n光得bsp;

　　2、 轉爐煉鋼簡介 

　　從魚雷車運來的鐵水經(jīng)過(guò)脫硫、擋渣等處有湖理後(hòu)即可倒入轉爐中作爲主要爐料，另加10％&nb和厭sp;以下的廢鋼。然後(hòu)，向(xi短照àng)轉爐内吹氧燃燒，鐵水中的過(guò)量碳被(bèi)氧化并放好習出大量熱量，當探頭測得達到預定的低碳含量時(shí)，即停止吹氧并出從些鋼。一般在鋼包中需進(jìn)行脫氧及調整成訊影(chéng)份操作；然後(hòu)在鋼液表面飛銀(miàn)抛上碳化稻殼防止鋼水被(bèi)氧化，即可送往連鑄或模鄉計鑄工區。對(duì)要求高的鋼種(zhǒng)可增加底吹氩、RH真空處理、噴票北粉處理（噴SI—CA粉及變性石灰）可以有效降低鋼中的氣體西紅與夾雜，并有進(jìn)一步降碳及降硫的作用。在科關這(zhè)些爐外精煉措施後(hòu)還(hái)可以最終微調成(c新廠héng)份，滿足優質鋼材的需求。 

　　3、 初軋 

　　模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝，進(輛弟jìn)入均熱爐加熱，然後(hòu)通過男技(guò)初軋機及鋼坯連軋機軋成(chéng)闆坯、管坯、小方坯等初軋産品間謝，經(jīng)過(guò)切頭、國笑切尾、表面(miàn)清理，（火焰清理、打磨）高品近輛質産品則還(hái)需對(duì)初軋坯進(jìn)行扒皮和探傷，檢驗合格後舊但(hòu)入庫。目前初軋廠的産品有初軋闆坯、軋制方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用中街圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。初軋闆新紅坯主要供應熱軋廠作爲原料；軋制方坯除部份外供，主要送往高速線術去材軋機作原料。由于連鑄闆坯的先進(j女爸ìn)性，初軋闆坯的需求量大爲削減，因此轉向(xiàng)上述其它務風産品了。 

　　4、 熱連軋 

　　用連鑄闆坯或初軋闆坯作原料，經(jīng)步進(jìn)式加熱爐車地加熱，高壓水除鱗後(hòu)進(jìn)入美購粗軋機，粗軋料經(jīng)切頭、尾、再進文道(jìn)入精軋機，實施計算機 控制軋制，終軋後(hòu)中體即經(jīng)過(guò)層流冷卻（計算機控制冷卻速率）和卷取機這短卷取、成(chéng)爲直發(fā)通這卷。直發(fā)卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀，厚度、校刀寬度精度較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。要劇其卷重較重、鋼卷内徑爲760mm。(為工一般制管行業喜歡使用。)將(jiāng)笑書直發(fā)卷經(jīng)切頭、切尾、切邊及多道(dà商銀o)次的矯直、平整等精整線處理後(hòu)，再切闆或重卷，即成(c歌吧héng)爲：熱軋鋼闆、平整熱軋鋼卷、縱切帶等産品。熱軋精整卷若經金時(jīng)酸洗去除氧化皮并塗油後(hòu森志)即成(chéng)熱軋酸洗闆卷。該産品有局吃離部替代冷軋闆的趨向(xiàng)會在，價格适中，深受廣大用戶喜愛。 

　　5、 冷連軋 

　　用熱軋鋼卷爲原料，經(jīng)酸洗去除氧化皮後信書(hòu)進(jìn)行冷連軋，其資山成(chéng)品爲軋硬卷，由于連續冷變形引起(qǐ)的冷作硬化使軋問又硬卷的強度、硬度上升、韌塑指标下降，因此沖暗紙壓性能(néng)將(jiāng路微)惡化，隻能(néng)用于簡單變形的零件。軋硬卷可作爲熱鍍鋅信做廠的原料，因爲熱鍍鋅機組均設置有退火線。軋懂少硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷内徑爲610mm。 火小;

　　一般冷連軋闆、卷均應經(jīng)過(guò)連續退火（CAPL機組遠線）或罩式爐退火消除冷作硬化及軋制用麗應力，達到相應标準規定的力學(xué)性能(néng)指标。&n來書bsp;

　　冷軋鋼闆的表面(miàn)質量、外觀、尺寸紙作精度均優于熱軋闆，且其産品厚度右軋薄至0.18mm左右，因此深受山笑廣大用戶青睐。以冷軋鋼卷爲基闆進(jìn)行産品的深加路雨工，成(chéng)爲高附加值産品。如電鍍事北鋅、熱鍍鋅、耐指紋電鍍鋅、彩塗鋼闆卷及減振複合鋼闆、PVC&nbs間船p;複膜鋼闆等，使這(zhè)些産品具有美觀、高抗腐蝕等優良品質，得到了會分廣泛應用。冷軋鋼卷經(jīng)退火後(hòu)必須進(jìn)行精你多整，包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切闆等業算。冷軋産品廣泛應用于汽車制造、家電&n她離bsp;産品、儀表開(kāi)關、建築、爸話辦公家具等行業。鋼闆捆包後(hòu)的每包重票湖量爲3~5噸。平整分卷重一般爲3~10噸/卷。鋼卷内徑610m村藍m。 

　　大部分鋼材加工都(dōu)是通過(guò低匠)壓力加工，使被(bèi)加工的鋼（坯、錠等）産生塑性變形。根據鋼材加工雜藍溫度不同以分冷加工和熱加工兩(liǎng)種(zhǒng)。鋼材的主要加工方朋地法有： 

　　軋制：將(jiāng)金屬坯料通過(guò)一對(d銀我uì)旋轉軋輥的間隙（各種(zhǒng)形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面刀短(miàn)減小，長(cháng)度增加的壓力加工方法，這(zhè)是生紙店産鋼材最常用的生産方式，主要用來生産型材、闆材、管材。分冷軋、熱軋。&nb黃美sp;

　　鍛造：利用鍛錘的往複沖擊力或壓力機的壓力使坯料改變成(c她輛héng)我們所需的形狀和尺寸的一種(zhǒng報答)壓力加工方法。一般分爲自由鍛和模鍛，常用章還作生産大型材、開(kāi)坯等截面(miàn)黃商尺寸較大的材料。 

　　拉撥：是將(jiāng)已經(了海jīng)軋制的金屬坯料（型、管、制品等）通過(guò)模孔拉撥成(ché鄉電ng)截面(miàn)減小長(cháng)度廠制增加的加工方法大多用作冷加工。&喝多nbsp;

　　擠壓：是將(jiāng)金屬放在密閉的擠壓筒内，一端施加讀看壓力，使金屬從規定的模孔中擠出而火你得到有同形狀和尺寸的成(chéng)品的加工方法，多用于生産有色金屬個紙材料。 

　　6、 鋼的力學(xué)性能(néng)&相廠nbsp;

　　6.1拉力試驗 

　　按标準制備的拉力試樣(yàng)，安裝個歌在拉力試驗機的夾頭内，對(duì)試樣(yàng)緩慢施呢不加單軸向(xiàng)拉伸應力，直至試樣(yàng)被(bèi)拉跳體斷爲止的試驗稱作拉力試驗。 

　　6.1.1強度 

　　金屬材料在外力作用下，抵抗變形和斷裂的能(néng)力叫(jiào我一)強度。強度指标包括：比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強習飛度等。 

　　6.1.2比例極限 

　　對(duì)金屬施加拉力，金屬存在著(z人拍he)力與變形成(chéng)直線比例的階段，而這(zhè)個階靜務段的最大極限負荷Pp除以試樣(yàng)的原橫截面(miàn要這)積即爲比例極限，用σ&nbs物計p;p表示。 

　　6.1.3彈性極限 

　　金屬受外力作用發(fā)生了變形，外力去掉後(hòu)，能間問(néng)完全恢複原來的形狀，這(zhè)小視種(zhǒng)變形稱爲彈性變形。金屬能(néng電林)保持彈性變形的最大應力稱爲 彈性極雜爸限，用σe表示。 

　　6.1.4抗拉強度 

　　試樣(yàng)拉伸時(shí)，在拉斷前所承受的最大負荷你視除以原橫截面(miàn)積所得的應力，稱作抗拉強度，用σb表示。靜師當材料所受的外應力大于其抗拉 線多強度時(shí)，將(jiāng)也他會(huì)發(fā)生斷裂。因此σb越高，則表示它能(néng)承受愈費技大的外應力而不緻于斷裂。 

　　國(guó)外标準的結構鋼常跳朋按抗拉強度來分類，如SS400，其中400即表示σb的了年最小值爲400MPa超高強度鋼是指σb≥137吃可3 Mpa的鋼。 

　　6.1.5屈強比 

　　屈強比即屈服強度與抗拉強度之比值（σs/σb）。東銀屈服比值越高，則該材料的強度愈高，屈強比值愈低則塑性愈佳，沖姐來壓成(chéng)形性愈好(hǎo明樂)。如深沖鋼闆的屈強比值爲≤0.65。 

　　彈簧鋼一般均在彈性極限範圍内服役，受載荷時(shí)志得不允許産生塑性變形，因此要求彈簧鋼朋讀經(jīng)淬火、回火後(hòu)具也道有盡可能(néng)高的彈性極限和屈強比值（σs/σb可謝≥0.90）此外疲勞壽命與抗拉強度及表面(微歌miàn)質量往往有很大關聯。 

　　6.1.6塑性 

　　金屬材料在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能(néng)稱爲塑謝也性。塑性指标通常伸長(cháng)率和斷面(mià員錢n)收縮率表示。伸長(cháng)率與斷個事面(miàn)收縮率越高，則塑性越好(hǎo)。 

　　7、 沖擊韌性 

　　用一定尺寸和形狀的金屬試樣(yàng)，在規定類型畫購的沖擊試驗上受沖擊負荷折斷時(shí)，試樣遠看(yàng)刻槽處單位橫截面(miàn)上所消耗的沖擊功我亮，稱爲沖擊 韌性以αk表示。目前常用的一科10×10×55mm，帶2 歌紅;mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣(yàng)，标準上直接采用沖擊功綠文（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因爲單位 面懂多(miàn)積上的沖擊功并無實際意年也義。沖擊功對(duì)于檢查金屬材料在不同溫朋我度下的脆性轉化最爲敏感，而實際服役條件下的災難性破空家斷事(shì)故，往往與材料的沖擊功及服役溫&員醫nbsp;度有關。 因此在有關标準中常常規定某一溫度時姐新(shí)的沖擊功值爲多少 、還(hái)規定FATT她雨（斷口面(miàn)積轉化溫度）要低于某一溫度的技術條件。所謂紅媽FATT，即一組在不同溫度下的沖擊試樣(yàng)沖斷後(hòu)，對(duì好分)沖擊斷口進(jìn)行評定，當脆性斷裂占總面(miàn)吧就積的50％時(shí)所對(duì)應的溫度。由化匠于鋼闆厚度的影響，對(duì)厚度≤10mm的鋼闆，可取光動得3/4小尺寸沖擊試樣(yàng)（7.5×10×55mm）上我或1/2小尺寸沖擊試樣(yàng)（5×10×55mm）。但爸靜是一定要注意，同規格及同一溫度下的沖擊功值才可相有舊互比較。隻有在标準規定的條件下，才可按标準的換算方法，折算 成(長紙chéng)标準沖擊試樣(yàng)的沖擊功，再相互比農醫較。 

　　8、 硬度試驗 

　　金屬材料抵抗壓頭（淬硬的鋼球或具有12訊城00圓錐或角錐的金剛石壓頭）壓陷表面鐵議(miàn)的能(néng)力稱爲硬度。 根據試驗方法樹還和适用範圍的不同，硬度可分爲布氏硬度、洛氏硬度、維氏可長硬度、肖氏硬度以及顯微硬度、高溫硬度等。 

　　冶金産品常用的是布氏硬度和高水洛氏硬度。 

　　9、寶鋼企業标準（Q/BQB玩吃） 

　　寶鋼企标中的鋼号大緻可分爲三個來源：&n女外bsp;即從日本JIS标準、德國(guó)DIN标準移植及自但雨行開(kāi)發(fā)研制的鋼号。從日本JIS标準中移植來的鋼國雜号，一般首位常爲S（Steel）；從DIN标準移植來的鋼拿兒号，一般常以ST開(kāi)頭（Stahl德文中的“鋼”）；&n去師bsp;寶鋼自行開(kāi)發(fā)研制的鋼号，一般首位常以寶鋼的拼湖是音首位B開(kāi)頭。 

　　10、結構用熱連軋、冷連軋鋼闆及鋼帶 

　　結構鋼一般按強度分類，在鋼号中的數字往往務新代表抗拉強度的最低值。由于該類鋼常用于制作結構件，因此稱作爲結構鋼。志和結構鋼的強化機制傾向(xiàng)于降碳增錳固溶強化鐵素體、細化珠光體和玩湖添加微合金的析出強化、沉澱強化和細晶強化商電，以确保在提高強 度的同時(shí)仍保持較好(h答窗ǎo)的韌、塑指标并兼具良好(hǎo)的焊接性能(néng)。&件民nbsp;