A. 常用鋼材型及特性
現代技術影響著鋼材行業,因為它可以更好為環境考慮,節能,不會浪費木材。那麼常用的鋼材型有那幾種呢?它們分別有什麼特性呢?今天小編就為大家介紹幾種常用的鋼材型。
彈簧鋼
彈簧鋼主要是應有好的彈性,又由於它是在動載荷環境條件下工作的,所以對製造彈簧的材質最主要的應有高的屈服強度;在承受重載荷時不引起塑性變形;應有高的疲勞強度,在載荷反復作用下具有長的使用壽命;並有足夠的韌性和塑性,以防在沖擊力作用下突然脆斷。在碳素鋼中碳含量在0.60~0.90%之間的優質鋼是製造彈簧的鋼種,但碳素彈簧鋼的滲透性差,只宜製作小截面的彈簧,大截面的彈簧需要用合金鋼製作。在合金鋼中由於合金元素的強化作用,可制兄脊造彈簧的材質其含碳量可降低到0.5~0.7%。硅、錳、鉻、釩是彈簧鋼中最常用的合金元素。一般淬火後進行中溫回火可獲得高的彈性。
用途:主要用在機車、車輛、汽車、拖拉機、飛機的各種螺旋彈簧和板簧等。
碳素肢廳鋼
碳素鋼是指碳含量低於2%,並有少量硅、錳以及磷、硫等雜質的鐵碳合金。工業上應用的碳素鋼碳含量一般不超過1.4%。這是因為含碳量超過此量後,鋼表現出很大的硬脆性,並且加工困難,失去生產和使用價值。碳素鋼按其質量不同可分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼二類。優質碳素結構鋼規定硫、磷的允許含量比普通碳素鋼低,所以綜合機械性能比普通碳素鋼好。
生產製造方法。碳素鋼的冶煉通常在轉爐、平爐中進行。轉爐一般冶煉普通碳素鋼,而平爐可以冶煉各種優質鋼。近年來氧氣頂吹轉爐煉鋼技術發展很快,有趨勢可代替平爐煉鋼。將煉好的鋼液注入鋼錠模,就得到各種鋼錠。鋼錠經過鍛壓或軋制後便加工成各種形狀的鋼材和鍛件。鋼錠經過壓力加工後,能夠改善鋼的內部組織和夾雜物分布,所以同樣成分的鋼材要比鋼錠的性能優越一些。
用途:碳素鋼主要用來製造強度要求不高的機器零件和各種金屬構件。廣泛應用於機械製造的各個方面。如農業機械、機床、船舶等。它是一種應用最廣、用途最大的鋼材。
普通碳素結構鋼
普通碳素結構鋼又稱普通碳素鋼。與優質碳素鋼相比,對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。我國和某些國家根據交貨的保證條件,把普通碳素鋼分為三類:甲類鋼(A類鋼),只保證力學性能,不保證化學成分,乙類鋼(B類鋼),只保證化學成分,不保證力學性能;特類鋼(C類鋼),既保證化學成分,又保證力學性能。特類鋼常用於製造較重要的結構件。
鋼梁
工字鋼也稱鋼梁,是型鋼的一種,截面為工字形的長條鋼材。其規格以腰高(h)*腿寬(b)*腰厚(d)的毫米數表示,如工160*88*6,即表示腰高為160毫米,腿寬為88毫米,腰厚為6毫米的工字鋼。
主要用途:工字鋼廣泛用於各種建築結構、橋梁、車輛、支架、機械等。
熱軋H型鋼
H型鋼是一種截面面積分配更加優化、強重比更加合理的經濟斷面高效型材,因其斷面與英文字母H相同而得名。H型鋼具有抗彎能力強、施工簡單、節約成本和結構重量輕等優點,已被廣泛應。熱軋H型鋼的優點:H型鋼是一種新型經濟建築用鋼。H型鋼截面形狀經濟合理,力學性能好,軋制時截面上各點延伸較均勻、內應力小,與普通工字鋼比較,具有截面模數大、重量輕、節省金屬的優點,可使建築結構減輕30-40%;又因其腿內外側平行,腿端是直角,拼裝組合成構件,可節約焊接、鉚接工作量達到25%。常用於要求承截能力大,截面穩定性好的大型建築(如廠房、高層建築等),以及橋梁、船舶、起重運輸機械歷塵隱、設備基礎、支架、基礎樁等。
H型鋼主要用於用於工業廠房、民用建築、市政工程、石油平台、橋梁、平板車大梁、電氣化鐵路的電力支架、鐵路沿線的鋼結構橋梁等輕型、超輕型H型鋼非常適用於集裝箱、移動房屋、各類車庫、箱式火車、電氣支架、各類場館、小別墅製造業。
熱軋H型鋼根據不同用途合理分配截面尺寸的高寬比,具有優良的力學性能和優越的使用性能。
熱軋帶肋鋼筋
螺紋鋼是熱軋帶肋鋼筋的俗稱。其牌號由HRB和牌號的屈服點最小值構成。H、R、B分別為熱軋(Hotrolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母。熱軋帶肋鋼筋分為HRB335(老牌號為20MnSi)、HRB400(老牌號為20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)、HRB500三個牌號。
主要用途:廣泛用於房屋、橋梁、道路等土建工程建設。
工藝性能:彎曲性能彎心直徑彎曲180度後,鋼筋受彎曲部位表面不得產生裂紋。反向彎曲性能根據需方要求,鋼筋可進行反向彎曲性能試驗。反向彎曲試驗的彎心直徑比彎曲試驗相應增加一個鋼筋直徑。先正向彎曲45度,後反向彎曲23度,後反向彎曲23度。經反向彎曲試驗後,鋼筋受彎曲部位表面不得產生裂紋。
塗層板
在連續機組上以冷軋帶鋼,鍍鋅帶鋼(電鍍鋅和熱鍍鋅)為基板,經過表面預處理(脫脂和化學處理),用輥塗的方法,塗上一層或多層液態塗料,經過烘烤和冷卻所得的板材即為塗層鋼板。由於塗層可以有各種不同的顏色,習慣上把塗層鋼板叫做彩色塗層鋼板。又由於塗層是在鋼板成型加工之前進行的,在國外這叫做預塗層鋼板。
塗層鋼板具有輕質、美觀和良好的防腐蝕性能,又可直接加工,它給建築業、造船業、車輛製造業、傢具行業、電氣行業等提供了一種新型原材料,起到了以鋼代木、高效施工、節約能源、防止污染等良好效果。
使用鍍鋅鋼板為基板的彩色塗層鋼板,除有鋅保護外,鋅層上的有機塗層起了覆蓋隔離作用,可防止鋼板生銹,使用壽命比鍍鋅鋼板更長,據介紹塗層鋼板的使用壽命比鍍鋅鋼板長50%。
但是,在不同的地區和不同的使用部位,採用相同鍍鋅量、同種塗料、相同塗層厚度的彩色塗層板,其使用壽命會有很大的不同。例如,在工業區或沿海地區,由於受到空氣中二氧化硫氣體或鹽分的作用,腐蝕速度加快,使用壽命受到影響。在雨季,塗層長期受雨水浸濕、或者在日夜溫差太大易結露的部位,都會較快地受到腐蝕,使用壽命均會降低。
用彩色塗層鋼板製造的建築物或廠房,經常受到雨水沖洗時使用壽命較長,否則,由於受二氧化硫氣體、鹽和灰塵的作用而影響使用。因此,在設計時,若屋頂的傾斜度越大,則越不容易積聚灰塵等污物,使用壽命越長;對於那些不受雨水經常沖洗的區域或部位,應定期用水沖洗。
熱鍍鋅
鍍鋅鋼板是為防止鋼板表面遭受腐蝕,延長其使用壽命,在鋼板表面塗以一層金屬鋅,這種塗鋅的薄鋼板稱為鍍鋅板。
分類和用途:按生產及加工方法可分為幾類,熱浸鍍鋅鋼板。將薄鋼板浸入熔解的鋅槽中,使其表面粘附一層鋅的薄鋼板。目前主要採用連續鍍鋅工藝生產,即把成卷的鋼板連續浸在熔解有鋅的鍍槽中製成鍍鋅鋼板;合金化鍍鋅鋼板。這種鋼板也是用熱浸法製造,但在出槽後,立即把它加熱到500℃左右,使其生成鋅和鐵的合金被膜。這種鍍鋅板具有良好的塗料的密著性和焊接性;電鍍鋅鋼板。用電鍍法製造這種鍍鋅鋼板具有良好的加工性。但鍍層較薄,耐腐蝕性不如熱浸法鍍鋅板;單面鍍和雙面差鍍鋅鋼板。單面鍍鋅鋼板,即只在一面鍍鋅的產品。在焊接、塗裝、防銹處理、加工等方面,具有比雙面鍍鋅板更好的適應性。為克服單面未塗鋅的缺點,又有一種在另面塗以薄層鋅的鍍鋅板,即雙面差鍍鋅板;合金、復合鍍鋅鋼板。它是用鋅和其他金屬如鉛、鋅製成合金乃至復合鍍成的鋼板。這種鋼板既具有卓越的防銹性能,又有良好的塗裝性能。
B. 請簡述鋼材優缺點。
優點:(1)強度高。表現為抗拉、抗壓、抗彎及抗剪強度都很高。在建築中可作為各種構件和零部件使用。在鋼筋混凝土中,能彌補混凝土抗拉、抗彎、抗剪和抗裂性能較低的缺點。(2)塑性和韌性較好。建築鋼材在常溫下能承受較大的塑性變形,可以進行冷彎、冷拉、冷拔、冷軋、冷沖壓等各種冷加工。 鋼材的韌性高,能經受住沖擊作用;可以焊接或鉚接,方便裝配;能進行切削、熱軋和鍛造;通過熱處理方法,可在相當大的程度上改變或控制鋼材的性能。
缺點:建築鋼材的主要缺點是易生銹、防火性能較差、維護費用 高、能耗及成本較高。
C. 一塊鋼錠被壓成了鋼板屬於物態變化嗎
A.一塊鏡子掉在地上摔成碎片,摔碎前後都是固態,該選項不符合題意;
B.一根木頭燒成了木灰屬於化學變化,該選項不符合題意;
C.一塊鋼錠被壓成了鋼板,前後都是固態,不是物態變化,該選項不符合題意;
D.一塊鋼錠被化成了鋼水,物質由固態變為液態,屬於物態變化,該選項符合題意;
故選D.
D. 鋼鐵等可用來做軌道,橋梁,說明金屬有什麼物理性質
鋼鐵等可用來做軌道,橋梁,說明金屬有有光澤(即對可見光強烈反射)、富有
延展回性
、容易導答電、導熱、硬度高、強度大物理性質。金屬分子之間的連結是
金屬鍵
,因此隨意更換位置都可再重新建立連結,這也是金屬伸展性良好的原因。
E. 從鐵礦到鋼材需要多少種工序
一、煉鐵
煉鐵實質:是將鐵從礦石中還原的過程
煉鐵方法:高爐煉鐵
煉鐵原料:鐵礦石、焦炭、溶劑等
原料
鐵礦石:是主要的煉鐵原料,有磁鐵礦「Fe3O4」、赤鐵礦「Fe2O3」、褐鐵礦「2Fe2O3.3H2O」、菱鐵礦「FeCO3」。鐵礦石中除鐵的化合物外,還含有硅、錳、磷、硫等的化合物,這些統稱為脈石
焦炭:燃燒熱為煉鐵提供熱源;不完全燃燒產生的CO氣體作為還原劑,將鐵從礦石中還原出來
熔劑:石灰石(CaCO3)、熒石(CaF2)。其作用是與鐵礦石中的脈石結合形成低熔點、密度小、流動性好的熔渣,使之與鐵液分離,以便獲得較純凈的生鐵液
高爐
主要產品是生鐵,副產品有爐渣和爐氣(冶煉過程和原理見圖)
生鐵
煉鋼生鐵:硅的質量分數較低(wSi<1.25%),斷口呈銀白色,主要用於煉鋼
鑄造生鐵:硅的質量分數較高(wSi>1.25%~3.2%),斷口呈灰黑色,用作鑄造的原料
二、煉鋼
煉鋼實質:是通過氧化降低生鐵中的碳與雜質元素的含量,使之達到標准規定的成分和性能;
煉鋼原料:煉鋼的原料有生鐵、廢鋼、熔劑(石灰石等)、脫氧劑(硅鐵、錳鐵、鋁等)、合金料等;
煉鋼過程:主要包括氧化、造渣、脫氧等;
煉鋼方法:目前煉鋼方法主要有氧氣頂吹轉爐煉鋼和電爐煉鋼等;
氧氣頂吹轉爐煉鋼:主要以生鐵液為原料,加適量的廢鋼,其特點是生產率高、節省能源、成本低,適合於大型鋼鐵聯合企業,主要生產各類普通用途的非合金鋼(碳鋼)
電爐煉鋼:電爐煉鋼有電弧爐煉鋼、感應爐煉鋼等方法,常用的是電弧爐煉鋼。它以轉爐鋼和廢鋼作原料、以鐵礦石和純氧作氧化劑,以電極與金屬爐料間的電弧熱提供冶煉熱源。電弧爐冶煉溫度高(可達2000℃),能冶煉含有高熔點合金元素的合金鋼;由於採用的爐料較純凈,冶煉過程容易調節,化學成分易控制,能夠冶煉高級優質鋼和合金鋼,但電弧爐煉鋼耗電量大,成本高。
鋼的澆註:鋼液凝固成鋼錠或鋼坯的過程。根據鋼脫氧程度不同,可分為鎮靜鋼和沸騰鋼。
鎮靜鋼:指脫氧充分的鋼。鎮靜鋼組織緻密,性能較好,加工時需切除鋼錠頭部,使成材率下降
沸騰鋼:指脫氧不充分的鋼。沸騰鋼鋼錠內多氣孔,組織疏鬆,性能比鎮靜鋼差。但成材率高,軋制 的板材表面質量好
半鎮靜鋼:脫氧程度介於鎮靜鋼與沸騰鋼之間
三、鋼材生產
鋼材種類:有鋼板、型鋼、鋼管、鋼絲等;
生產方法:主要有軋制(分冷軋與熱軋)、拉拔、擠壓、鍛造等方法。
鋼板:鋼錠或鋼坯軋製成鋼板。鋼板可鍍鋅、鍍錫、鍍鉛、塑料復合等表面處理
中厚板:5mm;中板厚度為3~5mm,一般採用熱軋
薄板:的厚度小於3mm,坯料為熱軋中厚板,採用冷軋
鋼帶:成卷供應,採用冷軋
型鋼:採用型材軋機軋制而成。有圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、八角鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼、T字鋼等。普通型鋼主要用於建築、橋梁、車輛等,優質型鋼主要用於機械零件、工具等
鋼絲:採用直徑為6~9mm的熱軋線材(盤條)拉拔而成。退火的低碳鋼絲可用於捆紮物體、也可編織成各種用品;高碳鋼絲可製成各種彈簧,或用多根鋼絲捻成合股的鋼絲繩和鋼索,用於吊索、電線、電纜、固定物體等。
鋼管:分無縫管與焊管。
無縫管:管採用斜軋穿孔機將實心鋼坯穿孔後,再經冷拔或熱軋而製成。無縫鋼管主要用於石油、化工等行業
有縫管:用鋼板或鋼帶卷壓成形,然後焊接而成。縫鋼管應用廣泛,主要用於自來水管、煤氣管等