完整版本钢铁知识大全

钢 铁 知 识 大 全 三部分汇编 目录 TOC \o "1-3" \h \z \u 钢铁知识大全一 4 一、原 4 二、铁矿石种类及分布 4 三、钢材的生产工艺 6 四、钢的分类及标准 11 五、钢材常用术语 20 六、辨别假冒伪劣钢材 22 七、钢材理论重量计算 23 八、钢板和钢带 24 九、板材知识 26 十、钢管知识 30 钢铁知识大全二 33 第一节 钢的分类 35 一、黑色金属和有色金属 35 二、钢的分类 36 第二节 我国钢号表示方法 39 一、我国钢号表示方法概述 39 二、我国钢号表示方法的分类说明 39 钢材知识大全三 49 第一章 钢的分类 49 一、黑色金属、钢和有色金属 49 二、钢的分类 49 第二章 我国钢号的表示方法 50 一、我国钢号表示方法概述 50 二、我国钢号表示方法的分类说明 51 第三章  钢材的分类 53 第四章 钢材的尺寸和重量 54 一、钢材长度尺寸 54 二、钢材长度尺寸举例 55 三、钢材重量 56 四、钢材理论重量计算 57 第五章 型材的相关知识 57 一、型材的分类 58 二、型钢中大、中、小型的划分 58 三、线材 58 四、热轧带肋钢筋 58 五、热轧H型钢 59 六、冷弯型钢 59 七、优质型材 60 第六章 板材的相关知识 60 一、钢板（包括带钢）的分类： 60 二、普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号 61 三、我国及日本硅钢片牌号表示方法 61 四、电镀锡板和热镀锌板： 62 五、沸腾钢板与镇静钢板 62 六、优质碳素结构钢板 63 七、专用结构钢板 63 八、彩色涂层钢板 63 九、船体用结构钢 63 第七章 管材的相关知识 65 一、管材的分类 65 二、无缝钢管 65 三、焊接钢管 67 四、钢塑复合管、大口径涂敷钢管 68 第八章 不锈钢的相关知识 68 一、不锈钢热轧钢板 68 二、不锈钢冷轧钢板 69 三、不锈钢在各领域的应用 69 第九章 相关名词解释 70 一、共析钢、亚共析钢、过共析钢 70 二、有关钢材机械性能的名词 71 三、有关钢的热处理的名词 72 钢铁知识大全一 一、原材料 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。 在讨论钢铁的原料之前，我们先要弄清楚，究竟钢和铁有什么不同？是否有不同的成份呢？在日常生活上大家总是把钢和铁联在一起称为“钢铁”，可见钢和铁应该是一种物质才对；事实上，由科学的眼光来看，钢和铁是有少许不同的，它们的主要成份都是铁元素，只是所含的碳元素量不同。我们通常以碳的含量在2%以上的叫“生铁”，低于这个数值的叫“钢”。因此，在冶炼钢铁的过程中，含铁的矿石先在鼓风炉（blast furnace）（高炉）中被冶炼成熔融生铁，而后熔融生铁再放到炼钢炉（steel making furnace）中精炼成钢。 生产钢铁所需要的原料分成四大类来分别讨论：第一类讨论的是各种含有铁质的矿石原料；第二类是煤和焦炭；第三类则讨论在冶炼的过程中用来制造熔碴（slag）的熔剂（或称助熔剂flux），如石灰石等；最后一类是各种辅助原料，如废钢料（scrap）、氧气等。 二、铁矿石种类及分布 在理论上来说，凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石。但是，在工业上或者商业上来说，铁矿石不但是要含有铁的成份，而且必须有利用的价值才行。可是，由于很难绝对性的判定一个矿石是否有利用价值，所以在工业上很难订立一个铁矿石的标准。举例来说，欧洲所产的铁矿品质很差，而且含铁量很低，只是因为他们找不到好的矿石，所以他们就把这种矿石称为铁矿石；而澳洲目前因为品质好含铁量高的矿石存量很多，所以像欧洲所用的那种矿石在澳洲已经认为毫无价值。那么，在欧洲所使用的铁矿石，在美国就不被钢铁业界认为是铁矿石了。再譬如说，在过去被认为含铁量太低没有利用价值的矿石，由于现在工业技术的进步，发展出许多廉价的方法来富化矿石中铁的成份，于是这些含铁量低的矿石也就成为有价值的铁矿石了。于是，我们归纳出一个结论，就是在工业上对于铁矿石判定的标准是随着地区性的供求关系、工业技术水准的改变及交通运输的状况而改变的。以目前的标准来看，矿石中的平均含铁量大约在25%以上，才被称为有利用价值的铁矿石。 铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。现在将几种比较重要的铁矿石提出来说明：（前三种是主要种类） （1）磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含Fe 72.4%，O 27.6%，具有磁性。在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。 （2）赤铁矿（Hematite）也是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为5.26，含Fe 70%，O 30%，是最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red Hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。 （3）褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石。它是针铁矿（Goethite）HFeO2和鳞铁矿（Lepidocrocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有人把它主要成份的化学式写成m Fe2O3nH2O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62%，O 27%，H2O 11%，比重约为3.6～4.0，多半是附存在其它铁矿石之中。 （4）菱铁矿（Siderite）是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，呈现青灰色，比重在3.8左右。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。（5）铁的硅酸盐矿（Silicate Iron）此类矿石是一种复合盐，没有一定的化学式，成份的变化很大，一般呈现深绿色，比重为3.8左右，含铁成份很低，是一种较差的铁矿石。 （6）硫化铁矿（Sulphide iron）这种矿石含有FeS2，含Fe只有46.6%而S的含量达到53.4%。呈现灰黄色，比重大约为4.95～5.10。由于这种矿石常常含有许多其它较贵重的金属如铜（Copper）、镍（Nickel）、锌（Zinc）、金（Gold）、银（Silver）等，所以常被用做他种金属冶炼工业的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用来提制硫磺，铁反而变成了副产品，所以事实上已不能称为铁矿石。 铁在地球表面，分布非常广泛，而且存量也极为丰富，几乎所有的岩石和动植物的残骸之中都含有少许铁的成份；根据地质学家的估计，地壳中大约有4～5%是铁的元素。 虽然这许多含铁的物质中只有极少部份是具有价值的铁矿石，但是它的存量已经是极为丰富。对于地球上铁矿石贮存量的估计，目前没有一个可以确信的数字。目前已经被发现的主要产铁矿国有美国、加拿大、巴西、澳洲、南非、印度、法国、英国、瑞典、西班牙、苏俄、中国、委内瑞拉等。 中国铁矿资源有两个特点：一是贫矿多，贫矿出储量占总储量的80%；二是多元素共生的复合矿石较多。此外矿体复杂，有些贫铁矿床上部为赤铁矿，下部为磁铁矿。 （1）东北地区铁矿 东北的确铁矿主要是鞍山矿区，它是目前我国储量开采量最大的矿区，大型矿体主要分布在辽宁省的鞍山（包括大弧山、樱桃园、东西鞍山、弓长岭等）、本溪（男芬、歪头山、通远堡等），部分矿床分布在吉林省通化附近。鞍山矿区是鞍钢、本钢的主要原料基地。 鞍山矿区矿石的主要特点： 1)除极少富矿外，约占储量的98%为贫矿，含铁量20～40%，平均30%左右。必须经过选矿处理，精选后含铁量可达60%以上。 2)矿石矿物以磁铁矿和赤铁矿为主，部分为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。其结构致密坚硬，脉石分布均匀而致密，选矿比较困难，矿石的还原性较差。 3)脉石矿物绝大部分是由石英石组成的，SiO2在40～50%。但本溪通远堡铁矿为自溶性矿石，其碱度（Ca+Mg/SiO2）在1以上。且含锰1.29～7.5%可代替锰矿使用。 4)矿石含S、P杂质很少，本溪男芬铁矿含P很低，是冶炼优质生铁的好原料。 （2）华北地区铁矿 主要分布在河北省宣化、迁安和邯郸、邢台地区的武安、矿山村等的地区以及内蒙和山西各地。是首钢、包钢、太钢和邯郸、宣化及阳泉等钢铁厂的原料基地。 　　迁滦矿区矿石为鞍山式贫磁铁矿，含酸性脉石，S、P杂质少，矿石的可选性好。 　　邯邢矿区主要是赤铁矿和磁铁矿，矿石含铁量在40%-55%之间，脉石中含有一定的碱性氧化物，部分矿石S高。 （3）中南地区铁矿 中南地区铁矿以湖北大冶铁矿为主，其他如湖南的湘潭，河南省的安阳、舞阳，江西和广东省的海南岛等地都有相当规模的储量，这些矿区分别成为武钢、湘钢及本地区各大中型高炉的原料供应基地。 大冶矿区是我国开采最早的矿区之一，主要包括铁山、金山店、成潮、灵乡等矿山，储量比较丰富。矿石主要是铁铜共生矿，铁矿物主要为磁铁矿，其次是赤铁矿，其他还有黄铜矿和黄铁矿等。矿石含铁量40-50%，最高的达54-60%。脉石矿物有方解石、石英等，脉石中含SiO28%左右，有一定的溶剂性（CaO/SiO2为0.3左右），矿石含P低，（一般0.027%），含S高且波动很大（0.01-1.2%），并含有Cu（0.2-1.0%）和Co（0.013%-0.025%）等含有色金属。矿石的还原性较差，矿石经烧结、球团造块后入高炉冶炼。 （4）华东地区铁矿 华东地区铁矿产区主要是自安徽省芜湖至江苏南京一带的凹山，南山、姑山、桃冲、梅山、凤凰山等矿山。此外还有山东的金岭镇等地也有相当丰富的铁矿资源储藏，是马鞍山钢铁公司及其他一些钢铁企业原料供应基地。 　　芜宁矿区铁矿石主要是赤铁矿，其次是磁铁矿，也有部分硫化矿如黄铜矿和黄铁矿。铁矿石品位较高，一部分富矿（含Fe50%-60%）可直接入炉冶炼，一部分贫矿要经选矿精选、烧结造块后供高炉使用。矿石的还原性较好。脉石矿物为石英、方解石、磷灰石和金红石等，矿石中含S、P杂质较高（含P一般为0.5%，最高可达1.6%，梅山铁矿含S平均可达2%-3%），矿石有一定的溶剂性（如凹山及梅山的富矿中平均碱度可达0.7-0.9），部分矿石含V，Ti及Cu等有色金属。 （5）其他地区铁矿 除上述各地区铁矿外，我国西南地区、西北地区各省，如四川、云南、贵州、甘肃、新疆、宁夏等地都有丰富的不同类型的铁矿资源，分别为攀钢、重钢和昆钢等大中型钢铁厂高炉生产的原料基地。 三、钢材的生产工艺 碳素钢的定义及钢中五元素 含碳2%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、硅、锰、硫、磷）。其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体，含O、H、N（氧、氢、氮）。此外，用铝-硅脱氧镇静工艺中，必然在钢水中含有 Al，当Als（酸溶铝）≥0.020%时，还有细化晶粒的作用。 化学元素对钢性能的影响 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。 4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。 7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。 8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。 9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。 10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。 12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。 13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。 14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。 15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。 16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。 17、氮(N)：氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。 18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很像“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。 生产工艺 1、​ 钢铁是怎样炼成的？ 炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允许限量之下。炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧成CO气体逸出，其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。S部份进入炼渣中，部份则生成SO2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。 2、​ 转炉炼钢简介 从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料，另加10% 以下的废钢。然后，向转炉内吹氧燃烧，铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量，当探头测得达到预定的低碳含量时，即停止吹氧并出钢。一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作；然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化，即可送往连铸或模铸工区。对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理（喷SI—CA粉及变性石灰）可以有效降低钢中的气体与夹杂，并有进一步降碳及降硫的作用。在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份，满足优质钢材的需求。 3、​ 初轧 模铸钢锭采取热装、热送新工艺，进入均热炉加热，然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品，经过切头、切尾、表面清理，（火焰清理、打磨）高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤，检验合格后入库。目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。初轧板坯主要供应热轧厂作为原料；轧制方坯除部份外供，主要送往高速线材轧机作原料。由于连铸板坯的先进性，初轧板坯的需求量大为削减，因此转向上述其它产品了。 4、​ 热连轧 用连铸板坯或初轧板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机 控制轧制，终轧后即经过层流冷却（计算机控制冷却速率）和卷取机卷取、成为直发卷。直发卷的头、尾往往呈舌状及鱼尾状，厚度、宽度精度较差，边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。其卷重较重、钢卷内径为760mm。(一般制管行业喜欢使用。)将直发卷经切头、切尾、切边及多道次的矫直、平整等精整线处理后，再切板或重卷，即成为：热轧钢板、平整热轧钢卷、纵切带等产品。热轧精整卷若经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗板卷。该产品有局部替代冷轧板的趋向，价格适中，深受广大用户喜爱。 5、​ 冷连轧 用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷内径为610mm。 一般冷连轧板、卷均应经过连续退火（CAPL机组）或罩式炉退火消除冷作硬化及轧制应力，达到相应标准规定的力学性能指标。 冷轧钢板的表面质量、外观、尺寸精度均优于热轧板，且其产品厚度右轧薄至0.18mm左右，因此深受广大用户青睐。以冷轧钢卷为基板进行产品的深加工，成为高附加值产品。如电镀锌、热镀锌、耐指纹电镀锌、彩涂钢板卷及减振复合钢板、PVC 复膜钢板等，使这些产品具有美观、高抗腐蚀等优良品质，得到了广泛应用。冷轧钢卷经退火后必须进行精整，包括切头、尾、切边、矫平、平整、重卷、或纵剪切板等。冷轧产品广泛应用于汽车制造、家电 产品、仪表开关、建筑、办公家具等行业。钢板捆包后的每包重量为3~5吨。平整分卷重一般为3~10吨/卷。钢卷内径610mm。 大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有： 轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。 锻造：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。 拉拨：是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。 挤压：是将金属放在密闭的挤压筒内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材料。 6、​ 钢的力学性能 6.1拉力试验 按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。 6.1.1强度 金属材料在外力作用下，抵抗变形和断裂的能力叫强度。强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。 6.1.2比例极限 对金属施加拉力，金属存在着力与变形成直线比例的阶段，而这个阶段的最大极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限，用σ p表示。 6.1.3弹性极限 金属受外力作用发生了变形，外力去掉后，能完全恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。金属能保持弹性变形的最大应力称为  弹性极限，用σe表示。 6.1.4抗拉强度 试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗拉强度，用σb表示。当材料所受的外应力大于其抗拉  强度时，将会发生断裂。因此σb越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。 国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类，如SS400，其中400即表示σb的最小值为400MPa超高强度钢是指σb≥1373 Mpa的钢。 6.1.5屈强比 屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值（σs/σb）。屈服比值越高，则该材料的强度愈高，屈强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。 弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（σs/σb≥0.90）此外疲劳寿命与抗拉强度及表面质量往往有很大关联。 6.1.6塑性 金属材料在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。塑性指标通常伸长率和断面收缩率表示。伸长率与断面收缩率越高，则塑性越好。 7、​ 冲击韧性 用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击 韧性以αk表示。目前常用的10×10×55mm，带2 mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因为单位 面积上的冲击功并无实际意义。冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温  度有关。 因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少 、还规定FATT（断口面积转化温度）要低于某一温度的技术条件。所谓FATT，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸冲击试样（5×10×55mm）。但是一定要注意，同规格及同一温度下的冲击功值才可相互比较。只有在标准规定的条件下，才可按标准的换算方法，折算 成标准冲击试样的冲击功，再相互比较。 8、​ 硬度试验 金属材料抵抗压头（淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头）压陷表面的能力称为硬度。 根据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度等。 冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。 9、宝钢企业标准（Q/BQB） 宝钢企标中的钢号大致可分为三个来源： 即从日本JIS标准、德国DIN标准移植及自行开发研制的钢号。从日本JIS标准中移植来的钢号，一般首位常为S（Steel）；从DIN标准移植来的钢号，一般常以ST开头（Stahl德文中的“钢”）；  宝钢自行开发研制的钢号，一般首位常以宝钢的拼音首位B开头。 10、结构用热连轧、冷连轧钢板及钢带 结构钢一般按强度分类，在钢号中的数字往往代表抗拉强度的最低值。由于该类钢常用于制作结构件，因此称作为结构钢。结构钢的强化机制倾向于降碳增锰固溶强化铁素体、细化珠光体和添加微合金的析出强化、沉淀强化和细晶强化，以确保在提高强 度的同时仍保持较好的韧、塑指标并兼具良好的焊接性能。 四、钢的分类及标准 我国钢号表示方法的分类说明 1、碳素结构钢 ① 由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。 ② 必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 ③ 专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。 2、优质碳素结构钢 ① 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。 ② 锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。 ③ 沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。 3、碳素工具钢 ① 钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。 ② 钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 ③ 锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。 ④ 高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”以示区别，例如“T8MnA”。 4、易切削钢 ① 钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。 ② 字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。 ③ 锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。 5、合金结构钢 ① 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。 ② 钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA. ③ 钢中的钒V、钛Ti、铝Al、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。 ④ 高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。 ⑤ 专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如，铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。 6、低合金高强度钢 ① 钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。 ② 对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。 7、弹簧钢 弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。 8、滚动轴承钢 ① 钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。 ② 高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示。例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。 9、合金工具钢和高速工具钢 ① 合金工具钢钢号的平均碳含量≥1.0%时，不标出碳含量；当平均碳含量＜1.0%时，以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。 ② 钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。 ③ 高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。 10、不锈钢和耐热钢 ① 钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为“0.2%”；若钢中含碳量≤0.03%或≤0.08%者，钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9等。 ② 对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。 11、焊条钢 它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。 12、电工用硅钢 ① 钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。 ② 字母之后的数字表示铁损值（w/kg）的100倍。 ③ 钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的；未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的。 例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7w/kg。 13、电工用纯铁 它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。在数字后面所加的字母表示电磁性能：A——高级、E——特级、C——超级，例如DT8A。 钢材品种基本介绍 板材：冷轧卷 冷轧板 热轧卷 热轧板 彩涂卷 彩涂板 中厚板 涂镀：热镀锌板卷 电镀锌板卷 热镀锡板卷 电镀锡板卷 镀铬板卷 塑料复合钢 板卷 其它涂镀钢板卷 马口铁 型材盘条：螺纹钢 线材 圆钢 角钢 工字钢 扁钢 H型钢 钢轨 异型材 优质型材 其它型材 不锈钢 ：不锈钢板 不锈钢卷 不锈钢管 不锈钢型材 不锈钢线材 不锈钢坯 不锈钢金属制品 其它不锈钢材 管　　材：无缝钢管 焊接钢管 钢　　坯：板坯 方坯 管坯 铁 合 金：硅铁 锰铁 钒铁 铬铁 钛铁 其它钢材：硅钢片 金属制品 其它 钢坯： 钢坯是生产钢材的半成品，一般不能直接供社会使用。 钢坯是通过三种工艺方法生产的：一是通过炼钢系统的连铸设备，由钢水直接浇铸成钢坯（详见第四章）；二是对炼钢系统生产的钢锭或连铸坯通过轧钢系统的轧制设备加工出来的钢材半成品；三是对炼钢系统生产的钢锭通过锻造设备加工出来的半成品。 钢坯新产品分类结构如下图： 按生产工艺分类 轧制坯 锻造坯 连铸坯 按钢的化学成份分类 非合金钢坯 低合金坯 合金钢坯 钢坯 方 坯 大方坯 按形状及用途分类 方坯 矩形坯   大矩形坯 矩形坯 板坯 扁平坯 薄板坯 异形坯   管坯 钢材标准 碳素结构钢 Carbon Structural Steels GB700-88代替GB700-79，本标准参照采用ISO 630《结构钢》。 1、本内容与适用范围 本标准规定碳素结构钢的技术条件。 本标准适用于一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带、型钢、捧钢。该产品可供焊接、铆接、栓接构件用，一般在供应状态下使用。 本标准规定的化学成分适用于钢锭（包括连铸坯）、钢坯及其制品。 2、引用标准 GB222 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB223 钢铁及合金化学分析方法 GB228 金属拉伸试验方法 GB232 金属弯曲试验方法 GB247 钢板和钢带验收、包装、标志及质量证明的一般规定 GB2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定 GB2106 金属夏比（V型缺口）冲击试验方法 GB2975 钢材力学及工艺性能试验取样规定 GB4159 金属低温夏比冲击试验方法 GB6397 金属拉伸试验试样 3、牌号表示方法、代号和符号 3.1牌号表示方法 钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。 例如：Q235-A·F 3.2符号 Q——钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母； A、B、C、D——分别为质量等级； F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母； b——半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母； Z——镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母； TZ——特殊镇钢“特镇”两字汉语拼音首位字母。 在牌号组成表示方法中，“Z”与“TZ”符号予以省略。 4、尺寸、外形、质量及允许偏差 钢材的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定。 5、技术要求 5.1 钢号和化学成分 5.1.1钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1规定。 表1 牌号 等级 化学成分，% 脱氧方法 C Mn Si S P ≤ Q195 - 0.06～0.12 0.25～0.50 0.30 0.050 0.045 F、b、z Q215 A 0.09～0.15 0.25～0.55 0.30 0.050 0.045 F、b、z B 0.045 Q235 A 0.14～0.22 0.3～0.651 0.30 0.50 0.045 F、b、z B 0.12～0.20 0.3～0.701 0.045 C ≤0.18 0.35～0.80 0.040 0.040 Z D ≤0.17 0.035 0.035 TZ Q255 A 0.18～0.28 0.40～0.70 0.30 0.050 0.045 F、b、z B 0.045 Q275 - 0.28～0.38 0.50～0.80 0.35 0.050 0.045 b、z 注：Q235A、B级沸腾钢Mn含量上限为0.60% 5.1.1.1沸腾钢硅含量≤0.07%；半镇静钢硅含量≤0.17%；镇静钢硅含量下限值为0.12%。 5.1.1.2 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量≥0.015%或全铝含量≥0.020%。 5.1.1.3钢中残余元素铬、镍、铜含量应各≤0.30%，氧气转炉钢的氮含量应≤0.008%。如供方能保证，均可不做分析。 经需要同意，A级钢的铜含量可≤0.35%。此时，供方应做铜含量的分析，并在质量证明书中注明其含量。 5.1.1.4钢中砷的残余含量应≤0.08%。用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢，砷含量由供需双方协议规定。如原料中没有含砷，对钢中的砷含量可以不做分析。 5.1.1.5在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、硅锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量（熔炼分析）应在质量证明书中注明。 5.1.1.6在供应商品钢锭（包括连铸坯）、钢坯时，供方应保证化学成分（熔炼分析）符合表1规定，但为保证轧制钢材各项性能符合本标准要求，各牌号A、B级钢的化学成分可以根据需方要求进行适当调整，另订协议。 5.1.2成品钢材、商品钢坯的化学成分允许偏差应符合GB222中表1的规定。沸腾钢成品钢材和商品钢坯化学成分偏差不作保证。 5.2冶炼方法 钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼，除非需方有特殊要求，并在中注明，冶炼方法一般由供方自行决定。 5.3交货状态 钢材一般以热轧（包括控轧）状态交货。根据需方要求，经双方协议，也可以正火处理状态交货（A级钢材除外）。 5.4力学性能 5.4.1钢材的拉伸和冲击试验应符合表2规定，弯曲试验应符合表3规定。 σb 抗拉强度 MPa，N/ mm2 σs 屈服点 MPa，N/ mm2 σP 规定非比例伸长应力 MPa，N/ mm2 σP0.2 规定非比例伸长率为0.2%时的应力 MPa，N/ mm2 δ 断后伸长率 ％ δ5 短比例试样断后伸长率 % δ10 长比例试样断后伸长率 % δxmm 定标距试样断后伸长率 % 表2钢材的拉伸和冲击试验 牌 号 等级 拉伸试验 冲击试验 屈服点σs，N/mm2 抗 拉 强 度 σb N/ mm2 伸长率δ5% 钢材厚度（直径），mm 钢材厚度（直径），mm ≤16 16～40 40 ～ 60 60 ～100 100～150 ＞150 ≤16 16～40 40～60 60～100 100～150 ＞150 温度 ℃   V型冲击（纵向）J ≤   ≤ ≤ Q195 - (195) (185) - - - - 315-430 33 32 - - - - - - Q215 A 215 205 195 185 175 165 335-450 31 30 29 28 27 26 - - B 20 27 Q235 A 235 225 215 205 195 185 375-500 26 25 24 23 22 21 - - B 20 27 C 0 D -20 Q255 A 255 245 235 225 215 205 410-550 24 23 22 21 20 19 - - B 20 27 Q275 - 275 265 255 245 235 225 490-630 20 19 18 17 16 15 - - 表3钢材的弯曲试验 牌号 试样方向 冷弯试验B=2a 180° 钢材厚度（直径），mm 60 ＞60～100 ＞100～200 弯心直径d Q195 纵 0 - - 横 0.5a Q215 纵 0.5a 1.5a 2a 横 a 2a 2.5a Q235 纵 A 2a 2. 5a 横 1.5a 2.5a 3a Q255 / 2a 3a 3.5a Q275 / 3a 4a 4.5a 　 　 　 　 　 　 　 　 　 注：B为试样宽度，a为钢材厚度（直径） 5.4.1.1牌号Q195的屈服点仅供参考，不作为交货条件。 5.4.1.2进行拉伸和弯曲试验时，钢板和钢带应取横向试样，伸长率允许比表2降低1%（绝对值）。型钢应取纵向试样。 5.4.1.3各牌号A级钢的冷弯试验，在需方有要求时才进行。当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条件。 5.4.2夏比（V型缺口）冲击试验应符合表2的规定。 5.4.2.1夏比（V型缺口）冲击功能值接一组三个试样单值的算术平均值计算，允许其中一个试样单值低于规定值，但不得低于规定值的70%。 5.4.2.2当采用5mm×10mm×55mm小尺寸试样做冲击试验时，其试验结果应≥规定值的50%。 5.4.3用沸腾钢轧制各牌号的B级钢材，其厚度（直径）一般≤25mm。 5.5表面质量 钢材的表面质量应符合各有关标准规定。 6. 试验方法 6.1每批钢材检验项目、取样数量、取样方法和试验方法应符合表4规定。 表4 序号 检验项目 取样数量 个 取样方法 试验方法 1 化学分析 1 (每炉罐号) GB222 GB223.1～223.5 GB223.8～223.12 GB223.18～223.19 GB223.23～223.24 GB223.31～223.32 GB233.36 2 拉伸 1 GB2975 GB228、GB6397 3 冷弯 GB232 4 常温冲击 3 GB2106 5 低温冲击 GB4159 6.1.1当做厚度基直径大于20mm钢材的冷弯试验时，试样经单面刨削使其厚度达20mm，弯心直径按表3规定。进行试验时，未加工面应在外面。如试样未经刨削，弯心直径应较表3所列数值增加一个试样厚度过a。 6.1.2冲击试样的纵向轴线应平行于轧制方向。 6.1.3对厚度≥12mm的钢板、钢带、型钢或直径小于16mm的棒钢做冲击试验时，应采用5mm×10mm×55mm试样；对厚度为6mm到小于12mm的钢板、钢带、型钢或直径为12mm至小于16mm的棒钢做冲击试验时，应采用5mm×10mm×55mm小尺寸试样。冲击试样可保留一个轧制面。 7. 检验规则 7.1钢材由技术都督部门检查和验收。 7.2钢材应成批验收，每批由同一牌号、同一炉罐口、同一等级、同一品种、同一尺寸、同一交货状态组成。每批重量不得大于60t。 用公称容量≤30t的炼钢炉冶炼的钢或连铸坯轧成的钢材，允许由同一牌号的A级钢或B级钢，同一冶炼和浇注方法，不同炉罐号组成混合批，但每批不多于6个炉罐号，各炉罐号含碳量之差不得大于0.02%，含锰量之差不得大于0.15%。 7.3钢材的夏比（V型缺口）冲击试验结果不符合5.4.2款相应规定时，应从同批钢材上再取一组三个试样进行试验，前后六个试样的平均值不得低于规定值，但允许有两个试样低于规定值70%的试样只允许一个。 7.4钢材的其他检验项目的复验和验收规则应符合GB247和GB2101的规定。 8.包装、标志、质量证明书 钢材的包装、标志和质量证明书符合GB247和GB2101的规定 五、钢材常用术语 一、共析钢、亚共析钢、过共析钢 1、共析钢 碳溶解在铁的晶格中形成固溶体，碳溶解到α－铁中的固溶体叫铁素体，溶解到γ－铁中的固溶体叫奥氏体。铁素体与奥氏体都具有良好的塑性。当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中时，剩余出来的碳将与铁形成化合物——碳化铁（Fe3C）这种化合物的晶体组织叫渗碳体，它的硬度极高，塑性几乎为零。 从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态图上可见，当碳的含量正好等于0.77%时，即相当于合金中渗碳体（碳化铁）约占12%，铁素体约占88%时，该合金的相变是在恒温下实现的。即在这种特定比例下的渗碳体和铁素体，在发生相变时，如果消失两者同时消失（加热时），如果出现则两者又同时出现，在这一点上这种组织与纯金属的相变类似。基于这个原因，人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待，并且命名为珠光体，这种钢就叫做共析钢。即含碳量正好是0.77%的钢就叫做共析钢，它的组织是珠光体。（C%＝0.77%） 2、亚共析钢 常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于0.77%，所以组织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一部分要与渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，所以这种钢的组织是铁素体+珠光体。碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好，这类钢统称为亚共析钢。（C%<0.77%） 3、过共析钢 工具用钢的含碳量往往超过0.77%，这种钢组织中渗碳体的比例超过12%，所以除与铁素体形成珠光体外，还有多余的渗碳体，于是这类钢的组织是珠光体+渗碳体。这类钢统称为过共析钢。（C%>0.77%） 二、有关钢材机械性能的名词 1、屈服点（σs） 钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo (MPa)，MPa称为兆帕等于N/mm2，（1MPa=106Pa，1Pa =1N/m2） 2、屈服强度（σ0.2） 有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3、抗拉强度（σb） 材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。 4、伸长率（δs） 材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5、屈强比（σs/σb） 钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6、硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度（HB） 以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度（HR） 当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。 ⑶维氏硬度（HV） 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV） 三、有关钢的热处理的名词 1、钢的退火 将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。 2、钢的正火 正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。 3、钢的淬火 淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。 4、钢的回火 将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。 ⑴调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。 ⑵时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。 5、钢的表面热处理 ⑴表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬在马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的，适用于中碳钢。 ⑵化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同，化学热处理可分为渗