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熱軋圓鋼是一種冶金的專業術語,是圓鋼的一種,屬于建筑用鋼材。
熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米,其中,5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆供應,常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件:大于25毫米的熱軋圓鋼,主要用于制造機械零件或作無縫鋼管坯。
具有淬透性好、硬度高、耐磨性好、熱處理變形小等優點,常用于制作承受重負荷、生產批量大、形狀復雜的冷作模具。但該Q345B低合金圓鋼在使用過程中容易出現脆性大等問題。研究表明,改善Q345B低合金圓鋼中碳化物的形態和分布可有效改善材料韌性
常見的工藝有鍛造預熱淬火、固溶雙細化工藝、降溫淬火、等溫淬火等。其中固溶雙細化處理是利用熱處理方式,使碳化物細化、棱角圓整化,同時使奧氏體晶粒超細化。其工藝的主要措施是高溫固溶和循環細化。高溫固溶可以改善碳化物的形態和粒度;循環細化的目的在于使奧氏體晶粒超細化。真空熱處理與普通熱處理相比有許多突出的特點,如可防止Q345B低合金圓鋼表面氧化、脫碳;淬火變形小;工藝的穩定性、重復性好;操作、自動化程度高、工作環境好等。隨著要求越來越高,Q345B低合金圓鋼的真空熱處理受到越來越多的關注。
鋼材一般以熱軋(包括控軋)狀態交貨。根據需方要求,經雙方協議,也可以正火處理狀態交貨(A級鋼材除外)。
碳素鋼是近代工業中使用早、用量的基本材料。世界各工業,在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產量的同時,也非常注意改進碳素鋼質量,擴大品種和使用范圍。
目前碳素鋼的產量在各國鋼總產量中的比重,約保持在80%左右,它不僅廣泛應用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機械制造工業,而且在近代的石油化學工業、海洋開發等方面,也得到大量使用。
簡要介紹
含碳量小于2.11%,除鐵、碳和限量以內的硅、錳、磷、硫等雜質外,不含其他合金元素的鐵碳合金。工業用碳鋼的含碳量一般為0.05%~1.35%。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加,鋼的強度、硬度升高,塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比,碳素鋼使用早,成本低,性能范圍寬 ,用量。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優質鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn
命名方法
1、碳素結構鋼
主要用途:各類工程。通常熱軋后空冷供貨,用戶一般不需進行熱處理而直接使用。這類鋼按其屈服強度等級共分五個等級。
命名:標志符號Q+小σS值—等級符號+脫氧程度符號 如:Q235AF
等級符號:A、B、C、D(D級達到了優質鋼水平)
2、優質碳素結構鋼
主要用途:重要機件。可以通過熱處理調整零件的力學性能。出廠狀態可以是熱軋后空冷,也可以是退火、正火等狀態。按標準(GB/T699-1999的規定,分為優質鋼、高級優質鋼A和特級優質鋼E三個質量等級。
命名:用兩位數字表示,兩位數字表示鋼中含碳量的萬分之幾。 如:45鋼 WC=0.45%
常用牌號:08F、15、45、60等。
3、碳素工具鋼(WC=0.65%~1.35% 屬高碳鋼)
主要用途:制作各種小型工具。可進行淬火、低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性。分為優質級和高級優質級兩大類。
命名:標志符號T+含碳量的1000倍。 如:T10 WC=1.0%
高級優質級在鋼號尾部加A,如T10A
4、一般工程用鑄造碳素鋼件(鑄鋼)
主要用途:難用鍛壓等方法成型的復雜零件且力學性能要求較高;
命名:標志符號ZG+σS值—σb值 如:ZG340-640 [1]
表示方法
編號:Q+數字+質量等級符號·脫氧方法符號
例如:Q235A·F
其中Q表示屈服強度,235表示屈服強度的數值,A表示質量等級為A級,F表示沸騰鋼。
Q235A·F―表示屈服強度為235N/mm2;,A等級質量沸騰鋼。
碳素鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態下,隨含碳量的增加,鋼的強度和硬度升高,而塑性和沖擊韌性下降(見圖)。焊接性和冷彎性變差。所以工程結構用鋼,常限制含碳量。 碳素鋼中的殘余元素和雜質元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等,對碳素鋼的性能也有影響。這些影響有時互相加強,有時互相抵銷。例如:①硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性,而適量的錳可減少或部分抵銷其熱脆性。②殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性,增加冷脆性。③除硫和氧降低強度外,其他雜質元素均在不同程度上提高鋼的強度。④幾乎所有的雜質元素都能降低鋼的塑性和焊接性。
氫在鋼中能造成很多嚴重缺陷,如產生白點、點狀偏析、氫脆、表面鼓泡和焊縫熱影響區內的裂縫等。為保證鋼的質量,必須盡可能降低鋼中氫的含量(見應力腐蝕斷裂和氫脆)。脫氧帶入的殘余元素如鋁,可減小低碳鋼的時效傾向,還可以細化晶粒,提高鋼在低溫下的韌性,但余量不宜過多。由爐料中帶入的殘余元素如鎳、鉻、鉬、銅等,含量高時可提高鋼的淬透性,但對要求具有高塑性的專用鋼,如深沖用鋼板,則是不利的。
加工性能
碳素鋼大都采用氧氣轉爐和平爐冶煉,優質碳素鋼也采用電弧爐生產。根據煉鋼過程脫氧程度的不同,碳素鋼可分為鎮靜鋼、沸騰鋼和介于兩者之間的半鎮靜鋼。冶煉方法對鋼的性能影響,主要是通過鋼的純凈度而起作用的。人們通過真空處理、爐外精煉和噴吹技術等,都可獲得更高純凈度的鋼,從而顯著改善了碳素鋼的品質。
碳素鋼的塑性加工工藝通常分熱加工和冷加工。經過熱加工,鋼錠中的小氣泡、疏松等缺陷被焊合起來,使鋼的組織致密。同時,熱加工可破壞鑄態組織、細化晶粒。使鍛軋的鋼材比鑄態具有更好的力學性能。經冷加工的鋼,隨著冷塑性變形程度增大,強度和硬度增加,塑性和韌性降低。為提高成材率,廣泛應用連續鑄鋼工藝。
用途應用編輯
制造工藝
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。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后便加工成鋼板、鋼帶、鋼條和各種斷面形狀的型鋼。碳鋼一般在熱軋狀態下直接使用。當用于制造工具和各種機器零件時,則需要根據使用要求進行熱處理;至于鑄鋼件,絕大多數都要進行熱處理。
產地運輸
主要生產及輸往、地區
一般碳素鋼多加工成型材,如角鋼、扁鋼、工字鋼等輸往日本、香港、東南亞、中東等和地區。
主要進口生產
中國主要從日本、俄羅斯、德國、東歐等進口。與其他鋼類相比,碳素鋼進口數量多。進口到貨后缺重問題較為突出。收用貨部門要加強到貨后重量的驗收。
碳素鋼的應用
含碳量在0.1%-1.2%的碳素鋼、碳素工具鋼、彈簧鋼及其各種下腳料,都可以用作冶金鋼時配碳和增碳用鋼料。選用碳素鋼返回料時應注意以下幾點。
1.鋼錠冒口、熱軋鍛切頭料等,其中磷、硫含量較高。冶煉低磷、硫合金鋼時應控制用量。
2.車屑、廢絲帶材、廢次鋼材等成分不準確,選用時應慎重,重熔(洗爐)后使用。
3.使用碳素鋼廢舊鋼材時應進行火花鑒定,分類使用。
用途
Q195 用于制造承載較小的零件、鐵絲、鐵圈、墊鐵、開口銷、拉桿、沖壓件以及焊接件等。
Q215 A 用于制造拉桿、套圈、墊圈、滲圈、滲碳零件以及焊接件等。
Q235 A A、B級用于制造金屬結構件、心部強度要求不高的滲碳件或碳氮共滲件、拉桿、連桿、吊鉤、車鉤、螺栓、螺母、套筒、軸以及接件;C、D級用于制造重要的焊接結構件。
Q255 A 用于制造轉軸、心軸、吊鉤、拉桿、搖桿、楔等強度要求不高的零件。此負焊接性尚可。
Q275 用于制造軸類、鏈輪、齒輪、吊鉤等強度要求高的零件。
結構分類編輯
規格質量
碳素鋼的品種主要有圓鋼、扁鋼、方鋼等。經冷、熱加工后鋼材的表面不得有裂縫、結疤、夾雜、折疊和發紋等缺陷。尺寸和允許公差必須符合相應品種標準的要求。
具體分類
按化學成分分類
碳素鋼按化學成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.25%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。
(2) 中碳鋼
碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的硬度約為 HRC55(HB538),σb為600~1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中,中碳鋼得到廣泛的應用,除作為建筑材料外,還大量用于制造各種機械零件。
(3)高碳鋼
常稱工具鋼,含碳量從0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。錘,撬棍等由含碳量0.75%的鋼制造; 切削工具如鉆頭,絲攻,鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼制造。
按鋼的品質分類
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