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施工技術(shù)

常用鋼材的基礎(chǔ)知識(shí)

一、鋼材的分類方法



鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有八種:

1.按質(zhì)量分類

 (1) 一般鋼(磷 P≤0.045%,硫S≤0.050%)

 (2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S均≤0.035%)

 (3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)

湟中滄盛鋼結(jié)構(gòu)廠主要生產(chǎn)的青海西寧鋼結(jié)構(gòu)、鋼橋、垃圾斗全部采用大鋼廠優(yōu)質(zhì)鋼材,生產(chǎn)前全部送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),保證期質(zhì)量。

2.按化學(xué)成份分類

(1) 碳素鋼:a.低碳鋼(碳C≤0.25%);b.中碳鋼(碳C≤0.25~0.60%);c.高碳鋼(碳C≤0.60%)。

(2) 合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量≤5%);b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%);c.高合金鋼(合金元素總含量>10%)。

下表為鋼材的牌號(hào)與化學(xué)成分


3.按成形方法分類

(1) 鍛鋼;

(2) 鑄鋼;

(3) 熱軋鋼;

(4) 冷拉鋼。

4.按金相組織分類

 (1) 退火情況的:a.亞共析鋼(鐵素體+珠光體);b.共析鋼(珠光體);c.過(guò)共析鋼(珠光體+滲碳體);d.萊氏體鋼(珠光體+滲碳體)。

 (2) 正火情況的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。

 (3) 無(wú)相變或部分發(fā)作相變的。

5.按用途分類

 (1) 建筑及工程用鋼:a.一般碳素結(jié)構(gòu)鋼;b.低合金結(jié)構(gòu)鋼;c.鋼筋鋼。

 (2) 結(jié)構(gòu)鋼

a.機(jī)械制造用鋼:(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼;(b)外表硬化結(jié)構(gòu)鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、外表淬火用鋼;(c)易切結(jié)構(gòu)鋼;(d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。

b.彈簧鋼

c.軸承鋼

 (3) 工具鋼:a.碳素工具鋼;b.合金工具鋼;c.高速工具鋼。

 (4) 特別功用鋼:a.不銹耐酸鋼;b.耐熱鋼:包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼;c.電熱合金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼。

 (5) 專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船只用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。


6.概括分類

(1)一般鋼    a.碳素結(jié)構(gòu)鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。    b.低合金結(jié)構(gòu)鋼    c.特定用途的一般結(jié)構(gòu)鋼

(2)優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼)

a.結(jié)構(gòu)鋼:(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼;(b)合金結(jié)構(gòu)鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。

b.工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;(c)高速工具鋼。    c.特別功用鋼:(a)不銹耐酸鋼;(b)耐熱鋼;(c)電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高錳耐磨鋼。


7.按訓(xùn)練方法分類

(1) 按爐種分

a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼;(b)堿性平爐鋼。

b.轉(zhuǎn)爐鋼:(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼;(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?;?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼;(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼;(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。

c. 電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應(yīng)爐鋼;(d)真空自耗爐鋼;(e)電子束爐鋼。

(2)按脫氧程度和澆注準(zhǔn)則分:

a.沸騰鋼;b.半鎮(zhèn)靜鋼;鎮(zhèn)靜鋼;d.特別鎮(zhèn)靜鋼。


8.按照外形分類

(1)型材

(2)板材

(3)管材

(4)金屬制品四大類。


二、鋼材的機(jī)械性能

1、屈從點(diǎn)(σs)鋼材或試樣在拉伸時(shí),當(dāng)荷載超越彈性極限,即便荷載不再添加,而鋼材或試樣仍持續(xù)發(fā)作顯著的塑性變形,稱此現(xiàn)象為屈從,而發(fā)作屈從現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力值即為屈從點(diǎn)。

設(shè)Fs為屈從點(diǎn)s處的外力,S為試樣斷面積,則屈從點(diǎn)σs =Fs/S(MPa),MPa稱為兆帕等于N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)

2、屈從強(qiáng)度(σ0.2)有的金屬資料的屈從點(diǎn)極不顯著,在測(cè)量上有困難,因而為了衡量資料的屈從特性,規(guī)則發(fā)作永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長(zhǎng)度的0.2%)時(shí)的應(yīng)力,稱為條件屈從強(qiáng)度或簡(jiǎn)稱屈從強(qiáng)度 σ0.2 。

3、抗拉強(qiáng)度(σb)資料在拉伸過(guò)程中,從開(kāi)端到發(fā)作開(kāi)裂時(shí)所到達(dá)的最大應(yīng)力值。它表明鋼材反抗開(kāi)裂的才能大小。與抗拉強(qiáng)度相應(yīng)的還有抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。

設(shè)Fb為資料被拉斷前到達(dá)的最大拉力,S為試樣截面面積,則抗拉強(qiáng)度σb= Fb/S(MPa)。

4、伸長(zhǎng)率(δs)資料在拉斷后,其塑性伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原試樣長(zhǎng)度的百分比叫伸長(zhǎng)率或延伸率。

5、屈強(qiáng)比(σs/σb)鋼材的屈從點(diǎn)(屈從強(qiáng)度)與抗拉強(qiáng)度的比值,稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越大,結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65,低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。


二、常用鋼材種類介紹


(一)型材

1、角鋼

角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。等邊角鋼以“L肢寬×肢厚”標(biāo)明,不等邊角鋼以“L長(zhǎng)肢寬×短肢寬×肢厚”標(biāo)明,單位為mm,如L63×5,L100×80×8。

計(jì)算公式:F=d(2b-d)+0.2146(rr-2qq)

d:邊厚,b:邊寬,r:內(nèi)圓角半徑,q:邊端圓角半徑


2、槽鋼

槽鋼是截面為凹槽形的長(zhǎng)條鋼材。其規(guī)范標(biāo)明方法,如120*53*5,標(biāo)明腰高為120毫米,腿寬為53毫米的槽鋼,腰厚為5毫米的槽鋼,或稱12#槽鋼。腰高相同的槽鋼,如有幾種不同的腿寬和腰厚也需在類型右邊加a b c 予以差異,如25a# 25b# 25c#等。


3、工字鋼

工字鋼有一般工字鋼和輕型工字鋼兩種。一般工字鋼用“I截面高度的厘米數(shù)”標(biāo)明,高度20mm以上的工字鋼,同一高度有三種腹板厚度,分別記為a、b、c,a類腹板最薄、冀緣最窄,b類較厚較寬,c類最厚最寬,如I20a。相同高度的輕型工字鋼的翼緣要比一般工字鋼的冀緣寬而薄,腹板亦薄,輕型工字鋼可用漢語(yǔ)拼音符號(hào)“Q”標(biāo)明,如QI40等。

計(jì)算公式:F=hd+2t(b-d)+0.8584(rr-2qq)

h:高度,d:腰厚,b:腿寬,t:均勻腿厚,r:內(nèi)圓角半徑, q:邊端圓角半徑


4、H型鋼

H型鋼分熱軋和焊接二種。熱軋H型鋼有寬翼緣(H W)、中翼緣 (HM)、窄翼緣 (HN)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”標(biāo)明,單位為mm,如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12。

焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成,也用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”標(biāo)明,如H350×250×10×16。

計(jì)算公式:F=d(h-2t)+2bt+0.858rr

h:高度,d:腹板厚,b:翼緣板寬,t:翼緣板厚,r:內(nèi)圓角半徑,   q:邊端圓角半徑



(二)板材

鋼板的分類

按厚度分類:薄板   中板   厚板  特厚板

按出產(chǎn)方法分類:熱軋鋼板   冷軋鋼板

按表面特征分類: 鍍鋅板  (熱鍍鋅板、電鍍鋅板)  鍍錫板    復(fù)合鋼板    五顏六色涂層鋼板

按用途分類:

橋梁鋼板   鍋爐鋼板    造船鋼板   裝甲鋼板   轎車鋼板   屋面鋼板      結(jié)構(gòu)鋼板    電工鋼板(硅鋼片)  繃簧鋼板   其他

(三)鋼管

鋼管的分類:

鋼管分無(wú)縫鋼管和焊接鋼管(有縫管)兩大類。

按斷面形狀又可分為圓管和異形管,廣泛應(yīng)用的是圓形鋼管,但也有一些方形、矩形、半圓形、六角形、等邊三角形、八角形等異形鋼管。

關(guān)于承受流體壓力的鋼管都要進(jìn)行液壓試驗(yàn)來(lái)查驗(yàn)其耐壓才干和質(zhì)量,在規(guī)矩的壓力下不發(fā)作走漏、浸濕或脹大為合格,有些鋼管還要根據(jù)規(guī)范或需方要求進(jìn)行卷邊試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)等。


1、無(wú)縫鋼管

無(wú)縫鋼管:無(wú)縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管,然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無(wú)縫管的規(guī)范用外徑*壁厚毫米數(shù)標(biāo)明。無(wú)縫鋼管分熱軋和冷軋(撥)無(wú)縫鋼管兩類。

熱軋無(wú)縫鋼管分一般鋼管,低、中壓鍋爐鋼管,高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、地質(zhì)鋼管和其它鋼管等。

冷軋(撥)無(wú)縫鋼管除分一般鋼管、低中壓鍋爐鋼管、高壓鍋爐管、合金鋼管、不銹鋼管、石油裂化管、其它鋼管外,還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。

無(wú)縫管外徑一般大于32mm,壁厚2.5-75mm,冷軋無(wú)縫鋼管外徑可以到6mm,壁厚可到0.25mm,薄壁管外徑可到5mm,壁厚小于0.25mm,冷軋比熱軋標(biāo)準(zhǔn)精度高。

結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管(GB/T8162-2008)是用于一般結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的無(wú)縫鋼管。

流體運(yùn)送用無(wú)縫鋼管(GB/T8163-2008)是用于運(yùn)送水、油、氣等流體的一般無(wú)縫鋼管。

低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管(GB3087-2008)是用于制造各種結(jié)構(gòu)低中壓鍋爐過(guò)熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車鍋爐用過(guò)熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔(軋)無(wú)縫鋼管。

高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管(GB5310-2008)是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無(wú)縫鋼管。

化肥設(shè)備用高壓無(wú)縫鋼管(GB6479-2000)是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma的化工設(shè)備和管道的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼無(wú)縫鋼管。

石油裂化用無(wú)縫鋼管(GB9948-2013)是適用于石油精粹廠的爐管、熱交換器和管道無(wú)縫鋼管。

地質(zhì)鉆探用鋼管(YB235-70)是供地質(zhì)部分進(jìn)行巖心鉆探運(yùn)用的鋼管,按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉積管等。

金剛石巖芯鉆探用無(wú)縫鋼管(GB3423-82)是用于金剛石巖芯鉆探的鉆桿、巖心桿、套管的無(wú)縫鋼管。

石油鉆探管(YB528-65)是用于石油鉆探兩端內(nèi)加厚或外加厚的無(wú)縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種,車絲管用接頭聯(lián)合,不車絲管用對(duì)焊的方法與東西接頭聯(lián)合。

船舶用碳鋼無(wú)縫鋼管(GB5213-85)是制造船舶I級(jí)耐壓管系、Ⅱ級(jí)耐壓管系、鍋爐及過(guò)熱器用的碳素鋼無(wú)縫鋼管。碳素鋼無(wú)縫鋼管管壁工作溫度不逾越450℃,合金鋼無(wú)縫鋼管管壁工作溫度逾越450℃。

轎車半軸套管用無(wú)縫鋼管(GB3088-82)是制造轎車半軸套管及驅(qū)動(dòng)橋橋殼軸管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋無(wú)縫鋼管。

柴油機(jī)用高壓油管(GB3093-2002)是制造柴油機(jī)噴射系統(tǒng)高壓管用的冷拔無(wú)縫鋼管。

液壓和氣動(dòng)缸筒用精密內(nèi)徑無(wú)縫鋼管(GB8713-88)是制造液壓和氣動(dòng)缸筒用的具有精密內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)的冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管。

冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管(GB3639-2000)是用于機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管。選用精密無(wú)縫鋼管制造機(jī)械結(jié)構(gòu)或液壓設(shè)備等,可以大大節(jié)約機(jī)械加工工時(shí),前進(jìn)資料利用率,一同有利于前進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)構(gòu)用不銹鋼無(wú)縫鋼管(GB/T14975-2012)是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫(yī)療、食物、機(jī)械等工業(yè)的耐腐蝕管道和結(jié)構(gòu)件及零件的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴(kuò))和冷拔(軋)無(wú)縫鋼管。

流體運(yùn)送用不銹鋼無(wú)縫鋼管(GB/T14976-2012)是用于運(yùn)送流體的不銹鋼制成的熱軋(擠、擴(kuò))和冷拔(軋)無(wú)縫鋼管。

異型無(wú)縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無(wú)縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀標(biāo)準(zhǔn)的不同又可分為等壁厚異型無(wú)縫鋼管(代號(hào)為D)、不等壁厚異型無(wú)縫鋼管(代號(hào)為BD)、變直徑異型無(wú)縫鋼管(代號(hào)為BJ)。異型無(wú)縫鋼管廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件、東西和機(jī)械零部件。和圓管比較,異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數(shù),有較大的抗彎抗扭才干,可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量,節(jié)約鋼材無(wú)縫鋼管價(jià)格

下表為鋼管的外徑允許偏差,熱軋鋼管壁厚允許偏差,,熱擴(kuò)鋼管壁厚允許偏差

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