导图社区 2021机电工程管理与实务1-1机电工程常用材料及工程设备(一建,超详细,可丢课本视频)
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编辑于2021-06-10 07:09:071-1、机电工程常用材料及工程设备
机电工程常用材料
常用金属材料的类型及应用
一、 黑色金属材料的类型和应用
黑色金属材料的类型
黑色金属的组成
定义
以黑色矿物质为原料,经采选、冶炼、压延或铸造等阶段,形成的钢产品
特点
以铁和碳为主要元素,含碳量一般在2%以下,并含有其他元素的材料。
分类
黑色金属(钢铁)材料通常分为:生铁、钢、半成品、最终产品。 也可以按照生产工艺、外形、尺寸、表面状态对黑色金属进行分类。
生铁
概念:生铁是在熔融条件下可以处理为钢或铸铁。
交货形式:铸锭及类似固体块或颗粒。
分类(按用途):炼钢用生铁、铸造用生铁、球墨铸铁用生铁、耐磨生铁、脱碳低磷粒 铁、含矾生铁。(6种)
钢
按化学成分分类
非合金钢
按钢的主要质量等级分类 补充(非大纲)
普通质量非合金钢(无AB)
a) 钢为非合金化的(符合本标准第1部分对非合金钢的合金元素规定含量界限值的规定); b) 不规定热处理; 注:退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待。 c) 如产品标准或技术条件中有规定,其特性值应符合下列条件: 1) 碳含量最高值 20.10%; 2) 硫或磷含量最高值 20.040%; 3) 氮含量最高值 20.007%; 4) 抗拉强度最低值 <690 N/mm2 ; 5) 屈服强度最低值 <360 N/mm2 ; 6) 断后伸长率最低值(L0=5.56ysT) <33%; 7) 弯心直径最低值 20.5 X试件厚度; 8) 冲击吸收能量最低值(20 °C,V型,纵向标准试样)W27 J; 9) 洛氏硬度最高值(HRB) 260。 注:力学性能的规定值指用公称厚度为3 mm〜16 mm钢材做的纵向或横向试样测定的性能。 d)未规定其他质量要求。
优质非合金钢(CD)
1、概述 优质非合金钢是指在生产过程中需要特别控制质量(例如控制晶粒度,降低硫、磷含量,改善表面质 量或增加工艺控制等),以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能,良好的冷 成型性等),但这种钢的生产控制不如特殊质量非合金钢严格(如不控制淬透性)。 2、定义 除在普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的钢为优质非合金钢。
特殊质量非合金钢(E或省略)
特殊质量非合金钢 1、 概述 特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能(例如,控制淬透性和纯洁度) 的非合金钢。 2、 定义 符合下列条件之一的钢为特殊质量非合金钢。 a)钢材要经热处理并至少具有下列一种特殊要求的非合金钢(包括易切削钢和工具钢): 1) 要求淬火和回火或模拟表面硬化状态下的冲击性能; 2) 要求淬火或淬火和回火后的淬硬层深度或表面硬度; 3) 要求限制表面缺陷,比对冷锹和冷挤压用钢的规定更严格; 4) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)要求内部材质均匀性。 b)钢材不进行热处理并至少应具有下述一种特殊要求的非合金钢: 1) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)内部材质均匀性,例如钢板抗层状撕裂性能; 2) 要求限制磷含量和(或)硫含量最高值,并符合如下规定: 熔炼分析值 ≤0.020%; 成品分析值 ≤0.025%; 3)要求残余元素的含量同时作如下限制: Cu熔炼分析最高含量 ≤0.10% Co熔炼分析最高含量 ≤0.05% V熔炼分析最高含量 ≤0.05% 4)表面质量的要求比GB/T 6478冷镦和冷挤压用钢的规定更严格。 c )具有规定的电导性能(不小于9 s/m)或具有规定的磁性能(对于只规定最大比总损耗和最小 磁极化强度而不规定磁导率的磁性薄板和带除外)的钢。
按钢的主要性能或使用的特性分类
以规定最高强度为主要特性的非合金钢
以规定最低强度为主要特性的非合金钢
以碳含量为主要特性的非合金
非合金易切削钢
非合金工具钢
规定磁性能和电性能的非合金钢
其它非合金钢
按钢中碳的质量分数分类
低碳钢(WC ≤ 0.25%)
中碳钢(WC0.25%—0.6%)
高碳钢(WC>0.6%)
按用途分类
碳素结构钢:机械零件、工程构建,一般为低中碳钢
工程构建钢
机器制造结构钢
碳素工具钢:刀具、量局、磨具等,一般为高碳钢
易削切结构钢
低合金钢
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
合金钢
注意合金元素作用(氢)
优质合金钢
特殊质量合金钢
子主题
铸铁
铸铁牌号采用以化学成分或力学性能的表示方法。 灰铸铁、球墨铸铁、抗磨球墨铸 铁、蠕墨铸铁、白心(黑心、珠光体)可锻铸铁、抗磨白口铸铁 采用力学性能的表示方法,力学性能值排在铸铁代号之后当牌号中有合金元素符号时,抗拉强度值排列于元素符号及含量之后,之间用“-”隔开,例如:抗磨球墨铸铁牌号QTM Mn8-300。铸铁代号+合金元素及成分+-抗拉强度
国标分类及牌号 补充
灰口铸铁HT
牌号组成:HT100 2.5-4%碳
球墨铸铁QT
牌号组成QT400-17
蠕墨铸铁RuT
牌号组成:HT100
可锻铸铁KT(H/Z,黑心/珠光体)
牌号组成:KTH300-06
前缀H/Ru/K/QT(Q,球;T,铁)+最低抗拉强度+最低延伸率
特殊性能铸铁ST
牌号组成:STSi15
铸钢
合金細分为耐耐蚀"耐WW 牌号林旅实例分别为ZGR40Cr25Ni20、 ZGS06Crl6Ni5Mo、ZGM30CrMoSiMo。参见《铸钢牌号表示方法》GB/T 5613—2014相关 规定。
铸钢(ZG)牌号 补充
铸钢(ZG)
牌号组成:ZG200-400
1. 前缀ZG(S,特;G,铁)+屈服强度(MPa)+抗拉强度(MPa)
牌号组成:ZG15Cr2MoV
1. 前缀ZG(S,特;G,铁)+数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
焊接结构用铸钢(ZGH)
牌号组成:ZGH+铸钢的力学/合金部分
1. 前缀ZG(S,特;G,铁)+H(H,焊)+屈服强度(MPa)+抗拉强度(MPa)
2. 前缀ZG(S,特;G,铁)+H(H,焊)+数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐热铸钢(ZGR)
牌号组成:ZGR40Cr25Ni20
1. 前缀ZG(S,特;G,铁)+功能R(R,热)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐蚀铸钢(ZGS)
牌号组成:ZGS06Cr19Ni10
1. 前缀ZG(S,特;G,铁)+功能S(S,蚀)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐磨铸钢(ZGM)
牌号组成:ZGM120Mn13Cr2RE
1. 前缀ZG(S,特;G,铁)+功能M(M,磨)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)

黑色金属材料的应用
钢管和钢板
产品标准及材料牌号
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
优质合金钢
特殊质量合金钢
子主题
子主题
子主题
子主题
子主题
应用
例如,建筑管道材料的应用: (1)生活污水应使用铸铁管或非金属管材(塑料管、混凝土管) (2)雨水管宜使用铸铁管、镀锌和非镀锌钢管或非金属管材。 (3)室内热水供应系统应采用镀锌钢管、铜管和非金属管材。 (4)室内供暖系统应用焊接钢管和镀锌钢管。 (5)室外生活给水管道应采用镀锌管、给水铸铁管、复合管或塑料管。 (6)室外排水管道应采用排水铸铁管和非金属管道。 (7)室外供热管网的管材应按设计要求。当设计未注明时,应符合下列规定: 管径小于或等于40mm时,应使用焊接钢管; 管径为50~200mm时,应使用焊接钢管或无缝钢管; 管径大于200mm时,应使用螺旋缝焊接钢管。
小于等于40mm,焊接钢管
50-200mm,焊接钢管、无缝钢管
大于200mm,螺旋焊接钢管
型钢
(1)型钢按截面尺寸、形状范围将型钢分为: 工字钢、槽钢、等边角钢、不等边钢、H型钢和T型钢等
(2)型钢表面: 不得有裂纹、结疤、折叠、夹渣和端面分层, 允许有深度(高度)不超过厚度公差之半的局部麻点、划痕及其他轻微缺陷,但应保证型钢缺陷处的最小厚度
公差
尺寸公差简称公差,是指允许的,最大极限尺寸减最小极限尺寸之差的绝对值的大小,或允许的上偏差减下偏差之差大小。尺寸公差是一个没有符号的绝对值。极限偏差=极限尺寸-基本尺寸,上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸,下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸。尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下,尺寸公差愈小,则尺寸精度愈高。
法兰
钢制法兰可用锻件、板材、铸件和钢管材料加工; 石油化工、压力容器钢制法兰用的材料为板材和锻件。
锻件材料
板材
石油化工/压力容器
铸件材料
钢管
阀门
钢制阀门包含: 阀体、阀盖或盖板等承压件。 阀门型号由阀门类型、驱动方式、连接形式、结构形式、密封面或衬里材料、压力阀体材料七部分组成。
阀门的分类:
(1)按行业分:通用阀门、工业阀门、石化工业阀门、核电厂阀门、建筑阀门等。
(2)按结构分:闸阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀安全阀、减压阀、疏水阀、排污阀、调节阀、分配阀、混合阀、水力控制阀等
(3)按驱动方式分:手动阀门、电动阀门、液压阀门和气动阀门。
(4)按温度和压力分: 低、中、高、超高压阀门; 高、中、常、低、超低温阀门
二、 有色金属的类型及应用
1. 有色金属类型
1.1. 有色金属定义
1.1.1. 称为非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。
1.2. 常用有色金属
1.2.1. 铝、镁、钛、铜、锆、镍、钴、锌、锡、铅等有色金属。 冶炼产品类别包括: 阴极铜、重熔用铝锭、锌锭、铅锭、锡锭、电解镍等有色金属及其合金
2. 有色金属应用
2.1. 铝及铝合金
2.1.1. 容器生产
常压容器和设计压力不大于8MPa压力容器
容器用铝及铝合金材料应当具有良好的耐蚀性能、力学性能、焊接性能、成型性能及其他工艺性能和物理性能,能满足容器的使用与制造要求,并考虑经济合理性
空气分离设备铝制件不得接触碱液
1、铝先与水发生反应,反应式如下。 2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂ 2、生成的Al(OH)₃与碱(NaOH)进行反应,反应式如下。 Al(OH)₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O 在上述的两步反应中,铝(Al)先和水(H₂O)发生氧化还原反应。生成的Al(OH)₃为两性化合物。 当Al(OH)₃与碱(NaOH)进行反应时,发生的是酸碱中和反应。其中Al(OH)₃作为酸进行反应。
2.1.2. 管道
设计压力不大于1MPa,介质温度不超过150℃
输送浓硝酸、醋酸、蚁酸、磷酸、脂肪酸、硫化氢、碳酸氢铉、尿素等介质
可用于深冷装置、液化装置、空分装置及食品冷冻等管道系统
可用于不允许有铁离子污染介质的管道系统。
2.2. 铜及铜合金
2.2.1. 空调及制冷设备
常用材料及牌号:TUO、TP1、T2、QSn0.5-0.025,牌号字母组合依次代表无氧铜、磷脱氧铜、纯铜、锡青铜。
2.2.2. 空气分离设备
黄铜制件不得接触氨气
2.2.3. 铜及铜合金分类
紫铜(纯铜)
白铜(铜镍合金)
以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。 结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械﹑眼镜配件、化工机械和船舶构件。 电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。
结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械﹑眼镜配件、化工机械和船舶构件。
电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。
黄铜(铜锌合金)
黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。 1、黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。 如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铁、硅组成的铜合金。特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。黄铜有较强的耐磨性能。由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。 根据黄铜中所含合金元素种类的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄铜称为变形黄铜。黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。 2、锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等; 3、铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
1、黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。
黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。七三铜,弹壳。
2、锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等;
3、铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
青铜(铜锡合金及白铜、黄铜外的所有合金)
青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。 1、锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等; 2、铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。 3、铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用于铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等; 4、磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件; 5、铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。 6、铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,是机械性能,物理性能,化学性能及抗蚀性能良好; 7、粉末冶金制作针对钨钢,高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时,因普通电极损耗大,速度慢,钨铜是比较理想材料。抗弯强度≥667Mpa。
1、锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等;
2、铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。
3、铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用于铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等;
4、磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件;
5、铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。
6、铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,是机械性能,物理性能,化学性能及抗蚀性能良好;
7、粉末冶金制作针对钨钢,高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时,因普通电极损耗大,速度慢,钨铜是比较理想材料。抗弯强度≥667Mpa。
2.3. 镍及镍合金
2.3.1. 容器生产
有良好的力学性能、焊接性能、成型性能及其他工艺性能和物理性能, 能具有优良的耐腐蚀性能,不但包括耐均匀腐蚀性能,必要时还包括耐晶间腐蚀性能和耐应力腐蚀性能等耐局部腐蚀性能
容器要求进行晶间腐蚀敏感性检验时,其所用焊条和焊丝也应进行相同方法与合格指标的晶间腐蚀敏感性检验。
2.3.2. 工业管道
使用温度上限受介质及环境的影响: 不含硫化氢的环境使用温度上限值较高, 使用介质为蒸汽的环境较低, 含硫环境更低, 含硫环境呈还原性比呈氧化性还低。
镍、镍铜、镍铬铁、镍铁铬的使用温度上限依次提高
2.4. 钛及钛合金
2.4.1. 容器生产
钛制焊接容器包括:壳体部件等为全钛、衬钛、复合板制容器。
可生产常压容器及设计压力不大于35MPa的钛制压力容器。
供货状态应为退火状态(M )
2.4.2. 其他
钛能较好地抵抗氯离子的侵蚀,
离子膜法烧碱生产、甲酸、醋酸、环 氧丙烷等化工项目中均釆用钛管道输送介质
2.5. 贵金属
2.5.1. 金、银和铂族金属
按照生产过程,并兼顾到某种产品的特定用途,贵重金属及其合金牌号分为: 冶炼产品、加工产品、复合材料、粉末产品、钎焊料五类
2.6. 其他
2.6.1. 铅、锡及其合金管道不得用于B类流体。
2.6.2. 流体类别
GB50316-2000《工业金属管道设计规范(2008版)
50316-200 特征 A1 相当于GBZ230-2010中极度危害(I级)在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中,被人吸入或与人体接触后,能造成严重中毒,脱离接触后不能治愈。 A2 相当于GBZ230-2010中高度危害(Ⅱ级、中度危害(级)轻度危害(Ⅳ级)接触此类流体后,会有不同程度的中毒,脱离接触后可治愈。 B 流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体,能点燃并在空气中连续燃烧。 D 不可燃、无毒、设计压力≤1.0MPa和设计温度在-20℃~186℃之间的流体。 C 不包括D类的不可燃、无毒流体。
GBZ230-2010 毒性危害指数 评价指标 极度危害(I级) TH65 1.毒性效应指标(急性毒性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性)2.影响毒物作用的因素指标(扩散性、蓄积性)3.实际危害后果指标(中毒病死率、危害预后情况划分评分等级)4.产业政策指标5.危害程度等级划分和毒性危害指数计算(毒性危害指数THI计算) 高度危害(Ⅱ级) 50TH<65 中度危害(I级) 35≤TH<50 轻度危害(ⅣV级) THI<35
3. 重金属轻金属 补充
3.1. 轻金属
3.1.1. 比重小于5(密度小于4.5 克每立方厘米),铝 (Al)、镁(Mg)、钙 (Ca)、锶 (Sr)、钡 (Ba)、钾 (K)和钠(Na)
3.2. 重金属
3.2.1. 比重大于5(密度大于4.5 克每立方厘米),铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋
三、 常用金属复合材料的类及应用
1. 金属基复合材料的分类和用途
1.1. 分类
1.1.1. 定义:由两种或两种以上不同性质的金属材料,通过物理或化学的方法,在 宏观(微观)上组成具有新性能的材料。
1.1.2. 用途
结构复合材料
功能复合材料
1.1.3. 增强材料的形态
纤维增强
制备方法:一般高温下形成
基体:铝、镁、钛及某些合金
增强材料:硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维。(不能选用耐热性低的玻璃纤维和有机纤维)
颗粒增强
制备方法
粉末冶金
铸造法
真空压力浸渍法
共喷射沉积法
基体:铝、镁、钛、铜、铁、钻等及其合金
增强材料:碳化硅、碳化钛、碳化硼、碳化钨、氧化铝、氮化硅、硼化钛、氮化硼及石墨等,颗粒的尺寸一般在3.5~10μm,
晶须增强
制备方法
粉末冶金
压铸法
晶须来源
外加晶须增强
内生晶须增强
金属基
铝
镁
钛合金
增强材料(晶须)
碳化硅
碳化硼
氧化铝
1.1.4. 按金属基:铝基、钛基、镍基、镁基、耐热金属基等
1.2. 特点和用途
1.2.1. 特点
高比强度
高比模量
尺寸稳定性
耐热性等
强 模 尺 热
1.2.2. 用途
航空
航天
汽车
电子
先进武器系统等
2. 金属层状复合材料的分类和用途
2.1. 定义:由几层不同性能的材料通过热轧、焊接工艺复合而成,与单组元合金相比,综合性能优越,适合一些特殊工作环境。(层与层之间通过轧合、挤压、熔合、爆炸焊接和钎焊等工艺方法)
2.2. 分类
2.2.1. 按金属层复合材料:太钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢、不锈钢碳钢等。
2.3. 特点和用途
2.3.1. 特点:耐腐蚀、耐高温、耐磨损、导热导电性好、阻尼减震、电磁屏蔽、且制造成本低等
2.3.2. 用途:石油化工、航天、食品、医药、造船、电力、机 械等行业,如压力容器、储罐、航天、航空零部件
3. 金属与非金属复合材料的的特点及用途 (主要用于管道制品、板材)
3.1. 钢塑复合管
3.1.1. 特点:既有钢管的强度和刚度,又有塑料管的耐化学腐 蚀,具有无污染、不混生细菌、内壁光滑、不积垢、水阻小、施工方便、成本低等优点
3.1.2. 用途:应用于石油、化工、建筑、通信、电力和地下输气管道等领域。
3.2. 铝塑复合管
3.2.1. 特点:有与金属管材相当的强度,具有电屏蔽和磁屏蔽作用、隔热保温性好、重量轻、寿命长、施工方便、成本低等优(电磁屏蔽类似于线缆屏蔽层,铜铝层、铜丝编织、铝箔;隔热保温是铝箔反射红外线;具体根据实际需求和成本确定)
3.2.2. 用途:广泛应用于建筑、工业 等机电工程中。
钢塑采用钢管+环氧树脂,铝塑采用的铝管+聚乙烯;环氧树脂更耐化学腐蚀、耐高温、内壁光滑、水阻小; 铜比铝的电磁屏蔽效果更高,但是铝成本低;铝比铜的导热系数低,更保温;铝塑复合管的可变型能力更好,成本更低。
四、 金属材料的补充
1. 黑色金属材料的分类 补充,非大纲
1.1. 按碳含量成分
1.1.1. 铸铁WC2.11%以上
白口铸铁
灰口铸铁
灰铸铁
可锻铸铁
球磨铸铁
蠕墨铸铁
麻口铸铁
1.1.2. 钢WC0.02%-2.11%
按合金分类
碳素钢
碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素工具钢
铸造碳钢
合金钢
合金结构钢
合金工具钢
特殊性能钢
按化学成分分类(及质量等级) (《钢分类》GB/T 13301-2008)
非合金钢
按钢的主要质量等级分类
普通质量非合金钢(无AB)
a) 钢为非合金化的(符合本标准第1部分对非合金钢的合金元素规定含量界限值的规定); b) 不规定热处理; 注:退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待。 c) 如产品标准或技术条件中有规定,其特性值应符合下列条件: 1) 碳含量最高值 20.10%; 2) 硫或磷含量最高值 20.040%; 3) 氮含量最高值 20.007%; 4) 抗拉强度最低值 <690 N/mm2 ; 5) 屈服强度最低值 <360 N/mm2 ; 6) 断后伸长率最低值(L0=5.56ysT) <33%; 7) 弯心直径最低值 20.5 X试件厚度; 8) 冲击吸收能量最低值(20 °C,V型,纵向标准试样)W27 J; 9) 洛氏硬度最高值(HRB) 260。 注:力学性能的规定值指用公称厚度为3 mm〜16 mm钢材做的纵向或横向试样测定的性能。 d)未规定其他质量要求。
优质非合金钢(CD)
1、概述 优质非合金钢是指在生产过程中需要特别控制质量(例如控制晶粒度,降低硫、磷含量,改善表面质 量或增加工艺控制等),以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能,良好的冷 成型性等),但这种钢的生产控制不如特殊质量非合金钢严格(如不控制淬透性)。 2、定义 除在普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的钢为优质非合金钢。
特殊质量非合金钢(E或省略)
特殊质量非合金钢 1、 概述 特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能(例如,控制淬透性和纯洁度) 的非合金钢。 2、 定义 符合下列条件之一的钢为特殊质量非合金钢。 a)钢材要经热处理并至少具有下列一种特殊要求的非合金钢(包括易切削钢和工具钢): 1) 要求淬火和回火或模拟表面硬化状态下的冲击性能; 2) 要求淬火或淬火和回火后的淬硬层深度或表面硬度; 3) 要求限制表面缺陷,比对冷锹和冷挤压用钢的规定更严格; 4) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)要求内部材质均匀性。 b)钢材不进行热处理并至少应具有下述一种特殊要求的非合金钢: 1) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)内部材质均匀性,例如钢板抗层状撕裂性能; 2) 要求限制磷含量和(或)硫含量最高值,并符合如下规定: 熔炼分析值 ≤0.020%; 成品分析值 ≤0.025%; 3)要求残余元素的含量同时作如下限制: Cu熔炼分析最高含量 ≤0.10% Co熔炼分析最高含量 ≤0.05% V熔炼分析最高含量 ≤0.05% 4)表面质量的要求比GB/T 6478冷镦和冷挤压用钢的规定更严格。 c )具有规定的电导性能(不小于9 s/m)或具有规定的磁性能(对于只规定最大比总损耗和最小 磁极化强度而不规定磁导率的磁性薄板和带除外)的钢。
按钢的主要性能或使用的特性分类
以规定最高强度为主要特性的非合金钢
以规定最低强度为主要特性的非合金钢
以碳含量为主要特性的非合金
非合金易切削钢
非合金工具钢
规定磁性能和电性能的非合金钢
其它非合金钢
按钢中碳的质量分数分类
低碳钢(WC ≤ 0.25%)
中碳钢(WC0.25%—0.6%)
高碳钢(WC>0.6%)
按用途分类
碳素结构钢:机械零件、工程构建,一般为低中碳钢
工程构建钢
机器制造结构钢
碳素工具钢:刀具、量局、磨具等,一般为高碳钢
易削切结构钢
低合金钢
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
合金钢
注意合金元素作用(氢)
优质合金钢
特殊质量合金钢
按形态分类
厚板
海洋平台
储罐
轮船
钢结构建筑
热轧
集装箱
管线
工程车
钢结构建筑
酸洗产品
电热水器
压缩机外壳
卡车轮毂
汽车底盘件
子主题
普冷产品
汽车
洗衣机
冰箱
硬币
电工钢
压缩
变压器
电机
热镀锡
冰箱
空调
汽车
电镀锌
冶金电视
复印打印
电脑机箱
镀锡产品
易拉罐
奶粉罐
右起罐
皇冠盖
1.1.3. 纯铁WC0.02%以下
1.2. 按金相组织
1.2.1. 铁碳平衡组织
工业纯铁(含碳≤0.0218%):铁素体+少量沿晶界分布的三次渗碳体,纯铁
亚共析钢(含碳0.0218-0.77%):铁素体+珠光体,20#钢,45#钢
共析钢(含碳0.77%,T8钢):层片状珠光体,T8钢
过共析钢(含碳0.77-2.11%):
珠光体+沿晶界分布的铁素体,铁素体内有晶界,60#钢
珠光体+沿晶界分布的二次渗碳体,T10钢
亚共晶白口铸铁(含碳2.11-4.3%):珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体
共晶白口铸铁(含碳4.3%):低温莱氏体,共晶点
过共晶白口铸铁(含碳4.3-6.69%):二次渗碳体+低温莱氏体
白口铸铁(含碳2.11-6.69%)结晶过程中没有石墨析出,端口成白色
制作
化学成分
2.0%~ 3.6%C,0.5%~ 1.9%Si, 0.25%~0.8%Mn,0.06%~0.2%S, 0.06%~0.2%P,其余为Fe。加入合金元素Cr、Mo、Cu、Al等可制成白口铸铁。
分类
珠光体+莱氏体+二次渗碳体,亚共晶白口铸铁
莱氏体(变态莱氏体),共晶白口铸铁
一次渗碳体+莱氏体,过共晶白口铸铁
特点
用途
牌号
白口铸铁 国标5612
1.2.2. 铸铁组织
灰铸铁: (浇筑是缓慢冷却,促使石墨化) 珠光体/铁素体+灰色片状或条状石墨,灰铸铁
制作:浇注时缓慢冷却即可促使石墨化,便可得到灰口铸铁
化学成分
2.5%~4.0%C,1.0%~3.0%Si,0.25%~1.0%Mn,0.05%~0.50%P,0.02%~0.20%S
处理工艺
孕育:浇注前向铁水中加入少量的孕育剂(如硅铁)进行孕育处理,使铁水在凝固过程中产生大量的人工晶核,以促进石墨的形核和结晶,从而获得细珠光体基体上分布着少量细小、均匀的石墨片组织。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁或变质铸铁,其强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁高,因此常用作气缸、曲轴、凸轮轴等较重要的零件。
热处理
铸铁可通过合金化和热处理的办法强化基体,进一步提高铸铁的力学性能,这一点在球墨铸铁中尤为重要。 但热处理并不能改变灰口铸铁中石墨的形态及分布状态,所以利用热处理来提高灰口铸铁性能的效果并不大,通常只进行退火或表面淬火处理。
去应力退火
为保证尺寸稳定性,防止变形开裂,对一些形状复杂的铸件,如机床床身、气缸等,往往进行去应力退火。其规范一般为:加热温度500~550℃,保温一定时间后,炉冷到150~220℃出炉空冷。
高温退火
铸件冷却时,由于表层及截面较薄处因冷却速度快而易形成白口组织,硬度高难以切削加工。为使自由渗碳体分解,降低硬度,改善切削加工性,需将铸件加热至850~950℃,保温2~5h后,随炉冷至600℃,出炉空冷,最终组织为铁素体或铁素体+珠光体基灰铸铁。
表面淬火
某些大型铸件的工作表面需要有较高的硬度和耐磨性,如机床导轨的表面及内燃机汽缸套的内壁等,在机加工后可用快速加热的方法对铸铁表面进行淬火处理。
特点
力学性能低
含碳量高,抗拉强度比较低,
耐磨性及消震性优
铸铁中的石墨有利于润滑及储油,故耐磨性好。同样,由于石墨的存在,灰口铸铁的消震性优于钢。
工艺性能好,应用于各种外形复杂的铸件;
含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比钢低,因而铸造流动性好。另外,由于石墨使切削加工时易于形成断屑,故灰口铸铁的可切削加工性优于钢。
用途
气缸 曲轴 轴承 凸轮轴等耐磨和结构复杂的部件
牌号
以其力学性能来表示的牌号以“HT”起首,其后以三位数字来表示;“HT”表示灰口铸铁,数字为其最低抗拉强度值,例如HT200,表示以φ30mm单个铸出的试棒测出的抗拉强度值大于200MPa(但小于300MPa)。
可锻铸铁: (白口经固态石墨化+高温退火,共晶渗碳体分解,形成团絮状石墨) 外铁素体,芯珠光体或并含有团絮石墨;铁素体基体+团絮石墨;珠光体基体+团絮状石墨
注意:可锻铸铁只是力学性能 塑性 韧性会比灰口铸铁好,但并不可以锻压加工
制作
首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(在950~1050℃温度下保持几十个小时进行脱碳退火处理,可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件
化学成分
wC=2.2%~2.8%,wSi=1.0%~1.8%,wMn=0.3%~0.8%,wS≤0.2%,wP≤0.1%。
处理工艺
热处理脱碳(白心可锻铸铁)
固体脱碳法
气体脱碳法
石墨化退货工艺(黑心可锻铸铁)
黑心可锻铸铁石墨化退火工艺曲线如图2所示。试样在中温箱式电阻炉中进行热处理。把试样先进行预温处理,即在400℃保温2h,然后升温到930℃,保温7-9h,炉冷到730℃,保温6-7h,再炉冷到650℃后出炉空冷 [2] 。
分类
白心可锻铸铁
最大的组织特点是不均匀性,厚度6mm以下的薄壁铸件外层为全铁素体(因此具有焊接性),心部则有珠光体,没有退火态石墨;壁厚6~15mm的铸件外层为铁素体,心部有珠光体并有团絮状石墨,甚至有残留的自由渗碳体。
黑心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁
石墨形状
团絮状
絮状
团球状
聚虫态
枝晶体
等
特点
力学性能 塑性 韧性会比灰口铸铁好
可锻铸铁铸态组织为白口,铁水流动性较差,容易产生缩孔,热裂倾向较大,所以一般只适用于形状不太复杂的铸件。此外由于退火时间随壁厚加大而延长,同时过厚的铸件中心部分难达到完全退火,因此白心可锻铸铁件的壁厚一般不超过12毫米,黑心可锻铸铁壁厚不超过25毫米。
用途
白心可锻铸铁
白心可锻铸铁用于汽车零件吊架、驾驶盘柱叉肩、纺织机零件等。发展可锻铸铁的研究主要集中在铸态稳定碳化物,铸件中不出现游离石墨片,缩短退火时间以提高机械性能和使用性能等方面。
铁素体(黑心)可锻铸铁
铁素体可锻铸铁强度、硬度低,塑性、韧性好,用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件,广泛用于汽车、拖拉机的轮圈、差速器壳和底盘零件,机床附件中的扳手,输电线路中的瓷瓶铁帽、线夹、碗头排板,纺织机械中的粗纺机和印花机盘头以及水油管道中的弯头、三通、接头、中压阀门等。
珠光体可锻铸铁
珠光体可锻铸铁高的强度、硬度,用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。用于气阀摇杆、加煤机零件、高压接头阀体和汽车工业拨叉、差动齿轮箱等。
牌号
“KTB”(“可铁黑”三字汉语拼音字首)“KTH”(“可铁黑”三字汉语拼音字首)或“KTZ”(“可铁珠”三字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)和最低断后伸长率的百分数表示。例如牌号KTH 350—10表示最低抗拉强度为350 MPa、最低断后伸长率为10%的黑心可锻铸铁,即铁素体可锻铸铁;KTZ 650—02表示最低抗拉强度为650 MPa、最低断后伸长率为2%的珠光体可锻铸铁。
1、白心可锻铸铁,铸铁牌号KTB380—04、KTB380—12、KTB400—05、KTB450—07。仅限于制造薄壁铸件和焊接后不需进行热处理的铸件、由于工艺较复杂,故在机械制造上较少应用; 2、黑心可锻铸铁牌号KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10、KTH370—12:用于制造管道配件、低压阀门、汽车拖拉机的后桥外壳、转向机构、机床零件等。 3、珠光体可锻铸铁牌号KTZ450—06、KTZ550—04、KTZ650—02、KTZ700—02:制造强度要求较高、耐磨性较好的铸件,如齿轮箱、凸轮轴、曲轴、连杆、活塞环等
蠕墨铸铁 (以蠕虫状石墨析出(片状和球状之间)的球磨铸铁) 铁素体+珠光体+蠕虫状石墨
制作
在铁液中加入蠕虫化剂,使其在凝固剂析出蠕虫状石墨。
化学成分
C%=3.4%~3.6%;Si%=2.4%~3.0%;Mn%=0.4%~0.6%;S%<0.06%;P%<0.07%。
分类
特点
(1)蠕铁的碳当量高,加稀土合金后又使铁水得到净化,因而使它具有较好的流动性。在碳当量相同的情况下,蠕铁和灰铸铁的流动性相似。 (2)蠕铁的收缩也介于灰铸铁和球铁之间,浇注系统可按灰铸铁进行设计。但对致密性要求较高,壁厚相差较大的复杂铸件,要采用球铁的浇注和补缩系统。 (3)蠕铁兼有灰铸铁和球铁的良好性能,抗拉强度和屈服强度高于灰铸铁,相当于铁素体球铁。导热性接近于灰铸铁,因而铸造工艺方便、简单、成品率高。 (4)蠕铁有较好的抗生长和抗氧化性能,蠕铁的耐磨性为中国标准HT300的2.2倍以上,比高磷铸铁高1倍,而与磷铜钛铸铁相近。
用途
由于蠕墨铸铁兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能,因此,它具有独特的用途,在钢锭模、汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用均取得了良好的效果。特别是我国第二汽车厂蠕墨铸铁排气管流水线的投产,标志着我国蠕墨铸铁生产已达到高水平。
牌号
“RuT”(“蠕铸”字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)
蠕墨铸铁 国标5612
球墨铸铁: (加入球化剂(纯镁、稀土镁等合金)和孕育剂(硅铁或硅钙合金),改变铸铁的共晶转变性能); 珠光体+铁素体+球状石墨(俗称牛眼);铁素体+球状石墨;珠光体+球状石墨+少量磷共晶
制作
加入球化剂(石墨球化孕育剂,镁 稀土等),使石墨球化,形成石墨铸铁
化学成分
含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
按组织成分分类
铁素体-珠光体基体球磨铸铁
铁素体基体球磨铸铁
珠光体基体球磨铸铁
国标分类
球墨铸铁
奥氏体球墨铸铁
冷硬球墨铸铁
抗磨球墨铸铁
耐热球磨铸铁
耐蚀球磨铸铁
特点
强度和塑性已经超过了灰铸铁和可锻铸铁,接近于钢;而铸造性能和切削性能均比铸钢好
用途
用于生产受力复杂,强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件,如汽车、拖拉机、内燃机等的曲轴、凸轮轴,还有通用机械的中压阀门等。
牌号
“QT”(“球铸”字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)、最低断后伸长率的百分数表示和力学性能温度(L、R分别表示低温室温)。例如牌号QT 400—18表示最低抗拉强度为400 MPa、最低断后伸长率为18%的球墨铸铁,合金元素后面为百分比%。
铸铁分类 国标5612
硬度等级 国标1348
1.2.3. 贝氏体
贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的亮相混合物。
上贝氏体
下贝氏体
颗粒贝氏体
1.2.4. 马氏体(回火,提高硬度和强度)
马氏体相变是一种费扩散型相变,它是提高钢的硬度、强度的主要途径,经过不同温度的回火。
板条马氏体:(低、中碳钢、马氏体时效钢、不锈钢等铁系合金形成的一种马氏体组织,亚机构是位错,又称位错马氏体。)奥氏体晶粒包含几个板条群,板条体之间为小晶界,板条群之间为大角晶界。
片状马氏体:(常见于淬火高、中碳钢及高镍Fe-Ni合金中,亚结构是孪晶。)片状马氏体+残余奥氏体
其它马氏体
碟状马氏体:
薄片状马氏体:
ε马氏体
2. 《钢产品分类》GB/T 15574—2016规定 含标号
《钢产品分类》规定了按照生产工序、外形、尺寸和表面状态对钢产品进行分类的基本准则。
2.1. 液态钢(生铁)产品
2.1.1. 按形态分类
液态铁水
固体铸铁:铸锭及类似的固体块或颗粒等
2.1.2. 按用途分类
序号 产品名称 第一部分 第二部分 牌号示例 采用汉字 汉语拼音 采用字母 1 炼钢用生铁 炼 LIAN L 含硅量为0.85%~1.25%的炼钢用生铁,阿拉伯数字为10 L10 2 铸造用生铁 铸 ZHU Z 含硅量为2.80%~3.20%的铸造用生铁,阿拉伯数字为30 Z30 3 球墨铸铁用生铁 球 QIU Q 含硅量为1.00%~1.40%的球墨铸铁用生铁,阿拉伯数字为12 Q12 4 耐磨生铁 耐磨 NAIMO NM 含硅量为1.60%~2.00%的耐磨生铁,阿拉伯数字为18 NM18 5 脱碳低磷粒铁 脱粒 TUOLI TL 含碳量为1.20%~1.60%的炼钢用脱碳低磷粒铁阿拉伯数字为14 TL14 6 含钒生铁 钒 FAN F 含钒量不小于0.40%的含钒生铁,阿拉伯数字为04 F04
2.2. 钢锭和半成品 (以低合金钢或合金钢为例)
1. 分类(按化学成分) 《钢分类》GB/T 13301-2008
2. 低合金钢分类(标准及牌号)
低合金钢与产品标准及其常用材料牌号(注意表)
普通质量低合金钢(优质低合金钢)
优质低合金钢(高级优质ABCD)
特殊质量低合金钢(E)
3. 合金钢分类(标准及牌号)
合金钢与产品标准及其常用材料牌号(注意表)
优质合金钢
特殊质量合金钢
4. 铸铁
灰口铸铁HT
牌号组成:HT100 2.5-4%碳
球墨铸铁QT
牌号组成QT400-17
蠕墨铸铁RuT
牌号组成:HT100
可锻铸铁KT(H/Z,黑心/珠光体)
牌号组成:KTH300-06
前缀H/Ru/K/QT(Q,球;T,铁)+最低抗拉强度+最低延伸率
特殊性能铸铁ST
牌号组成:STSi15
5. 铸钢
铸钢(ZG)
牌号组成:ZG200-400
牌号组成:ZG15Cr2MoV
焊接结构用铸钢(ZGH)
牌号组成:ZGH+铸钢的力学/合金部分
耐热铸钢(ZGR)
牌号组成:ZGR40Cr25Ni20
耐蚀铸钢(ZGS)
牌号组成:ZGS06Cr19Ni10
耐磨铸钢(ZGM)
牌号组成:ZGM120Mn13Cr2RE

2.3. 轧制成品和最终产品 (以低合金钢或合金钢为例)
1. 钢板和钢管
低合金钢板与产品标准及其常用材料牌号
合金钢板/管与产品标准及其常用材料牌号
2. 型钢
热轧型钢
工字钢
槽钢
等边角钢
不等边角钢等
热轧H型钢和剖分T型钢
H型钢
剖分T型钢
冷弯型钢通用技术要求
3. 钢制法兰
锻件材料
板材
石油化工/压力容器
铸件材料
钢管
钢制法兰产品标准与法兰类型划分 表
4. 阀门
分类
按行业分:通用阀门、工业阀门、石化用工业阀门、核电厂阀门、建筑用 阀门等
按结构分:闸阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、 安全阀、减压阀、疏水阀、排污阀、调节阀、分配阀、混合阀、水力控制阀
按驱动方式分:液压或气动阀门
按温度分:低(中、高、超高) 压阀门
按压力分:高(中、常、低、超低)温阀门
阀门型号编制方法32808-2016
型号:阀门类型+驱动方式+连接形式+结构形式+密封面或衬里材料+压力+阀体材料共7部分
钢制阀门
阀体
阀盖
盖板等
钢制阀门一般要求12224-2015
钢制阀门承压件常用合金钢材料 表
2.4. 其它产品 (以低合金钢或合金钢管件、弯管为例)
2.4.1. 管件
钢管制造常用合金钢材料 表
2.4.2. 弯管
无缝急弯弯管制造常用材料 表
2.4.3. 钢盘条
3. 钢材产品的牌号
常用非金属材料的的类型及应用
1. 硅酸盐材料的类型及应用
概念:以天然矿物或人工合成的各种硅酸盐化合物为基本原料,经粉碎、配料、成型和高温 烧结等工序制成的无机非金属固体材料
主要硅酸盐材料
水泥 (大纲为硅酸盐水泥)
概念:以适当成分的生料烧至部分熔融,获得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,加入量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。
GB175—2007分类
硅酸盐水泥:水泥熟料+0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成
普通硅酸盐水泥:水泥熟料+6%~20%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成
矿渣硅酸盐水泥:水泥熟料+20%~70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成
火山灰质硅酸盐水泥:水泥熟料+20%~40%火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成
粉煤灰硅酸盐水泥:水泥熟料+20%~40%粉煤灰、适量石膏磨细制成
复合硅酸盐水泥:水泥熟料+20%~50%两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成
水泥熟料+可变成分+适量石膏
主要技术指标:
快硬性(水硬性):分为快硬和特快硬两类;
水化热:分为中热和低热两类;
抗硫酸盐性:分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类;
膨胀性:分为膨胀和自应力两类;
耐高温性:铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。
保温棉
概念:高纯度的黏土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂等原料制成的无毒、无害、无污染的新型保温材料。
制造流程:工业电炉中高温熔融形成流体+采用压缩空气喷吹或用甩丝机甩丝成纤维状+经集棉器,形成保温棉。
分类
膨胀珍珠岩类 (天然酸性玻璃质火山熔岩,非金属矿产,包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩)
离心玻璃棉类: 处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料,再经过热固化深加工处理,可制成具有多种用途的系列产品。离心玻璃棉内部纤维蓬松交错,存在大量微小的孔隙,是典型的多孔性吸声材料,具有良好的吸声特性。离心玻璃棉可以制成墙板、天花板、空间吸声体等,可以大量吸收房间内的声能,降低混响时间,减少室内噪声。
超细玻璃棉类: 以石英砂、长石、硅酸钠、硼酸等为主要原料。 经过高温熔化制得小于 2um 的纤维棉状,再添加热固型树脂粘合剂加压高温定型制造出各种形状、规格的板、毡、管材制品。其表面还可以粘贴铝箔或 PVC 薄膜。该产品具有容重轻、导热系数小、吸收系数大、阻燃性能好。可广泛用于热力设备、空调恒温、冷热管道、烘箱烘房、冷藏保鲜及建筑物的保温、隔热、隔音等方面。
微孔硅酸壳: 微孔硅酸钙是一种新型保温材料,它具有容重轻导热系数低、抗折、抗压强度高、耐热性好、无毒不燃、可锯切、易加工、不腐蚀管道和设备等优点,是最受电力、石油、化工、冶金等部门欢迎的新型硬质保温材料。
矿棉类: 以玄武岩等岩石为主要原料者称“岩棉”。将原料破碎成一定粒度后加助剂等进行配料,再入炉熔化、成棉、装包。成棉工艺有喷吹法、离心法及离心喷吹法三种。矿棉与粘合剂再经成型、干燥、固化等工序可制成各种矿棉制品。
岩棉类: 岩棉产品均采用优质玄武岩、白云石等为主要原材料,经1450℃以上高温熔化后采用国际先进的四轴离心机高速离心成纤维,同时喷入一定量粘结剂、防尘油、憎水剂后经集棉机收集、通过摆锤法工艺,加上三维法铺棉后进行固化、切割,形成不同规格和用途的岩棉产品。
进一步加工
加工成纤维毯、板、纸、布、绳等制品
应用
工业窑炉
锅炉内衬、背衬隔热耐火保温
燃气机等热工设备的隔热保温
高温管道柔性
高温过滤的保温隔热
各种工业设备的防火,电器元件隔热防火
焚烧设备的隔热
模块、折叠块及贴面块的原料
砌筑材料 (重点:耐火砖、耐火材料)
概念:砌筑材料是指用来砌筑、拼装或用其他方法构成承重或非承重墙体或构筑物的材料。
按形态分类
1、 传统石材、砖、瓦及砌块。
2、现代的各种空心砌块及板材。
3、砌筑砂浆。
耐火砖、耐火材料
按矿物组成:氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石 质、含碳质、含皓质耐火材料等
酸碱性
碱性耐火材料: 以氧化镁、氧化镁与氧化钙或氧化钙为主要化学成分的耐火材料。通常这类材料具有耐火度高、抗碱性渣能力强的特点。 常用的碱性耐火材料主要品种有镁质、白云石质等。 耐火度高,抗碱性渣和铁渣能力强 热膨胀率较大,热震稳定性一般较差,抗水化性较差
按矿物成分:镁质、镁尖晶石质、白云石质、橄榄石质、石灰石质
按烧制品:烧成碱性耐火制品和不烧碱性耐火制品及烧成油浸碱性制
酸性耐火材料: 指SiO2等酸性氧化物含量高的耐火材料。 如硅质、半硅质、熔融石英及再结合熔融石英耐火材料等
强酸性的硅砖、不定形硅质耐火材料以及石英玻璃制品、熔融石英再结合制品;
中等酸性的半硅质耐火材料及叶蜡石质耐火材料;
弱酸性的黏土质耐火材料。酸性耐火材料的主要特点是在高温下能抵抗酸性物质(酸性渣)的侵蚀,但易与碱性物质(碱性渣)起反应,锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作为特殊酸性耐火材料也归于此类。
中性耐火材料: 高温下,与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料叫中性耐火材料, 如炭质耐火材料和铬质耐火材料。
偏酸性:高铝质(主要成分为Al2O3与SiO2)耐火材料
中性:炭砖
偏碱性:铬砖(主要成分为Cr2O3)
应用
高温炉窑 高温容器等热工设备的内衬结构
也可作为高温装置中的部件材料等
陶瓷
概念:以黏土等硅酸盐类矿物为原料,经粉末处理、成型、烧结等过程加工而成, 具有坚硬、不燃、不生锈,能承受光照、压力等优良性能。陶瓷的硬度很高,但脆性很大。
分类
按原料来源
普通陶瓷: 以天然硅酸盐矿物为主 要原料,如黏土、石英、长石等,其主要制品有建筑陶瓷、电气绝缘陶瓷、化工陶瓷、多 孔陶瓷等。
特种陶瓷: 以纯度较高的人工合成化合物为主要原料的人工合成化合物,如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等。
按性能和用途
结构性陶瓷
功能性陶瓷
用途
陶瓷制品
结构陶瓷(结构部件)
功能陶瓷(功能部件)
特种新型的无机非金属材料
普通传统的非金属材料
硅酸盐和工艺相似的非硅酸盐材料:碳化硅、氧化铝陶瓷、硼化盐、硫化物玻璃、镁质、铬镁质脑材料和碳素材料等。历史较长、产量大、用途广。
特种新型的无机非金属材料
氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属 化合物经特殊的先进工艺制成的材料。
2. 高分子材料的类型及应用
高分子材料类型:塑料、橡胶、纤维、涂料、粘结剂。
塑料
概念:以合成的或天然的树脂作为主要成分,添加一些辅助材料(如填料、固化剂、 增塑剂、稳定剂、防老化剂等),在一定温度、压力下塑制成型。
分类
热塑性塑料
概念:以热塑性树脂为主体成分,加工塑化成型后具有链状的线状分子结构, 受热后又软化,可以反复塑制成型。树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动.冷却变硬的过程是物理变化。
主要材料:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酯,聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚。
优缺点
优点:加工成型简便,具有较好的机械性能。
缺点:耐热性和刚性比较差。
应用
薄膜、软管和 塑料瓶等常采用低密度聚乙烯制作; 煤气管釆用中、高密度聚乙烯制作; 水管采用聚氯乙 烯制作; 热水管目前常用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造; 泡沫塑料热导率极低, 相对密度小,特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料,在冷库中用得更多。
热固性塑料
概念:以热固性树脂为主体成分,加工固化成型后具有网状体型的结构,受热 后不再软化,强热下发生分解破坏,不可以反复成型。固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。
主要材料:酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料
1、酚醛(PF)塑料及其建筑制品。酚类化合物和醛类化合物缩聚而成的聚合物称为酚醛树脂,其中主要是苯酚和甲醛的缩聚物。将热固性酚醛树脂加入木粉填料可模压成电I器材“电木”。 2.聚酯(UP)塑料及其建筑制品。聚酯树脂是多元酸和二元醇缩聚成的线形初聚物,在固化前是高黏度的液体,加人固化促进剂后固化交联形成体型结构。聚酯树脂的优点是加工方便,可在室温不加压或低压下固化成型,主要用于制作玻璃纤维增强塑料、涂料和聚酯装饰板等。 3. 环氧(EP)塑料及其建筑制品。环氧树脂大多是由双酚和环氧氯丙烷缩聚而成。在未固化前是高黏度液体或脆性固体,易溶于丙酮或二甲苯等溶剂,其最大的特点就是与各种材料均有很强的黏结力,主要用于制作玻璃纤维增强塑料(即用于人造大理石和人造玛瑙),另一重要的用途是做黏合剂。 4.有机硅(Si)塑料及其建筑制品。有机硅分子主链为硅氧链,由于硅的存在使其具有耐高温、耐水、耐候的特点。有机硅憎水、透明,可用作防水及防潮涂层,并在许多防水材料中用作为憎水剂。有机硅塑料的主要特点是不燃,介电性能优异,耐水,常做防水材料,耐高温,可在250摄氏度以下长期使用。 5.聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃) 。聚甲基丙烯酸甲酯是透明(不仅透过可见光还透过紫外线)的,有机物透光率高达92%,而且重量轻,多制成扁材或块体,可做透光的维护结构,也可制成管子。
优缺点
优点:耐热性高,受压不宜变形 等;
缺点:机械性能不好,但可加入填料来提高强度。
应用:环氧塑料可用来制作塑料模具、精密量具、电子仪表装置,配制飞机漆、电器 绝缘漆等。
塑料制品:聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等,用于建筑管道、电线导管、化工 耐腐蚀零件及热交换器等。
橡胶
概念:具有高弹性的高分子材料,它是由生胶、配合剂、增强剂组成
分类
天然橡胶
合成橡胶
橡胶制品
天然橡胶
氯化橡胶
丁苯橡胶
氯丁橡胶
氯磺化聚乙烯橡胶
丁 酯橡胶
优缺点:
优点:弹性最好,具有强度大、电绝缘性好、不透水 的特点,也有较好的耐碱性能;
缺点:不耐浓酸,能溶于苯、汽油等溶剂。
纤维
概念:具有很大长径比和一定柔韧性的纤细物质。
分类:
天然纤维:
有棉花、麻、羊毛、蚕丝等。
人造纤维:
是利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素,再经 过化学处理及机械加工而成的。
合成纤维:
是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。
常用的合成纤 维(六大纶)有:涤锦腈维丙氯 聚酯纤维(涤纶) 聚酰胺纤维(锦纶) 聚丙烯腊纤维(腈纶)、 聚乙 烯醇纤维(维纶)、 聚丙烯纤维(丙纶) 聚氯乙烯纤维(氯纶)等。 例如,涤纶常用做 工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等。
涂料
概念:一种涂覆于固体物质表面并形成连续性薄膜的液态或粉末状态的物质。
功能:
保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏;
具有装饰 效果,并能防火、防静电、防辐射。
粘合剂
概念:用来将其他材料粘接在一起的材料
分类
天然粘合剂
合成粘合剂
常用粘合剂: 环氧树脂粘结剂、酚醛树脂粘结剂、丙烯酸酯类粘结剂、橡胶粘结剂、聚酯酸乙烯粘结剂等。 例如: 环氧树脂粘结剂俗称“万能胶”,具有很强的粘结 力,对金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、皮革等都有良好的粘结能力; 酚醛树脂粘:结剂广泛用于汽车部件、飞机部件、机器部件等结构件的粘接。
3. 非金属材料的类型及应用
非金属板材的类型及应用
非金属板材一般有酚醛复合板材、聚氨酯复合板材、玻璃纤维复合板材、无机玻璃钢板材、硬聚氯乙烯板材等。
1.酚醛复合板材适用制作: 低、中压空调系统及潮湿环境的风管; 但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用
酚醛树脂
酚醛树脂,又名电木,原为无色或黄褐色透明物,市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色,呈颗粒或粉末状。 耐弱酸和弱碱,遇强酸发生分解,遇强碱发生腐蚀。 不溶于水,溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。 由苯酚醛或其衍生物缩聚而得。 预热释放有害物质 -140-150℃ 纤维
2.聚氨酯复合板材适用制作: 低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境的风管; 但对酸碱性环境和防排烟系统不适用。
聚氨酯
软化点250℃ 抗变形能力强,不宜开裂 塑料无纤维:耐潮湿,适合洁净
3.玻璃纤维复合板材适用制作: 中压以下的空调系统风管; 但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用。
玻璃纤维
玻璃纤维(Fibreglass),是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的, 温度达300℃时对强度没影响。
复合风管
玻璃纤维复合风管复合玻璃棉板经刀具切割、粘合、密封胶带密封和加固而成。复合玻璃棉板的双护层为玻璃纤维布复合铝箔或内护层为玻璃棉板。
4.硬聚氯乙烯板材适用制作: 洁净室含酸碱的排风系统风管。
区分对比
非金属管材的类型及应用
无机非金属管材
混凝土管:常用于排水管;
自应力混凝土管和预应力混凝土管:常用于输水管;
钢筋混凝土管:常用作排水管和井管。
有机非金属管材
聚乙烯管(PE管):
无毒,可用于输送生活用水、燃气。常使用的低密度聚乙烯水管(简 称塑料自来水管),这种管材的外径与焊接钢管基本一致。是由单体乙烯聚合而成,由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同,可得出不同密度的树脂,因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。不添加重金属盐稳定剂,材质无毒性,无结垢层,不滋生细菌,很好地解决了城市饮用水的二次污染。
交联聚乙烯管(PE-X ):
是由聚乙烯料制成,将聚乙烯线性分子结构通过物理及化学方法变为三维网络结构,从而使聚乙烯的性能得到提高。室内给水管、热水管、纯净水输送管;食品工业中液体食品输送管道;水暖供热系统、中央空调管道系统、地面辐射采暖系统、太阳能热水器系统等;电信、电气用配管;电镀、石油、化工厂输送管道系统。XLPE(含过氧化物DCP的交联聚乙烯电缆料),PE-X(普通高密度聚乙烯,管料)。
硬聚氯乙烯管(PVC-U管):
硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水,在 耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下,此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排 污排毒塔、气体液体输送等。
氯化聚氯乙烯管(PVC-C 管):
PVC 树脂经过氯化后,分子键的不规则性增加,极性增加,使树脂的溶解性增大,化学稳定性增加,从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。提高了树脂的热变形温度的机械性能,氯含量由 56.7% 提高到 63-69% ,维卡软化温度由 72-82 ℃,提高到 90-125 ℃,最高使用温度可达 110 ℃,长期使用温度为 95 ℃。在民用生活给水、热水系统、管道直饮水系统、商用纯水系统、电子工业用去离子水系统、医用洗肾用纯水系统、空调用冷热水系统等领域。
聚氯乙烯:pvc
聚丙烯管(PP管):
聚丙烯管材系聚丙烯树脂经挤压成型而得,其刚性、强 度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯,但其耐低温性差、易老化,常用于流体输送。 按压力分为I、II、3型,其常温下的工作压力为:I型为0.4MPa、II型为0.6MPa、ID 型为 0.8MPa。聚丙烯具有良好的机械性能,可以直接制造或改性后制造各种机械设备的零部件,如制造工业管道、农用水管、电机风扇、基建模板等。
ABS工程塑料管:
耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管,它由热塑性丙烯月青丁二烯-苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制成,使用温度 为-20〜70℃,压力等级分为B、C、D三级。例如,ABS工程塑料在机械、电气、纺织、 汽车、飞机、轮船等制造及化工中得到广泛应用,可用来制作机器零件、各种仪表的外 壳、设备衬里等。
铝塑复合管(PAP管):
铝合金层增加耐压和抗拉强度,使管道容易弯曲而不 反弹。外塑料层可保护管道不受外界腐蚀。内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管,无 毒、无味、无污染,符合国家饮用水标准;内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高 压,适用于供暖及高压用管。例如,塑料及复合材料水管常用的有:聚乙烯塑料管、涂塑 钢管、ABS工程塑料管、聚丙烯管(PP管)、硬聚氯乙烯管。
常用电气材料的类型及应用
1. 导线的类型及应用
裸导线
圆单线
裸绞线
主要用于架空线路,具有良好的导电性能和足够的机械强度。
常用的有铝绞线 和钢芯铝绞线。
常用的裸绞线型号、规格和用途 表 1H411013-1 名 称 型 号 截面(mm?) 用 途 铝绞线 LJ 10〜600 用于档距较小的架空线路 钢芯铝绞线 LGJ 10 〜400 用于档距较大的架空线路 铜绞线 TJ 10 〜400 —般不釆用
牌号:导线类型(L/T:铝铜)+线芯(G:钢芯)+缠绕类型(J)
型线
铜母线:矩形硬铜母线(TMY型)TMY-100X10
铝母线:矩形硬铝母线(LMY型)LMY-100X10
变配电系统中的汇流排装置和车间低压架空母线等 (1、大电流母线;2、接触用导线;3、异性排材、闸刀刀头电极)
扁钢等:25X4、25X6、40X4
接地线和接闪线
牌号:材质(T/L:铜/铝)+类型(M:母线)+软硬(Y:硬线)+截面宽度*截面厚度 TMY-100X10,表示为硬铜母线宽100mm、厚10mm。
绝缘导线
聚氯乙烯绝缘导线
橡皮绝缘导线
掌握图标内容
B:bold line粗线;X:橡胶护套;V:pvc聚氯乙烯护套;VV:聚氯乙烯绝缘及护套(聚氯乙烯)L:铝芯(默认铜);R:芯软线;B:平行;S:绞型;P:屏蔽; 牌号:线型(B/R)+护套(x/v)+软硬(r)/缠绕类型(b/s)+-电压(额定kv)+-根数*单根截面积 例如,BV-0.5kV-l.5mm2,表示塑料铜芯线,额定电压500V,截面1.5mm2o 例如,BVV-0.5kV-2X 1.5mm2,表示塑料护套铜芯线,额定电压500V, 2芯,截面 1.5mm2o
2. 电缆的类型及应用
分类
按用途
电力电缆
通信电缆
控制电缆
信号电缆
按绝缘材料
有纸绝缘电缆
橡胶绝缘电缆
塑料绝缘电缆
聚氯乙烯
交联聚乙烯
XLPE(含过氧化物DCP的交联聚乙烯电缆料),PE-X(普通高密度聚乙烯,管料)。
塑料安装温度不低于0℃。
按助燃
阻燃电缆
含卤阻燃电缆Z
无卤低烟阻燃电缆WDZ
耐火电缆
按保护层
内保护层
外保护层
电缆结构
线芯
绝缘层
保护层
电力电缆 GB/T12706
电力电缆综合
常用电缆的型号及名称

牌号:燃烧特性(若有)+用途+绝缘类型+导体+(内)护层(内衬层、隔离套)+铠装层+外护套+电压+芯数*芯截面(结构内到外:导体,导体绝缘层,填充物,内护套,铠装层,外护套) 燃烧特性:阻燃:Z/WDZ+阻燃等级A/B/C(A最高);耐火:NH/WDN+耐火等级A/B(A最高);氧化镁:BTTQ/BTTZ:轻(重)重型铜护套氧化镁绝缘铜芯电力电缆。 用途:K/Y:控制电缆/仪表电缆; 绝缘类型:V/YJ/YJF/E/EY:聚氯乙烯绝缘/交联聚乙烯绝缘/辐照交联聚乙烯/乙丙橡胶绝缘/硬乙丙橡胶绝缘;v,聚氯乙烯;y,聚乙烯,j,交联;f,辐照,更耐热;e,EPR乙烯丙烯合成橡胶,乙丙橡胶,一种烯烃共聚物;y,硬。 导体:T/L/R:铜/铝/,铜省略。R/Y:软/硬 内护层:V/Y/F/Q:聚氯乙烯/聚乙烯或聚烯烃/弹性护套/铅套; 铠装代号:2,双钢带铠装;3,细圆钢丝铠装;4,粗圆钢丝铠装;6,(双)非磁性金属带铠装;7,非磁性金属丝铠装。 外护套代号:2,聚氯乙烯外护套;3,聚乙烯或聚烯烃外护套;4,弹性外护套。
示例1:铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,额定电压为0.6/1kV3+1芯,标称截面积95mm, 中性线截面积50mm2,表示为:YJV22-0.6/1 4×95+1×50(变压器、发电机的绕组中有一点,此点与外部各接线端间的电压绝对值均相等,这一点就称为中性点,由中性点引出的导线,称为中性线。) 例2:铝芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,额定电压为0./1kV,4芯,标称截面积240mm2,表示为:YJLV22-0.6/1 4×240 例3:铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电力电缆,第5种导体,额定电压为0.6/1kV,5芯,标称截面积70mm2,表示为:VRV-0.6/1 5×70
电缆及使用范围
电压分类

阻燃电缆 Z/WDZ
概念:残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。
按助燃材料分类
含卤阻燃电缆Z
无卤低烟阻燃电缆WDZ:
不含卤素(F、Cl、Br、I、At)、不含铅、镉、铭、汞等物质的胶料制 成,燃烧时产生的烟尘较少,且不会发出有毒烟雾,燃烧时的腐蚀性较低,因此对环境产 生危害很小。
无卤低烟的聚烯烷材料主要采用氢氧化物作为阻燃剂,氢氧化物又称为碱,其特性是 容易吸收空气中的水分(潮解)。潮解的结果是绝缘层的体积电阻系数大幅下降,由原来 的 17MQ/km 可降至 0.1MQ/km。
型号、名称及用途

等级:阻燃电缆分为ABC三个类别,A类最高。
耐火电缆 NH/WDN
概念:在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运行的电缆。
耐火等级:
A类是在火焰温度950-1000℃时,能持续供电时间90min; 当耐火电缆用于电缆密集的电缆隧道、电缆夹层中,或位于油管、油库附近等易燃 场所时,应首先选用A类耐火电缆。
B类是在火焰温度 750-800°C时,能持续供电时间90min。 除A上述情况外且电缆配置数量少时,可采用B类耐火电缆。
型号、名称及用途

使用要求:
耐火电缆在建筑物燃烧时,伴随着水喷淋的情况下,电缆仍可保持线路完整运行。 作为应急电源回路时,由于火灾时环境温度急剧上升,为保证线路的输送容量,降低压降,对于供电线路较长且严格限定允许电压降的回路,应将耐火电缆截面至少放大一档。 耐火电缆不能当作耐高温电缆使用。
氧化镁电缆 BTTQ/Z
概念:由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成的耐高温电缆。
材料及熔点:铜和氧化镁的熔点分别为1038和2800℃。
型号及名称:

牌号:B,bold硬,T,铜护套;T,铜芯;Q,轻型;Z,重型。
性能:
防火性能特佳; 耐高温(电缆允 许长期工作温度达250,短时间或非常时期允许接近铜熔点温度); 防爆(无缝铜管套 及其密封的电缆终端可阻止可燃气体和火焰通过电缆进入电器设备); 载流量大; 防水性 能好、机械强度高、寿命长、接地性能良好等优点
使用环境
油灌区、重要木结构公共建筑、高温场所等耐火要求高且经济性可以接受的场合
分支电缆
概念:按设计要求,由工厂预先将分支线制造在主干电缆上,
使用场合:广泛应用在住宅楼、办公楼、商务楼、教学楼、科研楼等各种中高层建 筑中,作为供配电的主、干线电缆使用。
常用类型:YJV、YJY、WDZN-YJFE
订购
应根据建筑电气设计图确定各配电柜位置: 提供主电缆的型号、规 格及总有效长度; 各分支电缆的型号、规格及各段有效长度; 各分支接头在主电缆上的位 置(尺寸); 安装方式(垂直沿墙敷设、水平架空敷设等); 所需分支电缆吊头、横梁吊 挂等附件型号、规格和数量。
铝合金电缆
优点: 与空气接触自然形成的氧化层能耐受多种腐蚀; 可以减 少电缆重量; 合金铝导体比铜柔韧得多,弯曲性能好,安装时有更小的弯曲半径,更容易进行端子连接,容易安装。
控制电缆 KVVRP
多在10mm²以下,多采用铜导体,可同芯或对绞; 聚乙烯护套电性能最好,可以用于高频线路;(聚氯乙烯、聚乙烯、橡胶) 可根据需要做出带屏蔽或铠装电缆。
如KVVP用于设在室内、电缆沟等要求屏蔽的场所; 如kVV22等用于敷设在电缆沟、直埋地等能承受较大机械外力的场所 如KVVR、 KVVRP等敷设于室内要求移动的场所3.仪表电缆
仪表电缆 ZRC-YYJVP
用途:信号(数字、模拟)传输、控制
可做出屏蔽、阻燃等类型
固定敷设于室 内、隧道内、管道中或户外托架中
ZRC-YYJVP:阻燃等级为C,仪表 交联聚乙烯绝缘 聚氯乙烯护套 屏蔽线
3. 母线槽的类型及应用
母线槽的组成:由金属外壳(钢板或铝板)、导电排、绝缘材料及有关附件组成的。
母线槽的优点及使用范围
优点:系列配套、体积小、容量大、电流易于分配到各个支路、设计施工周期短、装拆方便、安全 可靠、使用寿命长;
适用于高层建筑、标准厂房、机床密集的车间等场所,作为电力馈电及配电之用;
母线槽分类
按绝缘方式
空气型母线槽
接触方式:母线之间接头用铜片软接过渡;接头之间体积过大,占用了一定空间,应用较少
安装:空气型母线槽不能用于垂直安装,因存在烟囱效应。

紧密型母线槽
接触方式:用插接式连接;具有体积小、结构紧凑、运行可靠、传输电流大、便 于分接馈电、维护方便
安装: 散热效果较差; 母线通过大电流时,可能产生较大的噪声; 紧密型母线槽防潮性能较差,在施工时容易受潮及渗水,造成相间绝缘电阻 下降。
高强度母线槽
外壳:母线槽外壳做成瓦沟形式,使母线槽机械强度增加
安装: 可以进行大跨度安装及吊装; 散热性、防潮性提高,噪音减少。
按防火能力
耐火性母线槽
使用范围:专供消防电源使用。
技术要求:其外壳釆用耐高温不低于1100℃的防火材 料,隔热层采用耐高温不低于300°C的绝缘材料,耐火时间有60min、90min、120min、 180min,满负荷运行可达8h以上。耐火型母线槽除应通过CCC认证外,还应有国家认可的检测机构出具的型式检验报告。
普通型母线槽
按导电材质
铜母线槽
铝母线槽
牌号
材质(T/L)+M(母)+Y(硬)
TMY-100X10,表示为硬铜母线宽100mm、厚10mm。
母线槽的选用
(1)高层建筑的垂直输配电应选用紧密型母线槽,可防止烟囱效应,其导体应选用 长期工作温度不低于130的阻燃材料包覆。楼层之间应设阻火隔断,阻火隔断应釆用防 火堵料。应急电源应选用耐火型母线槽,且不准释放出危及人身安全的有毒气体。 (2)大容量母线槽可选用散热好的紧密型母线槽,若选用空气型母线槽,应采用只 有在专用匸作场所才能使用的IP30的外壳防护等级。 (3)母线槽接口相对较容易受潮,选用母线槽是应注意其防护等级。对于不同的安 装场所,应选用不同外壳防护等级的母线槽。一般室内正常环境可选用防护等级为IP40的 母线槽,消防喷淋区域应选用防护等级为IP54或IP66的母线槽。 (4)母线槽不能直接和有显著摇动和冲击振动的设备连接,应采用软接头加以连接。

表示方法编辑 防护等级多以IP后跟随两个数字来表述,数字用来明确防护的等级。 第一位数字表明设备抗微尘的范围,或者是人们在密封环境中免受危害的程度。代表防止固体异物进入的等级,最高级别是6; 第二位数字表明设备防水的程度。代表防止进水的等级,最高级别是8。 IP后第一位数字防尘等级 数字 防护范围 说明 0 无防护 对外界的人或物无特殊的防护 1 防止直径大于50mm的固体外物侵入 防止人体(如手掌)因意外而接触到电器内部的零件,防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入 2 防止直径大于12.5mm的固体外物侵入 防止人的手指接触到电器内部的零件,防止中等尺寸(直径大于12.5mm)的外物侵入 3 防止直径大于2.5mm的固体外物侵入 防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件 4 防止直径大于1.0mm的固体外物侵入 防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件 5 防止外物及灰尘 完全防止外物侵入,虽不能完全防止灰尘侵入,但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作 6 防止外物及灰尘 完全防止外物及灰尘侵入 IP后第二位数字:防水等级 数字 防护范围 说明 0 无防护 对水或湿气无特殊的防护 1 防止水滴浸入 垂直落下的水滴(如凝结水)不会对电器造成损坏 2 倾斜15度时,仍可防止水滴浸入 当电器由垂直倾斜至15度时,滴水不会对电器造成损坏 3 防止喷洒的水浸入 防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏 4 防止飞溅的水浸入 防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏 5 防止喷射的水浸入 防持续至少3分钟的低压喷水 6 防止大浪浸入 防持续至少3分钟的大量喷水 7 防止浸水时水的浸入 在深达1米的水中防30分钟的浸泡影响 8 防止沉没时水的浸入 在深度超过1米的水中防持续浸泡影响。准确的条件由制造商针对各设备指定。
4. 绝缘材料的类型及应用
绝缘漆
成分:合成树脂或天然树脂
类型:浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等
使用范围:用于电机和电气设备中
绝缘胶
成分:聚酯、环氧、聚氨酯、聚丁二烯酸
适用范围: 在浇注电缆接头和套 管、20kV以下电流互感器、10kV及以下电压互感器、干式变压器、户内户外绝缘子、SF6 断路器灭弧室绝缘子、电缆接线盒、密封电子元件等。
浸渍、表层覆盖、填充
气体介质绝缘材料
成分:空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫(SF6)等
使用范围:电器设备中,绝缘、灭弧、冷却和保 护等作用。目前广泛用于SF6全封闭组合 电器、SF6断路器、气体绝缘变压器、充气管路电缆等。
SF6的优缺点
优点:无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体,其分子量大,分子中含有电负性很强的氟原子,具有良好的绝缘性能和灭弧性能。在均匀电场中,其击穿强度约为空气的 3倍,在0.3〜0.4MPa下,其击穿强度等于或优于变压器油。
缺点:SF6本身无毒,在电弧或电晕作用下会生成一些具有毒性的低氟化合物。SF6对含硅材料如玻璃、电瓷有腐蚀性,当它含有水分时,分解物的腐蚀性更强。此外,SF6在不均匀电场中介电强度大为降低,这些均应在实际运行中加以重视。
液体绝缘材料
成分:变压器油、断路器 油、电容器油、电缆油
使用范围:在变压器、油断路器、电容器和电力电缆等电气设备中 广泛使用液体绝缘材料。含有水分后,性能大幅降低。(绝缘、灭弧、冷却)
灭弧、绝缘等动态或静态设备
云母制品
成分:云母或粉云母、粘结剂和补强材料
类型:云母带、云母板、云母箔和云母玻璃四类
使用范围:模压或液压成型的高压电机线圈绝缘。
层压制品
成分:纸或布作底材,浸以不同的粘结剂
类型:压制品主要包括层压板、管(筒)、棒、电容套管芯和其他特种型材等。层压板又 包括层压纸板、层压布板、层压玻璃布板和特种层压板(如防电晕层压板)四类。
使用范围:环氧层压玻璃布板具有优异的绝缘性能、良好的粘结力和较高的热态机械强度,适用于 300MW、600MW汽轮发电机及其他高压电机中。
静态的高压绝缘
机电工程常用工程设备
通用设备的分类和性能
泵的分类和性能 15年案例
泵的分类
按《建设工程分类标准》 GB/T 50841—2013
离心式泵、旋涡泵、电动往复泵、柱塞泵、蒸汽往复泵、计量泵、螺杆泵、齿轮 油泵、真空泵、屏蔽泵、简易移动潜水泵等
分类 (工作原理和结构形式分类)
容积泵 (按运动方式)
往复泵 (电动/气动)
活塞泵
活塞泵又叫电动往复泵,从结构分为单缸和多缸,其特点是扬程较高。适用于输送常温无固体颗粒的油乳化液等。用于油田、煤层注水、注油、采油;膛压机水压机的动力泵,水力清砂,化肥厂输送氨液等。若过流部件为不锈钢时,可输送腐蚀性液体。另外根据结构材质的不同还可以输送高温焦油、矿泥、高浓度灰浆、高粘度液体等。 活塞泵适用于高压、小流量的场合,特别是流量小于100米3/小时,排出压力大于9.8兆帕时,更显示出它较高的效率和良好的运行性能。它吸入性能好,能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体。
柱塞泵
柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动,使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。 柱塞泵被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合,诸如液压机、工程机械和船舶中。
隔膜泵
输送含颗粒,高粘度〔粘度可达1万厘泊〕,易挥发和腐蚀性介质,气动泵不需电源,更适合易燃、易爆场合的介质输送。
1、可抽吸各种污水。 2、可抽吸各种化学腐蚀剂、石油、泥浆、清洗油垢。 3、可抽吸各种剧毒、易燃、易挥发液体。 4、可抽吸各种强酸、强碱、强腐蚀液体。 5、可抽吸各种高温液体,最高温度可耐150℃。 6、可作为各种固液分离设备的前级送压设备。

回转泵
齿轮泵
齿轮泵除具有自吸能力、流量与排出压力无关等特点外,泵壳上无吸入阀和排出阀,具有结构简单,流量均匀、工作可靠等特性,但效率低、噪音和振动大、易磨损,主要用来输送无腐蚀性、无固体颗粒并且具有润滑能力的各种油类,温度一般不超过70 ℃,例如润滑油、食用植物油等。一般流量范围为0.045~30ms/h,压力范围为0.7—20MPa,工作转速为1200—4000r/min。汽车起重机上常可见到的转向机构,它省去了一个泵。
螺杆泵
因此具有泵吸入性能好,泵压稳,扰动小,介质无端流和搅动。可以输送高粘度及含磨蚀性杂质和固体颗粒的浓缩物,也可以实现两相、三相介质的混输,泵量调节性能好,效率高且高效区宽。适用于输送介质温度-10℃~100℃(特殊泵可达成150℃),最高粘度150000MPA.S(输送150000MPA.S以上介质的泵需特殊结构)的所有工业部门。螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点,在污水处理厂中,广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。
叶片泵
滑片泵又叫叶片泵,刮片泵,刮板泵。多数由泵体,内转子,定子,泵盖以及滑片组成。其工作原理是依靠离心力使滑片紧贴偏心定子,进口处两个滑片间容腔增大,吸液,出口处连个滑片间容腔减小,排液。油罐车;船舶加油;润滑油;航空燃油;石油化工、汽油、柴油、生物燃油、溶剂等输送
叶轮泵
离心泵
叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。 抽水泵(扬程受大气压影响,不超过一个大气压)
轴流泵
转叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵; 潜水泵
混流泵
离心泵和轴流泵之间的一种泵。混流泵的比转速高于离心泵,低于轴流泵,一般在300-500之间。它的扬程比轴流泵高,但流量比轴流泵小,比离心泵大。用于输送清洁和污染的介质,化学中性或侵蚀性的介质。化工流程中强制循环、海水养殖、城市煤气工程、水处理系统。 潜水的离心泵
旋涡泵
在船舶上,某些场合要求泵具有小流量、高压头和小功率的特点,根据性能参数所计算的比转数n<40,在这种场合下往往需要使用旋涡泵旋涡泵属于叶片式泵,比转数在650之间。船舶上,旋涡泵用作锅炉给水泵、中小型柴油机冷却水泵、卫生泵和生活水泵等
妯娌混+旋涡
按驱动方式
电动泵
汽轮机泵
柴油机泵
气动隔膜泵(挥发/腐蚀/易燃/易爆)
性能参数 15年案例题
流量、扬程、轴功率、转速、效率、必需汽蚀余量
流扬功转效气6,扬程和气浊余量
扬程:30层高建筑消防水泵扬程应在130m以上; 效率:由别的性能参数如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。 汽蚀余量:泵在工作时液体在叶轮的进口处,因存在一定的真空压力,会引起液体汽化,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下叶轮等金属表面产生剥落,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力,气蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量单位为米液柱。 例如:某水泵必需汽蚀余量为1.45M。是说这个泵的吸入口的压力要大于1.45M液柱的压力,才不会发生汽蚀现象。
泵的性能参数之间的关系
(1)特性曲线。泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系,并用特性 曲线来表示。每一台泵都有特定的特性曲线,由泵制造厂提供。
(2)泵的工作范围(性能区段)。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的 性能区段,称为泵的工作范围。
(3)泵的工作范围和特性曲线关系。选择和使用泵时,应使泵的工作点落在工作范 围内。同一台泵输送黏度不同的液体时,其特性曲线也会改变。(工业 上有时将黏度大的液体加热使黏性变小,以提高输送效率。)
风机的分类和性能
分类
《建设工程分类标准》GB/T 50841分类
离心式通风机、离心式引风机、轴流通风机、回转式鼓风机、离心式鼓风机。
按气体在叶片的旋转方向分类
离心式风机、轴流式风机、混流式风机
妯娌混
按压力分类
通风机、鼓风机、压气机
性能参数
流量、压力、轴功率、效率、转速、噪声、振动
压力也称风压:指气体在风机内压力升高值。压力有静压、动压和全压之分; (效率:风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压效率可达90%。风机全压效率可达90%
压缩机的分类和性能
分类
按《建设工程分类标准》GB/T 50841分类
活塞式压缩机、回转式螺杆压缩机、离心式压缩机(电动机驱动)
按压缩气体的方式分类
容积式
往复式
活塞式
膜式
回转式
滑片式
螺杆式
转子式
动力式
轴流式
离心式
混流式
妯娌混
性能参数
容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率、输入功率、输出功率、性能系数、噪声
风机的分类
轴流式,离心式和混流式
流量、压力、轴功率、效率、转速、噪声、振动 压力,噪声,振动
与泵的分类区别
工作原理和结构形式
容积式
往复泵:火塞泵,柱塞泵,隔膜泵
回转泵:齿轮泵,螺杆泵,叶片泵(滑片泵,刮片泵,刮板泵)
叶轮式:离心泵,轴流泵,混流泵,涡流泵
概要
流量、扬程、轴功率、转速、效率、必需汽蚀余量
流扬功转效气6,扬程和气浊余量
输送设备的分类和性能 选择判断
挠性设备(静摩擦) 易变形:带链刮斗
带式输送机、链板输送机、刮板输送机、小车输送机等

无挠性设备(动摩擦/推力) 不易变形
螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机

物体受力变形,作用力失去之后不能恢复原状的性质称为挠性,设备容易被拉长称为挠性设备。 作用力失去之后又恢复原来状态的性质称为弹性。
性能: 1.输送能力和线路布置(水平运距、提升高度等)。 2.输送速度和驱动功率。 3.主要工作部件的特征尺寸
专用设备的分类和性能
电力设备的分类和性能
火力发电设备
分类 理解
以煤炭、石油、天然气作为燃料的统称为火力发电
以生物质作为燃料的称为生物质发电
以城市垃圾作为燃料的称为垃圾发电
以工业余热作为热源的称为余热发电。
锅炉
分类 理解
按照特种设备目录
承压蒸汽锅炉30L,0.1MPa
承压热水锅炉:0.1MPa,0.1MPa
有机热载体锅炉:0.1MW
按出口压力
低压锅炉2.5MPa 中压锅炉3.8-5.4 高压锅炉9.8-13.7 超高压锅炉13.7-16.7 亚临界压力锅炉16.7-22.1 超临界压力锅炉22.1以上
区别静置设备设计压力分类
按排渣方式
固态排渣锅炉
液体排渣锅炉
性能和主要参数 记忆
蒸发量: 蒸汽锅炉:蒸发量t/h; 热水锅炉:热功率MW;
压力: 出口MPa
温度: 蒸汽锅炉,出口蒸汽温度,℃; 热水锅炉,进口/出口温度,额定循环水量,t/h。
锅炉受热面蒸发量kg/ ( ㎡ • h )
锅炉受热面发热率kj/ ( ㎡ • h )
锅炉热效率
汽轮机
分类
按压力
低压锅炉2.5MPa 中压锅炉3.8-5.4 高压锅炉9.8-13.7 超高压锅炉13.7-16.7 亚临界压力锅炉16.7-22.1 超临界压力锅炉22.1-27 超超临界压力锅炉27以上
性能
功率(MW ) 主汽压力(MPa) 主汽温度(℃) 进气量(t/h) 排气压 力(MPa) 汽耗[kg/ ( kW • h )] 转速(r/min )
火力发电的性能及考核指标:发电量、发电煤耗和供电煤耗、汽轮机热耗和热效率、锅炉效率、供热煤耗、 补给水率、主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽轮机真空度等

核能发电设备
核电站分类:压水堆核电站、沸水堆核电站、重水堆核电站、石墨水冷堆核电站、石墨气冷堆 核电站、高温气冷堆核电站和快中子增殖堆核电站
核发电设备
(1)核岛设备:包括反应堆堆芯、燃料转运装置、反应堆压力容器、堆内构件、控 制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和稳压器等。核岛设备是承 担热核反应的主要部分。
(2)常规岛设备:包括汽轮机、发电机、除氧器、凝汽器、汽水分离再热气、高低 压加热器、主给水泵、凝结水泵、主变压器和循环水泵等。
(3)辅助系统(BOP)设备:包括核蒸汽供应系统之外的部分,即化学制水、海 水、制氧、压缩空气站等。
风力发电设备
分类
风力发电设备分类 按驱动方式
直驱式风电机组:
没有齿轮箱,叶轮直接带动发电机转子旋转
优点: 少了齿轮箱,降低了风机机械故障率; 结构简单、可靠性强、效 率高、维护成本低 缺点:没有变速箱缓冲,直驱式发电机永磁材料在振动、冲击、高温情况下容易出现失 磁现象; 同时由于永磁材料存在永久的强磁性,无法在现场条件下检修,所以一旦岀现问题只有返厂维修。
双馈式风电机组:
叶轮与发电机之间增加了变速箱
避免了发电机直接与叶轮直接连接而增加叶片的冲击载荷,并且将其直接传递到发电机上,降低了发 电机的故障率
区别/优缺点
按风叶的可调性
定桨距风电机组:桨叶与轮毂固定连接(通过叶尖扰流器,依靠气动布局扰流板自动失速)
变桨距风电机组:桨叶可在轮毂上自由转动(调节迎风角度,双馈式发电机还有制动系统)
风力发电机机组组成
(1 )直驱式风电机组:主要由塔筒(支撑塔)、机舱总成、发电机、叶轮总成、测风系统、电控系统和防雷保护系统组成。(无齿轮变速系统和制动系统,通过)
(2)双馈式风电机组:主要由塔筒、机舱、叶轮总成。机舱内集成了发电机系统、 齿轮变速系统、制动系统、偏航系统、冷却系统等。
风力发电机组的性能
额定功率
叶轮直径
防雷
叶片上有引线
光伏发电设备
光伏发电系统分类
独立光伏发电系统
太阳能电池组件、充放电控制器、蓄电池组 成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。
并网光伏发电系统
光伏电池组件、并网逆变器、公共电网、监控系统组成
分布式光伏发电系统
光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直 流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备及供电系统监控装置和环境监测装 置(注意安装流程,最后连接光伏板)
光伏发电系统的性能
优点
无资源枯竭危险,能源质量高。 安全可靠,无噪声,无污染排 放。 不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势,无须消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。 建设周期短,获取能源花费的时 间短。
缺点
照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积。 获得的能源受季 节、昼夜及阴晴等气象条件的影响较大。 相对于火力发电,发电机会成本高。 光伏板的制造过程不环保。
性能参数
发电功率MW
光热发电设备 2021年新增
分类
槽式光热发电
塔式光热发电
目前国内常见
碟式光热发电
菲尔式光热发电
类似槽式光热发电,只是采用菲涅尔结构的聚光镜来替代抛面镜。
光热发电系统
通过聚集太阳辐射能加热换热工质,再经热交换器加热水,产生过热蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。
(1)槽式光热发电系统: 通过跟踪系统,控制槽式太阳能聚光集热器集太阳辐射能加热换热工质,再经热交换器加热水,产生过热蒸汽,驱动汽轮机带动发电机发电。 太阳岛、热传及蒸汽发生系统、储热岛、发电岛四大部分组成。 槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管,跟踪机构组成。
德令哈
(2)塔式光热发电系统: 通过定日镜将光能反射到塔顶集热器上加热工质,热工质经热交换器与水进行热量交换,将水加热成过热蒸汽,驱动汽轮机带动发电机发电。 塔式光热典型设备有定日镜和塔顶吸热器。
系统特点
(1)太阳辐射情况受到地理维度、季节、气候等因素的影响较大
(2)占地面积大,且对场地平整度的要求较高
(3)槽式光热的集热管管系长、散热面积大,环境温度对系统热耗影响较大
(4)槽式光热的集热器抗风性能相对较差
石油化工设备的分类和性能
静置设备的分类和性能
分类
按设备压力分类
常压设备:P<0.1MPa; 低压设备:O.IMPa≤P<1.6MPa; 中压设备:1.6MPa≤P<10MPa; 高压设备:10MPa≤P<100MPa; 超高压设 备:P>100MPa。 P<0MPa寸,为真空设备
按设备在生产工艺中的作用
容器(静置设备,这里指固定的)
分类
按特征设目录
固定式压力容器:高压容器、第三类压力容器、第二类压力容器、第一类压力 容器。
移动式压力容器:铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱、管束式集 装箱。
气瓶:无缝气瓶、焊接气瓶、特种气瓶(内装填料气瓶、纤维缠绕气瓶、低温绝热气瓶)。
氧舱:医用氧舱、高气压舱。
按受压等级
低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器
按工艺过程中的作用
反应容器
换热容器
分离容器
贮运容器(静态设备中是贮zhu存设备)
反应器(静置设备)
分类
按形态
釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器
按产品
加氢反应器、裂化反应器、重整反应器、歧化反应器、异构化反应器 和合成塔
塔设备(静置设备)
分类
按操作压力分为:
加压塔、常压塔及减压塔
按单元操作分为:
精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等
作用
可使气 (汽)液或液液相之间进行充分接触,达到相际传热及传质的目的。
使用范围
石油化工、化学工业、石油工业等生产中
换热器(静置设备)
分类
在化工生产中分类
加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器
冷、热流体热量交换的原理和方式不同
间壁式换热器 (最常用)
间壁式换热器的特点是冷,热两流体被一层固体壁面(管或板)隔开,不相混合,通过间壁进行热交换。
管式换热器,板面式换热器,扩展表面式换热器
混合式(冷热直接接触)
蓄热式(有蓄热介质)
储罐(静置设备)
分类
按储罐位置
地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等
按储罐形式
立式储罐、卧式储罐等
按储罐结构
固定顶储罐 (有刚性支撑)
锥顶储罐
拱顶储罐
自支承伞形储罐
固定顶的顶部和罐体固定连接,有常压储罐和低压储罐两种,常压储罐的罐顶设有呼吸阀,罐内外相通; 通常用于储存挥发性较小,闪点高于60℃的液体(轻柴油、蜡油、渣油等)。

浮顶储罐
外浮顶储罐(罐体内部,介质上面有浮顶)
浮顶是一个漂浮在贮液表面上的浮动顶盖,随着储液的输入输出而上下浮动,浮顶与罐壁之间有一个环形空间,这个环形空间有一个密封装置,使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝,从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。
浮顶与液面直接接触,与罐壁之间有环形密封装置,使罐内液体与大气完全隔离,大大减少了储液的蒸发损失,但容易受风沙雨雪的影响。 外浮顶储罐较多用于储存原油,也有用于储存组分油的

内浮顶储罐(浮顶储罐顶部再加个固定顶,把浮顶包在内部) (带盖内浮顶储罐)
内浮顶储罐具备外浮顶储罐和固定顶储罐的优点,但造价高,维修不方便。 内浮顶储罐通常储存火灾危险性为甲、乙类的液体。

无力矩顶储罐 (没有支撑,靠拉力)
主要功能:
贮存、均压、热交换、反应、分 离、过滤等
性能参数:
容积、压力、温度、流量、液位、换热面积、效率等
静置设备的分类和性能
分类 生产工艺中的作用原理
压缩机
按能量交换方式
容积式压缩机 运动特点
往复式压缩机(又称活塞式压缩机)
回转式 压缩机。
滚动转子式
滑片式
螺杆式
涡旋式压缩机
速度式压缩机 气流方向
透平式压缩机
离心式 按排气压力
离心通风机
离心鼓风机
离心压缩机
轴流式
混流式
喷射式压缩机
按用途
动力压缩机、气体输送压缩机、制冷和气体分离用压缩机、石油 和化工用压缩机
粉碎设备
研磨机、破碎机、磨碎机、粉碎机、球磨机、砂磨机和超微粉碎设备、振动磨、 气流磨、流能微粒磨、流能缩粒磨等。
混合设备
搅拌器(机)、均质设备、混合机、混合器和捏合机等
分离设备
筛分设备
蒸发设备(例如,蒸发器、除沫器、冷凝器、’真空装置等)
沉降设 备(例如,除尘器、沉降槽、重力沉降分离器、增稠器、离心沉降器、旋风分离器、旋液 分离器、沉降式离心机、袋式过滤器等)
过滤设备(例如,压滤机、叶滤机、转筒真空 式连续过滤机、离心过滤机)
萃取设备
离心设备和其他分离设备。
制冷设备
制冷压缩机、风冷冷冻机、冷却塔、凉水设备、淋水装置等
干燥设备
干燥器(例如,间歇式常压干燥器、间歇式减压干燥器、连续式常压干燥器、连 续式减压干燥器、其他干燥器等)、烘箱、烘干机、脱水机和热风炉等。
包装设备
清洗机、输瓶机、灌装机、包装秤、包装机、封口机、贴标机、收缩机和捆扎 机、充填机等。
输送设备
液体输送设备(例如,各种泵类设备和其他类型化工用泵)
气体输送设备(例 如,通风机、鼓风机、压缩机)
固体输送设备(带式运输机、管式输送机、链斗提升 机)
储运设备
储藏设备(例如,储罐、钢瓶、液体集装箱)
运输设备(例如,汽车罐车、铁 道罐车)
成型设备
成型机、制粒机、造粒机
性能
主要由其功能来决定,其主要作用有: 气体压缩、粉碎、混合、分离、 制冷、干燥、包装、输送、储运和成型等。
冶炼设备的分类和性能
冶金设备
烧结设备
通过烧结机,将矿粉烧结成块并同时有效地消除矿石中的硫、磷等有害杂质。
按加热方式分类
反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、旋风炉等
组成:
冷却系统、抽风除尘系统、破碎筛分系统、 烧结主机、煤气点火系统等组成。
炼焦及化学回收设备
耐火材料设备
炼铁设备
高炉本体,高炉除尘器,高炉鼓风机,高炉热风炉,铁水罐车
炼钢设备
转炉、电炉、电弧炉、钢包炉、混铁炉、电渣重熔炉等及其配套设备和系统
轧钢设备
辗压成型机、压瓦机、圆弧机、瓦机设备、彩色瓦楞、滚弯机、精整设备、彩色 波浪板滚弯机、热连轧机组、冷轧机、三根轧管机、矫直机、横切机组、纵切机组、切分 轧制、穿孔机、焊管机、卷取机、打捆机等。
制氧设备
鼓风设备
煤气发生设备等
工艺流程
建材设备的分类和性能
分类
水泥设备
管磨机、回转窑、立式辗磨机、推动篦式冷却器、回转烘干机、电除尘 器、圆锥破碎机、辗压机、预热器及分解炉、回转式包装机、分室高压脉冲袋式除尘器、 增湿塔、斗式提升机、熟料输送机、螺旋泵、空气输送斜糟、板链式提升机、组合式选粉 机、旋风式选粉机、粗粉分离器、细粉分离器、多流股连续料流式均化库设备、堆料机、 取料机等
一窑三磨
回转窑
生料磨、煤磨、水泥磨
生产工艺流程
玻璃设备
熔窑
熔融玻璃液
锡槽
成型设备
锡槽内充满锡液,熔融玻璃液从熔窑连续流入并漂浮在锡液表面 上,在重力和表面张力的作用下,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、硬化成型。
退火窑
退火处理
浮法玻璃生产的 三大热工设备
冷端的切装系统
切片、包装
浮法玻璃生产工艺
陶瓷设备
耐火材料设备
新型建筑材料设 备
无机非金属材料及制品设备等
性能参数
水泥生产设备的主要参数为:孰料(t/d)吨/天;
玻璃生产线的主要参数为:熔化量(t/d)吨/天。
矿业设备的分类和性能
分类
探矿设备
钻机、井架(钻塔)、绞车、动力机(电动机、柴油机)和泥 浆泵等设备,以及机械手和拧管机等附属设备。
采矿设备
采掘设备、提升设备、输送设备等
选矿设备
破碎设备、磨矿设备、筛分分级设备、选矿设备、选矿辅助设 备等
电气设备的分类和性能
电动机的类和性能(07/14)
按结构或工作原理分类
交流异步电动机 感应电机(特斯拉)
三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机
交流同步电动机 (转速与电源频率保持恒定)
电磁同步电动机、永磁同步电动机、磁阻同步电动机和 磁滞同步电动机
直流电 动机
无刷直流电动机
有刷直流电动机
电磁直流电动机
串励、并励、他励和复励直流电动机
永磁直流电动机
稀土、铁氧体和铝镍钴永磁直流电动机
电动机性能
交流异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。它具有 结构简单、制造容 易、价格低廉、运行可靠、使用维护方便、坚固耐用、重量轻等优点。 缺点是去直流电机相比启动性和调速性能较差;与同步电极相比功率因数不高。
交流同步电动机具有: 转速和电源频率保持严格同步的特性,即只要电源频率保持恒定, 同步电动机的转速就绝对不变。(可调节)
直流电动机具有: 较大的启动转矩和良好的启、制动性能,在较宽范围内实现平滑调 速的优越性能,以及较强的过载性能,所以广泛应用于机床、轧钢机、电力机车和需要经 常启动并调速的电气传动装置中。 缺点是结构复杂,成本高。
变压器的分类和性能
按冷却介质分类
油浸式变压器
干式变压器(空冷)
充气式变压器等
按容量分类
中小型变压器(电压在35kV以下,容量在10〜6300kVA)
大型变压器(电压在63〜110kV,容量在6300〜63000kVA )
特大型变压器(电压在220kV以 上,容量在31500〜360000kVA)
性能参数
工作频率、额定功率、额定电压、电压 比、效率、空载电流、空载损耗、绝缘电阻。
电器及成套装置的分类和性能
电器分类
开关电器,如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等。 保护电器,如熔断器、断路器、避雷器等。 控制电器,如主令电器、接触器、继电器、启动器、控制器等。 限流电器,如电抗器、电阻器等。 测量电器,如电压、电流和电容互感器等
高压电器及成套装置的性能
高压断路器
具有控制、保护和安全隔离作用。 高压断路器是变电所主要的电力控制设备, 当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生 故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。
具有灭弧特性。 例如,高压油断路器以密封的绝缘油作为开断故障的灭弧介 质,高压真空断路器利用高真空作为绝缘和灭弧介质,六氟化硫断路器是利用六氟化硫SF6气体作为灭弧和绝缘介质,均广泛应用于各个电压等级的电网中。
高压开关柜
由柜体和高压断路器组成
电抗器
接法分类:串联电抗器、并联电抗器
按功能:分为限流和补偿
按用途:按具体用途细分,例如:限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器(可调电抗器、可控电抗器)、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等
用途:限流和滤波。 依靠线圈的感抗阻碍电流变化的电器,具有保证断路器能切断短路电路,保证电气设备的动、热稳定性,通过提高阻抗来限制短路电流等性质。也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。
限流电抗器是限制系统内的合闸涌流、高次谐波、短路故障电流等用途的感性元件
接触器、继电器
接触器具有接通或分断电路、控制容量大、可远距离操作、配合继电器定时操作、联 锁控制、失压及欠压保护等性能。 继电器具有根据电流、电压、温度、压力等输入信号的 变化进行自动调节、安全保护、转换电路等性能。
互感器
测电压电流。将电网高电压、大电流变换成低电压、小电流;与测量仪表配合,可以 测量电能;使测量仪表实现标准化和小型化;将人员和仪表与高电压、大电流隔离等 性能
分类
电压互感器
电流互感器
+测量仪器,才能测电压电流
金属材质
分类
颜色
黑色金属
主要铁和以铁为基的合金;它们都是以铁和碳为主 要元素组成的合金。广义包含铁锰铬
钢
碳素钢
碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素工具钢
铸造碳钢
合金钢
合金结构钢
合金工具钢
特殊性能钢
铸铁
白口铸铁
灰口铸铁
灰铸铁
可锻铸铁
球磨铸铁
蠕墨铸铁
麻口铸铁
合金元素及其作用
铬(Cr)
铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;含里超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性,铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
拓展
1、铬(Cr) 铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;含里超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性,铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。 铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含里超过15%时,强度和硬度将下降,伸长率和断面收缩率相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质。 铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能,在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物,从而提高材料表面的耐磨性。含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。 在电热合金中,铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铬与铁形成连续固溶体,缩小奥氏体相区城。铬与形成多种碳化物,与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等铬与铁可形成金属间化合物相α相(FeCr) B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中磁的极限溶解度减少 C、减缓奥氏体的分解速度,显著提高钢的淬透性但亦增加钢的回火脆性倾向。 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度和硬度时加入其他合金元素时,效果较显著 B、显著提高钢的脆性转变温度 C、在含铬量高的Fe-Cr合金中,若有相析出冲击韧性急剧下降 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高钢的耐磨性,经研磨,易获得较高的表面光洁度 B、降低钢的电导率,降低电阻温度系数 C、提高钢的矫顽力和剩余磁感广泛用于制造永磁钢。 D、铬促使钢的表面形成钝化膜,当有一定含里的铭时,显著提高钢的耐腐蚀性能(特别是硝酸)。若有铬的碳化物析出时,使钢的耐腐蚀性能下降。 E、提高钢的抗氧化性能 F、铬钢中易形成树枝状偏析,降低钢的塑性 G、由于铬使钢的热导率下降,热加工时要缓慢升温,锻、轧后要缓冷 (4)在钢中的应用 A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性,并可在参碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性。 B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能。 C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光度高的优点。 D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用,并具有一定的回火稳定性和韧性。 E、不锈钢、热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用,当需形成奥氏体钢时,稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例,如Cr18Ni9等。 F、我国铬资源较少应尽里节省铬的使用。
镍(Ni)
镍在钢中强化铁素体并细化珠光体,总的效果是提高强度,对塑性的影响不显著。
拓展
2、镍(Ni) 镍在钢中强化铁素体并细化珠光体,总的效果是提高强度,对塑性的影响不显著。 一般地讲,对不需调质处理而在轧制、正火或退火状态使用的低碳钢,一定的含镍里能提高钢的强度而不显著降低其韧性。据统计,每增加1%的镍约可提高强度29.41Pa。随着镍含里的增加,钢的屈服强度比抗拉强度提高得快,因此含镍钢的屈服比可较普通碳素钢高。镍在提高钢强度的同时,对钢的韧性、塑性以及其他工艺性能的损害较其他合金元素的影响小。 对于中碳钢,由于镍降低珠光体转变温度使珠光体变细,又由于镍降低共析点的含碳量,因而和相同碳含里的碳素钢比,其珠光体数里多,使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含里的碳素钢高反之,若使钢的强度相同,含镍钢的碳含里可以适当降低,因而能使钢的韧性和塑性有所提高。 镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性镍降低钢的低温脆性转变温度,这对低温用钢有极重要的意义。含镍3.5%的钢可在100℃时使用,含镍9%的则可在-196℃时工作。镍不增加钢对蠕变的抗力,因此一般不作为热强钢的强化元素。 镍含量高的铁镍合金,其线胀系数随镍含里增减有显著的变化。利用这一特性,可以设计和生产具有极低或一定线胀系数的精密合金、双金属材料等。 此外镍加入钢中不仅能耐酸,而且也能抗碱,对大气及盐都有抗蚀能力。镍是不锈耐酸钢中的重要元素之一。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、镍和铁能无限固溶,镍扩大铁的奥氏体区即升高A4点,降低A3点,是形成和稳定奥氏体的主要合金元素 B、镍和碳不形成碳化物 C、降低临界转变温度,降低钢中各元素的扩散速率,提高淬透性 D降低共析珠光体的碳含里其作用仅于氮而强于锰。,在降低马氏体转变温度方面的作用为锰的一半 (2对钢的力学性能的作用 A、强化铁素体并细化和增多珠光体,提高钢的强度,不显著影的塑性 B、含镍钢的碳含量可适当降低,因而可使韧性和塑性有所改善 D、由于对提高钢的淬透性和回火稳定性的作用并不十分强,镍对调质钢的意义不大C、提高钢的疲劳抗力,减小钢对缺口的敏感性、、E、降低钢的低温脆化转变温度,含Ni3.5%的钢可在-100℃时使用,含Ni9%的钢可在-196℃时使用 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A强降低钢的热导率和电导率 B、Ni<30%的奥氏体钢呈现顺磁性,即无磁钢Ni30%的FeN合金是重要的精密软磁材料 C、含镍超过15%-20%的钢对硫酸和盐酸有很高的抗蚀性能,但不能抗硝酸的腐蚀。总的来说,含镍钢对酸、碱、盐以及大气都有一定的抗蚀能力·含镍的低 合金钢还有较高的腐蚀疲劳抗力。含镍钢在含硫和一氧化碳的气氛中加热时易发生热脆和侵蚀性气孔 D、含镍较高的钢在焊接时应采用奥氏体焊条,以防止裂 E、含镍钢中易出现带状组织和白点缺陷,应在生产工艺中加以防止 (4)在钢中的应用 A、单纯的镍钢只在要求有特别高的冲击韧性或很低的工作温度时才使用 B、机械制造中使用的镍铬或镍铬钼钢,在热处理后能获得强度和韧性配合良好的综合力学性能含镍钢特别适用于需要表面渗碳的部件 C、在高合金奥氏体不锈耐热钢中镍是奥氏体化元素能提供良好的综合性能,主要为Nir系钢、Crn、 CrAlSi FeAl钢,在一些用途上可取代CrNi系钢 D、由于镍的稀缺,又是重要的战略物资。非在用其他合金元家不可能达到性能要求则,应尽最少用和不用镍作为钢的合金元素
钼(Mo)
钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性,增加剩和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
拓展
3、钼(Mo) 钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性,增加剩和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。 在调质钢中,钼能使较大断面的零件淬深、淬透,提高钢的抗回火性或回火稳定性,使零件可以在较高温度下回火,从而更有效地消除(或降低)残余应力,提高塑性。 在渗碳钢中钼除具有上述作用外,还能在参碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的倾向,减少渗碳层中残留奥氏体,相对地增加了表面层的耐磨性。 在锻模钢中,钼还能保持钢有比较稳定的硬度,增加对变形、开裂和磨损等的抗力。 在不锈耐酸钢中,钼能进一步提高对有抗酸(如蚁酸、醋酸、草酸等)以及过氧化氢、硫酸,亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性特别是由于钼的加入,防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。 含1%左右钼的12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中,它是缩小奥氏体相区的元素 B、当钢含较低时,与铁、碳形成复合的渗碳体;含里较高时可形成钢的特殊碳化物 C、钼提高钢的淬透性,其作用较铬强。而稍逊于锰 D、钼提高钢的回火稳定性,作为单一合金元素存在时增加钢的回火脆性;与铬、锰等并存时,钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性 (2)对钢的力学性能的作用 A、钼对铁素体有固溶强化作用同时也提高碳化物的稳定性从而提高钢的强度 B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用 C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高,并强烈提高铁素体的蠕变抗力,有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集促进特殊碳化物的析 出,因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、在含碳1.5%的磁钢中,2%-3%的钢提高剩余磁感和矫顽力 B、在还原性酸及强氧化性盐溶夜中都能使钢表面钝化,因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能防止钢在氯化物溶液中的点蚀。 C、钼含较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化 D、含钼不超过8%的钢仍可以锻、轧,但含量较高时钢对热加工的变形抗力增高 (4)在钢中的应用 A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用 B、铬钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件 C、我国富产钼,但在世界范围内的储里并不丰富含铺在我国应适当发展,但钼是重要战略物资,应注意合理和节约使用
钨(W)
钨在钢中除形成碳化物外,部分地溶入铁中形成固溶体。其作用与钼相似,按质量分数计算,一般效果不如显著。钨在钢中的主要用途是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。因此它主要用于工具钢,如高速钢、热锻模具钢等。
拓展
4、钨(W) 钨在钢中除形成碳化物外,部分地溶入铁中形成固溶体。其作用与钼相似,按质量分数计算,一般效果不如显著。钨在钢中的主要用途是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。因此它主要用于工具钢,如高速钢、热锻模具钢等。 钨在优质弹簧钢中形成难熔碳化物,在较高温度回火时,能延缓碳化物的聚集过程,保持较高的高温强度。钨还可以降低钢的过热敏感性、增加透性和提高硬度65Si2MnWA弹簧钢热轧后空冷就具有较高的硬度50mm2截面的弹簧在油中即能淬透。可作承受大负荷、耐热(不大于350℃)受中击的重要弹簧。30W4Cr2VA高强度耐热优质弹簧钢,具有大的淬透性:1050-1100℃淬火550-650℃回火后抗拉强度达147-1666P它主要用于制造在高温(不大于500℃)条件下使用的弹簧。 由于钨的加入,能显著提高钢的耐磨性和切削性所以,钨是合金工具钢的主要元素。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A钨是熔点最高(3387℃)的难熔金属,在元素周期表中与Cr、Mo同族。在钢中的行为亦与Mo类似,即缩小奥氏体相区,并是强碳化物形成元素,部分地固溶于铁中。 B、钨对钢的淬透性的作用不如Mo和Cr。当以钨的特殊碳化物存在时,贝降低钢的淬透性和淬硬性 C、钨的特殊碳化物阻止钢晶粒的长大,降低钢的过热敏感性 D、钨显著提高钢的回火稳定性 (2)对钢的力学性能的作用 A、由于钨提高了回火稳定性,其碳化物于分坚硬,因而提高了钢的耐磨性,还使钢具有一定的红硬性 B、提高钢在高温时的蠕变抗力,其作用不如钼强 (3)对钢的物理、化学及艺性能的作用 A、钨显著提高钢的密度,强降低钢的热导率 B、显署提高钢的矫顽力和剩余磁感 C、钨对钢的抗蚀性和高温抗氧化性无有利作用,含钨钢在高温时的不起皮性显著下降。但钨能提高钢的抗氢作用的稳定性 D、含钨的高速钢塑性低,变形抗力高,热加工性能较差 E、高合金钨钢在铸态中存在易熔相的偏析,锻造温度不能高,并应防止高碳钨钢中由干碳的石墨化造成黑色断口缺陷 (4)在钢中的应用 A、主要用于工具钢,如高速钢和热锻模具钢等 B、在有特殊需要时应用于渗碳和调质结构钢、耐热钢、不锈钢、磁钢等,常与Si、MnA、Mo、、Cr、N等同时加入
钒(V)
钒和碳、氮、氧有极强的亲合力,与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳化物的形态存在其主要作用是细化钢的组织和晶粒降低钢的过热敏感性,提高钢的强度和韧性。当在高温溶入固溶体时,增加淬透性;反之,如以碳化物形态存在时,降低淬透性。钒增加淬火钢的回火稳定性,并产生二次硬化效应。钢中的含钒里,除高速工具钢外,一般均不大于0.5%。
拓展
5、钒(V) 钒和碳、氮、氧有极强的亲合力,与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳化物的形态存在其主要作用是细化钢的组织和晶粒降低钢的过热敏感性,提高钢的强度和韧性。当在高温溶入固溶体时,增加淬透性;反之,如以碳化物形态存在时,降低淬透性。钒增加淬火钢的回火稳定性,并产生二次硬化效应。钢中的含钒里,除高速工具钢外,一般均不大于0.5%。 钒在普通低合金钢中能细化晶粒,提高正火后的强度和屈服比及低温韧性,改善钢的焊接性能。 钒在合金结构钢中,由于在一般热处理条件下会降低淬透性,故在结构钢中常和锰、铬、钼以及钨等元素联合使用。钒在调质钢中主要是提高钢的强度和屈服比,细化晶粒,降低过热敏感性。在渗碳钢中,因钒能细化晶粒,可使钢在渗碳后直接淬火,不需二次淬火。 钒在弹簧钢和轴承钢中,能提高强度和屈服比。特别是提高比例极限和弹性极限,降低热处理时脱碳敏感性,从而提高了表面质里。无铬含钒的轴承钢,碳化物弥散度高,使用性能良好。 钒在工具钢中细化晶粒,降低过热敏感性,增加回火稳定性和耐磨性,从而延长了工具的使用寿命 (1)对钢的显做组织及热处理的作用Bai文库 A、钒和铁形成连续的固溶体,强烈地缩小奥氏体相区 B、钒和碳、氮、氧都有极强的亲和力,在钢中主要以碳化物或氮化物、氧化物的态存在 C、通过控制奥氏体化温度来改变钒在奥氏体中的含里和未溶碳化物的数量以及钢的实际晶粒度,可以调节钢的淬透性D、由于钒形成稳定难熔的碳化物,使钢在较高温度时仍保持细晶组织,大大减低钢的过热敏感性。 (2)对钢的力学性能的作用 A、少量的钒使钢晶粒细化,韧性增大,对低温钢尤为有利 B、钒里较高导致聚集的碳化物出现时,会降低强度;碳化物在晶内析出会降低室温韧性 C、经适当的热处理使碳化物弥散析出时,钒可提高钢的高温持久强度和蠕变抗力 D、钒的碳化物是金属碳化物中最硬和最耐磨的,弥散分布的钒碳化物提高工具钢的硬度和耐磨性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、在高铁镍合金中加入钒,经适当热处理后可提高磁导率。在永磁钢中,能提高磁矫顽力 B、加入足够量的钒(的5.7倍以上)将碳固定于钒碳化物中时,可大大增加钢在高温高压下对氢的稳定性,其强烈作用与Nb、Ti、Zr相似。不锈而酸钢中,钒可改善抗晶间腐蚀的性能,但作用不及Ti、Nb显著 C、出现钒的氧化物时,对钢的高温抗氧化性不利 D、含钒钢在加工温度较低时显著增加变形抗力 E、钒改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢,合金工具钢、高速工具钢、耐热钢、抗氢钢低温用钢等系列中得到广泛应用 B、钒是我国富有的元素之一,其价铬虽较Si、Mn,、Ti、Mo略贵。但在钢中的用量,一般不大于0.5%(除高速工具钢外),故应大力推广使用。目前钒已成为发展新钢种的常用元素之一
钛(Ti)
钛和氮、氧、碳都有极强的亲合力,与硫的亲合力比铁强。因此,它是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素。钛虽然是强碳化物形成元素,但不和其他金属元素联合形成复合化合物。碳化钛结合力强,稳定、不易分解,在钢中只有加热到1000℃以上才缓慢地溶入固溶体中。在未溶入之前碳化钛微粒有阻止晶粒长大的作用。由于钛和碳之间的亲合力远大于铬和碳之间的亲合力。在不锈钢中常用钛来固定其中的碳以消铬在晶界处的贫化,从而消除或减轻钢的晶间腐蚀。
拓展
6、钛(Ti) 钛和氮、氧、碳都有极强的亲合力,与硫的亲合力比铁强。因此,它是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素。钛虽然是强碳化物形成元素,但不和其他金属元素联合形成复合化合物。碳化钛结合力强,稳定、不易分解,在钢中只有加热到1000℃以上才缓慢地溶入固溶体中。在未溶入之前碳化钛微粒有阻止晶粒长大的作用。由于钛和碳之间的亲合力远大于铬和碳之间的亲合力。在不锈钢中常用钛来固定其中的碳以消铬在晶界处的贫化,从而消除或减轻钢的晶间腐蚀。 钛也是强铁素体形成元素之一,强烈地提高钢的A1和A3温度。钛在普通低合金钢中能提高塑性和韧性。由于钛固定了氮和硫并形成碳化钛,提高了钢的强度。经正火使晶粒细化,析出形成碳化物可使钢的塑性和中击韧性得到显著改善。含钛的合金结构钢,有良好的力学性能和工艺性能,主要缺点是淬透性稍差。 在高铬不锈钢中,通常须加入约5倍碳含量的钛,不但能提高钢的抗蚀性(主要抗晶间腐蚀)和韧性还能阻止钢在高温时的晶粒长大倾向和改善钢的焊接性能。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钛和氮、氧、碳都有极强的亲和力,是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素 B、钛和碳的化合物(TiC)结合力极强,稳定性高,只有加热到1000℃以上才会缓慢溶入铁的固溶体中。Ti微粒有阻止钢晶粒长大粗化的作用,使粗化温度提高至1000℃以上 C、钛是强铁素体形成元素之一,使奥氏体相区缩小,强烈提高A1、A3温度。固溶态的钛提高钢的透性,而以TiC微粒存在时则降低钢的淬透性 D、当钛含量达一定值时,由于TiFe2的你散析出可产生沉淀硬化作用 (2)对钢的力学性能的作用 A、当钛以固溶态存在于铁素体之中时,其强化作用高于A1、M、Ni、Mo等,次于Be、P、Cu、si B、铁对钢力学性能的影响取决它的存在形态和Ti/C含量比以及热处理制度、微量的钛(0.0-0.1)使屈服点有所提高,但当Ti/C比超过4时,其强度和韧性急剧下降。过高的加热温度(1100℃)进行正火或淬火,虽可使强度提高50%,但剧烈降低塑性及韧性 C、钛对钢的韧性,特别是低温冲击韧性少有改善作用 D、钛能改善碳素钢和合金钢的热强性,提高它们的持久强度和蠕变抗力 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A提高钢在高温高压氧气中的稳定性 B、钛提高不锈耐酸钢的抗蚀性,特别是对晶间腐蚀的抗力,原因是防止了铬碳化物在晶界析出而导致的贫铬 c、低碳钢中,当Ti/C比达到4.5以上时,由于氧、氮、碳全部被固定,具有很好的应力腐蚀和脆抗力 D、在含铬4%-6%的钢中加入钛,能提高在高温时的抗氧化性 E、钢中加入钛可促进氮化层的形成和较迅速获得所需的表面硬度,成为“快速氮化钢” F、改善低碳锰钢和高合金不锈钢的焊接工艺性能 (4)在钢中的应用 A、钛含量超过0.025%时,可作为合金元素考虑 B、钛作为合金元素在普通低合金钢。合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、永磁、永磁合金以及铸钢中均已得到应用 C、钛越来越多地被应用于各种先进材料,成为重要的战略物资,例如航空航天器动力机械等
铌/钶(Nb/Cb)
铌与钶常和钽共生,它们在钢中的作用相近。铌在建筑用普通低合金钢中能提高屈服强度和冲击韧性,降低脆性转变温度,有益焊接性能。在渗碳及调质合金结构钢中,增加透性同时提高钢的韧性和低温性能。能降低低碳马氏体耐热不锈钢的空令硬化性,避免回火脆性,提高蠕变强度。
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7、铌/钶(Nb/Cb) 铌与钶常和钽共生,它们在钢中的作用相近。铌和钽部分溶入固溶体,起固溶强化作用。溶入奥氏体时显著提高钢的淬透性。但以碳化物和氧化物微粒形态存在时,细化晶粒并降低钢的淬透性。它能增加啊回火稳定性,有二次硬化作用。微里铌,可以在不影响钢的塑性或韧性的情况下提高钢的强度。由于有细化晶粒作用,能提高钢的中击韧性并降低其脆性转变温度。当含里大于碳含里的8倍时,几乎可以固定钢中所有的碳,使钢具有很好的抗氢性能。在奥氏体钢中可以防止氧化介质对钢的晶间腐蚀。由于固定碳和沉淀硬化作用能提高热强钢的高温性能,如变强度等。 铌在建筑用普通低合金钢中能提高屈服强度和冲击韧性,降低脆性转变温度,有益焊接性能。在渗碳及调质合金结构钢中,增加透性同时提高钢的韧性和低温性能。能降低低碳马氏体耐热不锈钢的空令硬化性,避免回火脆性,提高蠕变强度。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铌、钽均为难熔的稀有金属元素(N:2467℃;T:2980),在元素周期表中与钒同族,它们在钢中的作用与V、Ti、Zr类似,和碳、氮、氧都有很强的亲和力,形成极为稳定的化合物 B、铌、钽在钢中的主要作用是细化晶粒,提高晶粒粗化温度 C、、钽以固溶态存在时,提高钢的淬透性和淬火后的回火稳定性以碳化物存在时贝降低淬透性 (2)对钢的力学性能的作用 A、钢中加入0.005%0.05%铌能提高其屁度和中击韧性,降低其脆性转变温度 B、在含铬低于16%的低碳马氏体耐热不锈钢中加入,也可降低其空冷硬化性,避免回火脆性,高蠕变强度,降低蠕变速率 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A改善奥氏体型不锈钢抗晶间腐蚀的性能在高铬铁素体钢中,改善高温不起皮性和抗浓硝酸侵蚀的性能ozhshfang19 在奥氏体型无磁钢中,加入和采用沉淀强化热处理,可有效提高其屈服强度而不损害其磁学性能C、在低碳普通低合金钢和高铬马氏体钢中加入铌可改善焊接性能;在Cr18Ni8型钢中加入锯后,其冷作硬化率较大冷变形比较困难,焊接性也较差 (4)在钢中的应用 A、炼钢用的铁合金中铌、钽共存。其中Ta/N质里比为1/12至1/2,习惯上称为铌铁。以单位质计的在钢中的作用,约为铜的一半,故铌铁中的当一 般以n0.5计 B、加入少里应用于:建筑用低碳普通合金钢,渗碳及调质合金钢,高铬耐热不锈钢,奥氏体型不锈耐热钢,无磁钢等 C、铌、钽资源在我国较为丰富,但在世界范围内储很少,且有其他重要用途。应根据经济合理的原则,发展它但在钢中的应用 8、锆(Zr) 锆是强碳化物形成元素。它在钢中的作用与铌、、钒相似。加入少里的锆元素有脱气、净化和细化晶粒的作用,有利于钢的低温性能,改善冲压性能,它常用于制造然气发动机和弹道式导弹结构使用的超高强度钢和镍基高温合金中 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锆是高熔点(1852℃)的稀有金属,是碳化物形成元素,在练钢过程中是强力的脱氧和脱氮元素,并有脱氢及脱硫作用 B、能细化钢的奥氏体晶粒 C、固溶于奥氏体中的锆提高钢的淬透性;但若较多地以形态存在,则降低淬透性 (2)对钢的力学性能的作用 A、降低钢的应变时效倾向和回火脆性 B、在改善低合金钢的低温韧性方面的作用,铬强于钒 C、锆还能减轻钢的蓝脆倾向 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、低碳镍铬不锈钢中加入少里锆可防止晶间腐蚀 B、锆与硫形成硫化物可有效防止钢的热脆;含铜钢中加入锆,可显著减轻龟裂倾向 C、锆显著提高高碳工具钢和高速钢的切削寿命 锆能改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、锆产稀少,价铬昂贵,在钢中的溶解度很小,在普通钢中很少使用,而主要用于特殊用途的钢和合金中,如超高强度钢,耐热钢,易切削不锈钢以及镍基 高温合金等 B、锆在核反应堆材料及特殊耐蚀设备方面有重要应用,以锆为基可形成大块非晶材料
锆(Zr)
锆是强碳化物形成元素。它在钢中的作用与铌、、钒相似。加入少里的锆元素有脱气、净化和细化晶粒的作用,有利于钢的低温性能,改善冲压性能,它常用于制造然气发动机和弹道式导弹结构使用的超高强度钢和镍基高温合金中
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8、锆(Zr) 锆是强碳化物形成元素。它在钢中的作用与铌、、钒相似。加入少里的锆元素有脱气、净化和细化晶粒的作用,有利于钢的低温性能,改善冲压性能,它常用于制造然气发动机和弹道式导弹结构使用的超高强度钢和镍基高温合金中 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锆是高熔点(1852℃)的稀有金属,是碳化物形成元素,在练钢过程中是强力的脱氧和脱氮元素,并有脱氢及脱硫作用 B、能细化钢的奥氏体晶粒 C、固溶于奥氏体中的锆提高钢的淬透性;但若较多地以形态存在,则降低淬透性 (2)对钢的力学性能的作用 A、降低钢的应变时效倾向和回火脆性 B、在改善低合金钢的低温韧性方面的作用,铬强于钒 C、锆还能减轻钢的蓝脆倾向 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、低碳镍铬不锈钢中加入少里锆可防止晶间腐蚀 B、锆与硫形成硫化物可有效防止钢的热脆;含铜钢中加入锆,可显著减轻龟裂倾向 C、锆显著提高高碳工具钢和高速钢的切削寿命 锆能改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、锆产稀少,价铬昂贵,在钢中的溶解度很小,在普通钢中很少使用,而主要用于特殊用途的钢和合金中,如超高强度钢,耐热钢,易切削不锈钢以及镍基 高温合金等 B、锆在核反应堆材料及特殊耐蚀设备方面有重要应用,以锆为基可形成大块非晶材料
钴(Co)
钴多用于特殊的钢和合金中。含钴高速钢有高的高温硬度:与钼同时加入马氏体时效钢中,可以获得超高强度和良好的综合力学性能。此外,钴在热强钢和磁性材料中也是重要的合金元素。 钴降低钢的淬透性,因此,单独加入碳素钢中会降低调质后的综合力学性能。钴能强化铁素体,加入碳素钢中,在退火或正火状态下能提高钢的硬度、屈服点和抗拉强度,对伸长率和断面收缩率有不利的影响,冲击韧性也随钴含里的增加而下降。由于钴具有抗氧化性能,在耐热钢和耐热合金中得到应用在钴基合金燃气涡轮中更显示了它特有的作用。
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9、钴(Co) 钴多用于特殊的钢和合金中。含钴高速钢有高的高温硬度:与钼同时加入马氏体时效钢中,可以获得超高强度和良好的综合力学性能。此外,钴在热强钢和磁性材料中也是重要的合金元素。 钴降低钢的淬透性,因此,单独加入碳素钢中会降低调质后的综合力学性能。钴能强化铁素体,加入碳素钢中,在退火或正火状态下能提高钢的硬度、屈服点和抗拉强度,对伸长率和断面收缩率有不利的影响,冲击韧性也随钴含里的增加而下降。由于钴具有抗氧化性能,在耐热钢和耐热合金中得到应用在钴基合金燃气涡轮中更显示了它特有的作用。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钴和镍、锰一样,和铁形成连续固溶体 B、钴和铝同是降低钢的透性的元素,升高马氏体转变点M C、钴不是形成碳化物的元素 D、钴在回火或使用过程中阻抑、延缓其他元素特殊碳化物的析出和聚集 (2)对钢的力学性能的作用 A、强化钢的基体,在退火或正火状态的碳素钢中提高硬度和强度,但会引起塑性和冲击韧性的下降 B、显著提高特殊用途钢和合金的热强性和高温硬度 C、提高马氏体时效钢的综合力学性能,使其具有超强韧性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高耐热钢和耐热合金的抗氧化性能 B、钴加入铁中能增加磁饱和 (4)在钢中的应用 A、不在碳素钢和低合金钢中使用 B、主要用于高速钢、马氏体时效钢、而热钢以及精密合金等 C、钴资派缺乏、价格昂贵,钴的使用应尽量节约和合埋
硅(si)
硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度,其作用仅于磷,较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。硅能降低钢的密度、热导率和电导率。含硅的钢在氧化气氛中加热时,表面将形成层si02薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。硅能促使铸钢中的柱状晶成长,降低塑性硅钢若加热或令却较快,由于热导率低,钢的内部和外部温差较大,因而易裂。硅能降低钢的焊接性能。
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10、硅(si) 硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度,其作用仅于磷,较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。但含硅超过3%时将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb)以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故 硅能降低钢的密度、热导率和电导率。能促使铁素体晶粒粗化。降低矫顽力。有减小体的各向异性倾向,使兹化容易,磁阻减可用来生产电工用钢,所以硅钢片的磁带损耗较低,硅能提高铁素体的磁导率,使硅钢片在较弱场下有较高的磁感强度。但在强磁场下,硅降低钢的磁感强度硅因有强的脱氧力,从而减小了铁的磁时效作用。 含硅的钢在氧化气氛中加热时,表面将形成层si02薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。 硅能促使铸钢中的柱状晶成长,降低塑性硅钢若加热或令却较快,由于热导率低,钢的内部和外部温差较大,因而易裂。 硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的亲合力硅比铁强,在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐,增加熔渣和熔化金属的流动性,引起喷溅现象,影响焊缝质。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌加一定里的硅,能显著提高铝的脱氧能力。硅在钢中本来就有一定的残存,这是由于炼铁炼钢作为原料入的在沸腾钢中,硅限制在<0.07%,有意加入时,则在炼钢时加入硅铁合金。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、作为钢中的合金元素,其含里一般不低于0.4%。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,缩小奥氏体相区 B、提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢中提高淬透性 C、硅不形成碳化物,有强烈的促进碳的石墨化的作用,在硅含里较高的中碳和高碳钢中,如不含有强碳化物形成元素,易在一定温度条件下发生石墨化 D、在渗碳钢中,硅减小渗碳层厚度和的浓度 E、硅对钢水有良好脱氧作用 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度,其作用较M、N、CxW、Mo、V等更强;显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比(并提高应劳强度 和疲劳比(o-1/b)Bai du文车 B、硅含超过3%时显著降低钢的塑性和韧性;硅提高塑/脆转变温度 C、硅易使钢中形成带状组织,使横向性能低于纵向性能 D、改善钢的耐磨性能 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数 B、硅钢片的涡流损耗里显著低于纯铁,矫顽力、磁阻和磁带损耗较低磁导率和兹感强度较高但在强磁场中,硅降低磁感强度 C、提高高温时钢的抗氧化性能,但硅含里高时,表面脱碳加剧 D、硅含里超过2.5%的钢,其变形加工较为困难 E、硅降低钢的可焊性 (4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢中提高强度,改善局部腐蚀抗力,在调质钢中提高淬透性和抗回火性,是多元合金结构钢中的主要合金组元之一 B、硅含量为0.5%-2.8%的SiMn或SiMn钢(碳含量0.5%-0.7广泛用于高载荷弹黄材料,同时加人W、、Mo、N、Cr等强碳化物形成元素 C、硅钢片为含硅1.0%-4.5%的低碳和超低碳钢,用于电机和变压器 D、在不锈钢和耐蚀钢中,与Mo、、CrA、TiN等配合,提高抗蚀和抗高温氧化能力 E、硅含里较高的石墨钢用于冷作模具材料
锰(Mn)
锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。锰和铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素,进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,也强烈增加钢的淬透性。已用含里不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。在高碳高锰耐磨钢中·锰含可10-14%,经固溶处理后有良好的韧性,当受到冲击而变时,表面层将因变形而强化,具有高的耐磨性。锰与硫形成熔点较高的Mns。可防止因Fes而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。
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11、锰(Mn) 锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中一般都含有一定里的锰,它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性,从而改善钢的热加工性能。 锰和铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素,进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,也强烈增加钢的淬透性。已用含里不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢 锰具有资源丰富、效能多样的特点,获得了广泛的应用如含锰较高的碳素结构、弹簧钢 在高碳高锰耐磨钢中·锰含可达10-14%,经固溶处理后有良好的韧性,当受到冲击而变时,表面层将因变形而强化,具有高的耐磨性 锰与硫形成熔点较高的Mns。可防止因Fes而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当,容易使钢产生白点。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,工业用钢中一般均含有一定里的孟 B、锰固溶于铁素体和奥氏体中扩大奥氏体区使临界温度A4点升高,A3点降低,(α+γ)区下移。当锰含量超过12%时,上临界点降至室温以下,使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时,使共析体中的碳含量减少 C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度,提高钢的淬透性,增加残余奥氏体含里 D使钢的调质组织均匀、细化避免了渗碳层中碳化物的聚集成块,但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向 E、锰是弱碳化物形成元素 (2)对钢的力学性能的作用 A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳,磷、硅,在增加强度的同时,对延展性无影响 B、由于细化了珠光体,显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,使延展性有所降低Bai文库 C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能 D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下,锰不会降低钢的韧性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、随锰含量的增加,钢的热导率急剧下降,线胀系数上升,使快速加热或冷却时形成较大内应力,工件开裂倾向增大 B、使钢的电导率急剧降低,电阻率相应增大,电阻温度系数下降 C、使矫顽力增大,饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降因而锰对永磁合金有利对软磁合金有害 D锰含里很高时,钢的抗氧化性能下降 E、使钢中的硫形成较高熔点的Mns,避免了晶上的Fes薄膜,消除钢的热脆性,改善热加工性能 F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大,且钢锭中柱状结晶明显,锻轧时较易开裂 G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度,对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含里 (4)在钢中的应用 易切削钢中常有适里的锰和磷,MnS夹杂使切屑易于碎断 B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,锰含里一般为1%-2 C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2%的锰 D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用,可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形 E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0%-1.4,Mn:10%-14),中碳高锰无磁钢(C:0.3%-0.6Mn:18%-199),低碳高锰不锈钢(有Cr,无N或少Ni),高锰耐热钢(以M代Ni的耐热不起皮钢,或含有A、M、V等)
铝(Al)
铝主要用来脱氧和细化晶粒在渗氮钢中促使形成坚硬蚀的渗氮层。铝能抑制低碳钢的时效,提高钢在低温下的韧性含里高时能提高钢的抗氧化性及在氧化性酸和H2S气体中的耐蚀性,能改善钢的电、磁性能。铝在钢中固溶强化作用大,提高参碳钢的耐磨性、疲劳强度及心部力学性能。 在耐热合金中,铝与镍形成化合物,从而提高热强性。含铝的铁铬铝合金在高温下具有接近恒电阻的特性和优良的抗氧化性。适于作电热合金材料,如铬铝电阻丝。 某些钢脱氧时,如果铝用过多,则会使钢产生反常组织和有促进钢的石墨化倾向。在铁素体及珠光体钢中,铝含里较高时会降低其高温强度和韧性,并给炼、浇铸等方面带来若干困难。
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12、铝(Al) 铝主要用来脱氧和细化晶粒在渗氮钢中促使形成坚硬蚀的渗氮层。铝能抑制低碳钢的时效,提高钢在低温下的韧性含里高时能提高钢的抗氧化性及在氧化性酸和H2S气体中的耐蚀性,能改善钢的电、磁性能。铝在钢中固溶强化作用大,提高参碳钢的耐磨性、疲劳强度及心部力学性能。 在耐热合金中,铝与镍形成化合物,从而提高热强性。含铝的铁铬铝合金在高温下具有接近恒电阻的特性和优良的抗氧化性。适于作电热合金材料,如铬铝电阻丝。 某些钢脱氧时,如果铝用过多,则会使钢产生反常组织和有促进钢的石墨化倾向。在铁素体及珠光体钢中,铝含里较高时会降低其高温强度和韧性,并给炼、浇铸等方面带来若干困难。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铝与氧和氮有很强的亲和力,是炼钢时的脱氧定氮剂 B、铝强烈缩小钢中的奥氏体相区 C、铝和碳的亲和力小,在钢中一般不出现铝的碳化物铝强烈促进碳的石墨化,加入Cr、Ti、V、No等强碳化物形成元素可抑制A1的石墨化作用 D、铝细化钢的本质晶粒、提高钢晶粒粗化的温度,但当钢中的固溶金属铝含里超过一定里时,奥氏体晶粒反而容易长大粗化 E、铝提高钢的马氏体点M=,减少淬火后的残余奥氏体含,在这方面的作用与钴以外的其他合金元素相反 (2)对钢的力学性能的作用 A铝减轻钢对缺口的敏感性,减少或钢的效现象,特别是降低钢的脆性转变温度,改善了钢在低温下的韧性 B、铝有较大的固溶强化作用,高铝钢具有比强度较高的优点,铁素体型的铁铝系合金其高温强度和持久强度超过Cr13钢,但其室温塑性和韧性低,冷变形加工困难 C、以碳、锰奥氏体化的奥氏体型铁铝锰系钢其综合性能较佳 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、加入含20%-30%Cr的Fe-Cr合金中,其电阻温度系数很小因而可用作电热合金材料 B、铝与硅在减少变压器钢的铁芯损耗方面有相近的作用。不同的铝量对矫顽力及磁带损耗有特殊而复杂的影响 C、铝含里达一定值时,使钢的表面产生钝化现象,使钢在氧化性酸中具有抗蚀性,并提高了对硫化氢的抗蚀性能。铝对钢在氯气及氯化物气氛中的抗蚀性不利 D、含铝的钢渗氮后表面形成氮化铝层,可提高硬度和疲劳强度改善耐磨性能 E、铝作为合金元素加入钢中,可显著提高钢的抗氧化性。在钢的表面镀铝或渗铝可提高其抗氧化性和抗蚀性 F、铝对热加工性能、焊接性能和切削性能有不利响 (4)在钢中的应用 A、铝在一般的网中主要起脱氧和控制晶粒度的作用 B、铝作为主要合金元素之一,可广泛应用于一系列特殊合金钢中,包括:渗氮钢,不锈耐酸钢,耐热不起皮钢,电热合金,硬磁与软磁合金无磁网,高锰低温钢等
铜(Cu)
铜在钢中的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时,加入铜还能提高钢的强度和屈服比,而对焊接性能没有不利的影响。含铜0.20%-0.50%的网轨钢(U-Cu):除耐磨外,其耐蚀寿命为一般碳素钢钢轨的2-5倍。 铜含量超过0.75时,经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。含量低时,其作用与镍相似,但较弱。含较高时对热变形加工不利,在热变形加工时导致铜脆现象。2%-3%在奥氏体不锈钢中可提高对硫酸、酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。
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13、铜(Cu) 铜在钢中的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时,加入铜还能提高钢的强度和屈服比,而对焊接性能没有不利的影响。含铜0.20%-0.50%的网轨钢(U-Cu):除耐磨外,其耐蚀寿命为一般碳素钢钢轨的2-5倍。 铜含量超过0.75时,经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。含量低时,其作用与镍相似,但较弱。含较高时对热变形加工不利,在热变形加工时导致铜脆现象。2%-3%在奥氏体不锈钢中可提高对硫酸、酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铜是扩大奥氏体相区的元素,但在铁中的固溶度不大铜与碳不形成碳化物 B、铜对临界温度和淬透性的影响以及其固溶强化作用与镍相似可用来代替一部分镍 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度,特别是屈强比 B、随着铜含晕的提高,钢的室温冲击韧性略有提高 C、铜也提高钢的疲劳强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、少里的铜加入钢中可以提高低合金结构钢和钢轨钢的抗大气腐蚀性能,与磷配合便用时效果更为显著。铜对钢抗土壤及海水腐蚀性能的改善作用不显著铜也能略为提高钢的高温抗氧化性(2)在不锈酸钢中加入2%-3%铜可改善钢对硫酸和盐酸的抗浊性和对应力腐蚀的稳定性。 B、在不锈耐酸钢中加入2-3%可改善钢硫酸和盐酸的抗蚀性和对应力腐蚀的稳定性 C、改善钢液的流动性,对铸造性能有利 D、含铜较高的钢,在热加工时容易开裂,需加以防止 (4)在钢中的应用 A、钢中加入铜应用于:普通低合金钢,调质与渗碳结构钢轨钢,不锈耐酸钢和铸钢 B、我国有丰富的含铜铁矿,其中的铜不易分选,钢中的同也不能在冶炼过程中分离,发展含铜钢有重大经济意义 C、由于钢不能在炼钢过程中分离用含铜废钢重复冶拣,将使钢中铜含累积升高。故不宜在炼制中有意加入
硼(B)
硼在钢中的主要作用是增加钢的淬透性,从而节约其他较稀贵的金属,如镍、铬、钼等,为了这一目的,其含最一般规定在0.001%-0.005%范围内。它可以代替6%的镍,0.3%的铬或0.2%的钼,以硼代钼应注意,因钼能防止降低回火脆性,而硼却略有促进回火脆性的倾向,所以不能用硼将钼完全代替。 中碳碳素钢中加,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善,因此可用40B和40MnB钢代替40Cr钢。可用20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳含里的增加而减弱,甚至消失,在选用含硼渗碳钢时,必须考虑到零件渗碳后,渗碳层的淬透性将低于心部的淬透性这一特点。弹簧钢一般要求完全淬透,通常弹簧截面不大采用含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大,不便采用。 硼和氮及氧有强的亲合力,沸腾钢中加入0.007%的硼,可以消除钢的时效现象。
拓展
14、硼(B) 硼在钢中的主要作用是增加钢的淬透性,从而节约其他较稀贵的金属,如镍、铬、钼等,为了这一目的,其含最一般规定在0.001%-0.005%范围内。它可以代替6%的镍,0.3%的铬或0.2%的钼,以硼代钼应注意,因钼能防止降低回火脆性,而硼却略有促进回火脆性的倾向,所以不能用硼将钼完全代替。 中碳碳素钢中加,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善,因此可用40B和40MnB钢代替40Cr钢。可用20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳含里的增加而减弱,甚至消失,在选用含硼渗碳钢时,必须考虑到零件渗碳后,渗碳层的淬透性将低于心部的淬透性这一特点。弹簧钢一般要求完全淬透,通常弹簧截面不大采用含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大,不便采用。 硼和氮及氧有强的亲合力,沸腾钢中加入0.007%的硼,可以消除钢的时效现象。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、硼和碳、硅、磷同属于半金属元素。硼与氮、氧之间有很强的亲和力。硼和碳形成碳化物B4C。硼和铁形成两种即使在高温时亦很稳定的中间化合物Fe2B和FeB。 B、硼在钢中与残留的氮、氧化合形成稳定的夹杂物后会失去其本身的有益作用,只有以固溶式存在于钢中的才能起到特殊的有益作用。这部分“有益”大都集吸附在晶界上。 C、由于钢中含量一般在0.001%-0.005%范围内,对钢的显微组织没有明显的影响。中“有效硼”的作用主要是增加的淬透性 D、微量硼有使奥氏体晶粒长大的倾向,有增加回火脆性的倾向 (2)对钢的力学性能的作用 A、微量可提高钢在淬火和低温回火后的强度,并使塑性略有提高 B、经300-400℃回火的含硼钢,其中击韧性较不含的钢有所改善,以能降低钢的脆性转变温度 C、奥氏体铬镍钢中加入硼,经固溶和时效处理后,由于沉淀硬化的作用,其强度有适当提高,但韧性有所下降 D、硼对改善奥氏体钢的蠕变抗力有利在珠光体耐热钢中确可提高其高温强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、含超过0.007%将导致钢的热脆现象,影响热加工性能,故钢中珊的总含里应控制在0.005%以下 B、在含结构钢中,用微量硼代替较多里的其他合金元素后,其总合金元素含量降低,在高温时对变形的抗力减小,有利于模锻加工和延长锻摸寿命。此外,含硼钢的氧化皮较松,易于脱落清理 C、含硼钢经正火或退火后,其硬度比淬透性相同的其他合金钢要低,对于切削加工有利 (4)在钢中的应用 A、硼在钢中的主要用途是增加钢的淬透性,从而节约其他合金元素,如Ni、Cr、Mo等0.001%-0.005%的约可代替1.6%的镍。或0.3%的铬,或0.2%的钼、以部分代替钼最为恰当。 B、含硼钢在合金结构钢、普通低合金钢、弹簧钢、耐热钢、高速工具钢以及铸钢中均可得到应用 C、利用吸收中子的能力,反应堆中采用含高达0.1%-4.5%的高珊低碳钢,但其变形工十分困难
稀土(Re)
一般所说的稀土元素。是指元素周期表中原子序数从57号至71号的系元素(15个)。加上21号钪和39号钇,共17个元素这些元素大都在矿石中共生,它们的性质接近,不易分离。末分离的叫混合稀土,比较便宜。 稀土元素能提高锻轧钢的塑性和冲击切性,特别是在铸钢中尤为显著。它还能提高耐热钢、电热合金和高温合金的抗蠕变性能 稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和耐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性,减少非金属夹杂使钢组织致密、纯净。 普通低合金钢中加入适里的稀土元素,有良好的脱氧去硫作用,可以提高中击韧性(特别是低温韧性)改善各向异性性能。 稀土元素在铁铬铝合金中增加合金的抗氧能力,在高温下保持钢的细晶粒提高高温强度因而使电热合金的寿命得到显著提高。
拓展
15、稀土(Re) 一般所说的稀土元素。是指元素周期表中原子序数从57号至71号的系元素(15个)。加上21号钪和39号钇,共17个元素这些元素大都在矿石中共生,它们的性质接近,不易分离。末分离的叫混合稀土,比较便宜。 稀土元素能提高锻轧钢的塑性和冲击切性,特别是在铸钢中尤为显著。它还能提高耐热钢、电热合金和高温合金的抗蠕变性能 稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和耐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性,减少非金属夹杂使钢组织致密、纯净。 普通低合金钢中加入适里的稀土元素,有良好的脱氧去硫作用,可以提高中击韧性(特别是低温韧性)改善各向异性性能。 稀土元素在铁铬铝合金中增加合金的抗氧能力,在高温下保持钢的细晶粒提高高温强度因而使电热合金的寿命得到显著提高。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、稀土元素化学性质活泼,在钢中与硫,氧、氢等化合是很好的脱硫和去气剂,并能消除砷、锑、铋等的有害作用改变钢中夹杂物的形态和分布,起到净化作用,改善钢的质里。 B、稀土元素在铁中的溶解度很低,不超过0.5% C、除镧和铁不形成中间化合物外,所有其他已研究过的稀土元素都和铁形成中间化合物 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的塑性和冲击韧性,特别是低温韧性 B、提高耐热钢,电热合金和高温合金的抗端变性能 C、稀土元素在某些钢中有细化晶拉,均匀组织的作用,从而有利于综合力学性能的改善 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高钢的抗氧化性 B、提高18-8型不锈钢的抗蚀性能(包括在浓硝酸中的抗蚀性能) C、稀土元素能提高钢液的流动性,改善浇铸的成品率,减少铸钢的热裂倾向 D、显著改善高铬不锈钢的热加工性能 E、改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢、合金结构钢、轴承钢、工具钢、不锈和耐蚀钢、电热合金以及铸钢中得到应用 B、为了稳定地获得稀土元素、改善钢的组织和性能的效果,应注意准确控制稀土在钢中的含量 C、我国富产稀土元素,有关稀土在钢中的作用机理和开发应用还应大力加强
氮(N)
早期氮钛为是钢中的杂质,后来才认识到,在一定条件下,氮可以发挥合金元素的作用。氮能部分溶于铁中,有固溶化和提高淬透性的作用,但不显著。由于氮化物在晶界上析出,能提高晶界高温强度,增加钢的蠕变强度。与钢中其它元素化合,有沉淀硬化作用。对钢抗腐蚀性能影响不显著,但钢的表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性,也显著改善抗蚀性。在低碳钢中,残留氮会导致时效脆性
拓展
16、氮(N) 早期氮铍钛为是钢中的杂质,后来才认识到,在一定条件下,氮可以发挥合金元素的作用。氮能部分溶于铁中,有固溶强化和提高淬透性的作用,但不显著。由于氮化物在晶界上析出,能提高晶界高温强度,增加钢的蠕变强度。与钢中其它元素化合,有沉淀硬化作用。对钢抗腐蚀性能影响不显著,但钢的表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性,也显著改善抗蚀性。在低碳钢中,残留氮会导致时效脆性17、硫() 提高硫和锰的含量,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质里。在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.0209-0.050为了防止因硫导致的脆性,应加入足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中含硫里偏高,焊接时由于S02的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松, (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、氮和碳一样可固溶于铁,形成间隙式的固溶体 B、氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素,具效力约20倍于镍,在定限度内可代替部分镍用于钢中 C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物,成为表而硬化和强化元素 D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔 (2)对钢的力学性能的作用 A、氮有固溶强化作用 B、含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化过程氮也使低碳钢发生应变时效现象在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加氮导致钢的脆性的特件近似磷,其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因 C、提高高铬和高铬镍钢的强度,而塑性并不降低,冲击韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响 B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响,氮含里过高(如0.16可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高,采用冷变形工艺时应予注意 D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾句,从而改善其焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氮作为合金元家,在钢的含量一般小于0.3特殊情况下可高达0.6 B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈酸钢及耐热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大
硫(S)
提高硫和锰的含里,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.020-0.050°为了防止因硫导致的脆性,应加足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中硫量偏高,焊接时由于S02的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松。
拓展
17、硫(S) 提高硫和锰的含里,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.020-0.050°为了防止因硫导致的脆性,应加足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中硫量偏高,焊接时由于S02的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、氮和铁一样可固溶与铁,形成间隙式的固溶体。 B、氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素具效力约20倍于镍,在定限度内可代替部分镍用于钢中。 C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物,成为表而硬化和强化元素bai文库 D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实 E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔 (2)对钢的力学性能的作用 A、氮有固溶强化作用 B、含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化过程·氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加氮导致钢的脆性的特件近似磷,其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因。 C、提高高铬和高铬镍钢的强度,而塑性并不降低,冲击韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响 B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响,氮含里过高(如0.16%可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高,采用冷变形工艺时应予注意 D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向,从而改善其焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氮作为合金元家,在钢的含一般小于0.3%,特殊情况下可高达0.6% B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈而酸钢及而热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大
磷(P)
磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强,作为合金元素加入低合金结构钢中,能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能,但降低其冷冲压性能。磷与硫和锰联合使用能增加钢的被切削性能,增加加工件的表面质里,用于易切钢,所以易切钢含磷也较高·溶于铁素体,虽然能提高钢的强度和硬度,最大的害处是偏析严重,增加回火脆性,显著降低钢的塑性和韧性,致使钢在冷加工时容易脆裂,也即所谓”冷脆”现象。对焊接性也有不良影响。磷是有害元素,应严加控制,一般含里不大于0.030%-0.040%
子主题
铅/铋(P/Bi)
铅显著改善钢的切削工性能,使切削碎断,增加切削时工具与工件之间的润骨,降低切削温度和动力消耗,延长工具寿命,提高切削速度;使钢的塑性略有下降,使冲击韧性有较大降低,在高强度钢中,铅对疲劳极限有下降的作用。
拓展
20、铅(P/Bi) (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铅与铋实际上不溶于钢中,它们的沸点都很低,冶炼过程中大部分化为蒸气逸出钢液,因而在钢中的残留很低,一般在0.001%左右为了特殊用途需要增加P、i含量时须在浇铸过程中加入 B、由于含里很低,对组织和热处理的影不显著 (2)对钢的力学性能的作用 A、对钢的强度无明显影如向,使钢的塑性略有下降,使冲击韧性有较大降低 B、在高强度钢中,铅对疲劳极限有下降的作用 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、铅显著改善钢的切削工性能,使切削碎断,增加切削时工具与工件之间的润骨,降低切削温度和动力消耗,延长工具寿命,提高切削速度 B、其改着切工性能的作用,在硫、磷含里较高的钢中尤为显著 (4)在钢中的应用 A、含有0.2%左右铅的钢有超级易切钢之称 B、含铅钢中需防止铅的偏析,并对铅蒸气进行防护
氧(0)
降低钢的力学性能,特别是塑性、韧性和疲劳强度;氧化铝等夹杂提高钢的硬度和耐磨性,但恶化切削加工性能;较高的含氧里使焊发生热裂,恶化焊接性能;氧在冶炼、铸锭和轧制过程都有一定的作用,但钢中的留氧对性能不利,应作为有害元素来对待
拓展
21、氧(0) 氧是炼钢过程中不可或缺的元素,经过脱氧以后还有一部分氧残留钢中,对钢的性能起到不利作用,是有害元素 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钢中残留的氧以氧化物及极少里的固溶态的形态存在 B、由于残留氧里很低,对钢的组织和热处理无显著影响 (2)对钢的力学性能的作用 A、氧对钢的力学性能的影响主要与氧化夹杂物组成、性质和分布、数最有关 B、总的来说,所有夹杂物都在不同程度上降低钢的力学性能,特别是塑性、韧性和疲劳强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氧化铝等夹杂提高钢的硬度和耐磨性,但恶化切削加工性能 B、较高的含氧里使焊发生热裂,恶化焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氧在冶炼、铸锭和轧制过程都有一定的作用,但钢中的留氧对性能不利,应作为有害元素来对待
氢(H)
会产生氢脆以外,还会形成一系列的严重缺陷,包括白点、点状偏析静载疲劳断裂、“鱼眼”、表面凸泡等;氢化物含里高的酸性药皮焊条导致焊缝热影响区开裂;
拓展
22、氢(H) 氢在冶炼及加工过程中会进入钢中,残留于钢中的氢多起有害作用 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、形成间隙式固溶体,有一些合金化作用 B、残留于钢中的氢造成许多严重缺陷,如白点、点状偏析,其危害远远超过其合金化作用 C、由于固溶于铁中的氢含量很少,对钢的相变和热处理无显著影响,只是有一些稳定奥氏体和增加淬透性的作用。此外,氢也有防止钢中的碳发生石墨化和渗碳时出现反常组织的作用 (2)对钢的力学性能的作用 A、氢脆是氢使钢的塑性下降的基本原因,钢的强度越高,其氢脆敏感性越大氢脆可以用时效处理来消除 B、氢有增加钢的硬度的向,但不明显 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氢在钢中除了会产生氢脆以外,还会形成一系列的严重缺陷,包括白点、点状偏析静载疲劳断裂、“鱼眼”、表面凸泡等 B、氢化物含里高的酸性药皮焊条导致焊缝热影响区开裂 (4)在钢中的应用 A、氢在钢中是有害元素,应尽最采取工艺措施降低钢中的氢含里。防止由氢造成的各种缺陷和性能下降
硫/硒/碲(S/Se/Te)
降低钢的延展性及韧性,冲击韧性的下降最为显著;硒化物颗粒较硫化物为细小和分散,对力学性能的影响较硫轻;使软钢的磁学性能恶化;损害钢的抗蚀性能;FeS等低熔点化合物增大钢在锻、轧时的过热和过烧倾向、产生表面网状裂缝和开裂;造成焊缝热裂、气孔及疏松;在切削加工时,便切削容易断开。改善工件光洁度,节省动力,且有润滑作用,延长刀具寿命,提高切削效率。
拓展
23、硫/硒/碲(s/Se/Te) (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、硫在大多数情况下是钢中的有害元素,在优质钢中其含里不应超过0.04碲和在周期表中与硫同族,共性质亦相近 B、硫、碲、硒可与铁形成低熔点的FeS、FS2以及FeTe、feTe2、feSe、feSe2等化合物,它们在铁中的溶解度都很低 C、对钢的相变和组织的影响主要由不同类型和分布状态的硫化物造成,表现为硫的偏析及硫化物夹杂以及由于硫化物的形成导致的Mn、Ti、Zr等有效含量及钢的透性的下降 (2)对钢的力学性能的作用 A、降低钢的延展性及韧性,冲击韧性的下降最为显著 B、硒化物颗粒较硫化物为细小和分散,对力学性能的影响较硫轻 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、使软钢的磁学性能恶化 B、损害钢的抗蚀性能 C、FeS等低熔点化合物增大钢在锻、轧时的过热和过烧倾向、产生表面网状裂缝和开裂 D、造成焊缝热裂、气孔及疏松 E、在切削加工时,便切削容易断开。改善工件光洁度,节省动力,且有润滑作用,延长刀具寿命,提高切削效率 (5)在钢中的应用 A、只有在易切削钢中才利用硫、硒、来改善钢的切削性能。硒较为昂贵,只在高级不锈钢中使用(硒对抗蚀性影较小) B、在其他钢种中都应尽降低硫的含里
磷/砷/镝(P/As/Sb)
都有严重的偏析倾向;提高钢的回火脆性敏感程度;对钢的力学性能的作用;提高钢的强度;降低塑性和韧性,碳量越高。引起的脆性也越大;对钢的物理、化学及工艺性能的作用;改善钢的耐磨性;改善钢的抗蚀性;改善钢的切削加工性能;对焊接性能不利,增加焊裂的敏感性;应用于钢轨钢及易切削钢,也用于炮弹钢。
拓展
24、磷/砷/镝(P/As/Sb) (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、磷、砷、锑在周期表中同族,在钢中作用类似,均使奥氏体相区缩小 B、在铁中有一定溶解度,与铁形成低熔点化合物 C、都有严重的偏析倾向 D、提高钢的回火脆性敏感程度 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度 B、降低塑性和韧性,碳量越高。引起的脆性也越大 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、改善钢的耐磨性 B、改善钢的抗蚀性 C、改善钢的切削加工性能 D、对焊接性能不利,增加焊裂的敏感性 (4)在钢中的应用 A、应用于钢轨钢及易切削钢,也用于炮弹钢
有色金属
有色金属又称为非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。
按密度分类
轻金属
比重小于5(密度小于4.5 克每立方厘米),铝 (Al)、镁(Mg)、钙 (Ca)、锶 (Sr)、钡 (Ba)、钾 (K)和钠(Na)
重金属
比重大于5(密度大于4.5 克每立方厘米),铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋
硬质合金
主要成分
铁
铸铁(含碳量2%以上)
钢(含碳量一般在2%以下,铬铁可能大于2%)
按形态分类
厚板
海洋平台
储罐
轮船
钢结构建筑
热轧
集装箱
管线
工程车
钢结构建筑
酸洗产品
电热水器
压缩机外壳
卡车轮毂
汽车底盘件
子主题
普冷产品
汽车
洗衣机
冰箱
硬币
电工钢
压缩
变压器
电机
热镀锡
冰箱
空调
汽车
电镀锌
冶金电视
复印打印
电脑机箱
镀锡产品
易拉罐
奶粉罐
右起罐
皇冠盖
《钢分类》GB/T 13301-2008
按化学成分分类
非合金钢
按钢的主要质量等级分类
普通质量非合金钢
a) 钢为非合金化的(符合本标准第1部分对非合金钢的合金元素规定含量界限值的规定); b) 不规定热处理; 注:退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待。 c) 如产品标准或技术条件中有规定,其特性值应符合下列条件: 1) 碳含量最高值 20.10%; 2) 硫或磷含量最高值 20.040%; 3) 氮含量最高值 20.007%; 4) 抗拉强度最低值 <690 N/mm2 ; 5) 屈服强度最低值 <360 N/mm2 ; 6) 断后伸长率最低值(L0=5.56ysT) <33%; 7) 弯心直径最低值 20.5 X试件厚度; 8) 冲击吸收能量最低值(20 °C,V型,纵向标准试样)W27 J; 9) 洛氏硬度最高值(HRB) 260。 注:力学性能的规定值指用公称厚度为3 mm〜16 mm钢材做的纵向或横向试样测定的性能。 d)未规定其他质量要求。
优质非合金钢
1、概述 优质非合金钢是指在生产过程中需要特别控制质量(例如控制晶粒度,降低硫、磷含量,改善表面质 量或增加工艺控制等),以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能,良好的冷 成型性等),但这种钢的生产控制不如特殊质量非合金钢严格(如不控制淬透性)。 2、定义 除在普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的钢为优质非合金钢。
特殊质量非合金钢
特殊质量非合金钢 1、 概述 特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能(例如,控制淬透性和纯洁度) 的非合金钢。 2、 定义 符合下列条件之一的钢为特殊质量非合金钢。 a)钢材要经热处理并至少具有下列一种特殊要求的非合金钢(包括易切削钢和工具钢): 1) 要求淬火和回火或模拟表面硬化状态下的冲击性能; 2) 要求淬火或淬火和回火后的淬硬层深度或表面硬度; 3) 要求限制表面缺陷,比对冷锹和冷挤压用钢的规定更严格; 4) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)要求内部材质均匀性。 b)钢材不进行热处理并至少应具有下述一种特殊要求的非合金钢: 1) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)内部材质均匀性,例如钢板抗层状撕裂性能; 2) 要求限制磷含量和(或)硫含量最高值,并符合如下规定: 熔炼分析值 ≤0.020%; 成品分析值 ≤0.025%; 3)要求残余元素的含量同时作如下限制: Cu熔炼分析最高含量 ≤0.10% Co熔炼分析最高含量 ≤0.05% V熔炼分析最高含量 ≤0.05% 4)表面质量的要求比GB/T 6478冷镦和冷挤压用钢的规定更严格。 c )具有规定的电导性能(不小于9 s/m)或具有规定的磁性能(对于只规定最大比总损耗和最小 磁极化强度而不规定磁导率的磁性薄板和带除外)的钢。
按钢的主要性能或使用的特性分类
以规定最高强度为主要特性的非合金钢
以规定最低强度为主要特性的非合金钢
以碳含量为主要特性的非合金
非合金易切削钢
非合金工具钢
规定磁性能和电性能的非合金钢
其它非合金钢
按钢中碳的质量分数分类
低碳钢(WC ≤ 0.25%)
中碳钢(WC0.25%—0.6%)
高碳钢(WC>0.6%)
按用途分类
碳素结构钢:机械零件、工程构建,一般为低中碳钢
工程构建钢
机器制造结构钢
碳素工具钢:刀具、两局、磨具等,一般为高碳钢
易削切结构钢
低合金钢
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
合金钢
注意合金元素作用(氢)
优质合金钢
特殊质量合金钢
《钢产品分类》GB/T 15574—2016规定
《钢产品分类》规定了按照生产工序、外形、尺寸和表面状态对钢产品进行分类的基本准则。
液态钢(生铁)产品
定义
生铁是在熔融条件下可进一步处理成钢或铸铁。生铁既可以液态铁水的形式交 货,也可以铸锭及类似的固体块或颗粒等固态铸铁的形式交货。
交货形式
液态铁水的形式
铸锭及类似的固体块或颗粒等固态铸铁的形式
用途
炼钢用生铁
铸造用生铁
球磨铸铁用生铁
耐磨生铁
脱碳低磷生铁
含钒生铁
钢锭和半成品
钢锭
定义
将液态钢浇注到具有一定形状的锭模中得到的产品。钢锭模的形状应与经热轧或锻制加工成材的 形状近似。
用途
用于热轧、锻造、制作无缝钢管等
轧制型材钢锭分类(截面)
方形
矩形(宽厚比小于2)
多边形
圆形
椭圆形
各种异型
钢锭的处理(不改变原有分类)
用研磨工具或喷枪等全部清理表面缺陷
剪切头尾或剪切成便于进一步加工的长度
表面清理后剪切
半成品
定义
由轧制或锻造钢锭获得的,或者由连铸获得的产品。
用途
半成品通常供进一步轧制或锻造加工成成品用。
工艺要求及处理
横截面的尺寸沿长度方向是不变的,其公差 相对于成品更大一些,棱角更圆钝一些。半成品的侧面允许有轻微的凹入或突出,以及轧制、锻造或连 铸痕迹,并可使用切削、火焰重熔或修磨等方法进行局部或全部的清理。
按截面分类
方形截面半成品
大方坯
边长不小于200mm
方坯
边长小于200mm,不小于50mm
矩形截面半成品
大矩形坯
横截面积不小于40000mm2,宽厚比小于2的半成品
矩形坯
横截面积不小于2500mm2,小于40 000 mm2,宽厚比小于2的半成品
板坯
厚度不小于50 mm,宽厚比不小于2的产品
圆坯
圆形横截面的连铸、轧制或锻造半成品
管坯
用于生产钢管的半成品,横截面可以为圆形、方形、矩形或多边形
异型坯
用于生产型钢以及经预加工成型的半成品,横截面积通常大于2 500 mm
VAR钢坯
使用真空电弧重熔(VAR)炉熔炼金属原料、重熔钢锭或钢坯,得到的圆形钢锭或钢坯的半成品
ESR钢坯
使用电渣重熔(ESR)炉熔炼金属原料、重熔钢锭或钢坯,得到的圆形钢锭或钢坯的半成品
轧制成品和最终产品
扁平产品
无涂层扁平产品
热轧无涂层扁平产品
宽扁钢
热轧薄板和厚板
热轧钢带
冷轧无涂层扁平产品
冷轧薄板和厚板
冷轧钢带
电工钢
晶粒无取向电工钢
晶粒取向电工钢
取向电工钢:矿石---炼铁---炼钢---热轧---酸洗—冷轧---退火---冷轧硅钢(取向电工钢)
包装用镀锡及相关产品
原板
镀锡板
电镀铬、氧化铬钢板
热轧或冷轧扁平镀层产品
金属镀层钢板或钢带
热镀金属镀层钢板和钢带
镀锌钢板和钢带
镀铝钢板和钢带
镀铝及铝硅合金镀层钢板和钢带
镀锡合金镀层钢板和钢带
电解金属镀层钢板和钢带
电镀锌镀层钢板和钢带
电镀锌镍镀层钢板和钢带
电镀铅锡镀层钢板和钢带
有机涂层钢板和钢带
无机涂层钢板和钢带(如搪瓷)
压型钢板
波形板
肋类板
其它压型板
复合产品
金属基复合产品
金属层复合产品
长材
盘条
钢丝
热成型棒材
热轧棒
圆钢
方钢、六角钢和八角刚
扁钢
异型棒材
锻造棒材
凿岩用中空钢
光亮产品
冷拉拔产品
削皮产品
磨光产品
钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用产品
热轧型材
铁道用钢
重型铁道用钢
轻型铁道用钢
其它铁道系统用产品
钢桩
钢板桩
组合支撑桩
管状支撑桩
矿用钢
大型用钢
工型钢(窄翼缘和中翼缘)
H型钢(宽翼缘)
U型钢
支撑桩
特殊大型型钢
其它型钢
小规格工、H、U型钢
角钢
等翼缘T型钢
球扁钢
特殊型钢(不属于上面四种)
焊接型钢
冷弯型钢
管状产品
无缝钢管
焊管
埋弧焊焊管(SAW)
电阻焊焊管(EW)
对接焊焊管(BW)
中空型钢
中空棒材
管件
按用途分类
管子互相连接的管件
法兰、活接、管箍、夹箍、卡套、喉箍等
改变管子方向的管件
弯头、弯管
改变管子管径的管件
变径(异径管)、异径弯头、支管台、补强管
增加管路分支的管件
三通、四通
管路密封的管件
垫片、生料带、线麻,法兰盲板,管堵,盲板、封头、焊接堵头中的金属制品
管路固定的管件
卡环、拖钩、吊环、支架、托架、管卡等
按连接分类
按材料分类
其它产品
钢丝绳
自由锻产品
模锻和冲压件
铸件
粉末冶金产品
钢粉末
烧结产品
全密度产品
纯铁(含碳量0.02%以下)
铝
铝(Al)
铝为银白色轻金属。 有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。 在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。 用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。 易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝; 相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点660℃。沸点2327℃。 以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。
注意特点
重量轻
导电性好
耐腐蚀
用途
铝的密度很小:仅为2.7 g/cm³,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
铝的导电性仅次于银、铜和金:虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
铝是热的良导体:它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
铝有较好的延展性:(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀:常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色):常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。
铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光:常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等:铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。
铝板对光的反射性能也很好:反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。
铝具有吸音性能,音响效果也较好:所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。耐低温,铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,因此它是理想的用于低温装置材料,如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆的生产装置。
化学性能
铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。
与酸反应
与碱反应
2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑
与非金属反应
4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃) 2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃) 2Al+3S====Al₂S₃ (加热)
铝热反应
2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应) 8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe
与水反应
根据铝的还原性可推断铝可以与水反应,但实验发现,铝与沸水几乎没有反应现象,不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应,但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。
铝合金
分类
变形铝合金
变形铝合金是以各种压力加工方法制成的管、棒、线、型等半成品铝合金。根据其用途又可分为防腐铝合金、超硬铝、特殊铝、硬铝、锻铝5类。 常用的防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁,加锰可提高其抗蚀能力,加镁使其强化并降低比重,其特点是耐腐蚀,抛光性好,可长时间保持光亮表面,强度比纯铝高,多用于制造与液体接触的零件、管道、日用品、装饰品等; 硬铝又称杜拉铝,是铝、铜、镁合金,并含少量锰。铜、镁在铝中溶解度较大,有强化效应,锰使其耐蚀。硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件; 超硬铝是含有锌的硬铝,其硬度、强度均比硬铝高,不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一; 锻铝在一般状态下具有高的塑性,强度大,用来制造各种锻件或冲压件,如内燃机活塞等; 特殊铝是在特定情况下使用的,组分不同,各有用途。 [2]
防腐铝合金
超硬铝
特殊铝
硬铝
锻铝
铸造铝合金
铸造铝合金是用来直接浇铸各种形状的机械零件的铝合金。按加入的主要元素不同又可分为Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每个系统各有牌号,较为复杂。 [2]
Al-Si系合金
Al-Zn系合金
Al-Mg系合金
用途
1.航空航天 铝合金是制造飞机用的主要材料。铝合金与制造汽车用的软钢比较起来,价格贵、密度小,相对密度为2.8,与软钢相对密度7.8比较,约轻三分之一,尽管强度相差不多,但对飞机来说,材料轻是最主要的,而且耐腐蚀性较强,加工也方便,故铝合金是制造飞机最理想的材料。 [4] 硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件; 超硬铝是含有锌的硬铝,其硬度、强度均比硬铝高,不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一。 [2] 2.船用行业 铝及铝合金在造船工业中应用越来越广,小到汽艇大到万吨油轮,从海上气垫船到海下潜艇,从民用到军工,从捕鱼船到海洋开采船,均使用综合性能优良的铝合金生产船舶外壳、支架结构、配套设施、管道等。 [5] 铝合金应用于船用行业,可以使船的整体质量减重,有利用船舶行驶速度的提升,并能抵抗海水对船舶的腐蚀。 [6] 在船用行业应用的铝合金主要是铝铜合金、铝镁合金和铝硅合金。铝铜合金在我国及俄罗斯船舶中使用广泛,但其耐海水腐蚀性能差,阻碍了其在船舶行业中的发展。铝镁合金主要用于船体外壳、水泵导管、泵壳体及机座支架等,牌号有5083、5086、5456、5466等。铝硅合金结构强度适中,流动性好,充型能力强,易于生产致密度较高、结构复杂的零部件,如高压阀件、气缸体、泵、减速箱外壳、涡轮叶片等。 [3] 3.在化工行业中的应用 铝具有良好的导热性,铝及铝合金广泛用于生产化工设备中换热设备、抗浓硝酸腐蚀的贮槽、吸附过滤器、分馏塔、管道及许多内衬等。铸造铝合金的流动性好,充型能力强,收缩率小,不易形成裂纹,抗腐蚀性能好(其表面可形成三氧化二铝、二氧化硅保护膜),质量轻,力学性能好优良,大量用于制造结构复杂的抗腐蚀零部件,如汽缸、管件、阀门、泵、活塞等。铝在化工生产中有许多特殊的用途 [7] 。铝不产生火花,铝合金可生产盛装容易挥发性物质的容器;铝无毒性,不会造成食物变质,不影响商品的外观,不腐蚀商品,因此,铝合金广泛用于制作食品化工工业中相关设备。 [3] 4.在金属包装行业中的应用 铝合金可用于金属包装,其具有以下优良特点:力学性能好,质轻抗压强度高,经久耐用,便于储存和运输商品;阻隔性能好,可阻挡阳光、氧气和潮湿的环境对物品的破坏,可延长物品的保质期;质地好、有美感,铝合金用作包装有独特的金属光泽,触摸感好、美观,提升商品品质;无毒易回收,可循环利用,节约资源,减少环境污染。铝合金被广泛用于啤酒、饮料及其他食品罐,多为冲压拉延成型结构。铝箔器皿美观、质轻、传热性好,用于快餐食品的包装,具有保鲜、保味、无毒的功效,被越来越多的食品行业使用。铝合金金属软管可挤压变形,内装物挤压即可使用,简单方便,常用于膏状化妆品包装。 5.在其他行业的应用 铝合金的比强度高、质量轻、流动性好、充型能力强、耐蚀性好、熔点低,广泛用于拖拉机、机车零部件、电子产品、医疗器械、建筑装饰等行业。铝合金有优良的延展性,在日用品行业及食品行业得到大量使用。在输送电力领域,铝合金制作的导线成本低、质量轻、抗腐蚀性能好、传热及易导电、抗磨,因而越来越受到人们的重视。在输电领域,铝合金的使用量最大,高达90%的高压导线材料是铝制品[10]。铝硅合金可作为良好的脱氧剂,减少钢产生皮下气泡的敏感性,炼钢脱氧提高钢的品质,铝硅合金市场用量大,全国每年需求量达百万吨。
铜
铜(紫铜)
物理属性
铜是一种金属元素,也是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质氧化呈紫红色。延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。
化学性质
能与氧气/空气(氧气、水、二氧化碳)/卤素/硫/氯化铁/酸/浓盐酸/氧化性酸反应
铜合金
按合金成分分类
白铜(铜镍合金)
以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械﹑眼镜配件、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。
黄铜(铜锌合金)
黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。 如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铁、硅组成的铜合金。特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。黄铜有较强的耐磨性能。由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。 根据黄铜中所含合金元素种类的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄铜称为变形黄铜。黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹 壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
青铜(铜锡合金及白铜、黄铜外的所有合金)
青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用于铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,是机械性能,物理性能,化学性能及抗蚀性能良好;粉末冶金制作针对钨钢,高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时,因普通电极损耗大,速度慢,钨铜是比较理想材料。抗弯强度≥667Mpa。
按功能分类
导电导热用铜合金(主要有非合金化铜和微合金化铜)
结构用铜合金(几乎包括所有铜合金)
耐蚀铜合金(主要有锡黄铜、铝黄铜、各种不白铜、铝青铜、钛青铜等)
耐磨铜合金(主要有含铅、锡、铝、锰等元素复杂黄铜、铝青铜等)
易切削铜合金(铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金)
弹性铜合金(主要有锑青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等)
阻尼铜合金(高锰铜合金等)
艺术铜合金(纯铜、简单单铜、锡青铜、铝青铜、白铜等)
镍
镍
镍不溶于水,常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,能阻止本体金属继续氧化。在稀酸中可缓慢溶解,释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+;耐强碱。镍可以在纯氧中燃烧,发出耀眼白光。同样的,镍也可以在氯气和氟气中燃烧。对氧化剂溶液包括硝酸在内,均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。镍盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸缓慢溶解。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样,钝化时能吸大量的氢,粒度越小,吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。实验室中也常用到硝酸镍,带有结晶水,化学式为Ni(NO3)2·6H2O,绿色透明的颗粒,易吸收空气中的水蒸汽。与铁,钴相似,在常温下对水和空气都较稳定,能抗碱性腐蚀,故实验室中可以用镍坩埚熔融碱。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾 Ni(SO4)₂·6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。常压下,镍即可与一氧化碳反应,形成剧毒的四羰基镍(Ni(CO)4),加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
镍合金
①镍基高温合金。主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中铬起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素起强化作用。在650~1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力,是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。
②镍基耐蚀合金。主要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用的是镍铜合金,又称蒙乃尔合金;此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀零部件。
③镍基耐磨合金。主要合金元素是铬、钼、钨,还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外,其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件,也可作为包覆材料,通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。
④镍基精密合金。包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫合金,其最大磁导率和起始磁导率高,矫顽力低,是电子工业中重要的铁芯材料。镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜,这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系数和良好的耐蚀性,用于制作电阻器。镍基电热合金是含铬20%的镍合金,具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能,可在1000~1100℃温度下长期使用。
⑤镍基形状记忆合金。含钛50(at)%的镍合金。其回复温度是70℃,形状记忆效果好。少量改变镍钛成分比例,可使回复温度在30~100℃范围内变化。多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。
钛
钛
钛合金
金属复合材料
金属基复合材料
金属层复合材料
性能
物理性能
熔点
结晶温度
再结晶温度
热处理的的温度?
热膨胀
磁性
电学性能
化学性能
抗腐蚀性
耐酸性
耐碱性
抗氧化性
耐电化学腐蚀性
按破坏形式划分
全面腐蚀
局部腐蚀
保护方法
覆盖层保护
除锈
除油
化学除油
电化学除油
除锈
机械除锈
酸洗除锈
酸洗剂+缓蚀剂+填充剂
覆盖层
金属覆盖层:双金属、金属衬里、电镀、化学镀、热喷涂(喷镀)、热浸镀等
非金属覆盖层:有涂料覆盖层、玻璃钢衬里、橡胶衬里、砖板衬里等。
电化学保护
阴极保护
将被保护的金属与外加电流电源的负极相连,在金属表面通入足够的阴极电流,使金属的电位变负,从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。
地下管线、埋与地下的储槽、输油管线、天然气输送管道、再如桥桩、闸门、平台等都使用了阴极保护
阳极保护
将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连,在电解质溶液中,使金属构件阳极极化至一定电位,使其建立并维持稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度降低,使设备得到保护。
具有活性-钝性型的金属如钛、不锈钢、碳钢、镍基合金等金属可以采用阳极保护,不仅可以控制这些金属的全面腐蚀,而且能够防止点蚀、应力腐蚀破裂、晶间腐蚀等局部腐蚀。 硫酸生产中的碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等;氨水及铵盐生产中的碳化塔、氨水储槽等。
缓蚀剂保护
特殊化学性能
机械性能
硬度
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度
划痕硬度(表面划痕)
莫氏硬度。十种矿物的莫氏硬度级依次为:金刚石(10),刚玉(9),黄玉(8),石英(7),长石(6),磷灰石(5),萤石(4),方解石(3),石膏(2),滑石(1)。其中金刚石最硬,滑石最软。莫氏硬度标准是随意定出的,不能精确地用于确定材料的硬度,例如10级和9级之间的实际硬度差就远大于2级和1级之间的实际硬度差。
压入硬度(表面塑性变形)
布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种
回跳硬度(小锤自由落体回弹高度)
强度(抗力的大小)
拉伸强度(抗拉强度)
上屈服强度ReH(MPa)
下屈服强度ReL(MPa)
规定塑性延伸强度Rp
规定总延伸强度Rt
规定残存延伸强度Rr
横梁位移速率
抗拉强度Rm
断后伸长率A
最大总延伸率Agt
最大塑性延展率Ag
断面收缩率Z
屈服强度(屈服点)
压缩(压缩变形)
弯曲(塑性变形)
剪切(剪切变形)
疲劳强度
疲劳强度:材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力,称为疲劳强度或疲劳极限。 疲劳强度计算是以名义应力为基础的,可分为无限寿命计算和有限寿命计算。 疲劳:在交变应力的作用下,虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
无限寿命计算
有限寿命计算
影响因素
屈服强度
表面状态
尺寸效应
冶金缺陷
腐蚀介质
温度
措施
外形合理化
提高表面质量
提高表面强度
表面热处理
采用高频淬火、渗碳、氰化、氮化等措施
表面机械强化
滚压、喷丸等,使构件表面形成预压应力层
豪克能技术
耐磨性?
指材料抵抗机械磨损的能力。在一定荷重的磨速条件下,单位面积在单位时间的磨耗。
磨耗量
耐磨指数
蠕变
固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象
蠕变机制
扩展
滑移
蠕变断裂
沿晶蠕变断裂
高温金属(耐热钢、高温合金)的蠕变断裂形式
穿晶蠕变断裂
高应力条件下
沿缩性断裂
高温条件下
耐久性
刚度
材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力,使用使物体产生单位变形所需的外力值表示,
静刚度
动刚度
模量
弹性模量(E)
剪切模量(G)
压缩模量(K)
弯曲模量(L)纵向压缩量
塑性
韧性
韧性是指材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力,其定义为材料在断裂前所能吸收的能量与体积的比值。
冲击韧性:反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧性值(ak)和冲击功(Ak)表示,其单位分别为J/cm2和J(焦耳)。
断裂韧性:阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量
变形能力
缺口敏感性(影响因素)
表示材料因缺口作用其强度和塑性变化趋势的参量叫缺口敏感性。通常,用光滑试样的抗拉强度和缺口试样的抗拉强度的比值作为缺口敏感性的指标。 [1]
加载方式
缺口几何参数
试样绝对尺寸
实验温度
实验
缺口静拉伸
缺口偏斜拉伸
缺口静弯曲
缺口持久性强度
工艺性能
切削加工性能
切削时的切削抗力
刀具的使用寿命
切削后的表面粗糙度
切削后的断屑情况
影响元素
有害成分
合金渗碳体 合金碳化物:如、WC、VC; 氧化物:如AlO、SiO; 氮化物: 金属间化合物: 等。 这些夹杂物均在不同程度上提高了材料的硬度、强度和韧性以及高温强度和硬度,使材料的切削加工性显著下降。 .
合金碳化物
氧化物
氮化物
金属间化合物
有益元素
硫是广泛使用的易切削添加剂,硫能与钢中的锰形成MnS,而MnS很脆并有润滑作用,是切削容易脆断,从而提高了切削加工性。 硒、碲的化合物也是有利于切削的化合物。 铅在钢中的溶解度极小,常以自由态存在于钢中,能降低切削抗力,易断屑,有润滑作用,但铅有毒。
硫
磷
铅
钙
硒
碲
铋
等
可锻性
可锻性:指金属材料在压力加工时,能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态 或冷态下能够进行锤锻,轧制,拉伸,挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
塑性
变形抗力
影响因素
化学成分
组织结构
可铸性
流动性
结晶特点
凝固温度范围
初晶形状
浇注温度
浇注压力
导热率
铸件复杂度
收缩性
液态收缩
凝固收缩
固态收缩
影响因素
合金种类
成分
铸件尺寸
偏析性
铸件凝固后,在截面上各个部分及晶粒内部往往出现化学成分不均匀的现象称为偏析
晶内偏析
区域偏析
比重偏析
影响因素
化学成分
冷却速度
凝固时所受的压力
吸气性
合金由固态变为液态时会吸收气体,而由液态转变为固态时又会析出气体,此气体存留在铸件中将引起气孔、夹渣等缺陷,气体元素即使以原子态存在于铸件中,也会使铸件的力学性能,尤其是韧性指标下降。 合金吸气性的强弱主要与合金的化学成分有关,如铸钢比铸铁更易吸收氧等。此外,同一种合金其吸气性还因冷却速度,凝固时所受压力等工艺因素不同而有差异,因而在设计对耐压抗渗漏有较高要求的铸件时应慎重选择合金并确定相应的工艺措施。
融化吸收气体
凝固析出气体
影响因素
化学成分
冷却速度
凝固时所受的压力
热裂倾向
热裂和冷裂:合金在高温时产生的裂纹称为热裂,而在低温或常温时因铸造应力过大而产生的裂纹称为冷裂。热裂和冷裂均由合金收缩所引起,热裂是凝固收缩引起,而冷裂主要由固态收缩产生的铸造应力而导致。 热裂:热裂分为外裂和内裂。在铸件表面可以看到的裂纹称为外裂,其表面宽,内部窄,有时贯穿铸件整个断面。外裂常产生在铸件的拐角处、截面厚度有突变或局部冷凝慢且在凝固时承受拉应力的地方。内裂产生在铸件内部最后凝固的部位,也常出现在缩孔附近或缩孔尾部。 热裂其形状特征是:缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色(黑褐色)。 热裂形成机理:形成热裂纹的理论原因和实际原因很多,但根本原因是铸件的凝固方式和凝固时期铸件的热应力和收缩应力。 液体金属浇入到铸型后,热量散失主要是通过型壁,所以,凝固总是从铸件表面开始。当凝固后期出现大量的枝晶并搭接成完整的骨架时,固态收缩开始产生。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固舶液体金属薄膜(液膜),如果铸件收缩不受任何阻碍,那么枝晶骨架可以自由收缩,不受力的作用。当枝晶骨架的收缩受到砂型或砂芯等的阻碍时,不能自由收缩就会产生拉应力。当拉应力超过其材料强度极限时,枝晶之间就会产生开裂。如果枝晶骨架被拉开的速度很慢,而且被拉开部分周围有足够的金属液及时流入拉裂处并补充,那么铸件不会产生热裂纹。相反,如果开裂处得不到金属液的补充,铸件就会出现热裂纹
外裂
内裂
影响因素
合金的性质:温度范围内的收缩量、强度。
铸型阻力:铸型及砂芯的退让性。
浇、冒口系统的分别情况:浇、冒口凝固和冷却速度慢。
浇注工艺:
浇注温度
浇注速度
铸件结构:
铸造应力
铸造应力指的是铸件在凝固和以后的冷却过程中体积的变化不能自由的进行,于是在产生变形的同时还产生应力,这种应力称为铸造应力。 铸造应力是在铸件全部进入弹性状态后,由于收缩受阻或收缩不同步而产生的弹性应力。铸造应力削弱铸件的结构强度,降低铸件的承载能力。同时造成铸件变形,甚至开裂,并引起机械加工后,在使用过程中尺寸发生变化,不能保证加工精度的可靠性和整机的精度。
相变应力:铸件在冷却时发生相变,由于体积变化造成的内应力
热应力:铸件凝固末期即铸件合金已搭结成枝晶网络骨架开始及随后的冷却过程中,铸件横截面和厚薄不同之处由于存在着温度差而产生的铸造应力
机械应力:铸件在冷却收缩时,受到铸型或型芯的阻碍而引起的,这种应力是拉应力或切应力
应力消除
铸造中
铸造后
加热
测量
钻孔法
剥层法
压痕法
x射线衍射法
超声波法
热评价法和磁力法
铸造变形
壁厚敏感性(产出不同金相组织)
铸件随壁厚不同而引起力学性能各异的现象,当铸型和浇注条件确定后铸件壁厚是影响铸件冷却速度的重要因素。由于冷速的不同而得到不同的金属组织,从而导致不同的力学性能。
铸型
浇筑条件
冷却速度
可焊性(连接性一种)
影响焊接的因素
材料
化学成分
非合金元素
碳
硫
磷
氢(水分解、焊条)
来源
1、焊接材料未烘干:在施焊过程水蒸气分解产生的氢;
2、母材施焊前没有经过火焰烘烤,或者焊缝里面的浮锈没有去除,会携带结晶水。水分子分解,就会产生氢;
3、保护气体不存。进行CO2气体保护焊时,假如CO2纯度不高,携带的水分含量超标,也会导致焊缝中产生氢;
危害
(1)形成氢气孔:当焊接熔专池吸收了大量的氢时属,则在焊缝凝固时由于氢在钢中的溶解度突然下降,使得焊缝中的氢处于过饱和状态,这时氢原子会结合形成氢分子,而氢分子不溶解于钢,会在液态熔池金属中形成气泡,焊缝凝固时若气泡的逸出速度小于焊缝的凝固速度,就会在焊缝中形成气孔。
(2)产生氢脆:所谓氢脆是指在室温条件下钢中的氢会使钢的塑性严重下降的现象。焊缝中的扩散氢含量越高,则氢脆现象越明显。
(3)产生白点:碳钢和低合金钢焊接时,如含氢量较高,则常常在焊缝的拉伸和弯曲试样的断面上出现银白色的局部脆断点,称之为白点,其直径一般在0.5-3mm 之间。在许多情况下,白点的中心有小的夹杂物或气孔。
(4)产生冷裂纹:焊接冷裂纹常产生于高强钢的焊接过程中,其产生机理是:在钢产生淬硬组织之后,受氢的侵袭和诱发,使焊缝组织脆化,在拘束应力的作用下产生裂纹。因此,氢是引起高强焊接冷裂纹的三大因素之一,并且有延时的特征,常称为延迟裂纹。
合金元素对氢危害的影响
钢的含碳量越高,在相同的温度和压力条件下,氢脆的倾向越严重。
钢中添有铬、钛、钒等元素,可以阻止氢脆的产生。
氧
氮等
合金元素
锰
硅
镍
钼
钛
钒
铌
铜
硼等
增加焊接接头的淬硬性和裂纹敏感性
工艺
冶炼方法
轧制工艺
热处理工艺
物理性能
收缩性:收缩性小的金属焊接性能好
材料
母材
焊材
母材的化学成分、力学性能、焊接性能
压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法
选用焊材
相同牌号母材
碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能,且不应超过母材标准规定的抗拉强度上限。
耐热型低合金钢的焊缝金属还应保证化学成分。
高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。
对于压力容器而言,焊缝金属与母材力学性能匹配应该统一考虑强度匹配、塑性匹配和韧性匹配;
对于强度型低合金钢按“等强”原则选用焊接材料,焊接接头可具有足够的韧性储备,而适当“超强”也确
实有利于提高接头抗脆断性能。
焊缝强度
原则:焊缝金属过份超强或过份低强,均易促使脆性断裂,接近等强的接头最为理想。焊缝低强在工艺上还可降低预热温度、减少冷裂纹敏感性。
强度的计算:通常都是按熔敷金属名义保证值来选用焊接材料,而熔敷金属实际强度又往往超出名义保证值很多,如再考虑冶金因素或熔合比的作用,实际焊缝金属的强度水乎将远远高出焊接材料熔敷金属的名义保证值。愿望是“低强”匹配,现实可能是“等强”;愿望是“等强”,现实可能是“超强”。必须根据焊缝实际强度水平来分析匹配问题
不同牌号母材
不同强度钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能,且不应超过强度较高母材标准规定的抗拉强度上限值。
不同强度钢号的碳素钢、低合金钢都为珠光体钢,焊接材料应保证焊缝金属与强度级别较低的母材相匹配。焊后热处理温度若按强度高的母材选用要注意勿使焊缝另一侧母材强度降低过多;若按强度低的母材选用,则应注意防止强度高的母材产生冷裂缝。
奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。
奥氏体和珠光体的焊接
焊接金属的稀释
问题:珠光体一侧会产生脆性马氏体
解决方法:提高奥氏体金属镍含量控制高温停留时间
碳迁移形成扩散层
问题:在珠光体一侧形成脱碳层,奥氏体一侧形成增碳层,可引起降 低接头的高温持久强度和塑性。
解决方法:提高奥氏体焊缝的含镍量,利用其石墨化作用阻碍形成碳化 物则缩小扩散层。
接头残余应力
问题:珠光体钢与奥氏体钢线膨胀系数不同及奥氏体钢导热性 差而产生的残余应力。
解决方法:采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料,甚至选用线膨胀系数介于珠光体钢与奥氏体钢之间的镍合金焊材,以降低残余应力。
焊接工艺条件
焊接方法
手段(物理和化学方法)
加热
熔化焊
钎焊
加压
冷压焊
加热+加压
电阻焊
扩散焊
焊接设备分类
熔化焊
钎焊
电烙铁
其他钎焊
气焊
材料
助燃气体:氧气
可燃气体:乙炔、液化石油气
焊丝
气焊溶剂
火焰的分类
中性焰
当O2/C2H2 = 1~1.2时,燃烧所形成的火焰。火焰结构可分为三部分:焰心、内焰、外焰。焰心是由未经燃烧的氧气和乙炔组成。焰心外表分布一层由乙炔分解所生成的碳素微粒,温度较高(约900℃) ,炽热的碳粒发出明亮的白光,呈尖锥状,轮廓清楚。内焰主要由乙炔和不完全燃烧的产物(H2和CO)组成,其有还原性,呈蓝白色,轮廓不清楚,与外焰无明显界线。内焰的温度很高,最高可达3150℃。外焰是由CO和H2与空气中的O2完全燃烧后产生的CO2和水蒸气组成,具有氧化性。外焰的温度在1200一2500℃范围内,由里向外逐渐由淡紫色变为橙黄色。
燃烧充分,焰心外表有碳
氧化焰
当O2/C2H2 > 1.2时,燃烧所形成的火焰。火焰结构可分为焰心和外焰两部分。火焰中有过量的氧,在焰心外面形成一个有氧化性的富氧区。焰心短而尖,呈青白色。焰心外是稍带紫色的外焰,比正常外焰短,火焰挺直。
氧气过量,焰心外面有氧化性的富氧区
碳化焰
当O2/C2H2 < 1时,燃烧所形成的火焰。氧气不足以使乙炔完全燃烧,过量的乙炔分解为碳和氢。碳会渗到熔池中造成焊缝增碳,故称碳化焰。碳化焰具有较强的还原作用。火焰结构也分为三部分:焰心、内焰、外焰。焰心呈白色,外围略带蓝色;内焰呈淡白色;外焰呈橙黄色。乙炔量多时还带黑烟,火焰长而柔软。
燃烧不充分,过量的碳渗入熔池,造成增碳
电弧焊
手工(焊条起弧)电弧焊
普通手工焊
气体保护电弧焊
钨极(钨级起弧)惰性气体保护焊 小电流、熔池小、薄板、难度低
钨极氩弧焊
GTAW焊常用于焊接不锈钢和铝、镁、铜合金等非铁金属的薄板
脉冲GTAW,冷焊
熔化极(融化焊丝起弧)气体保护焊 大电流、熔池大、厚板、难度高
熔化极惰性气体保护焊(氩气、氦气、氩氦混合气)
有色金属、奥氏体不锈钢、高温合金
氧化性混合气体保护焊(惰性气体+氧气,二氧化碳+氧气)
碳钢、合金钢、不锈钢等黑色金属
二氧化碳气体保护焊(二氧化碳+5-10%氧气)
碳钢和合金结构钢
药芯焊丝气体保护焊(药芯焊丝+二氧化碳或二氧化碳+氩气)
碳钢、低合金钢、镍及其合金
气体立焊(熔化极气体保护焊+电渣焊)
不开坡口焊接厚板
等离子电弧焊(非熔化极)
微束等离子弧焊
超薄件
融透型等离子弧焊
薄板
穿透性等离子弧焊
适用于3~8mm的不锈钢、12mm以下的钛合金、2~6mm低碳钢低合金钢以及铜、黄铜和镍及镍合金的焊接 [3] 。
电子束焊
激光焊
电阻点焊
电阻缝焊
按是否熔化极分类
熔化极电弧焊
焊条电弧焊
埋弧焊
熔化极气体保护焊
螺柱焊
非熔化极电弧焊
钨极氩弧焊
等离子弧焊
埋弧焊
埋弧堆焊
电渣堆焊
厚板
铝热剂焊
钢轨
电渣焊
厚板
压力焊
电阻焊
点焊
对焊
电阻对焊
闪光对焊
滚对焊
缝焊
摩擦焊
连续驱动摩擦焊
惯性摩擦焊
锅炉制造中的各种管予、管子和法兰的焊接,建筑工业的钢筋焊接,也可用于铜铝导线的对接以及刀具的制造等
冷压焊
应用于电容器外壳的封装、电气工业中铝铜过渡接头、导电母线、引出线、铝制日用品和包装带的焊接等
超声波焊接
可以焊接各种金属箔、金属丝以及厚薄相差悬殊的零件,也可焊接非金属材料及高导电性、高导热性的轻金属及其合金,常用于电子、仪表、原子能等工业中
焊接的流程
焊接环境的选择
温度
湿度
风速
焊接材料表面的处理
除锈(氧化物、碳化物、氮化物等)
除油
除杂质
干燥处理(水)
子主题
焊接材料的固定
焊接材料的加工
预热
焊接工艺及参数设定
后热
焊后热处理
实例
热源特点、功率密度、功率大小
热输入大小
高温停留时间
相变区冷区速度
等
工艺因素
保护方式
气保焊
熔渣保护
渣、气联合保护
冶金条件
热处理
焊前预热、焊后缓冷可降低接头的冷却速度,降低接头的淬硬性和裂纹敏感性。
焊接顺序
合理的焊接顺序
改善结构的约束强度和应力状态。
构件类型
焊接结构
所设计的焊接结构刚度过大、接头处断面的突然变化、接头的缺口效应和过大的焊缝体积等,都会不同程度地造成应力集中,不利于使用。
焊接接头的设计形式
焊缝过于集中或存在多向应力,则影响承载能力,也会影响工艺焊接性
使用要求
工作温度
负载条件
载荷种类
作用方式
速度
工作介质
焊接性
使用焊接性:指一定的材料在规定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头适应使用要求的能力。
涉及焊接接头的使用可靠性问题
常规力学性能
强度
塑性
韧性等
特殊条件下的性能
低温韧性
断裂韧性
高温蠕变性能
持久性
疲劳性能
耐腐蚀耐磨性
工艺焊接性:接合性能,就是一定的材料在给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性
涉及焊接制造工艺过程中的焊接缺陷问题,如裂纹、气孔、夹杂、断裂等;
冶金焊接性:指熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。
1.合金元素的氧化、还原、蒸发,从而影响焊缝的化学成分和组织性能; 2.氧、氢、氮等的溶解、析出对生成气孔或对焊缝性能的影响; 3.在焊缝结晶及冷却过程中,由于焊接熔池的化学成分、凝固结晶条件以及接头区热胀冷缩和拘束应力等影响,有时产生热裂纹或冷裂纹。
因素
材料化学成分
组织性能
焊接材料
焊接方法
工艺参数
保护气体
热焊接性:焊接加热过程中要向接头区域输入很多热量,对焊缝附近区域形成加热和冷却过程,这对靠近焊缝的热影响区的组织性能有很大影响,从而引起热影响区硬度、强度、韧性、耐蚀性等的变化。
性能改变
金相组织
性能
改善
焊接方法
工艺参数
焊条直径
焊件厚度
接头形式
焊缝位置
焊接层次等
直径选择
平焊时焊条直径可选择大些
立焊时焊条直径不大于5mm
仰焊和横焊最大焊条直径为4mm
多层焊及坡口第一层焊缝使用的焊条直径为3.2~4mm
焊接电流
焊条类型
焊条直径
焊件厚度
接头形式
焊缝空间位置
焊接层数
薄板
单层焊
厚板
多层焊
优点:焊接层增加,热量输入量较少,提高接头塑性。
缺点:焊接层增加,变形增大。
电源种类及极性
电源种类
直流
交流
电源极性
温度
焊接前:预热、缓冷、水冷、加冷垫板
焊接后:热处理
数量(重量、体积等)
压力
ph
搅拌速度
时间
其它参数
焊接性要研究的对象
焊接过程中的材料
母材
焊材
焊接接头区
焊缝
融合区
热影响区
概要
成分
组织
性能
连接
弯曲性能
弯曲强度
弯曲模量
影响材料性能的因素
外部条件
温度
加工变形
浇筑情况
等
内在因素
金属
合金成分
残留成分
等
概要
金相组织
内在因素
制造工艺
金相组织
基本概念
合金:以一种金属为基础,加入其他金属或非金属,经过熔合而获得的具有金属特性的材料。即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。
组元:组成合金最简单的、最基本的、能够独立存在的元物质,简称元。
相:合金中成分、结构及性能相同的组成部分。
组织:合金中不同相之间相互组合配置的状态。换言之,数量、大小和分布方式不同的相构成了合金不同的组织。
单相组织
固溶体:一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。
间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。

比较小的原子,一般是非金属原子,有限融入
置换固溶体:溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。

原子大小相差不大的原子,理论无限融入
固溶强化
金属化合物:在合金中,当溶质含量超过固溶体的溶解度时,除可形成固溶体外,还将出现新的相,其晶体结构不同于任一组元,而是组元之间相互作用形成一种具有金属特性的物质。
多相组织
混合物:两种或两种以上的相按一定的质量百分数组成的物质。
温度的概念
相变温度
点
A:1538摄氏度,含碳量量为零,纯铁的熔点。 c:1148℃,含碳量4.33%,共晶点,Lc===(A+Fe3C) d:1227℃,含碳量6.69%,渗碳体的熔点。 e:1148℃,含碳量2.11%,碳在奥氏体(γ-Fe)中的最大溶解度点。 g:912℃,含碳量0%,纯铁的同素异构转变点,α-fey===γ-fe。 s:727℃,含碳量0.77%,共析点,As===(f+fe3C) p:727℃,含碳量0.218%,碳在铁素体(α-Fe)中的最大溶解度点。
线
ACD:液相线——此线之上为液相区域,线上点为对应成分合金结晶时的开始温度。 AECF:固相线——此线之下为固相区域,线上点为对应成分合金的结晶终了温度 GS:A3线。冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线 ES:Acm线,碳在奥氏体(γ-Fe)中的溶解度曲线。 ECF:共晶线,Lc===(A+Fe3C) PSK:共析线,A1线。As===(F+Fe3C)
热处理的温度
Ac1:加热时珠光体向奥氏体转变的温5261度;4102 Ar1:冷却时奥氏体向珠光体转变的温度; Ac3:加热时转专变为奥氏属体的终了温度; Ar3:冷却时铁素体转变的开始温度; Accm:加热时溶入奥氏体的终了温度; Arcm:冷却时析出二次渗碳体的温度。
铁碳合金基本组织的性能和特点
特征点
A:1538摄氏度,含碳量量为零,纯铁的熔点。 c:1148℃,含碳量4.33%,共晶点,Lc===(A+Fe3C) d:1227℃,含碳量6.69%,渗碳体的熔点。 e:1148℃,含碳量2.11%,碳在奥氏体(γ-Fe)中的最大溶解度点。 g:912℃,含碳量0%,纯铁的同素异构转变点,α-fey===γ-fe。 s:727℃,含碳量0.77%,共析点,As===(f+fe3C) p:727℃,含碳量0.218%,碳在铁素体(α-Fe)中的最大溶解度点。
特征线
ACD:液相线——此线之上为液相区域,线上点为对应成分合金结晶时的开始温度。 AECF:固相线——此线之下为固相区域,线上点为对应成分合金的结晶终了温度 GS:A3线。冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线 ES:Acm线,碳在奥氏体(γ-Fe)中的溶解度曲线。 ECF:共晶线,Lc===(A+Fe3C) PSK:共析线,A1线。As===(F+Fe3C)
特征面
铁碳合金的相
铁素体(α固溶体)
化学式:α-Fe+少量的碳
表示方法:α或F
存在区域:GS以下区域
特征:
具有体心立方晶格,其溶碳能力很低,常温下仅能溶解为0.0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0.02%。
纯铁素体组织具有良好的塑性和韧性,但强度和硬度都很低;冷加工硬化缓慢,可以承受较大减面率拉拔,但成品钢丝抗拉强度很难超过1200MPa。由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
奥氏体(γ固溶体)
化学式:ɣ-Fe(gamma-铁)
表示方法:γ或A
存在区域:AESG区
特征:
奥氏体是最密排的点阵结构,致密度高,故奥氏体的体积质量比钢中铁素体、马氏体等相的体积质量小。因此,钢被加热到奥氏体相区时,体积收缩,冷却时,奥氏体转变为铁素体—珠光体等组织时,体积膨胀,容易引起内应力和变形。奥氏体导热性差,线膨胀系数大,比铁素体和渗碳体的平均线性膨胀系数高约一倍。故奥氏体钢可以用来制造热膨胀灵敏的仪表元件。
奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性。奥氏体因为是面心立方,八面体间隙较大,可以容纳更多的碳。
铁素体在912°C至1394°C时会相变成奥氏体,由体心立方的结构变成面心立方。奥氏体强度较低,但其溶碳能力较大(1146°C时可以溶进2.04%的碳)
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni、Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
渗碳体(金属化合物)
化学式:Fe3C
分类及表示方法
一次渗碳体(从液体相中结晶出),FeC
共晶渗碳体
二次渗碳体(从奥氏体中析出),FeCⅡ
三次渗碳体(从铁素体中析出),FeCⅢ
共析渗碳体
存在区域:
一次渗碳体:CDF
二次渗碳体:A1共析线以上,共晶线以下,Acm右边
三次渗碳体:A1共析线以下,共析点S右边
特性:
它是一种具有复杂晶格结构的
。它的含碳量为6.69%;熔点为1227℃左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,它在230℃以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;其硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于零,脆性极大。
渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多,在钢和
中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
渗碳体是碳钢中主要的强化相,它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是一种介(亚)稳定相,在一定条件下会发生分解:Fe3C→3Fe+C,所分解出的单质碳为石墨。
珠光体
化学成分:铁素体+渗碳体(平均碳含量为0.77%)
表示方法:P
存在区域:A1共析线以下
特性:
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好。其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J。力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J)。
珠光体的综合力学性能比单独的铁素体或渗碳体都好。 珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间,强度、硬度适中,并不脆,这是因为珠光体中的渗碳体量比铁素体量少得多的缘故。
除了Co以外,其它所有的合金元素都使“C”曲线右移;除了Ni、Mn以外,其它常用合金元素皆使珠光体转变的“鼻尖”温度上移。
莱氏体
化学成分
常温下:珠光体+渗碳体+共晶渗碳体
727℃以上(共析线):奥氏体+共晶渗碳体
表示方法及存在区域
低温莱氏体:L'd(共析线A1以下,E点(含碳量2.11%)右边)
高温莱氏体:Ld(共析线A1以上,共晶线以下,E点(含碳量2.11%)右边)
特性
纯莱氏体中含有的渗碳体较多,故性能与渗碳体相近,即极为硬脆。
莱氏体钢中碳化物呈细小颗粒并均匀分布时,这类钢的良好力学性能才能充分体现出来,而这类钢中存在的大量共晶碳化物只能通过较大变形来达到充分破碎。由于高合金成分影响,其韧性低、变形抗力大、导热性差、冷却过程组织应力大,因此,莱氏体钢锻造始终是锻造的一个难点。
马氏体(淬火获得)
化学成分:碳在α-Fe中的过饱和固溶体(ɣ-Fe奥氏体快速冷却)
表示方法
形成条件:
快速冷却(淬火)
压力
分类
形状
板条马氏体
片状马氏体
二次马氏体
回火马氏体
回火屈氏体
回火索氏体
粒装珠光体
魏氏组织
特性
板条状马氏体
板条状马氏体有很高的强度和硬度,较好的韧性,能承受一定程度的冷加工;
片状马氏体
又硬又脆,无塑性变形能力
马氏体转变速度极快,转变时体积产生膨胀,在钢丝内部形成很大的内应力,所以淬火后的钢丝需要及时回火,防止应力开裂。
贝氏体
化学成分:
表示方法:
形成条件:
奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时,将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变,其转变产物叫贝氏体或贝茵体。
分类
按形成温度
上贝氏体
下贝氏体(淬火所得)
按成分
无碳化物贝氏体
上贝氏体
准下贝氏体
粒状贝氏体等
有碳化物贝氏体
按贝氏体形态
羽毛状贝氏体
粒状贝氏体
柱状贝氏体
条片状贝氏体
针状贝氏体
片状贝氏体
竹叶状贝氏体
正三角形贝氏体
N形贝氏体
蝴蝶形贝氏体等
晶体
晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。 任一晶体总可找到一套与三维周期性对应的基向量及与之相应的晶胞,因此可以将晶体结构看作是由内含相同的具平行六面体形状的晶胞按前、后、左、右、上、下方向彼此相邻“并置”而组成的一个集合。晶体学中对晶体结构的表达可采取原子分立分布的方式,亦可用具连续分布的电子密度函数的方式。 由于原子并不处于静止状态,存在着外来原子引起的点阵畸变以及一定的缺陷,基本结构虽然仍符合上述规则性,但绝不是如设想的那样完整无缺,存在数目不同的各种形式的晶体缺陷。另外还必须指出,绝大多数工业用的金属材料不是只由一个巨大的单晶所构成,而是由大量小块晶体组成,即多晶体。在整块材料内部,每个小晶体(或称晶粒)整个由三维空间界面与它的近邻隔开。这种界面称晶粒间界,简称晶界。晶界厚度约为两三个原子。
类型(组成的粒子)
离子晶体
分子晶体
金属晶体
一维堆积
二维堆积
非密置层
密置层
三维堆积
简单立方堆积
晶胞堆积方式(非密置层叠加)
配位数:6
空间利用率:52%
元素:po,钋
体心立方堆积
晶胞堆积方式(非密置层错位堆积)
配位数:8
空间利用率:68%
元素:na k fe
密堆积
六方密集密集堆积
晶胞堆积方式


配位数:12
空间利用率:74%
元素:mg zn ti
面立方最密堆积
晶胞堆积方式:
配位数:12
空间利用率:74%
元素:cu ag au
晶体的共性
自范性
晶体物质在适当的结晶条件下,都能自发地成长为单晶体,发育良好的单晶体均以平面作为它与周围物质的界面,而呈现出凸多面体。
守恒定律
这一普遍规律称为晶面角守恒定律,即同一种晶体在相同的温度和压力下,其对应晶面之间的夹角恒定不变。
解理性
当晶体受到敲打、剪切、撞击等外界作用时,可有沿某一个或几个具有确定方位的晶面劈裂开来的性质。
各向异性
晶体的物理性质随观测方向而变化的现象称为各向异性。晶体的很多性质表现为各向异性,如压电性质、光学性质、磁学性质及热学性质等。
对称性
晶体的宏观性质在不同方向上有规律重复出现的现象称为晶体的对称性。晶体的对称性反映在晶体的几何外形和物理性质两个方面。实验表明,晶体的许多物理性质都与其几何外形的对称性相关。
技术要求
制作工艺
冶炼
冶炼工艺流程
烧结(1250℃)-烧结矿
煤炭焦化(1000℃)-焦炭
高炉-炼铁
鱼雷罐车(铁水70-90%)
转炉-炼钢(加入废铁、除杂、添加添加剂)
吊包
回转台-铸钢
结晶
切割
加热炉
粗轧机
可逆轧机
飞剪
冷却卷板
酸洗
冷轧机组冷轧
工艺示意图
冶炼工艺
铁冶炼
高炉炼铁:将铁矿石在高炉中还原,熔化炼成生铁,此法操作简便,能耗低,成本低廉,可大量生产。生铁除部分用于铸件外,大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺,相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。
直接还原炼铁法:是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原,在低于矿石熔化温度下,炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁,作为炼钢原料(也可作高炉炼铁或铸造的原料)。
电炉炼铁法:多采用无炉身的还原电炉,可用强度较差的焦炭(或煤、木炭)作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭,并可用低级焦炭,但耗电量大,只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。
钢冶炼
装炉炼钢法
平炉炼钢法
电弧炼钢法
高质量钢处理方法
炉外精炼
吹氩处理
真空脱氧
炉外脱硫等
特殊炼钢法
电渣重融
把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢,铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺
真空冶金
在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程,包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。
除杂/添加工艺
除杂质
脱碳(吹氧)
脱硅(石灰)
脱磷
脱硫
除气泡/真空脱气
等
添加剂
催化剂
球化剂(球磨铸铁)
蠕虫化剂(蠕墨铸铁)
等
合金
锰
钛
等
铸锭法
按注入方向
上铸法
下铸法
新技术
连续铸钢
压力浇铸
真空浇筑
按钢水中氧的含量分类
沸腾钢
炼钢时要依靠氧气去除多余的碳,而过量的氧将生成多种氧化物成为夹杂物,为此必须脱氧。沸腾钢的脱氧是仅加弱脱氧剂,如加锰铁可生成氧化锰,同时生成氧化铁。但氧化铁在浇注钢锭时还会与钢中的碳生成一氧化碳和铁,此时一氧化碳气体逸出钢锭使之成沸腾状,故称沸腾钢。沸腾钢中的孔多,使结构疏松,偏析也多,质量较差,可用于不十分重要的钢结构中。尾部 F。
半镇静钢
浇注前经过中等程度脱氧处理,使钢水在凝固过程中保持一定沸腾的钢。脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间。半镇静钢的许多性能、特点,如钢锭的纯洁度、成分偏析、成材率、冲击韧性、冷冲压性能、焊接性能等都在镇静钢和沸腾钢之间。这种钢含碳量一般低于0.25%的低碳钢,可作为普通或优质碳素结构钢使用。半镇静钢表示方法是在钢号后面加字母b,如10b,25b等
镇静钢
完全脱氧的钢,即氧的质量分数不超过0.01%(一般常在0.002%~0.003%)。镇静钢通常铸成上大下小带保温帽的锭型,浇铸时钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽(在钢液凝固时作补充钢液用),这节帽头在轧制开坯后需切除,故钢的收缩率低,但组织致密,偏析小,质量均匀。优质钢和合金钢一般都是镇静钢。尾部大写Z。
特殊镇静钢
比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢,故称为特殊镇静钢。特殊镇静钢的质量最好,适用于特别重要的结构工程。尾部TZ。
铸造
铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。
铸造方法
普通沙型铸造
湿型砂型
树脂自硬砂型
水玻璃砂型
干型和表干型
实型铸造
负压造型
特种铸造
天然砂石为造型材料
熔模铸造
泥型铸造
壳型铸造
负压铸造、
实型铸造
陶瓷型铸造等
以金属为造型材料
金属型铸造
脱蜡铸造
2.2 脱蜡铸造法 这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。 先以蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷(或硅溶胶)的池中并待乾,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸),然后熔解模中的蜡,并抽离铸模。其后铸模需要多次加以高温,增强硬度后方可用以铸造。
外模铸造法
固体铸造法
压力铸造
连续铸造
低压铸造
离心铸造等
成型工艺
重力浇筑
压力浇筑
铸造流程
铸型
融化、浇筑
铸件处理和检验
锻造(施加压力)
主要工序
温度控制
锻压
冲压
目的
消除铸铁疏松
优化微观结构
施加应力
分类
按温度
钢的开始再结晶温度约为727℃,但普遍采用800℃作为划分线,高于800℃的是热锻;在300~800℃之间称为温锻或半热锻,在室温下进行锻造的称为冷锻。 [3] 用于大多数行业的锻件都是热锻,温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造,温锻和冷锻可以有效的节材
高于800℃的是热锻;
在300~800℃之间称为温锻或半热锻,
在室温下进行锻造的称为冷锻。
汽车、通用机械
按成型机理
根据成形机理,锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。 [4] 三峡升船机螺母柱毛坯 三峡升船机螺母柱毛坯 1、自由锻。指用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。 采用自由锻方法生产的锻件称为 自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主,采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工,获得合格锻件。 自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。 [4] 2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻.金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件,模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。 模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向,也代表了锻造技术水平的高低。 按照材料分,模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义,就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。 兖矿集团150MN挤压生产线,世界最大 兖矿集团150MN挤压生产线,世界最大 挤压应归属于模锻,可以分为重金属挤压和轻金属挤压。 闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺,由于没有飞边,材料的利用率较高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边,锻件的受力面积就减少,所需要的荷载也减少。但是,应注意不能使坯料完全受到限制,为此要严格控制坯料的体积,控制锻模的相对位置和对锻件进行测量,努力减少锻模的磨损。 3、碾环。碾环是指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件,也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。 [5] 4、特种锻造。特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式 [5] ,这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。 [5] 例如,辊锻可以作为有效的预成形工艺,大幅降低后续的成形压力;楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件;径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。 [5]
自由锻(都是热锻)
工具
锻锤
液压机
工序
镦粗
拔长
冲孔
切割
弯曲
扭转
错移
锻接等
模锻(锻模堂)
温度
热模锻
温模锻
冷模锻
材料
黑色金属模锻
有色金属模锻
粉末金属模锻
挤压
重金属挤压
轻金属挤压
先进工艺
闭式模锻
闭式镦模锻
碾环(碾环机)
环形零件:轮毂、车轮
特种锻造
辊锻
楔横轧
径向锻造
液态模锻等锻造方式
加工条件
变形温度
变形速度
变形方式
热轧
概念:
热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。
目的:
热轧能改善金属及合金的加工工艺性能,即将铸造状态的粗大晶粒破碎,显着裂纹愈合,减少或消除铸造缺陷,将铸态组织转变为变形组织,提高合金的加工性能。
工艺:
性能
优点
(1)热轧能显著降低能耗,降低成本。热轧时金属塑性高,变形抗力低,大大减少了金属变形的能量消耗。 (2)热轧能改善金属及合金的加工工艺性能,即将铸造状态的粗大晶粒破碎,显著裂纹愈合,减少或消除铸造缺陷,将铸态组织转变为变形组织,提高合金的加工性能。 (3)热轧通常采用大铸锭,大压下量轧制,不仅提高了生产效率,而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。
缺点
(1)经过热轧之后,钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多。 (2)不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 (3)热轧不能非常精确地控制产品所需的力学性能,热轧制品的组织和性能不能够均匀。其强度指标低于冷作硬化制品,而高于完全退火制品,塑性指标高于冷作硬化制品,而低于完全退火制品。 (4)热轧产品厚度尺寸较难控制,控制精度相对较差;热轧制品的表面较冷轧制品粗糙Ra值一般在0.5~1.5μm。因此,热轧产品一般多作为冷轧加工的坯料。
冷轧
概念:
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
目的:
使强度、硬度上升。
工艺:
纵轧:一般包括原料准备、酸洗、轧制、脱脂、退火(热处理)、精整等
冷轧以热轧产品为原料
酸洗:冷轧前原料要先除磷,以保证冷轧产品的表面洁净
轧制:是使材料变形的主要工序
脱脂:的目的在于去除轧制时附在轧材上的润滑油脂,以免退火时污染钢材表面,对不锈钢也为防止增碳
热处理:退火包括中间退火和成品热处理,中间退火是通过再结晶消除冷变形时产生的加工硬化,以恢复材料的塑性及降低金属的变形抗力。成品热处理的目的除了通过再结晶消除硬化外。还在于根据产品的技术要求以获得所需要的组织(如各种织构等)和产品性能(如深冲、电磁性能等)。
精整:包括检查、剪切、矫直(平整)、打印、分类包装等内容。
性能:
热处理
热处理的工序
预备热处理
预备热处理包括退火、正火、调质(高温回火)处理等。 退火、正火的工序位置通常安排在毛坯生产之后、切削加工之前,以消除毛坯的内应力,均匀组织,改善切削加工性能,并为以后的热处理做好组织准备。对于精密零件,为了消除切削加工的残余应力,在半精加工以后还要安排去应力退火。 调质处理工序一般安排在粗加工之后、精加工或半精加工之前,目的是获得良好的综合力学性能,为以后的热处理做好组织准备。调质处理一般不安排在粗加工之前,以免表面调质层在粗加工时大部分被切削,失去调质处理的作用,这一点对于淬透性差的碳素钢零件尤为重要。
最终热处理
最终热处理包括淬火、回火及表面热处理等。 零件经这类热处理后,获得所需的使用性能,因其硬度较高,除磨削外,不宜再进行其他形式的切削加工,故其工序位置一般安排在半精加工之后。 有些零件性能要求不高,对其毛坯进行退火、正火或调质处理即可满足使用要求,这时退火、正火或调质处理也可作为最终热处理。
典型零件或工具的热处理分析
锉刀
工艺流程:备料→锻造→正火、球化退火→机械粗加工→锉身局部淬火、回火→机械精加工
热处理工艺分析
汽车变速齿轮
工艺流程:备料→锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火、低温回火→喷丸→校正花键孔→磨齿
热处理工艺分析
汽车传动齿轮轴
工艺流程:备料→锻造→正火→机械粗加工→调质处理→机械半精加工→花键齿廓和齿轮齿廓部分表面淬火、回火→精磨
热处理工艺分析
淬火
概念:
热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
目的:
使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
应用:
加热温度
淬火介质
淬火方法
单液体淬火
双介质淬火
马氏体淬火
贝氏体淬火
钢淬火的缺陷
氧化与脱碳
过热或过烧
变形与开裂
硬度不足
软点
正火
概念:
将钢加热到Ac3或Accm以上30~50°℃,保温适当的时间后,在空气中冷却(喷水、喷雾、吹风冷却,冷却速度快退火低于淬火)的工艺方法。
目的:
(1)去除材料的内应力 (2)调整材料的硬度(提高或降低),塑性略降低 这样是为了接下来的加工做准备。和退火差不多的作用,只是为了提高效率,降低成本。
正火后的组织:
亚共析钢:铁素体+珠光体
共析钢:珠光体
过共析钢:珠光体+二次渗碳体,且为不连续。
应用:
①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理。 ②用于中碳钢,可代替调质处理(淬火+高温回火)作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。 ③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。 ④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。 ⑤用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向。 ⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。 ⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
分类
作为最终热处理 强度要求不高
1)可以细化奥氏体晶粒,使组织均匀化。
2)减少亚共析钢中铁素体的含量,使珠光体含量增多并细化,从而提高钢的强度、硬度和韧性。
3)对于普通结构钢零件,如含碳0.4%~0.7%时,并且力学性能要求不很高时,可以正火作为最终热处理。
4)为改善一些钢种的板材、管材、带材和型钢的力学性能,可将正火作为最终热处理。
作为预先热处理
1)截面较大的合金结构钢件,在淬火或调质处理(淬火加高温回火)前常进行正火,以消除魏氏组织和带状组织,并获得细小而均匀的组织。
2)对于过共析钢可减少二次渗碳体量,并使其不形成连续网状,为球化退火作组织准备。
3)对于大型锻件和较大截面的钢材,可先正火而为淬火作好组织准备。
改善削切性能:
低碳钢或低碳合金钢退火后硬度太低,不便于切削加工。正火可提高其硬度,改善其切削加工性能。
改善和细化铸钢件的铸态组织。
对某些大型、重型钢件或形状复杂、截面有急剧变化的钢件,若采用淬火的急冷将发生严重变形或开裂,在保证性能的前提下可用正火代替淬火。
淬火好坏
淬透性是在规定条件下,钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力。
淬硬性指钢在理想的淬火条件下,获得马氏体后所能达到的最高硬度。
钢正火状态性能
退火
概念:将钢加热到适当温度(略低Ac1至Ac3以上30-50℃),保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺。
目的:
(1) 降低硬度,改善切削加工性. (2)降低残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向; (3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。 (4)均匀材料组织和成分,改善材料性能或为以后热处理做组织准备。
应用:
分类:
重结晶退火 (完全退火)
温度: Ac3(亚共析钢) Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃
特点: 加热冷却各发生了一次相变重新结晶
完全退火工艺: 钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃,保持适当时间,然后缓慢冷却下来。通过加热过程中发生的珠光体(或者还有先共析的铁素体或渗碳体)转变为奥氏体(第一回相变重结晶)以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶,形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。退火温度在Ac3以上(亚共析钢)使钢发生完全的重结晶者,称为完全退火,
不完全退火
温度: Ac1-Ac3之间
特点: 达到不完全奥氏体化 没有完全发生相变
等温式退火工艺: 对钢来说,是缓慢加热到 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(共析钢和过共析钢)以上不多的温度,保温一段时间,使钢奥氏体化,然后迅速移入温度在A1以下不多的另一炉内,等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体(亚共析钢还有先共析铁素体;过共析钢还有先共析渗碳体)为止,最后以任意速度冷却下来(通常是出炉在空气中冷却)。等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内(见过冷奥氏体转变图);具体温度和时间,主要根据退火后所要求的硬度来确定(图2)。等温温度不可过低或过高,过低则退火后硬度偏高;过高则等温保持时间需要延长。
均匀化退火(扩散式退火): 将铸锭或铸件加热到各该合金的固相线温度以下的某一较高温度,长时间保温,然后缓慢冷却下来。均匀化退火是使合金中的元素发生固态扩散,来减轻化学成分不均匀性(偏析),主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性(晶内偏析或称枝晶偏析)
球化退火: 将钢加热到稍低于或稍高于Ac1的温度或者使温度在A1上下周期变化,然后缓冷下来。目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、被切削性好、冷形变能力大。对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织
去应力退火
温度: Ac1以下的适当温度 (非合金钢在500~600℃)
特点: 不发生相变
去应力退火工艺: 将工件加热到Ac1以下的适当温度(非合金钢在500~600℃),保温后随炉冷却的热处理工艺称为去应力退火。去应力加热温度低,在退火过程中无组织转变,主要适用于毛坯件及经过切削加工的零件,目的是为了消除毛坯和零件中的残余应力,稳定工件尺寸及形状,减少零件在切削加工和使用过程中的形变和裂纹倾向。
回火
概念
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度Ac1(加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)的适当温度,保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。
目的
回火一般紧接着淬火进行,其目的是: (a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂; (b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求; (c)稳定组织与尺寸,保证精度; (d)改善和提高加工性能。因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。通过淬火和回火的相配合,才可以获得所需的力学性能。 [2]
分类
低温回火
回火温度:工件在150~250℃进行的回火。 目的:是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性 组织:回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。 力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。 应用范围:主要应用于各类高碳钢的工具、刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
中温回火
回火温度:工件在350~500 ℃之间进行的回火。 目的:是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。 组织:回火后得到回火屈氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。 力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。 应用范围:主要用于弹簧、发条、锻模、冲击工具等。
高温回火
回火温度:工件在500~650℃以上进行的回火。 目的:是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。 组织:回火后得到回火索氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物(包括渗碳体)的复相组织。 力学性能:25~35HRC,较好的综合力学性能。 应用范围:广泛用于各种较重要的受力结构件,如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。 工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理,也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。
回火后组织的转变
表面热处理
火焰加热表面淬火
感应加热表面淬火
化学热处理
渗碳
渗氮
碳氮共渗
概念
在工件表面同时渗入氮、碳元素的工艺过程,称为氮碳共渗
目的
改变钢铁材料在静载荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成形性及腐蚀性。
工艺
气体氮碳共渗工艺由于其处理温度低(一般500-600℃),在气体、液体、固体等多种介质中进行,以渗氮为主、渗碳为辅,同时渗后的性能比单一渗氮或渗碳更理想,因而使用较广泛。
固溶热处理
概念
将合金加热至高温单相区恒温保持,使中间相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到饱和固溶体的工艺称固溶热处理。
目的
通过固溶处理铬镍不锈钢将高温组织在室温下固定下来获得被碳过饱和的奥氏体,以改善铬镍不锈钢的耐腐蚀性。此外,它还能提高铬镍不锈钢的塑性和韧性。一般情况下,固溶热处理是一种预先热处理,它的作用是为合金随后的热处理准备最佳条件。因此,不同合金的固溶热处理,尽管在操作上基本相同,但是其目的却可以有很大的差异。
工艺
分类
时效处理
概念
指金属或合金工件(如低碳钢等)经固溶处理,从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后,在较高的温度或室温放置保持其形状、尺寸,性能随时间而变化的热处理工艺。(一般在低温回火后)
目的
消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。
工艺
分类
若采用将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理。
若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。
若在不加热也不像自然时效那样费时的情况下,给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放而达到时效的目的现象,称之为震动时效处理。
粉末冶金
概念
制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术
目的
性能
(1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。 (2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。 (3)可以容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。 (4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。 (5)可以实现近净形成和自动化批量生产,从而,可以有效地降低生产的资源和能源消耗。 (6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。 我们常见的机加工刀具,五金磨具,很多就是粉末冶金技术制造的。
工艺
(1)生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入机油、橡胶或石蜡等增塑剂。
(2)压制成型。粉末在15-600MPa压力下,压成所需形状。
(3)烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化,烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程,成为具有一定孔隙度的冶金产品。
(4)后处理。一般情况下,烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。
化学反应及物理结构
反应
共晶反应:指一定成分的液体合金,在一定温度下,同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。 包晶反应:指一定成分的固相与一定成分的液相作用,形成另外一种固相的反应过程。 共析反应:由特定成分的单相固态合金,在恒定的温度下,分解成两个新的,具有一定晶体结构的固相的反应。 共同点:反应都是在恒温下发生,反应物和产物都是具有特定成分的相,都处于三相平衡状态。 不同点:共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应;共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应;而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。
共晶反应
包晶反应
共析反应
铁碳相图
相变反应
牌号及化学成分
牌号
名称缩写
拉升强度
等级
化学成分
合金元素及比例
等
化学成分(质量分数)/%
熔炼分析法
残存
加入(RE)
合金成分
铁路用热轧钢轨 牌号及成分
金相组织
金属或合金的化学成分以及各种成分在合金内部的物理状态和化学状态。
金相样品制备
金相显微镜
金相显微镜在钢铁冶金行业应用: ●鉴别各种冷、热加工处理后的组织 ●鉴别和评定钢中非金属夹杂物 ●各类组织的级别鉴定 ●脱碳(渗碳)层测量 ●晶粒度评级 ●组织结构测量 ●断口分析 金相显微镜在有色行业的应用 1、 通过金相检验来判断铝合金制品的质量,探讨各种缺陷的形成原因,从而改进工艺,提高制品的质量。 2、通过金相显微镜检查裂纹的大小,来判断氧铜中氧含量;晶粒度评定等。 3、镁合金加工制品的显微组织及晶粒度评定 4、两相钛合金高低倍组织的检验 5、铁基、铜基制品金相检验 6、钢结硬质合金金相检验 7、硬质合金金相检验 8、材料表面处理后组织鉴别及评定
组织形态
奥氏体
奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,
铁素体
不稳定相,只要条件具备便可分解成稳定相的铁素体和石墨(固态化石墨的过程)
渗碳体 一次 二次
珠光体
贝氏体
上贝氏体
下贝氏体
颗粒贝氏体
无碳化物贝氏体
马氏体
形状
板条马氏体
片状马氏体
二次马氏体
回火马氏体
回火屈氏体
回火索氏体
莱氏体
粒装珠光体
魏氏组织
常见材料的金相组织
铁碳平衡组织
工业纯铁(含碳≤0.0218%):铁素体+少量沿晶界分布的三次渗碳体,纯铁
亚共析钢(含碳0.0218-0.77%):铁素体+珠光体,20#钢,45#钢
共析钢(含碳0.77%,T8钢):层片状珠光体,T8钢
过共析钢(含碳0.77-2.11%):
珠光体+沿晶界分布的铁素体,铁素体内有晶界,60#钢
珠光体+沿晶界分布的二次渗碳体,T10钢
白口铸铁(含碳2.11-6.69%) (结晶过程中没有石墨析出,端口成白色) 珠光体+莱氏体+二次渗碳体;莱氏体(变态莱氏体;一次渗碳体+莱氏体,)
制作
化学成分
2.0%~ 3.6%C,0.5%~ 1.9%Si, 0.25%~0.8%Mn,0.06%~0.2%S, 0.06%~0.2%P,其余为Fe。加入合金元素Cr、Mo、Cu、Al等可制成白口铸铁。
分类
珠光体+莱氏体+二次渗碳体,亚共晶白口铸铁
莱氏体(变态莱氏体),共晶白口铸铁
一次渗碳体+莱氏体,过共晶白口铸铁
特点
用途
牌号
白口铸铁 国标5612
铸铁组织
灰铸铁: (浇筑是缓慢冷却,促使石墨化) 珠光体/铁素体+灰色片状或条状石墨,灰铸铁
制作:浇注时缓慢冷却即可促使石墨化,便可得到灰口铸铁
化学成分
2.5%~4.0%C,1.0%~3.0%Si,0.25%~1.0%Mn,0.05%~0.50%P,0.02%~0.20%S
处理工艺
孕育:浇注前向铁水中加入少量的孕育剂(如硅铁)进行孕育处理,使铁水在凝固过程中产生大量的人工晶核,以促进石墨的形核和结晶,从而获得细珠光体基体上分布着少量细小、均匀的石墨片组织。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁或变质铸铁,其强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁高,因此常用作气缸、曲轴、凸轮轴等较重要的零件。
热处理
铸铁可通过合金化和热处理的办法强化基体,进一步提高铸铁的力学性能,这一点在球墨铸铁中尤为重要。 但热处理并不能改变灰口铸铁中石墨的形态及分布状态,所以利用热处理来提高灰口铸铁性能的效果并不大,通常只进行退火或表面淬火处理。
去应力退火
为保证尺寸稳定性,防止变形开裂,对一些形状复杂的铸件,如机床床身、气缸等,往往进行去应力退火。其规范一般为:加热温度500~550℃,保温一定时间后,炉冷到150~220℃出炉空冷。
高温退火
铸件冷却时,由于表层及截面较薄处因冷却速度快而易形成白口组织,硬度高难以切削加工。为使自由渗碳体分解,降低硬度,改善切削加工性,需将铸件加热至850~950℃,保温2~5h后,随炉冷至600℃,出炉空冷,最终组织为铁素体或铁素体+珠光体基灰铸铁。
表面淬火
某些大型铸件的工作表面需要有较高的硬度和耐磨性,如机床导轨的表面及内燃机汽缸套的内壁等,在机加工后可用快速加热的方法对铸铁表面进行淬火处理。
特点
力学性能低
含碳量高,抗拉强度比较低,
耐磨性及消震性优
铸铁中的石墨有利于润滑及储油,故耐磨性好。同样,由于石墨的存在,灰口铸铁的消震性优于钢。
工艺性能好,应用于各种外形复杂的铸件;
含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比钢低,因而铸造流动性好。另外,由于石墨使切削加工时易于形成断屑,故灰口铸铁的可切削加工性优于钢。
用途
气缸 曲轴 轴承 凸轮轴等耐磨和结构复杂的部件
牌号
以其力学性能来表示的牌号以“HT”起首,其后以三位数字来表示;“HT”表示灰口铸铁,数字为其最低抗拉强度值,例如HT200,表示以φ30mm单个铸出的试棒测出的抗拉强度值大于200MPa(但小于300MPa)。
可锻铸铁: (白口经固态石墨化+高温退火,共晶渗碳体分解,形成团絮状石墨) 外铁素体,芯珠光体或并含有团絮石墨;铁素体基体+团絮石墨;珠光体基体+团絮状石墨
注意:可锻铸铁只是力学性能 塑性 韧性会比灰口铸铁好,但并不可以锻压加工
制作
首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(在950~1050℃温度下保持几十个小时进行脱碳退火处理,可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件
化学成分
wC=2.2%~2.8%,wSi=1.0%~1.8%,wMn=0.3%~0.8%,wS≤0.2%,wP≤0.1%。
处理工艺
热处理脱碳(白心可锻铸铁)
固体脱碳法
气体脱碳法
石墨化退货工艺(黑心可锻铸铁)
黑心可锻铸铁石墨化退火工艺曲线如图2所示。试样在中温箱式电阻炉中进行热处理。把试样先进行预温处理,即在400℃保温2h,然后升温到930℃,保温7-9h,炉冷到730℃,保温6-7h,再炉冷到650℃后出炉空冷 [2] 。
分类
白心可锻铸铁
最大的组织特点是不均匀性,厚度6mm以下的薄壁铸件外层为全铁素体(因此具有焊接性),心部则有珠光体,没有退火态石墨;壁厚6~15mm的铸件外层为铁素体,心部有珠光体并有团絮状石墨,甚至有残留的自由渗碳体。
黑心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁
石墨形状
团絮状
絮状
团球状
聚虫态
枝晶体
等
特点
力学性能 塑性 韧性会比灰口铸铁好
可锻铸铁铸态组织为白口,铁水流动性较差,容易产生缩孔,热裂倾向较大,所以一般只适用于形状不太复杂的铸件。此外由于退火时间随壁厚加大而延长,同时过厚的铸件中心部分难达到完全退火,因此白心可锻铸铁件的壁厚一般不超过12毫米,黑心可锻铸铁壁厚不超过25毫米。
用途
白心可锻铸铁
白心可锻铸铁用于汽车零件吊架、驾驶盘柱叉肩、纺织机零件等。发展可锻铸铁的研究主要集中在铸态稳定碳化物,铸件中不出现游离石墨片,缩短退火时间以提高机械性能和使用性能等方面。
铁素体(黑心)可锻铸铁
铁素体可锻铸铁强度、硬度低,塑性、韧性好,用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件,广泛用于汽车、拖拉机的轮圈、差速器壳和底盘零件,机床附件中的扳手,输电线路中的瓷瓶铁帽、线夹、碗头排板,纺织机械中的粗纺机和印花机盘头以及水油管道中的弯头、三通、接头、中压阀门等。
珠光体可锻铸铁
珠光体可锻铸铁高的强度、硬度,用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。用于气阀摇杆、加煤机零件、高压接头阀体和汽车工业拨叉、差动齿轮箱等。
牌号
“KTB”(“可铁黑”三字汉语拼音字首)“KTH”(“可铁黑”三字汉语拼音字首)或“KTZ”(“可铁珠”三字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)和最低断后伸长率的百分数表示。例如牌号KTH 350—10表示最低抗拉强度为350 MPa、最低断后伸长率为10%的黑心可锻铸铁,即铁素体可锻铸铁;KTZ 650—02表示最低抗拉强度为650 MPa、最低断后伸长率为2%的珠光体可锻铸铁。
1、白心可锻铸铁,铸铁牌号KTB380—04、KTB380—12、KTB400—05、KTB450—07。仅限于制造薄壁铸件和焊接后不需进行热处理的铸件、由于工艺较复杂,故在机械制造上较少应用; 2、黑心可锻铸铁牌号KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10、KTH370—12:用于制造管道配件、低压阀门、汽车拖拉机的后桥外壳、转向机构、机床零件等。 3、珠光体可锻铸铁牌号KTZ450—06、KTZ550—04、KTZ650—02、KTZ700—02:制造强度要求较高、耐磨性较好的铸件,如齿轮箱、凸轮轴、曲轴、连杆、活塞环等
蠕墨铸铁 (以蠕虫状石墨析出(片状和球状之间)的球磨铸铁) 铁素体+珠光体+蠕虫状石墨
制作
在铁液中加入蠕虫化剂,使其在凝固剂析出蠕虫状石墨。
化学成分
C%=3.4%~3.6%;Si%=2.4%~3.0%;Mn%=0.4%~0.6%;S%<0.06%;P%<0.07%。
分类
特点
(1)蠕铁的碳当量高,加稀土合金后又使铁水得到净化,因而使它具有较好的流动性。在碳当量相同的情况下,蠕铁和灰铸铁的流动性相似。 (2)蠕铁的收缩也介于灰铸铁和球铁之间,浇注系统可按灰铸铁进行设计。但对致密性要求较高,壁厚相差较大的复杂铸件,要采用球铁的浇注和补缩系统。 (3)蠕铁兼有灰铸铁和球铁的良好性能,抗拉强度和屈服强度高于灰铸铁,相当于铁素体球铁。导热性接近于灰铸铁,因而铸造工艺方便、简单、成品率高。 (4)蠕铁有较好的抗生长和抗氧化性能,蠕铁的耐磨性为中国标准HT300的2.2倍以上,比高磷铸铁高1倍,而与磷铜钛铸铁相近。
用途
由于蠕墨铸铁兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能,因此,它具有独特的用途,在钢锭模、汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用均取得了良好的效果。特别是我国第二汽车厂蠕墨铸铁排气管流水线的投产,标志着我国蠕墨铸铁生产已达到高水平。
牌号
“RuT”(“蠕铸”字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)
蠕墨铸铁 国标5612
球墨铸铁: (加入球化剂(纯镁、稀土镁等合金)和孕育剂(硅铁或硅钙合金),改变铸铁的共晶转变性能); 珠光体+铁素体+球状石墨(俗称牛眼);铁素体+球状石墨;珠光体+球状石墨+少量磷共晶
制作
加入球化剂(石墨球化孕育剂,镁 稀土等),使石墨球化,形成石墨铸铁
化学成分
含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
按组织成分分类
铁素体-珠光体基体球磨铸铁
铁素体基体球磨铸铁
珠光体基体球磨铸铁
国标分类
球墨铸铁
奥氏体球墨铸铁
冷硬球墨铸铁
抗磨球墨铸铁
耐热球磨铸铁
耐蚀球磨铸铁
特点
强度和塑性已经超过了灰铸铁和可锻铸铁,接近于钢;而铸造性能和切削性能均比铸钢好
用途
用于生产受力复杂,强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件,如汽车、拖拉机、内燃机等的曲轴、凸轮轴,还有通用机械的中压阀门等。
牌号
“QT”(“球铸”字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)、最低断后伸长率的百分数表示和力学性能温度(L、R分别表示低温室温)。例如牌号QT 400—18表示最低抗拉强度为400 MPa、最低断后伸长率为18%的球墨铸铁,合金元素后面为百分比%。
铸铁分类 国标5612
硬度等级 国标1348
马氏体(回火,提高硬度和强度)
马氏体相变是一种费扩散型相变,它是提高钢的硬度、强度的主要途径,经过不同温度的回火。
板条马氏体:(低、中碳钢、马氏体时效钢、不锈钢等铁系合金形成的一种马氏体组织,亚机构是位错,又称位错马氏体。)奥氏体晶粒包含几个板条群,板条体之间为小晶界,板条群之间为大角晶界。
片状马氏体:(常见于淬火高、中碳钢及高镍Fe-Ni合金中,亚结构是孪晶。)片状马氏体+残余奥氏体
其它马氏体
碟状马氏体:
薄片状马氏体:
ε马氏体
贝氏体
贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的亮相混合物。
上贝氏体
下贝氏体
颗粒贝氏体
其它金相组织
子主题
表面质量等
实验方法
检验项目
化学成分分析(熔炼分析)
熔炼分析
成品分析
成品化学成分允许偏差
拉伸试验
强度指标
拉伸强度
屈服点
屈服强度
塑性指标
弹性极限
伸长率
弹性模量
比例极限
面积缩减量
其它拉伸性能
弯曲
反向弯曲
尺寸
表面
重量偏差
金相组织
等
检验项目
热轧带肋钢筋检验项目
型式实验(原料、工艺、设备重大变化及新产品时)
疲劳性能
应力一寿命曲线(σ-N曲线)
应变一寿命曲线(δ-Ν曲线)
晶粒度
表示晶粒大小的尺度叫晶粒度,常用单位体积(或单位面积)内的晶粒数目或晶粒的平均线长度(或直径)表示。工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分12级,1~4级为粗晶粒,5~8级为细晶粒,9~12级为超细晶粒度。 金属结晶时,每个晶粒都是由一个晶核长大而成的,因此晶粒的大小取决于晶核的数目和晶粒长大速度的相对大小。晶核的数目用形核率表示。 形核率越大,单位体积中晶核的数目越多,晶粒越细小。长大速度越小,长大过程中形成的晶核批次越多,晶核数目越多,因而晶粒越细小。反之,形核率越小而长大速度越大,则晶粒越粗大。因此晶粒度的大小取决于形核率N和长大速率G之比,比值芸N/G越大,晶粒越细小。
概念:表示晶粒大小的尺度
单位体积 (面积)内的晶粒数目
单位体积(面积)内的晶粒的平均线长度(或直径)
晶粒度级别
宏观晶粒度级别数(M-晶粒级别数,M-0.5至M-14.3)共33个级别
面积法
金相样品制备
测定方法
比较法:与标准评级图对比评定
标准评级图
评定方法
显微晶粒度的评定(放大25-1000倍)
宏观晶粒度的评定(放大1倍)
面积法:给定面积网格内的晶粒数
截点法:给定长度的测量线段(网格)与晶粒边界相交截数
评定方法
直线截点法
圆截点法
连接性能
粘接
焊接
铆接
等
等
数值修约(应符合相关规定)
石墨形状
球状(最具代表)
团状
开花
蠕虫
枝晶
等
国标分类(详见牌号)
球墨铸铁
奥氏体球墨铸铁
冷硬球墨铸铁
抗磨球墨铸铁
耐热球磨铸铁
耐蚀球磨铸铁
钢材牌号
性能
强度
屈服强度
Q235
低合金钢
纵向性能 断面收缩率
Z
子主题
Q235-Z15
质量等级
优质钢(不加符号)
高级优质钢(ABCD)
特级优质钢(E)
碳含量
生铁:两位数字,按千分之几计算
碳素机构钢和低合金结构钢:两位数,按万分之几计算
优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢:两位数,按万分之几计算
易切削钢:两位数,按万分之几计算
车辆车轴及机车车辆用钢:两位数,按万分之几计算
合金机构钢及合金弹簧钢:两位数,按万分之几计算
非调质机械结构钢:两位数,按万分之几计算
工具钢
碳素工具钢:数字(不确定位数),按千分之几计算。
合金工具钢:一位数字,按千分之几计算,含碳量大于1%时,不标明含碳量。
高速工具钢:同合金结构钢,一般不表明。但可以牌号头部加C表示高碳高速工具钢。
轴承钢
高碳铬轴承钢:不表明
渗碳轴承钢:同合金结构钢,两位数,按万分之几计算
高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢:同合金结构钢,两位数,按万分之几计算
钢轨钢、冷镦钢
优质碳素钢:两位数,按万分之几计算
合金钢:两位数,按万分之几计算
不锈钢和耐热钢
两位数,按万分几计算
三位数,按十万分之几计算
焊接用钢
碳素钢:两位数,按万分之几计算
焊接用合金钢:两位数,按万分之几计算
不锈钢:同不锈钢
碳含量的表示
牌号中碳含量的表示
无碳含量
纯铁
碳含量小于0.02%
低碳钢
碳不重要,采用其他表示方法
牌号国标已有规定
高碳铬轴承钢
十万分之几
三位数,应该是碳含量精度要求
万分之几
两位数
不超过1%
千分之几
高碳钢
碳素工具钢
合金工具钢
小于1%,不标明
C,前缀
表示高碳-高速工具钢,比同等标号的碳含量更高(普通型已经高碳钢)。
按碳含量分类
纯铁:0.02%以下
低碳钢(mild steel)为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。
中碳钢是碳含量为0.25%~0.65%的碳素钢。它包括大部分优质碳素结构钢和一部分普通碳素结构钢。此类钢大多用于制作各种机械零件,有的用于制作工程结构件。
高碳钢(High Carbon Steel)常称工具钢 , 含碳量从0.60%至1.70%, 可以淬火和回火。锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
生铁:2.21%及以上
合金元素及含量
碳钢/低合金钢:元素符号,含有较高该元素。
合金钢:元素+两位数字
高碳铬轴承钢:Cr+两位数,以千分之几计算
合金工具钢:
分类
低合金钢
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
合金钢
优质合金钢
特殊质量合金钢
元素

表示方法
没有含量
表示添加元素比较少,作为特殊功能添加
百分之几含量
元素+数字
千分之几含量
含量低于1%:元素+0+数字,比如合金工具钢中的Cr
高碳铬轴承钢:Cr
工艺
生产工艺
含氧量
沸腾钢:沸 F 大写 尾
半镇静钢:半 b 小写 尾
镇静钢:镇 Z大写 尾(有时候可以省略)
特殊镇静钢:特镇 TZ 大写 尾
轧制工艺
热轧(扩)钢管 W-H
冷拔(轧)钢管W-C
无缝钢管
后处理工艺
焊后热处理
-1等标号
交货状态
GBT 9948-2013 石油裂化用无缝钢管
热轧(尾R)
正火(尾右上角a,)
正火、正火轧制(尾N)
正火+回火(尾右上角b)
正火+回火(尾NT)
热机械轧制(尾M)
淬火+回火(尾Q)
完全退火或等温退火(尾I)
实验
抗氢致开裂实验
尾HIC(Hydrogen-Induced Cracking)
前后缀
前缀
名称 采用汉字 采用英文 缩写 大小写 位置 案例 其他表示 电工用冷轧取向硅钢 电取 DQ 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用高磁导级冷轧取向硅钢 电取 DQG 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用冷轧无取向硅钢 电无 DW 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用热轧硅钢 电热 DR 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用纯铁 电铁 DT 大写 头 原料纯铁 原铁 YT 大写 头 地质钻探钢管用钢 地质 DZ 大写 头 变形高温合金 高合 GH 大写 头 锚链钢 锚 M 大写 头 冷镦钢(铆螺) 铆螺 ML 大写 头 耐蚀合金 耐蚀 NS 大写 头 铸造高温合金 K 大写 头 屈服强度 屈 QT 大写 头 碳素工具钢 碳 T 大写 头 滚动轴承钢 滚 G 大写 头 焊接钢 焊 H 大写 头 易切削钢 易 Y 大写 头 车辆车轴用钢 辆轴 LZ 大写 头 机车车轴用钢 机轴 JZ 大写 头 铸铁 铁 T 大写 头 灰口铸铁 灰铁 HT 大写 头 球墨铸铁 球铁 QT 大写 头 蠕墨铸铁 蠕铁 RuT 大写 头 可锻铸铁 可铁 KT 大写 头 特殊性性能铸铁 殊铁 ST 大写 头 钢轨钢 轨 U 小写 头 管线钢 线 X 大写 头 输送管线 管线Line L 大写 头 铸钢 铸钢 ZG 大写 头 焊接结构用铸钢 铸钢焊 ZGH 大写 头 耐热铸钢 铸钢热 ZGR 大写 头 耐蚀铸钢 铸钢蚀 ZGS 大写 头 耐磨铸钢 铸钢磨 ZGM 大写 头 轧辊用铸钢 铸辊 ZU 大写 头 炼钢用生铁 炼 L 大写 头 L10 铸造用生铁 铸 Z 大写 头 Z30 球墨铸铁用生铁 球 Q 大写 头 Q12 耐磨生铁 耐磨 NM 大写 头 NM18 脱碳低磷粒铁 脱粒 TL 大写 头 TL14 含钒生铁 钒 F 大写 头 F04 热轧光圆钢筋 热轧光圆钢筋 Hot Rolled Plain Bars HPB 大写 头 热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋 Hot Rolled Ribbed Bars HRB 大写 头 细晶粒热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋+细 HotRolledRibbedBars+Fine HRBF 大写 头 冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋 Cold Rolled Ribbed Bars CRE 大写 头 预应力混凝土用螺纹钢筋 预应力、螺纹、钢筋 Prestressing、Screw、bars PSB 大写 头 焊接气瓶用钢 焊瓶 HP 大写 头 管线用钢 管线 Line L 大写 头 船用锚链钢 船锚 CM 大写 头 煤 M 大写 头
后缀
名称 采用汉字 采用英文 缩写 大小写 位置 案例 其他表示 精密合金 精 J 大写 中 焊接气瓶用钢 焊瓶 HP 大写 尾 Q295HP 普通优质钢 高级优质钢 高 ABCD 大写 尾 特级优质钢 特 E 大写 尾 矿用钢 矿 K 大写 尾 汽车大梁用钢 梁 L 大写 尾 多层或高压容器用钢 高层 gc 小写 尾 超级 超 C 大写 尾 船用钢 船 C 大写 尾 桥梁钢 桥 q 小写 尾 耐候钢 耐候 NH 大写 尾 高耐候钢 高耐候 GNH 大写 尾 汽车大梁用钢 梁 I 大写 尾 高性能建筑结构用钢 高建 GJ 大写 尾 低焊接裂纹敏感性钢 低焊接裂纹敏感性 Crack Free CF 大写 尾 保证淬透性钢 淬透性 Hardenability H 大写 尾 锅炉钢 锅 G 小写 尾 压力容器 容 R 大写 尾 低温压力容器 容低 RD 大写 尾 交货为热轧 R 交货为正火、正火轧制 N 交货为热机械轧制状态 M 大写 尾 交货为淬火+回火 Q 大写 尾 沸腾钢 沸 F 大写 尾 半镇静钢 半 b 小写 尾 镇静钢 镇 Z 大写 尾 特殊镇静钢 特镇 TZ 大写 尾 纵向伸缩率 纵 -Z 大写 尾 焊后热处理工艺 -数字及符号 尾 钢板桩 钢板桩 Pile P 大写 尾 Q295P 热轧钢板桩20933-2013 抗氢致开裂 氢开裂实验 HIC HIC 大写 尾 20HIC 石油裂化9948-2013 低温管道用无缝钢管 低温管道 DG 大写 尾 16MnDG 低温管道无缝18984-2016
GBT 221-2008 钢铁产品牌号表示方法
生铁
牌号的组成
字母(用途/特征/工艺)+主要元素含量(千分之)
第一部分:表示产品用途、特性及工艺方法的大写汉语拼音字母;
第二部分:表示主要元素平均含量(以千分之几计)的阿拉伯数字。炼钢用生铁、铸造用生铁、球墨铸铁用生铁、耐磨生铁为硅元素平均含量。脱碳低磷粒铁为碳元素平均含量含钒生铁为钒元素平均含量
表示及示例
序号 产品名称 第一部分 第二部分 牌号示例 采用汉字 汉语拼音 采用字母 1 炼钢用生铁 炼 LIAN L 含硅量为0.85%~1.25%的炼钢用生铁,阿拉伯数字为10 L10 2 铸造用生铁 铸 ZHU Z 含硅量为2.80%~3.20%的铸造用生铁,阿拉伯数字为30 Z30 3 球墨铸铁用生铁 球 QIU Q 含硅量为1.00%~1.40%的球墨铸铁用生铁,阿拉伯数字为12 Q12 4 耐磨生铁 耐磨 NAIMO NM 含硅量为1.60%~2.00%的耐磨生铁,阿拉伯数字为18 NM18 5 脱碳低磷粒铁 脱粒 TUOLI TL 含碳量为1.20%~1.60%的炼钢用脱碳低磷粒铁阿拉伯数字为14 TL14 6 含钒生铁 钒 FAN F 含钒量不小于0.40%的含钒生铁,阿拉伯数字为04 F04
铸铁(T)
灰口铸铁HT
牌号组成:HT100 2.5-4%碳
前缀HT(H,灰;T,铁)+最低抗拉强度

球墨铸铁QT
牌号组成QT400-17
前缀QT(Q,球;T,铁)+最低抗拉强度+最低延伸率

蠕墨铸铁RuT
牌号组成:HT100
前缀RuT(Ru,蠕;T,铁)+最低抗拉强度

可锻铸铁KT
牌号组成:KTH300-06
前缀KT(H,可;T,铁)+H/Z(H,黑;Z,珠光体)最低抗拉强度+最低延伸率

特殊性能铸铁ST
牌号组成:STSi15
前缀ST(S,特;T,铁)+合金及含量(百分之几计算)
铸钢(ZG)
铸钢(ZG)
牌号组成:ZG200-400
前缀ZG(S,特;G,铁)+屈服强度(MPa)+抗拉强度(MPa)
牌号组成:ZG15Cr2MoV
前缀ZG(S,特;G,铁)+数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
焊接结构用铸钢(ZGH)
牌号组成:ZGH+铸钢的力学/合金部分
前缀ZG(S,特;G,铁)+H(H,焊)+屈服强度(MPa)+抗拉强度(MPa)
前缀ZG(S,特;G,铁)+H(H,焊)+数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐热铸钢(ZGR)
牌号组成:ZGR40Cr25Ni20
前缀ZG(S,特;G,铁)+功能R(R,热)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐蚀铸钢(ZGS)
牌号组成:ZGS06Cr19Ni10
前缀ZG(S,特;G,铁)+功能S(S,蚀)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐磨铸钢(ZGM)
牌号组成:ZGM120Mn13Cr2RE
前缀ZG(S,特;G,铁)+功能M(M,磨)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)

钢材
碳素结构钢和低合金钢 (低碳万分+低合金)
碳素结构钢(普通质量)
通用碳素结构钢
牌号组成:Q235A-Z15 屈服强度235MPa的A级沸腾钢 纵向收缩率15%
前缀Q(屈,屈服强度)+数字(屈服强度MPa或N/mm²)+质量等级(ABC...必要时)+脱氧方法(必要时)+专门用途(必要时)+纵向收缩率(必要时前面加-)
(与低合金高强度结构钢的强度区间不一样,Q195-275)Q195 Q195F、Q195b、Q195 Q215 Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215B Q235 Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235D Q255 Q255A、Q255B Q275 Q275
专用碳素结构钢
牌号组成:HRB335 热轧带肋钢筋屈服强度335
专用结构钢前缀(工艺、外观、用途等)+数字(屈服强度MPa或N/mm²)+质量等级(ABC...必要时)+脱氧方法(必要时)+专门用途(必要时)+纵向收缩率(必要时前面加-)
类别 牌号 牌号构成 英文字母 普通热轧钢筋 HRB335 由HRB+屈服强度特征值构成 HRB一热轧带肋钢筋的英文(Hot rolled bed Bars缩写 HRB400 HRB500 细晶粒热轧钢筋 RF335 由HRBF+屈服强度特征值构成 HRBF一在热轧带肋钢筋的英文缩写后加“细”的英文(Fine)首位字母 HRBF400 HRBF5OO
低合金高强度结构钢
牌号组成:Q295HP/20Mnk 屈服强度295的焊接气瓶/0.2%碳含量的矿用锰+低合金高强度结构钢
(同碳素结构钢):前缀+数字(屈服强度MPa或N/mm²)+质量等级(ABC...必要时)+脱氧方法(必要时)+专门用途(必要时)+纵向收缩率(必要时,前面要加-)
(与碳素机构钢的区别是强度区间不一样,Q295-460)Q295 Q295A、Q295B Q345 Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E Q390 Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390E Q420 Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420E Q460 Q460C、Q460D、Q460E 压力容器用钢牌号表示为“Q345R” ;焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”;锅炉用钢牌号表示为“Q390g”;桥梁用钢牌号表 示为“Q420q”等。
二位阿拉伯数字(碳含量中值,万分之几计)+合金元素+用途/特性/工艺方法符号
20Mnk,0.2%碳含量的矿用锰钢(碳含量为0.15%~0.26%,锰含量为1.20%~1.60%的矿用)
符号
前缀
通用碳素结构钢:Q屈服强度
低合金高强度结构钢:Q屈服强度
专用碳素机构钢
产品名称 采用的汉字及汉语拼音或英文单词 采用字母 位置 汉字 汉语拼音 英文单词 热轧光圆钢筋 热轧光圆钢筋 Hot Rolled Plain Bars HPB 牌号头 热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋 Hot Rolled Ribbed Bars HRB 牌号头 细晶粒热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋+细 HotRolledRibbedBars+Fine HRBF 牌号头 冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋 Cold Rolled Ribbed Bars CRE 牌号头 预应力混凝土用螺纹钢筋 预应力、螺纹、钢筋 Prestressing、Screw、bars PSB 牌号头 焊接气瓶用钢 焊瓶 HAN PING HP 牌号头 管线用钢 管线 Line L 牌号头 船用锚链钢 船锚 CHUAN MAO CM 牌号头 煤机用钢 煤 MEI M 牌号头
数字
屈服强度:MPa=N/mm²,Q235
碳含量:二位数,按万分之几计算,20MnK
纵向收缩率:按百分之几计算,Q235AFq-Z15
质量等级
A为最低级、往后BCD...逐级提高
优质钢(不加符号)
高级优质钢(ABCD)
特级优质钢(E)
用途特征工艺
产品名称 采用的汉字及汉语拼音或英文单词 采用字母 位置 汉字 汉语拼音 英文单词 锅炉和压力容器用钢 容 RONG R 牌号尾 锅炉用钢(管) 锅 GUO G 牌号尾 低温压力容器用钢 低容 DI RONG DR 牌号尾 桥梁用钢 桥 QIAO Q 牌号尾 耐候钢 耐候 NAI HOU NH 牌号尾 高耐候钢 高耐候 GAONAIHOU GNH 牌号尾 汽车大梁用钢 梁 LIANG I 牌号尾 高性能建筑结构用钢 高建 GAO JIAN GJ 牌号尾 低焊接裂纹敏感性钢 低焊接裂纹敏感性 Crack Free CF 牌号尾 保证淬透性钢 淬透性 Hardenability H 牌号尾 矿用钢 矿 KUANG K 牌号尾 船用钢 采用国际符号
纵向性能:-Z+数字
Z:纵向收缩率
数字:纵向收缩率按百分之几计算
Q235AFq-Z15

优质碳素结构钢 优质碳素弹簧钢 (低中碳万分)
牌号组成:08F/65Mn 碳含量0.08%的优质沸腾优质碳素结构钢/碳含量0.65%的锰的优质碳素弹簧钢
二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+是否含高锰(必要时)+ 钢材冶金质量(必要时)+脱氧方式(必要时)+用途/特征/工艺方法符号(必要时)

数字:碳含量
特殊元素:含有较高的该元素
质量等级
脱氧方式
用途特征工艺符号
易切削钢 (中碳万分)
牌号组成:Y45Ca 含碳量0.45%的含钙易切削钢
Y(易,易切削钢)+二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+易切削元素符号
碳含量为0.42%~0.50%钙含量为0.002%~0.006%的易切削钢,其牌号表示为Y45Ca; 碳含量为0.40%~0.48%、锰含量为1.35%~1.65%、硫含量为0.16%~0.24%的易切削钢,其牌号表示为Y45Mn; 碳含量为0.40%~0.48%、锰含量为1.35%~1.65%、硫含量为0.24%~0.32%的易切削钢,其牌号表示为45nS
易切削元素符号,如:含钙、铅、锡等易切削元素的易切削钢分别以Ca、Pb、Sn表示。加硫和加硫磷易切削钢,通常不加易切削元素符号S、P。较高锰含量的加硫或加硫磷易切削钢本部分为锰元素符号Mn。为区分牌号,对较高硫含量的易切削,在牌号尾部加硫元素符号S
车辆车轴及机车车辆用钢 (中碳万分)
牌号组成:LZ/JZ45 辆轴/机轴0.45%碳含量的专用钢
车辆车轴LZ/机车车辆JZ+二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)

合金结构钢和合金弹簧钢 (低中碳万分+合金百分)
合金结构钢
牌号组成:25Cr2MoVA 碳含量0.25% 铬含量2%的含钒A级高级优质合金结构钢
二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素及含量(按百分之几计算,1.5%以下省去含量)+质量等级 +用途、特性或工艺方法

合金元素:合金元素含量,以化学元素符号及阿拉伯数字表示。具体表示方法为:平均含量小于1.50%时,牌号中仅标明元素,一般不标明含量;平均含量1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%…时,在合金元素后相应写成2、3、4、5…; 注:化学元素符号的排列顺序推荐按含量值递减排列。如果两个或多个元素的含量相等时,相应符号位置按英文字母的顺序排列。
合金弹簧钢
牌号组成:60SiMn 含碳量0.6%的硅锰合金弹簧钢
同上合金结构钢

非调质机械结构钢 (中碳万分+低合金百分)
非调质机械结构钢
牌号组成:F35VS 含碳量0.35%的含钒易切削非调质机械结构钢
F(非,非调质)+二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素含量(同合金结构钢)+改善切削性能的非调质机械结构钢加硫元素S(必要时)。

术语
调质:调质钢指淬火成马氏体后在500~650℃之间温度范围内回火的调质处理用钢。经调质处理后,钢的强度、塑性及韧性有良好的配合;调质钢的成分是含碳0.25%~0.5%碳素钢或低合金钢和中合金钢,调质处理后的金相组织是回火索氏体。例如:45钢、42CrMo调质钢。
非调质:通过微合金化、控制轧制(锻制)和控制冷却等强韧化方法,取消了调质热处理,达到或接近调质钢力学性能的一类优质或特殊质量结构钢的技术。
工具钢 (中高碳千分+低合金百分)
碳素工具钢(国标废止) (中高碳+低合金(锰等添加元素,无含量))
牌号组成:T8MnA 碳含量0.8%的含锰A级高级优质碳素工具钢
T(碳,碳素钢)+数字(平均碳含量,千分之几计算)+主要元素(必要时)+质量等级(必要时)
熔炼分析

合金工具钢(国标已废止) (中高碳+低合金百分)
牌号组成:9SiCr 碳含量0.9%的硅铬合金工具钢
一位数字(平均碳含量,千分之几计算)+合金元素(百分之几计算)+质量等级(必要时)
量具刃具用钢

耐冲击工具用钢

冷作磨具钢
统一数字代号 序号 钢组 牌号 化学成分,%(m/m) C Si Mn P S Cr Mo V 其他 不大于 T20111 3-6 冷作模具钢 CrWMn 0.90~1.05 ≤0.40 0.80~1.10 0.030 0.030 0.90~1.20 1.20~1.60 Nb:0.20~0.35 T20110 3-7 9CrWMn 0.85~0.95 ≤0.40 .90~1.20 0.030 0.030 0.50~0.80 0.50~0.80 T20421 3-8 Cr42Mov 1.12~1.25 0.40~0.70 ≤0.40 0.030 0.030 3.50~4.00 1.90~2.60 0.80~1.20 0.80~1.10 T20432 3-9 6Cr4w3mo2vnb .60~0.70 ≤0.40 ≤0.40 0.030 0.030 3.80~4.40 2.50~3.50 1.80~2.50 0.80~1.20 T20465 3-10 6W6Mo5Cr4V 0.55~0.65 ≤0.40 ≤0.60 0.030 0.030 3.70~4.30 6.00~7.00 4.50~5.50 0.701.10 T20104 3-11 7CrSiMnMov 0.65~0.75 0.85~1.15 0.651.05 0.030 0.030 .901.20 0.20~0.50 0.15~0.30
热作磨具钢

高速工具钢 (高碳特高碳+高合金百分)
牌号组成:CW6Mo5Cr4V2 钨含量6%钼含量5%铬含量4%钒含量2%的高碳高速工具钢
C(C,高碳,必要时)+合金元素及含量(按百分之几计算,1.5%以下省去含量)+质量等级 +用途、特性或工艺方法(红色部分同合金结构钢,不同点C表高碳,无含量)
熔炼分析

轴承钢(滚动G)
高碳铬轴承钢(高碳低铬) (高碳+含铬千分+其他合金百分) 电渣重熔冶炼
牌号组成:GCr15SiMn Cr含量1.5%的硅锰高碳铬轴承钢
G(滚,滚动轴承)+Cr及含量(平均铬含量,千分之几计)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算)
残余成分磷、硫、钛含量逐渐降低

渗碳轴承钢(低碳渗碳+低铬) (低碳万分+铬及含量百分+其他合金百分)真空脱氧/电渣
牌号组成:G20Cr2Ni4 碳含量0.2%铬含量2%镍含量4%的渗碳轴承钢
G(滚,滚动轴承)+碳含量(平均碳含量,万分之)+Cr及含量(平均铬含量,百分之几计)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算)

高碳铬不锈钢轴承钢(高碳+Cr10%以上) (高碳万分+高铬百分+其他合金)电渣重熔冶炼
牌号组成:G95Cr14Mo 碳含量0.95%铬含量14%含钼高碳铬不锈钢轴承钢
G(滚,滚动轴承)+碳含量(平均碳含量,万分之)+Cr及含量(平均铬含量,百分之几计)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算)

高温轴承钢(高碳+钨钼铬) (高碳+合金及含量百分)电渣重熔冶炼
牌号组成:GW9Cr4V2Mo 钨含量9%铬含量4%钒含量2%的含钼高温轴承钢
G(滚,滚动轴承)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算,主要元素为钨、铬、钒、钼等)

钢轨钢、冷镦钢
钢轨钢(高碳(低)+锰硅) (高碳+锰硅等元素无含量)(镇静钢+热轧,高温喷射去氧化铁皮)
牌号组成:U70MnSi 碳含量0.7%的锰硅钢轨钢
U(钢硅钢)+阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素(碳素结构钢/合金结构钢对应方法)

冷镦钢(用于生产螺钉,销钉,螺母等标准件) 碳含量广泛+碳钢/合金/双目/轴承/不锈钢
牌号组成:ML30CrMo 碳含量0.3%的铬钼合金冷镦钢
ML(铆螺钢)+阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素及含量(碳素结构钢/合金结构钢对应方法)

原材料分类
优质碳钢
合金结构钢
双相钢
轴承钢
不锈钢
不锈钢和耐热钢
不锈钢(耐腐蚀,Cr>10.5%,C<1.2%) (Cr的合金钢)
耐热钢 (抗氧化+高温强度)
牌号组成:06Cr13 碳含量0.3%的铬钼合金冷镦钢你
二/三位阿拉伯数字(碳含量,万/十万分之几计;详见尾部说明)+合金元素及含量(按百分之几计算,1.5%以下省去含量)
碳含量说明
Wc0.16%以上时:Wc=平均碳含量
上限大于0.1%时:Wc=上限*4/5
上限小于等于0.1%时:碳含量=上限*3/4
焊接用钢 注意焊接用钢/焊条
碳钢焊条
低合金焊条
不锈钢焊条
堆焊焊条
铸铁焊条
铜及铜合金焊条
铝及铝合金焊条
特殊焊条:水下焊接
按用途
酸性焊条 熔渣为酸性氧化物 (SiO2、TiO2、FeO3)
碱性焊条 熔渣为碱性氧化物和氟化钙 (CaO、CaF2)
按酸碱性
牌号组成:H08A 碳素结构钢/合金钢/不锈钢
H(焊,焊接用钢)+对应钢材型号 (比如碳素结构钢/合金结构钢/不锈钢等)

冷轧电工钢(酸性轧制退火) 冷轧极低碳含量的含硅钢
普通取向电工钢Q
高磁导级取向电工钢QG
无取向电工钢W
牌号组成:30Q130 0.005%以下的碳+0.5-4.5%的硅
公称厚度(mm)+取向高磁(Q/QG/W)+最大比总损耗值*100
电磁纯铁 低碳(小于0.02%)
电磁纯铁DT4(AEC)
无发纹纯铁DT8(AEC)
高真空气密性纯铁 DT9
牌号组成:DT4(AEC) 低碳
DT(电+铁)+牌号顺序号+电磁性能(ACE,普通、高级、特级、超级)

原料纯铁 低碳(小于0.02%)
牌号组成:YT1 序号为1的原料纯铁
YT(原+铁)+牌号顺序号

高电阻电热合金
同不锈钢及耐热钢
机电工程
招投标
施工合同管理
设备采购管理
施工组织设计
材料进场及验收
机电工程技术
质量控制策划
基本要求
项目质量计划
策划的分工和职责
策划的方法和主要内容
施工质量管理的实施
实施的准备:交底、资源条件配置、开工手续
过程控制:关键过程、特殊工序、施工过程标识 质量信息和记录、工程质量检查
施工质量影响因素的预控
控制的内容
控制的方法
质量预防方法
施工质量检验
分类
依据和内容
三检制
施工质量检验
不合格品管理
施工质量验收
质量监督检验
质量统计的分析方法及应用
质量数据分类
数据收集方法
统计分析方法的应用
质量问题和事故
划分
施工质量事故的调查处理
施工质量问题的调查处理
施工质量的管理
安装完毕
子主题
组织试运行
组织
前置条件
前置工作
单机试运行 空负荷-负荷 (空载-静载-动载)
组织
范围
前提条件
单体试运行规定
单体试运行要求
中间交接
联动试运行
范围
目的
前置条件
规定
负荷试运行
前置条件
要求
竣工验收
工程移交
试运行
竣工验收管理
范围
分类
依据
子主题
竣工验收的组织
主体
组织形式
成员组成
职责
程序 验收准备-预验收-正式验收-遗留问题处理-竣工资料移交
验收准备
预验收
正式验收
遗留问题处理
竣工资料移交
要求和实施
前置条件
验收项目
验收管理
实施
竣工验收
保修的职责和程序
职责
范围
期限
工程保修书
保修程序
回访计划和实施
回访计划的编制
计划内容
保修与回访