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钢的基本知识

 

steel

  航空器和航天器中广泛使用的重要承力结构材料。它的主要特点是强度高,适于制造飞机、发动机、火箭的各类重要承力构件。20年代最初用锰钢管代替木材制造飞机构架。到50年代中期,钢的品种日益增多,强度不断提高,在飞机中的用量曾达到20%之多。随着铝合金比强度的提高和钛合金的应用,为减轻构件重量,钢在飞机中的用量到70年代降至 5%左右。同一时期钢在发动机中的用量从85%减少到15%左右。但是,飞机中的一些重要承力构件,如机翼大梁、主起落架;发动机中的转动件,如涡轮轴、齿轮、轴承;固体火箭壳体、液体火箭发动机机架和燃烧室外壁等,仍然需要用钢来制造。自60年代末期以来,合金钢和不锈钢的质量与性能都有所提高,成本降低,工艺性能改善,因而在航空航天工业中仍占有重要地位。

  新型超高强度钢的强度已达到2000兆帕(200公斤/毫米2)。随着强度的提高,缺口敏感性增加,出现氢脆、应力腐蚀和腐蚀疲劳问题,强度超过一定限度后断裂韧性降低,直接影响部件的使用可靠性和使用寿命,甚至会在使用中突然断裂。因此需要选择合理的热处理制度,以获得良好的综合性能。马氏体时效钢不仅强度高,断裂韧性、抗氢脆和应力腐蚀性能也都比低合金超高强度钢好,有良好的可焊性和工艺塑性,是一种综合性能良好的钢种,适于制作飞机起落架。

Image:gang01.jpg

  半奥氏体沉淀硬化不锈钢,也称过渡型沉淀硬化不锈钢,兼有奥氏体和马氏体两类不锈钢的长处,即塑性良好、容易加工成形,热处理后可获得很高的强度,在高速飞机和航天器上获得了应用。



声母:g

字头:钢,(,鋼,)

四笔号码:3760

注音:gàng

摘要:gang

笔画:09画

部首画:05

部首:钅部

释义:1.把刀放在布、皮、石头或缸沿上用力磨擦,使刀刃锋利:~刀石|把刀~一~。

2.在钝刀的刀口回火加钢后重新打造,使锋利:这把刀该~了。

另见〖gāng〗。

部首查询:05钅部


声母:g

字头:钢,(,鋼,)

四笔号码:3760

注音:gāng

摘要:gang

笔画:09画

部首画:05

部首:钅部

释义:1.铁和碳的合金,含碳量0.15%-1.7%,并含有少量的锰、硅、硫、磷等元素,比生铁坚韧,比熟铁质硬,是工业基本材料。

2.比喻坚强:志如~|百炼成~。

另见〖gàng〗。

部首查询:05钅部



steel
  含碳量小于2%并含有某些其 他元素的铁碳合金 。钢具有强度高、韧性好、易于加工成形、原材料资源丰富、冶炼容易、价格便宜等优点,是应用最广泛的一种金属材料。
  简史 中国在春秋末期(前476年以前 )已出现人工锻炼的钢。到东汉时期已掌握了炒钢技术。钢的工业生产最早采用坩埚法,产量低 、成本高 ,难于 满足工业发 展的需要 。1856年 ,英国的 H.贝塞麦发明了转炉炼钢法 ,1856~1864年,英国的 K.W.西门子 和法国的 P.E.马丁发明了平炉炼钢法 。1899年 ,法国的P.L.T.埃鲁发明了电弧炉炼钢法 。20世纪50年代后,先后出现了真空除气、电渣重熔、钢包精炼、真空熔炼等精炼技术,使电炉钢的品质更好,各种新钢种也相继出现。钢是现代社会生产和生活所必需的基本材料,而钢和钢材的产量、品种、质量已作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术现代化的一个重要标志。
  钢的组织和特性 铁是钢的基本组成元素。铁在固态有两种晶体结构,一是体心立方结构(存在于两个温度范围内,912℃以上称α铁,1394℃以上称δ铁 );另一 是面心立方结构(存在于912~1394℃之间,称γ铁 )。碳 是钢中另一主要元素,对钢的组织和性能起重要作用,通常随着含碳量的增加,钢的强度增加、塑性下降。碳在钢中主要有两种存在形式,一是溶入铁中与铁形成固溶体(两种以上化学组分互相溶解而形成的均匀固相);另一是与铁形成铁碳化合物,称渗碳体(Fe3C),其硬度高、脆性大。碳溶于α铁中形成的固溶体称铁素体;溶于γ铁中形成的固溶体称奥氏体,其最大溶解度为2.11%。钢在冷却过程中,过饱和的奥氏体将发生分解,形成铁素体和渗碳体。铁素体和渗碳体组成的呈片状相间排列的混合物称珠光体。一般碳素钢在室温下的金相组织由铁素体、珠光体和渗碳体组成。
  在碳素钢基础上加入各种合金元素,可制成各种合金钢。加入不同的合金元素,可使合金钢具有耐热、耐腐蚀、耐磨、高强度等特殊性能。合金元素按其与碳的亲和力不同分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素;按其对钢的组织转变影响不同分为扩大奥氏体区元素和缩小奥氏体区元素。合金元素还影响铁碳相图中特征点位置、相变、碳的扩散及钢的淬透性等。除加入合金元素外,通过热处理工艺,也可改变钢的组织结构和性能,如提高钢的强度、增加韧性、获得良好的加工工艺性能等。
  分类 钢的分类方法有多种。按冶炼方法分为平炉钢 、转炉钢和电炉钢。平炉炼钢脱除硫、磷和氧的条件比转炉好,故平炉钢的品质优于转炉钢。转炉钢将空气直接吹入钢液中,以使碳、锰、硅等元素被氧化脱除。该法冶炼速度快、能耗少、成本低,所炼出的钢可满足工业上的一般应用。但转炉钢含氧、氮量高,品质较差,不能适应重要产品的要求。电弧炉炼钢脱除硫、磷和氧的条件好,合金成分调整容易,冶炼速度比平炉炼钢快,适于生产各种优质钢。按化学成分分为碳素钢和合金钢。按品质分 为普通钢( 磷≤0.045%、硫≤0.055%)、优质钢(磷、硫≤0.035%)和高级优质钢(磷、硫≤0.03% )。按用途分为结构钢,用以制造各种承力结构件和机械零件;工具钢,用以制造各种切削刀具、量具、模具和其他耐磨工具;特殊钢,包括耐热钢、耐磨钢、不锈钢、电工钢、低温钢 、易切削钢等 。按金相 组织分为亚 共析钢(铁素体加珠光体组织)、共析钢(珠光体组织)、过共析钢(碳化物加珠光体组织),或分为珠光体钢、贝氏体钢 、马氏体钢、奥氏体钢和铁素体钢等。按供货方式又分为轧钢、锻钢和铸钢。
  钢的牌号 实际应用中,各种类型的钢分别以各自的牌号来表示。钢的牌号命名,各国均有自己的规则和方法。中国国家标准采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。通常,用汉语拼音第一个字母表示钢的名称、用途、特性和工艺方法,如氧气转炉钢用Y,沸腾钢用F。普通碳素钢分甲、乙、特3种质量,分别用A、B、C表示,并以数字表示其含碳量 ;如 AY2F、AY3F 表示甲类氧气转炉沸腾钢,后者比前者含碳量高。优质碳素结构钢用数字或数字加元素符号表示,高级优质钢在数字后加A ,数字表 示其平均含碳量(以千分之几计);如20A表示平均含碳量0.2%的高级优质钢。碳素工具钢用字母T、数字( 表示千分之几 计的平均含碳量)和高级优质符号A表示,如T9A。合金钢用元素符号和阿拉伯数字表示,其含碳量放在最前边。合金结构钢的含碳量以万分之几计,不锈钢、耐热钢等以千分之几计 。合金钢中的合金元素含量用元素符号后边的数字表示,含量小于 1.5% 的不予标出 ;如 30 CrMnSi 表 示 平 均 含碳量为0.3%,合金元素含量均小于1.5%的合金结构钢,铸钢用汉语拼音符号ZG和数字表示 ,如ZG45 , 表示含碳量为0.45%的铸钢。


(钢铁),铁和碳的合金,碳素浓度低于2%。加热处理后性质会出现显著变化。只含碳素的钢称为碳素钢,或普通钢,广义上包括含其他元素的的合金。其他常見钢有:

  • 不銹鋼(stainless steel)
  • 合成鋼(synthetic steel)
  • 合金鋼(alloy steel) - 鋼中加入其它金屬如鉻、鎳、鎢、釩等,使具有若干新的特性。 由於各種合金元素的摻入,合金鋼可具有防銹,防腐蝕,耐熱,耐磨,防震和抗疲乏等不同特性。
  • 鍍滗

    本文引用地址:http://www.worldmetal.cn/steel/show-25581-1.html

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