特殊性能钢的分类及特性
试描述建筑钢材的种类和特点
试描述建筑钢材的种类和特点1.引言建筑钢材是现代建筑中至关重要的材料之一。
它在建筑结构中发挥着承重、支撑和稳定的作用。
本文将介绍建筑钢材的种类和特点，以帮助读者更好地理解和应用建筑钢材。
2.冷弯钢材冷弯钢材是一种常见的建筑用钢材，其主要特点包括：-可以根据需要加工成各种形状，如冷弯型钢、冷弯薄壁型钢等；-具有较高的可塑性和可加工性；-适用于轻型建筑结构和装饰构件等。
3.焊接钢材焊接钢材是通过焊接工艺将多个钢材连接在一起形成的复合材料，其特点包括：-具备较高的强度和刚度；-可根据需要进行定制化加工；-适用于承载重量较大的建筑结构和框架等。
4.高强度钢材高强度钢材是一类具有较高屈服强度和抗拉强度的建筑钢材，其特点包括：-可以在较小的截面尺寸下承受更大的荷载；-具有较好的抗震性能；-适用于高层建筑和大跨度结构等。
5.不锈钢不锈钢是一种不易生锈的建筑钢材，其特点包括：-具有良好的耐腐蚀性，能够长期维持表面的光洁度；-适用于建筑的室内和室外环境；-用于制作装饰性构件和防腐蚀结构等。
6.预应力钢材预应力钢材是一种在施工过程中施加预定拉力的钢材，其特点包括：-能够改善建筑结构的承载力和稳定性；-可以减少结构的变形和开裂；-适用于大跨度结构和混凝土构件等。
7.总结建筑钢材的种类繁多，每种钢材都有其独特的特点和用途。
冷弯钢材适用于轻型建筑和装饰构件，焊接钢材适用于承载重量较大的结构，高强度钢材适用于高层建筑和大跨度结构，不锈钢适用于防腐蚀结构，而预应力钢材可以提高结构的承载能力和稳定性。
理解各种建筑钢材的特点和应用范围，有助于合理选用钢材并确保建筑结构的安全和稳定。
特殊性能钢讲解
特殊性能钢
1.定义
特殊性能钢是具有特殊物理,化学性能的钢,能用 来制造要求具有一定力学性能，还要求具有特 殊性能的零件
2.分类
不锈耐酸钢
特殊性能钢： 耐热钢
耐磨钢
3.特殊性能钢牌号
平均碳的质 量的千分数
合金元素平均 质量的百分数
1):特殊性能钢牌号规则：数字+合金元素符号+数字 如2Cr13,1Cr13,1Cr17 说明：Wc>1%时，不标数字；合金元素含量＜ 1.5%,牌号中只标明元素符号,不标含量 1Cr13 表示平均含碳0.1% Cr含量13%的不锈钢 2Cr13 表示平均含碳0.2% Cr含量13%的不锈钢 2)、但如果含碳量≤0.03%及0.03% ≤ Wc≤0.08%时，在钢 号前分别定拟“00”及“0”表示。
2)分类:
按组织状态分
按成分分
马氏体不锈钢
铬不锈钢
铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢
镍铬不锈钢 铬锰氮不锈钢
3)马氏体不锈钢:
①定义常:用马氏体不锈钢的含碳量为0.1%-0.45%,含 铬量为12%-14%,属铬不锈钢
②常见牌常号见: 的牌号有1Cr13 、2Cr13 、3Cr13 、 4Cr13,9Cr18,随着钢中含碳量增加、钢的强度、硬 度、耐磨性提高、但耐腐蚀性降低
⑥用途: 食品设备、化工容器、管道等
⑦不具有磁性或者弱磁性
表1 常用不锈钢的特性和应用
类别 序号 牌号
特性和应用
马氏体 不锈钢
铁素体 不锈钢
奥氏体 不锈钢
1
1Cr1
用于汽轮机片及高应力部件之良好的 不锈耐热钢
2 3
3 2Cr1
3 3Cr1
3
淬火状态下硬度高,耐腐蚀性良好， 用于汽轮机叶片
不锈钢的种类及特性
不锈钢的种类及特性不锈钢是一种具有特殊性能的合金材料，它在大气、水和各种介质中能够保持不易氧化和腐蚀的特性。
不锈钢种类繁多，主要有以下几种：1.铬不锈钢：铬不锈钢是通过向钢中添加铬元素而制成的。
铬的主要作用是形成一层致密的铬氧化物薄膜，防止钢材继续被氧化。
一般来说，铬含量在10%以上的钢称为铬不锈钢。
铬不锈钢具有较好的耐蚀性、耐热性和耐磨性，适用于制作耐酸、耐碱的设备和容器。
2.镍不锈钢：镍不锈钢是通过向钢中添加镍元素而制成的。
镍能够增强钢的耐蚀性、韧性和强度，同时还能降低钢的磁性。
一般来说，镍含量在8%以上的钢称为镍不锈钢。
镍不锈钢具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性，广泛用于制作化工设备、核工业设备和高温设备。
3.钼不锈钢：钼不锈钢是通过向钢中添加钼元素而制成的。
钼能够提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性，同时还能增加钢的耐高温性和耐磨性。
一般来说，钼含量在4%以上的钢称为钼不锈钢。
钼不锈钢适用于在酸、碱、盐等腐蚀性介质中工作的设备，如酸洗设备、氯化钠设备和硝酸设备。
4.铁素体不锈钢：铁素体不锈钢是由铁和一定量的铬等元素组成的合金材料。
铁素体不锈钢具有较高的硬度、强度和耐热性，适用于制作热交换器、锅炉管道和汽车排气系统。
5.奥氏体不锈钢：奥氏体不锈钢是由铁和铬、镍等元素组成的合金材料。
奥氏体不锈钢具有良好的塑性、可焊性和耐蚀性，适用于制作压力容器、食品设备和化工设备。
不锈钢具有以下几个共同的特点：1.耐腐蚀性：不锈钢具有优异的耐腐蚀性，能够抵御大部分酸、碱、盐等腐蚀性介质的侵蚀，减少设备的损坏和维修。
2.耐高温性：部分不锈钢具有很高的耐高温性，能够在高温环境下保持稳定的性能，适用于高温设备和高温工艺。
3.良好的加工性：不锈钢具有良好的塑性、可焊性和可加工性，易于加工成各种形状和尺寸的零件和构件。
4.良好的装饰性：不锈钢具有光亮、美观的表面，能够增加产品的装饰性，常用于室内装饰、建筑和家具制作。
除了以上的种类和特性，不锈钢还有许多其他的特点，如耐磨性、耐疲劳性、可循环利用等。
特殊性能钢
0.17～0.37
0.40～0.70
0.80～1.10 0.30～0.60 1.50～1.80
Mo 0.40～0.55
Mo 0.25～0.35 V 0.15～0.30
Mo 0.25～0.35 V 0.15～0.30
淬火：900，空 回火：650，空
淬火：970，空 回火：750，空
淬火：奥氏体不锈钢的基础上加入了W，Mo，V，Ti，Nb， Al等合金元素。合金加入总量超过10%，具有较高的热强性和抗氧化性，较 高的塑性和冲击韧性，良好的可焊性和冷成形性。其主要用于制造工作温度 在600～850℃间的高压锅炉过热器、汽轮机叶片、叶轮、发动机气阀等零件， 常用牌号有07Cr19Ni11Ti，45Cr14Ni14W2Mo等。 常用耐热钢的牌号、成分、热处理及用途如表6-16所示。
3 化学成分
为了提高耐热钢的抗氧化性能，加入有Cr，Si和Al等合金元素，可在钢的表面形成完整 稳定的氧化物保护膜。为提高耐热钢的热强性，加入Ti，Nb，V，W，Mo，Ni等合金元素。
4 常用耐热钢
耐热钢按性能和用途的不同，可分为抗氧化钢和热强钢。
1）抗氧化钢
在高温下有较好的抗氧化性且有一定强度的钢种称为抗氧化钢。其多用来制造
010～1
150，焊制N造iC深r 钢冲的零件焊、 芯
制造耐硝酸、
固溶处理：1 010～1 150，有 机 酸 、 盐 、
快冷
碱溶液腐蚀的
设备
制造焊芯、抗
固溶处理：925～1 快冷
150，
磁仪表、医疗 器械、耐酸容 器、输送管道
等
1）马氏体不锈钢
马 氏 体 不 锈 钢 属 于 铬 不 锈 钢 ， 通 常 称 为 Cr13 型 不 锈 钢 。 其 碳 质 量 分 数 ωC 为
特殊性能钢介绍
分类
按用途分类
特殊性能钢按用途可分为结构钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等。
按合金元素分类
特殊性能钢按合金元素可分为铬钢、镍钢、钛钢、钨钢等。
按制造工艺分类
特殊性能钢按制造工艺可分为铸造钢、锻造钢、热处理钢等。
02 高强度钢
特点
高强度
高强度钢具有较高的抗拉 强度和屈服点，能够承受
较大的压力和应力。
轻量化
等部件。
建筑领域
高强度钢用于制造桥梁、高层 建筑、钢结构房屋等建筑结构
。
石油化工
高强度钢用于制造压力容器、 管道、储罐等石油化工设备。
航空航天
高强度钢在航空航天领域中用 于制造飞机机身、起落架等关
键部件。
生产工艺
冶炼
高强度钢的冶炼通常采用电炉 或转炉熔炼，加入适量的合金 元素以提高钢材的力学性能。
良好的加工性能
不锈钢易于切割、焊接和成型，且在 加工过程中不易产生裂纹。
高强度和韧性
不锈钢具有较高的强度和韧性，能够 承受较大的压力和冲击力。
美观耐用
不锈钢表面光滑、不易生锈，具有良 好的耐久性和美观性。
应用领域
建筑业
不锈钢广泛应用于建筑物的门窗、 栏杆、屋顶等部位，其高强度和 耐腐蚀性能使建筑物更加安全可 靠。
按组织结构分类
不锈钢可分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢等，不 同组织结构的不锈钢具有不同的机械性能和耐腐蚀性能。
按用途分类
不锈钢可分为食品级不锈钢、工业级不锈钢等，不同用途的不锈钢 在生产过程中有不同的质量要求和标准。
04 耐热钢
特点
高温强度
耐热钢在高温下仍能保持较高的强度和硬度， 具有良好的抗蠕变性能。
钢材分类及品种大全
钢材分类及品种大全
钢材根据其成分、用途、制造工艺等因素可以进行多种分类。
以下是一些常见的钢材分类和品种的概述：
●按成分分类：
1.碳素钢（Carbon Steel）：主要由铁和碳组成，其中碳含量是主要区分因素。
2.合金钢（Alloy Steel）：含有除铁和碳以外的其他元素，如铬、镍、钼等，以改善钢的
性能。
3.不锈钢（Stainless Steel）：含有铬和其他合金元素，具有抗腐蚀性。
●按用途分类：
1.建筑用钢：用于建筑结构，如梁、柱、梯级等。
2.机械结构用钢：用于制造机械零件和构件。
3.容器板用钢：用于制造压力容器和储罐。
4.造船用钢：用于制造船舶结构。
5.桥梁用钢：用于制造桥梁的结构部件。
●按制造工艺分类：
1.热轧钢材（Hot-rolled steel）：在高温下轧制，通常具有较大的厚度。
2.冷轧钢材（Cold-rolled steel）：在室温下轧制，表面光滑，尺寸精度较高。
●按形状分类：
1.圆钢：横截面为圆形的钢材。
2.方钢：横截面为正方形的钢材。
3.扁钢：横截面较宽而较薄的钢材。
4.槽钢：横截面呈槽状的钢材，用于构造结构。
其他特殊类别：
5.弹簧钢：用于制造弹簧的特殊钢材。
6.耐磨钢：具有良好耐磨性能的钢材，适用于矿山和建筑机械。
请注意，以上只是一些常见的分类，实际上，钢材的品种非常繁多，可以根据特定的要求进行更详细的分类。
具体的钢材标准和分类可能会因国家、地区、行业标准等因素而有所不同。
各种型号钢性能及用途
各种型号钢性能及用途钢是一种重要的材料，其性能和用途各不相同。
以下是一些不同型号钢的性能和用途的详细介绍。
1.碳结构钢碳结构钢是最基本的钢材，含有少量碳元素。
这种钢具有良好的机械性能，如高强度、韧性和可塑性。
其用途广泛，包括建筑、汽车制造、舰船建造、机械制造等领域。
2.不锈钢不锈钢含有至少10.5%的铬元素，这使得它具有抗腐蚀性能。
不锈钢可根据其含有的其他元素类型来分类，如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等。
不锈钢广泛应用于食品加工、医疗设备、化学工业、建筑装饰等领域。
3.合金钢合金钢是通过向普通钢中添加其他元素来改变其性能的钢材。
添加的合金元素可以提高钢的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温性能等。
合金钢根据其添加的合金元素不同可分为高速钢、耐热钢、耐腐蚀钢等。
合金钢广泛用于刀具制造、航空航天、化工设备、锅炉制造等领域。
4.高速钢高速钢是一种高硬度、高耐磨性的合金钢，适用于高速切削、冲击和耐磨等要求较高的情况。
高速钢广泛用于制造刀具、加工设备和汽车零部件等。
5.耐热钢耐热钢是一种具有较高耐热性能的钢材，能够在高温下保持较好的力学性能和耐腐蚀性能。
耐热钢广泛应用于锅炉、石化、电力等行业，用于制造耐热容器、加热元件和烧结等设备。
6.耐腐蚀钢耐腐蚀钢是一种具有良好抗腐蚀性能的钢材，适用于酸、碱、盐等腐蚀性介质的工作环境。
耐腐蚀钢广泛用于化工、海洋工程、环境保护等领域，用于制造储罐、管道、化工设备和海洋平台等。
总结而言，钢的性能和用途多种多样。
不同型号的钢有不同的机械性能、耐腐蚀性能和耐高温性能，因此在各个领域具有广泛的应用。
善于选择合适的钢材，可以提高产品的性能和寿命。
耐热钢标准
耐热钢标准耐热钢是一种具有良好耐高温性能的特殊钢材，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
本文将从耐热钢的定义、特性、分类、应用领域和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、耐热钢的定义耐热钢是一种能够在高温环境下保持良好力学性能和抗氧化性能的特殊钢材。
它具有较高的耐高温稳定性、抗氧化性能和抗蠕变性能，能够在高温下保持较高的强度和硬度，不易软化和变形。
二、耐热钢的特性1. 耐高温稳定性：耐热钢在高温下能够保持较高的强度和硬度，不会发生明显的软化和变形。
2. 抗氧化性能：耐热钢表面形成一层致密的氧化膜，能够有效防止氧化反应，延缓材料的氧化速度。
3. 抗蠕变性能：耐热钢在高温下能够抵抗塑性变形和蠕变现象，保持较好的形状稳定性和尺寸精度。
4. 良好的加工性能：耐热钢具有较好的可塑性和可焊性，可以方便地进行热加工和焊接。
三、耐热钢的分类根据耐热钢的化学成分和性能特点，可以将其分为几个主要类别：1. 铁基耐热钢：主要由铁、铬、镍等元素组成，具有较高的耐高温稳定性和抗氧化性能。
2. 镍基耐热合金：主要由镍、铬、钼等元素组成，具有较高的耐高温稳定性、抗氧化性能和抗蠕变性能。
3. 钨基耐热合金：主要由钨、铼、铬等元素组成，具有极高的耐高温稳定性和抗氧化性能，广泛应用于高温环境中。
4. 铸造耐热钢：主要由铁、铬、镍等元素组成，具有较好的耐高温稳定性和抗氧化性能，适用于大型铸件的制造。
四、耐热钢的应用领域耐热钢广泛应用于航空航天、能源、化工等领域，主要包括以下几个方面：1. 航空航天领域：耐热钢用于制造航空发动机的涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室等部件，以及航空航天器的隔热材料。
2. 能源领域：耐热钢用于制造火电站锅炉的超临界和超超临界锅炉管道和受热面，以及核电站的核反应堆压力容器和燃料元件。
3. 化工领域：耐热钢用于制造化工设备的反应器、分离器、石油裂化炉管道等，能够承受高温、高压和腐蚀介质的作用。
4. 其他领域：耐热钢还广泛应用于冶金、机械、汽车等领域，用于制造高温工作环境下的各种零部件和工具。
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特殊性能钢的分类及特性
特殊性能钢是指不锈钢、耐热钢、耐磨钢。
（一）不锈钢
金属腐蚀的概念：金属腐蚀现象是金属制件常发生的一种现象，据不完全统计，全世界因腐蚀而损坏的金属制件约占其产量的10%。
腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，如钢在高温下的氧化为化学腐蚀，而钢在室温下的腐蚀则属电化学腐蚀。
电化学腐蚀现象比较普通，这类腐蚀是金属在电解质溶液中发生的电化学作用，这种作用是由于形成了原电池和微电池而形成的。
要提高金属的耐蚀性，一方面要尽量使合金在室温下呈单一均匀的组织，另一方面更重要的是提高阳极合金本身的电极电位，第三方面减少甚至阻断腐蚀电流，使金属钝化。
为达此目的，一般在合金钢中加入较多数量的Cr、Ni等合金元素。
实际证明，在铁中加入Cr量大于13%，其钢的电极电位由－0.56升至0.26，同时可吸收铁原子，使铁碳化；加入Ni其作用是扩大奥氏体区域，获得单相奥氏体。
（二）常用不锈钢
常用不锈钢一般分为两种类型。
一类铬不锈钢，另一类为铬镍不锈钢。
1.铬不锈钢
这类钢主要牌号为1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17等，
其化学成分有马氏体型和铁素体型。
Cr13型不锈钢中平均含铬量为13%。
铬在钢中最主要的作用是提高耐蚀性。
基体中含铬量≥11.7%的含铬不锈钢能在阳极（点极）区域基体表面上形成一层富铬的氧化物保护膜，这层膜会阻碍阳极区域的反应，并增加电极电位致使基体电化学腐蚀过程减慢，从而使不锈钢获得一定的耐蚀性。
Cr13型不锈钢属马氏体型不锈钢，主要用于制造汽轮机叶片、机阀、医疗工具及量具等；Cr17型不锈钢属铁素体型，主要用于制造吸收塔、热变换器、输送管道等。
2.铬镍不锈钢
18—8型铬镍不锈钢在我国标准钢号可认为18—9型铬镍不锈钢，在GB1220—75中共有五个钢号，即0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti及1Cr18Ni9Ti，这类钢均属于奥氏体型钢，它们的强度、硬度均很低，无磁性，其塑性、韧性及耐蚀性均较Cr13型不锈钢好。
为了提高18—8型不锈钢的性能，常用热处理方法有固溶处理、稳定化处理及除应力处理等几种。
（三）耐热钢
1.耐热性的一般概念
金属材料的耐热性是包含高温抗氧化性和高温强度的一个综合概念。
(1)高温抗氧化性：高温抗氧化性是金属材料在高温下对氧化
作用的抗力。
金属的抗氧化性是保证零件在高温下能持久工作的重要条件。
抗氧化能力的高低主要由材料成分来决定。
钢中加入足够的Cr、Si、Al等元素，使钢在高温下与氧化接触时，表面能生成致密的高熔点氧化膜，它严格地覆盖在钢的表面，可以保持钢免于高温气体的继续腐蚀。
(2)金属的高温强度：高温强度是金属材料在高温下对机械负荷作用的抗力。
金属在高温下所表现的机械性能与室温下是大不相同的。
当温度超过再结晶温度时，除受机械力的作用产生塑性变化和加工硬化外，同时还发生再结晶和软化的过程。
当工作温度高于金属的再结晶温度，工作应力超过金属在该温度下的弹性极限时，随着时间的延长金属发生极其缓慢的变形，这种现象称为“蠕变”。
金属对蠕变抗力愈大，即表示金属高温强度愈高。
耐热钢包括抗氧钢和热强钢，现分述如下：
2.抗氧化钢
在高温下有较好的抗氧化性而有一定强度的钢种称为抗氧化钢，又叫不起皮钢。
高温炉用零件的氧化剥落是零件损坏的主要原因。
实际上使用的抗氧化钢大多是在铬钢、铬镍钢或铬锰氮钢基础上添加硅或铝而现制成的，常用抗氧化钢有3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N、3Cr18Ni25Si2，主要用于制造锅炉吊钩、各种热处理炉、坩锅炉构件和耐热铸件。
3.热强钢
高温下有一定抗氧化能力和较高强度以及良好组织稳定性的
钢种称为热强钢。
高温工作的零件不允许产生过大的蠕变变形，须严格限制其在使用期间的变形量。
对于在使用中，不考虑变形量大小而只要求在一定应力下具有一定使用寿命的零部件，需规定另外一个热强性指标即持久强度。
（四）耐磨钢
习惯上，耐磨钢主要是指在冲击载荷下发生冲击硬化的高锰钢。
它的主要成分是含 1.0—1.3%C、11—14%Mn。
它的钢号写成Mn13。
由于这种钢机械加工比较困难，基本上都是铸造成型的，因而其钢号即写成2GMn13。
为了使高锰钢全获得奥氏体组织，经常对高锰钢进行“水韧处理”。
水韧处理是一种淬火处理的操作，其方法是把钢加热至临界点温度以上保温一段时间，使钢中碳化物能全部溶解到奥氏体中去，然后迅速地把钢浸淬于水中冷却。
高锰钢广泛应用于既耐磨损又耐冲击的零件。
另外还用于挖掘机、拖拉机、坦克等的履带板、主动轮、从动轮和履带支承滚动轮等。