轧钢基础知识

轧钢基础知识第一章：钢材品种及其生产系统1钢材有那些加工方法？在钢材工业生产中，绝大多数钢材是经过压力加工制成的。

所谓压力加工就是用不同的工具，对金属施加压力，使之产生塑性变形，制成一定形状的加工方法。

压力加工方法很多，除轧制外还有锻造、冲压、挤压、冷拔、热扩、爆炸成型等。

2什么叫轧钢？怎么分类？在旋转的轧辊间改变钢锭、钢坯形状的压力加工过程叫轧钢。

轧钢的目的与其它压力加工一样，一方面是为了得到需要的形状例如钢板、钢管、带钢、线材以及各种型钢等；另一方面是为了改善钢的内部质量，提高钢的力学性能。

轧钢方法按轧制温度不同可分为热轧和冷轧；按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系不同可分为纵轧、横轧和斜轧；按轧制产品的成型特点还可分为一般轧制和特殊轧制。

周期轧制、旋压轧制、弯曲成型等都属于特殊轧制方法。

3什么叫热轧？什么叫冷轧？钢锭或钢坯在常温下很难变形，不易加工，一般情况下都需要加热到1100-1250C进行轧制，这种轧制工艺叫热轧。

大部分钢材热轧方法生产。

但是因为在高温下钢的表面生成氧化铁皮，使热轧钢材表面粗糙，尺寸波动大，所以要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材，以热轧半成品或成品为原料再用冷轧方法生产。

在常温下的轧制一般理解为冷轧，然而，从金属学观点看，热轧与冷轧的界限应以金属的再结晶温度来区分，即低于再结晶温度的轧制为冷轧；高于再结晶温度的轧制为热轧。

钢的再结晶温度一般为450-600C。

4有那些轧钢生产系统？在钢铁联合企业中，为生产特定钢材和达到一定生产规模而建立起来的相互之间有一定联系的多套轧机的组合谓之轧钢生产系统。

按照轧制产品的种类，轧钢生产系统可分为型钢生产系统、钢管生产系统、钢板生产系统以及由它们组成的混合生产系统。

此外还有合金钢生产系统。

按照生产规模的大小，轧钢生产系统有年产100万吨以上的为大型生产系统10-100万吨之间的中型生产系统和年产10万吨以下的小型生产系统。

5型钢生产系统的特点是什么？生产各种型钢产品的轧钢生产系统叫型钢生产系统，一般型钢生产系统的年产量都不超过300万吨，但由于许多国家的型钢在热轧钢材总量中占有较大的比例（一般占30-35%，有的占50%），故这是常见的一种单一化的轧钢生产系统。

组成型钢生产系统的基本方坯初轧机、中小型钢坯连轧机和各类成品型轧机。

其所有坯料除由系统内的初轧机、中小型钢坯连轧机供应外，各种规格的方形或矩形连铸坯已成为各类型钢成品轧机的坯料来源。

钢铁企业生产规模的大小以及对型钢品种和规格的要求，是选择和决定型钢生产系统轧机组成的基本依据。

\第二章：轧钢生产基础知识I 什么叫金属？什么叫合金？金属是广泛存在于自然界中化学元素，在目前发现的107种元素中，金属占四分之三以上。

金属是一种不透明的结晶材料，通常具有高强度和优良的导电性、导热性、延展性和反射行。

一般经铸造、压力加工、焊接等工序可制成各种形状的零件或金属材料。

金属的种类很多，通常把金属分为黑色金属、有色金属两大类。

铁、锰、铬属于黑色金属。

各种金属具有不同的物理及化学性质两种或两种以上的金属元素或金属或非金属元素按一定配比构成的合金改变了原来单一金属的物理及化学性质，但一般仍具有金属的一些通性，所以合金的使用更为广泛。

2什么叫生铁、球墨铸铁、可锻铸铁？通常把含炭在2%以上的铁炭合金叫做生铁。

其基本组成元素有铁、炭（2-45%）和较多的共生杂质：硅、锰、硫、磷。

生铁的性质硬而脆，韧性很差。

生铁按用途可分为炼钢生铁（含硅较低叫白铸铁）、铸造生铁（含硅较高也叫灰铸铁）和特殊生铁。

球墨铸铁是一种具有优良力学性能的灰铸铁，即在熔融状态加入易于产生球状石墨的元素（如镁）经过中间合金处理的铸铁。

一般是在浇注前，在灰铸铁水中加入少量球化剂（镁、稀土镁或含稀土合金）和孕育剂（硅铁），使铸铁在凝固时形成球状石墨。

其强度和韧性比其他铸铁高并且耐磨性好有时可用来铸铁和锻钢，亦称韧性铸铁。

可锻铸铁是用热处理方法将白铸铁在850C退火使之脱碳（白心可锻铸铁生产方法），或使用渗碳体转变为菊花状石墨（黑心可锻铸铁生产方法）而得到的铸铁，俗称‘‘玛钢’。

它与灰铸铁和白铸铁的不同在于拉伸时具有一些延伸和断面收缩。

3什么叫钢？钢是以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下并含有其他元素的铁碳合金。

为保证钢具有一定的韧性和塑性，一般钢的含碳量不超过1.7%，也有个别钢种含碳量大于2%，例如高碳铬钢含碳量高达2%-2.3%。

但含碳量2%通常是钢和铸铁的分界线。

钢可以有压力加工方法或铸造方法制成各种产品。

4钢是怎样分类的？我国参照国际标准ISO4948/1和ISO4948/2首次制定了自己的钢分类国家标准（GB/T13304-91），该标准已于1991年12月批准发布它是按化学成分、主要质量等级、主要性能及使用特性对钢进行分类的。

此外，钢的分类方法很多，现将常见的分类方法介绍如下：1）按化学成分：非合金钢、低合金钢、合金钢。

2）按主要质量等级：普通质量钢、优质钢、特殊质量钢。

普通质量钢又分为普通质量钢非合金钢、普通质量低合金钢；优质钢又分为优质非合金钢、优质低合金钢、优质合金钢;特殊质量钢又分为特殊质量非合金钢、特殊质量低合金钢、特殊质量合金钢。

3）按主要性能及使用特性分：非合金钢、低合金钢、合金钢。

非合金钢分为：以规定最高强度（硬度）为主要特殊的非合金钢、以规定最低强度为主要特性的非合金钢、以限制碳含为主要特性的非合金钢、非合金易切削钢、非合金工具钢、具有专门规定磁性或电性能的非合金钢、其他非合金钢；低合金钢分为：可焊接的低合金高强度结构钢、低合金耐候钢、低合金钢筋钢、铁道用低合金钢、矿用低合金钢、其他低合金钢；合金钢分为：工程结构用合金钢、机器结构用合金钢、不锈、耐蚀和耐热钢、合金工具钢和高速工具钢、滚珠轴承钢、特殊物理性能钢、其他合金钢。

4）按冶炼方法分：平炉钢、转炉钢、电炉钢和炉外精炼钢5）按脱氧程度分：沸腾刚、镇静钢和半镇静钢6）按金相组成分：退火后组织、正火后组织、无相变或发生相变后的组织；退火后组织又分：亚共析钢（铁素体+珠光体）、共析钢（珠光体）、过共析钢（珠光体+槮碳体）、莱氏体钢；正火后组织分珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢；无相变或发生相变后的组织分铁素体钢、奥氏体刚和奥氏体-铁素体刚。

5什么叫沸腾钢？\ 沸腾钢是没有脱氧或没有充分脱氧钢。

钢在冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝）,钢液中含氧量较高，钢液浇入钢锭模之后，发生强烈的碳和氧反应，生成大量一氧化碳气泡，使钢液在钢锭模中产生沸腾现象，所以叫沸腾钢。

钢锭凝固后蜂窝气泡分布在钢锭中，当经加热轧制后，这种气泡会粘合起来。

这类钢的特点是：钢中含硅量很低（小于等于0.7%），通常铸成不带保温帽的上下大的锭；由于这类钢不产生集中的缩孔，钢锭的切头少，钢的收得率较高，成本低；表面质量和深冲性能好；钢内杂质多，成分偏析较大，质量较不均匀。

这类钢主要用于普通质量低碳钢。

6什么叫镇静钢？镇静钢是充分脱氧，钢液平静，没有沸腾现象的钢。

在浇铸前钢液用脱氧剂（如硅、铝等）充分脱氧，在凝固过程中钢液内氧含量低至不会与钢中碳反应生成一氧化碳气泡，因而钢液平静不沸腾。

镇静钢锭均有缩孔，必须用带保温帽的锭模浇铸。

轧制开坯后需切头，故钢的收得率低，但镇静钢的组织致密，偏析小，成分均匀。

优质钢和合金钢一般都是镇静钢。

7什么叫半镇静钢？半镇静钢为半脱氧的钢。

钢的脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，由于脱氧不完全，浇铸造时仍有轻微沸腾现象，但较沸腾钢弱。

这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，比镇静钢的中心缩孔小/切头较少，钢的收得率较高，而比沸腾钢的偏析少、力学性能好，介于沸腾钢和镇静钢之间。

但这类钢在冶炼操作少年宫难于掌握。

半镇静钢主要用于中碳钢和普通质量结构钢。

8钢和合金为什么要编牌号？牌号命名原则是什么？\钢和其他合金的种类很多，成份复杂而性能不一。

为了便于识别和管理，需要对各种钢和合金统一进行编号，这种“统一编号”称为钢和合金的牌号。

牌号一般应以简短、明确的符号表示，尽可能表示出一定的含义（如化学成分和主要性能等）。

我国国家标准（GB221-79）规定，钢和特殊合金牌号应采用汉语拼音、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法表示。

采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表该产品名称的汉字的汉语拼音中选取，原则上取第一个字母，当和另一产品所取字母重复时，改取第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字的汉语拼音的第一个字母。

采用汉语拼音字母原则上只取一个，一般不超过两个。

9低合金钢牌号如何识别？低合金钢牌号，采用规定的符号和阿拉伯数字表示。

一般在牌号的头部用阿拉伯数字表示平均含碳量（以万分之几记）。

平均含量小于1，5%时，牌号中仅标明元素符号，一般不标明含量。

专门用途的低合金钢牌号，在其头部或尾部加上代表该钢用途的符号。

例如：16 Mn ：表示平均含碳量为0.16% 的含锰两为1.2-1.60%的低合金结构钢；09 Mn2：表示平均含碳量为0.09%的含锰量为1.40-1.80%的低合金结构钢；15 MnVg ：表示平均含碳量为0.15%的含锰量为1.20-1.60%且含钒的锅炉用的低合金结构钢；‘15 TiL：表示平均含碳量为0.10%de 含钛的汽车大梁用低合金结构钢；15Mn V N R ：表示平均含碳量为0.15%含锰量为1.20-1.60%且含钒和氮的压力容器用低合金结构钢；15MnVRC：表示平均含碳量为0.15%的含锰量为1.30-1.70%平均含钒量的多层压力容器用低合金结构钢；16MnCuq:表示平均含碳量为1.60%的含锰量为1.20-1.60%且含铜的桥梁用低合金结构钢；09Mn2VDR:表示平均含碳量为0.9%的含锰量为1.40-1.80%且含钒量的低温压力容器用低合金结构钢；U71Mn：表示平均含碳量为0.71%的含锰量为1.10-1.50%铁路钢轨用低合金钢；20MnVK：表示平均含碳量为0.20%的含锰量为1.20-1.60%且含钒的矿用低合金结构钢；10．什么叫钢的塑性？在外力作用下，钢能在体积不变的情况下，稳定地改变其形状而不破坏的能力叫钢的塑性。

但不能把塑性与柔性混为一谈，因为柔软性表示金属对变形力的抵抗能力，即所谓变形抗力的大小。

例如铅同时具有良好的塑性及柔软性，钢并不是同时具有这两种性质的，例如奥氏体不锈钢在冷状态下能经受很大的变形而不破裂，说明它的塑性很好。

但这种钢的变形抗力很大，所以它并不柔软。

一般情况下钢在高温的变形抗力都很小（即柔软），但不能说都具有良好的塑性。

因为钢的塑性在高温变形时受多种因素影响，它不仅取决于钢的内在因素(化学成分组织构造、非金属夹杂物等)，而且还取决于轧钢时的外部条件变形温度、变形速度、应力状态以及加热介质等。