钢材的分类

出处:按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《铆工实用技术手册》第505页(3111字)

钢在冶炼后,将钢液浇入钢锭模内铸成钢锭,钢锭除一部分用于大型锻件外,大部分经过轧制而成各种钢材,以供使用。按钢材横断面的形状特征来分,可分为板材(钢板)、型材(型钢)、管材(钢管)和线材(钢丝)四大类。

1.板材

板材是铆工接触最广泛的原材料之一,常用于制造容器、机体、壳体和其他钢结构。

按板材的厚度,钢板可分为以下三种。

(1)薄板

厚度在0.2~4mm之间,宽度通常在0.5~1m之间。

薄板又有热轧和冷轧之分,冷轧板表面光洁,尺寸精确,综合力学性能较好。

热轧板是在高温状态下轧制而成的,沿轧制方向存在着纤维组织,使板材纵、横向的力学性能不同。例如,在顺纤维方向的抗拉强度明显高于垂直纤维方向的抗拉强度;而垂直于纤维方向的抗剪强度却高于顺纤维方向的抗剪强度等等。

薄板常用来制造机罩、机壳、水箱、油箱和冲制器皿、器具等。在汽车、航空、电气和机械工业等部门及日用品方面,都获得广泛应用。

(2)中厚板

厚度在4~20mm之间,宽度通常在1~2m之间。

(3)厚板

厚度在20mm以上,宽度通常在0.6~2m之间或更宽。

中厚板和厚板,按其用途分普通钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、造船钢板和特殊钢板等。例如,Q235-A、16Mn为普通钢板和普通低合金钢板牌号;20g为锅炉钢板牌号。“g”字母为“锅”字汉语拼音的第一个字母,表示锅炉用钢板;A3R、16MnR则为压力容器用钢板,“R”为“容”字的汉语拼音的第一个字母;船用钢板的代号为“C”,加在钢材牌号的后面,如12MnC、16MnC等。而桥梁钢板的代号为“q”,如12Mnq、15MnVq等。

表8-1列出了部分常见钢材的力学性能和用途。

表8-1 部分常见钢材的力学性能和用途

2.管材

通常将钢管称为管材。钢管分无缝和有缝两种。

(1)无缝钢管

无缝钢管由整块金属轧制而成,断面上无接缝。在制造方法上可分为热轧、冷拔和挤压三种。无缝钢管强度较高,多用于石油化工设备,以及锅炉、汽车、航空等行业。

(2)有缝钢管

又称焊接钢管。是用带状钢板经过成形、对缝焊接而成。这种钢管不能承受高温、高压和高强度的要求,但造价较低,常用于一般工程。如城建部门用来铺设自来水、煤气输送管道等。

无缝钢管的标注采用公制,以mm为单位,以外径为标注标准,并注明壁厚。例如,钢管108×4,即:钢管的外径为108mm,壁厚为4mm。

有缝管的标注通常采用英寸表示。标注尺寸表示管子的内径,同时区别出普通、薄壁及加厚三种规格。例如,钢管1″普通管,即钢管的内径为1英寸,壁厚为3.25mm。各类规格有缝管的壁厚,可查阅有关技术手册。

3.型材

通常将型钢称为型材。型材的种类很多,根据断面形状的特点,型材有角钢、槽钢、工字钢以及圆钢、方钢、六角钢和扁钢等。图8-1画出了几种断面几何形状简单的型钢及其尺寸表示方法。

图8-1 几种简单几何形状的型钢断面及尺寸表示方法

(a)扁钢a×b;(b)圆钢Φ;(c)方钢a;(d)六角钢a

图8-2(a)所示为角钢的断面图形。角钢分等边角钢和不等边角钢两类。角钢的规格用边长和边厚的尺寸来表示。等边角钢标记方法为b×b×d,其中b为角钢的边长,d为角钢的边厚;不等边角钢的标记方法为B×b×d,其中B为宽边的边长,b为窄边的边长,d为角钢的边厚。

图8-2 角钢、槽钢、工字钢断面及各部位尺寸

(a)角钢;(b)槽钢;(c)工字钢

槽钢分热轧普通槽钢、热轧轻型槽钢和普通低合金轻型槽钢三大类。其断面形状如图8-2(b)所示。图中h为槽钢的高度,b为翼板宽,d为腹板厚,t为平均翼板厚。r为内面圆角半径,r1为边端圆角半径。

槽钢的型号以代表槽钢高度的数字表示,单位为cm。例如10号槽钢,其高度h为100mm。

槽钢的标记方法是,若槽钢的高为400mm,翼板宽102mm,翼板厚12.5mm的热轧普通槽钢,其标记为:槽钢40b或40b。

工字钢分热轧普通工字钢、热轧轻型工字钢和普通低合金热轧工字钢三大类。其断面几何形状如图8-2(c)所示。图中h为工字钢的高度,b为翼宽,d为腹板厚度,t为平均翼厚,r为内面圆角半径,r1为边端圆角半径。

工字钢规格的表示方法也是以号数表示,号数表示工字钢的高度,翼宽和高度有一定的比例。如10号工字钢,其高度h为100mm。

工字钢的尺寸标记方法:若普通工字钢的高为200mm,翼板宽100mm,腹板厚7mm,其标记为工字钢20a或I20a。

角钢、槽钢、工字钢一般采用的材料是:Q235等普通碳素结构钢。也有用普通低合金钢的,如16Mn等。近年来,由于科学技术的不断进步,对型材也提出了更高的要求,一些中、高合金和特殊材质的型钢,也在不断问世。

4.线材

线材即是钢丝。钢丝通常是用热轧线材(盘条)为原料,经冷拔加工而成的。

常见钢丝的断面形状多为圆形。

钢丝的断面直径可以做得很细(<0.1mm),也可以做得很粗。前面介绍过的碳素钢、合金钢以及特殊用途钢等,都可以用来加工制作钢丝。

钢丝的用途很广,如电焊用的焊条、焊丝、弹簧、螺钉、铆钉、钢丝绳等,都是广为人知的钢丝产品。

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