《钢材知识不完全手册》之钢管的理论重量计算

这是很多年前写的文章。 原标题为《钢铁知识不全手册》。 钢管理论重量的计算方法有两种，一种是查五金手册，另一种是用公式计算。 现在重点介绍一下钢管的理论重量计算公式及其推导过程，希望对从事该领域的人员有所帮助。

不完整的钢铁知识手册

钢管理论重量的计算； 1）查表法。 2）公式法。 M=0.0246615(DT)T

式中，M代表重量，单位为kg/m，D代表钢管外径，T代表钢管壁厚。 公式原理为M=ρV（M代表重量，ρ代表密度，V代表体积）。 求体积的关键是求钢管的横截面积，即圆环的面积。

圆的面积公式

下面是推导过程。

M是所需的理论重量，单位为千克每米。

计算实践举例：（计算D219×5钢管1米长度的理论重量）

钢管外径219毫米，壁厚5毫米，长度1米。 将数据代入公式可得：

M=0.0246615(219-5)5

=0.0246615×214×5

=26.387805

≈26.388（公斤/米）

即所需长度为1米的钢管的理论重量为26.388公斤。

【实例借鉴】查五金手册发现钢的比重为7.85，不锈钢的比重为7.93。 长度为1米的不锈钢管的理论重量计算公式为：

M=0.0249128(DT)T (公斤/米)

355÷113×7.93÷1000≈0.0249128

【应用推论】该公式也可用于计算实心圆钢的理论重量。

（计算直径为50毫米、长度为1米的圆钢棒的理论重量，只需将T=25代入公式M=0.0246615（DT）T即可。

钢材通常按重量定价，因此您需要计算每米长度的理论重量。 这个公式在手头没有硬件手册的情况下使用起来非常方便，推荐给大家。

【中国百科全书光盘版】钢铁简介：

钢

钢

是指含碳量一般在2%以下并含有一定其他元素的可变形铁碳合金。 根据组成元素不同，钢可分为碳素钢和合金钢。 碳钢仅含有有限量的碳，适量的硅、锰以及某些残留元素和杂质。 在碳素钢的基础上，为了改善或获得某些性能而有意添加适量的一种或多种元素的钢称为合金钢。 钢中添加的元素种类很多，主要有铬、镍、钼、硅、锰、钒、钛、铌等。

在人类生产和使用钢铁的漫长历史中，“钢”一词的含义发生了许多变化。 早期，钢通常指含有适量碳、可以淬火硬化的铁及其合金。 因此，含碳太少而不能淬火硬化的铁不被认为是钢，而被称为熟铁或软铁。 随着现代钢铁工业的发展和钢材使用范围的扩大，钢材的含义发生了新的变化。 现在，凡是能通过金属塑性加工（锻造、轧制等）而变形的铁基合金一般称为钢。 一般来说，含碳量超过2%的铁碳合金不能进行塑性加工，只能铸造。 这种铁称为生铁或铸铁。 含碳量低于2%的铁及其合金称为钢。

钢铁是社会生产和公共生活必需的基本材料，因此人们往往把钢铁及钢材产品的产量、品种、质量作为一个国家工业、农业、国防和科技现代化的重要指标。 中国是世界上最早掌握锻造和炼钢技术的国家之一。 春秋末期，人造钢已问世。 考古发掘出土的战国时期钢兵器已具有淬火马氏体组织。 然而，在漫长的历史进程中，虽然钢铁生产技术进行了多次改革，但钢铁生产的数量和质量发展极其缓慢。 直到19世纪下半叶，世界钢铁生产才取得较大发展。 一方面，这是由于当时西欧社会生产力和科学技术的进步，对钢铁生产提出了要求； 另一方面是由于各种炼钢方法的发明，扩大了钢铁生产规模，提高了钢铁质量。 然而，世界钢铁生产的快速发展始于20世纪50年代。 由于社会需要和氧气转炉炼钢的发明和发展，到20世纪70年代末，在大约四分之一个世纪的时间里，世界年钢产量从2.1亿吨增加到7.5亿吨，其中氧气转炉钢产量约占二分之一。 在钢铁产量大幅增加的同时，许多不同用途和特殊性能的钢种也被开发出来。 各个工业国家的钢种和钢产品规格极其繁多。

钢的组织和性能 铁是钢的基本组成元素。 具有两种晶体结构：一是体心立方晶格（存在两个温度范围，912 ℃以下称为α铁；1 394 ℃以上称为δ铁）； 另一种是面心立方晶格（存在于912~1394℃之间，称为γ铁）。 碳是钢的另一个主要成分元素，对钢的组织和性能起着重要作用。 碳在钢中主要以两种形式存在。 一种溶解在铁中，与铁形成固溶体； 另一种与铁形成铁碳化合物C，称为渗碳体。 当碳固溶在α-铁（Fe）中时，称为铁素体，在室温下其溶解度仅为0.008%。 当碳固溶在γ铁（Fe）中时，称为奥氏体，其最大溶解度为2.11%。 工业钢中的碳含量一般高于铁素体中的固溶量。 在钢的冷却过程中，过饱和奥氏体分解形成铁素体和渗碳体。 这两种分解产物呈游离状态，称为游离铁素体和游离渗碳体； 有些铁素体和渗碳体的混合物呈片状，有规律地交替排列，称为珠光体。 按片层厚度可分为珠光体、细珠光体和超细珠光体。 回火或等温转变过程中形成的铁素体和渗碳体的混合结构。 较细的也称为屈氏体，极细的也称为屈氏体（见冷奥氏体转变图。一般碳钢在室温下的金相组织（见铁碳平衡图）基本上由铁素体、珠光体和渗碳体。碳钢的性能也随这些组成相的体积成分和分布而变化。一般来说，随着碳含量的增加，钢的强度增加，塑性降低。

在碳钢的基础上添加各种合金元素，如硅、锰、铬、镍、钨、钼、钒、钛、铌、硼、锆等，可制成各种合金钢。 这些元素的一些原子进入铁素体和奥氏体形成固体； 有的取代渗碳体中的铁原子，成为合金渗碳体； 有的与碳化结合形成合金碳化物。 这些元素相互作用。 它影响和改变钢的相组成和组织结构，使其改变所需的性能。 除了合金元素的影响外，金属热处理也是改变钢组织结构的主要手段。 将合金化与热处理相结合，可使钢获得不同的组织和各种性能。 如高强度和韧性的结合，良好的工艺性能（焊接性、冷加工性、热加工性和切削加工性等），以及一些特殊的物理和化学性能。 如耐热、耐腐蚀等性能。

钢材的分类 世界上许多国家都有自己独特的分类方法。 我国常用的分类方法有以下五种：

按冶炼方法分类

按炉型分：①平炉钢、酸性平炉钢、碱性平炉钢。

②转炉钢、空气转炉钢（贝尔蒂埃炉钢、托马斯炉钢）、氧气转炉钢。

③电炉钢、电弧炉钢、特殊炼钢方法（电炉钢、感应炉及真空感应炉钢、真空自耗电炉钢、电子束炉钢）。 按脱氧程度和钢锭组织分：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。

按质量分类是根据硫、磷、气体和杂质的含量：

①普通钢（P簇...Fang%、S簇...055%）A级普通碳素钢（保证力学性能）、B级普通碳素钢（保证化学成分）。 特种普通碳素钢（保证化学成分和机械性能），部分低合金高强度钢。

②优质钢（s、P簇0.035%）。

③高级优质钢（s、P簇..03%）。

按化学成分分类

①碳钢工业纯铁(C簇..040%)、低碳钢(C总..25%)、中碳钢(C..25~..60%)、高碳钢(C＞.. 60%）。 ②合金钢：低合金钢（合金元素总含量5%）、中合金钢（合金元素总含量5~10%）、高合金钢（合金元素总含量>10%）。

按金相组织分类

①退火亚共析钢（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）、莱氏体钢（碳化物加奥氏体共晶）。

②正火珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢。

③无固态相变或部分固态相变的铁素体钢、奥氏体钢、双（复合）相钢（奥氏体加铁素体钢或铁素体加马氏体钢）。 按用途分类

①建筑工程用钢：普通碳素钢（主要包括A级、B级及特殊低碳件）、低合金高强度钢、专业钢（包括钢筋、钢轨、船舶、桥梁、压力容器、锅炉用钢， ETC。）。

②机械制造用钢：调质结构钢、表面淬火结构钢（包括渗碳钢、氮化钢、感应加热表面淬火用钢等）、冷塑性成形用钢（包括冷冲压、冷墩、冷挤压）钢等）、弹簧钢、滚动轴承钢。

③工具钢、刃具钢、量具钢、模具钢。

④特殊性能钢、不锈耐酸钢、耐热钢（包括抗氧化钢、高温耐腐蚀钢和热强钢）、电热合金。 易切削钢、低温钢、电工钢、超高强度钢等。

另外，按供货前的主要加工工艺可分为轧制钢、锻钢和铸钢。 这些分类方法并不是绝对的，适合不同的目的。 通常根据需要和管理方便采取一定的分类。 例如，科学研究往往按照钢的金相组织进行分类，钢产量的统计往往按照钢的冶炼方法进行分类。 ; 它还可以帮助用户选择材料并根据用途进行分类。 有时，几种分类方法是混合和交错的。

科学还没有普及，媒体还需要努力。 感谢您的阅读，再见。