河南远大钢构工程有限公司：黑色金属、钢与有色金属的详细介绍

---河南省远达钢结构工程有限公司 编辑 16:00

线材：普通线材、高强线材、螺纹钢

型材：工字钢、槽钢、角钢、方钢、重轨、高科钢、H型钢、圆钢、不等边角钢、扁钢、轻轨、齿轮钢、六角钢、耐热钢棒、复合圆钢、复合工业圆钢、方管、碳素工业钢、轴承钢、碳素圆钢、不锈钢圆钢、轴承圆钢、矩形管、弹簧钢

板材：中厚板、容器板、中厚板、碳板、锅炉板、低合金板、花纹板、冷板、热板、冷轧板、热轧板、镀锌板、电镀锌板、电镀锌卷、锰板、不锈钢板、硅钢板、彩涂板、彩钢、瓦楞铁、镀锌卷、热轧带钢

管材材质：焊管、不锈钢管、热镀锌管、冷镀锌管、无缝管、螺旋管、热轧无缝管

1. 黑色金属、钢铁和有色金属

在介绍钢材的分类之前，我们先简单介绍一下黑色金属、钢铁和有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁及其合金。如钢、生铁合金、铸铁等。钢和生铁是以铁和碳为主要添加元素的合金，统称铁碳合金。生铁是指铁矿石在高炉中冶炼后制成的产品，主要用于炼钢和铸造。铸造生铁在铁水炉中冶炼，得到铸铁（液），将液态铸铁浇铸成铸件，称为铸铁件。

铁合金是由铁和硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢过程中作为脱氧剂和合金元素添加剂使用。

2、将炼钢用的生铁投入炼钢炉，按照一定的工艺熔化，就得到了钢。钢铁制品包括钢锭、连铸坯和直接浇铸的各种钢铸件。通常所说的钢是指轧制成各种钢铁制品的钢。钢属于黑色金属，但钢并不完全等于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属，是指黑色金属以外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝、黄铜、青铜、铝合金、轴承合金等。此外，铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等也有工业用途。这些金属主要用作合金添加剂，改善金属的性能。其中钨、钛、钼等多用于生产切削刀具用的硬质合金。以上有色金属都称为工业金属。此外，还有贵金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀和镭等。

2. 钢材的分类

钢是含碳量在0.04%～2.3%之间的铁碳合金。为保证其韧性和塑性，含碳量一般不大于1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法很多，主要有以下几种方法：

1.按品质分类

（1）普通钢（P≤0.045%、S≤0.050%）

（2）优质钢（P、S均≤0.035%）

（3）优质钢（P≤0.035%、S≤0.030%）

2、按化学成分分类

（1）碳钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25～0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。

（2）合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量>5～10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。

3、按成型方法分类：（1）锻钢；（2）铸钢；（3）热轧钢；（4）冷拉钢。

4、按金相组织分类

（1）退火状态：a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

（2）正火状态下：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

（3）无相变或部分相变

5.按用途分类

（1）建筑工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋。

（2）结构钢a.机械制造用钢：（a）调质结构钢；（b）表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面硬化钢；（c）易切削结构钢；（d）冷塑性成型钢：包括冷冲压钢、冷镦钢。b.弹簧钢c.轴承钢

（3）工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

（4）特殊性能钢：a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、耐热钢、阀门钢c.电加热合金钢；d.耐磨钢；e.低温钢；f.电工钢

（5）专用钢——如桥梁、船舶、锅炉、压力容器、农业机械用钢等。

6.综合分类

（1）普通钢a.碳素结构钢：（a）Q195；（b）Q215（A、B）；（c）Q235（A、B、C）；（d）Q255（A、B）；（e）Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢

（2）优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：（a）优质碳素结构钢；（b）合金结构钢；（c）弹簧钢；（d）易切削钢；（e）轴承钢；

(f) 特定用途的高质量结构钢。

b.工具钢：（a）碳素工具钢；（b）合金工具钢；（c）高速工具钢。c.特殊性能钢：（a）不锈钢及耐酸钢；（b）耐热钢；

（c）电热合金钢；（d）电工钢；（e）高锰耐磨钢。

7.按冶炼方法分类

（1）按炉型分a.平炉钢：（a）酸性平炉钢；（b）碱性平炉钢。

b. 转炉钢水：(a)酸性转炉钢水；(b)碱性转炉钢水。或(a)底吹转炉钢水；(b)侧吹转炉钢水；(c)顶吹转炉钢水。

c.电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

（2）按脱氧程度和浇注制度不同，可分为：a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。

什么是特殊钢？

特种钢尚无统一的定义和概念，一般认为，特种钢是指具有特殊化学成分（合金化）、采用特殊工艺生产的、具有特殊组织和性能、能满足特殊需要的钢。特种钢与普通钢相比，具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。

我国对特殊钢的定义与日本、欧盟类似，将特殊钢分为优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10%）三类。其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70%。主要钢种有专用碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前，全世界已有特殊钢牌号近2000个，品种规格约5万个。特殊钢除品种繁多外，在规格上也表现出与普通钢材不同的特点。 除板、管、线、带、棒、异型材外，还有复合材料、表面合金化材料、表面处理材料、精锻材料、精密铸件、粉末冶金制品等。

1、我国钢号表示方法概述

钢号简称钢号，是赋予每一种具体钢铁产品的名称，是人们认识钢铁的通用语言。我国钢号表示方法以国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）为准，采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的表示方法。即： ①钢号中的化学元素用国际化学符号表示，如Si、Mn、Cr……等。混合稀土元素用“RE”（或“Xt”）表示。

②产品名称、用途、冶炼铸造方法等，一般用汉语拼音缩写表示。

③钢中主要化学元素的含量（%）用阿拉伯数字表示。

2、我国钢号表示方法的分类

1.碳素结构钢

①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。钢号前加“Q”，表示该钢的屈服点，后面的数字表示屈服点值，单位为MPa。例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。

②必要时，钢号后可加表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号为A、B、C、D。脱氧方法符号：F代表沸腾钢；b代表半镇静钢；Z代表镇静钢；TZ代表特殊镇静钢。镇静钢可以不标，即不标Z和TZ。例如Q235-AF代表A级沸腾钢。

③特殊用途的碳素钢，如桥梁钢、船体钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号末尾附加表示用途的字母。

2.优质碳素结构钢

①钢号前两位数字表示该钢的含碳量，以平均含碳量的万分之几表示。例如平均含碳量为0.45%的钢，钢号为“45”。它不是序列号，所以不能读成45号钢。

②对于锰含量较高的优质碳素结构钢，应标明锰元素，例如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢和特殊用途的优质碳素结构钢，应在钢号末尾专门标明。例如平均含碳量为0.1%的半镇静钢，钢号为10b。

3.碳素工具钢

① 为避免与其他钢材类型混淆，在钢号前冠以“T”。

②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

③含锰量较高的钢号在末尾标明“Mn”，例如“T8Mn”。

④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量比一般优质碳素工具钢低，在钢号末尾加字母“A”以示区别，例如“T8MnA”。

4.易切削钢

①钢号前冠以“Y”，以与优质碳素结构钢相区别。

②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之一表示。例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，钢号为“Y30”。③对于含锰较高的钢，钢号后也标有“Mn”，例如“Y40Mn”。

5.合金结构钢

①钢号前两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之一表示，例如40Cr。

②钢中的主要合金元素，除某些微合金元素外，一般都用百分比表示。当平均合金元素含量小于1.5%时，钢号一般只标明元素符号而不标明含量。但在特殊情况下易引起混淆时，也可在元素符号后标明数字“1”，如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4～0.6%，后者为0.9～1.2%，其余成分均相同。当平均合金元素含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，应在元素符号后标明含量，可表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③钢中的合金元素，如钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等，都属于微合金元素，虽然其含量很低，但仍应在钢号中标出，如20MnVB钢中钒为0.07～0.12%，硼为0.001～0.005%。

④高级优质钢应在钢号末尾加“A”，以与一般优质钢相区别。

⑤专用合金结构钢，在钢号前冠以(或后冠)表示该钢用途的符号。例如专用于铆钉、螺钉的30CrMnSi钢，用钢号ML30CrMnSi表示。

6.低合金高强度钢

①钢号的表示方法与合金结构钢基本相同。

②对于专业用低合金高强度钢，应在钢号末尾注明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，用于汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，用于压力容器的专用钢种为“16MnR”。

7.弹簧钢

弹簧钢按其化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两大类，前者的钢号表示方法与优质碳素结构钢基本相同，后者的钢号表示方法与合金结构钢基本相同。

8.滚动轴承钢

1、散货：即无包装的，锭、块（不容易腐蚀，价格不贵），大型钢材（大块钢材，厚钢板，钢轨），生铁等。

2.捆扎：指体积小、腐蚀对使用影响不大的中小型钢材、管钢、线材、薄板等。

3.箱（桶）：指防腐蚀、小而薄的产品，如马口铁、硅钢片、镁锭等。

4.轴：指钢丝、钢丝绳、钢绞线等。

对于捆包或轴装的产品，应首先检查包装的完整性。

（二）标志检查

标记用于区分物料的材质、规格，主要标明供应商的名称、品牌、检验批号、规格、尺寸、等级、净重等。标记包括；

5、着色：在金属材料的端面、端部涂上各种颜色的油漆。主要用于钢材、生铁、有色金属原料等。

6、印刷：在金属材料的规定部位（端面、端部）刻印或喷漆的方法，以表明材料的牌号、规格、标准编号等。主要用于中厚板、型材、有色材料等。

7、标签：捆、箱、轴等金属材料外面均贴有标签，标明其品牌、尺寸、重量、标准编号、供应商等。

检验时必须认真识别金属材料上的标记，并在运输、贮存过程中妥善保护。

（三）规格尺寸检验

规格尺寸是指金属材料主要零件的公称尺寸（长度、宽度、厚度、直径等）。

8、公称尺寸：是人们在生产中希望获得的理想尺寸，但与实际尺寸有一定差距。

9、尺寸偏差：实际尺寸与公称尺寸之差称为尺寸偏差。大于公称尺寸的尺寸称为正偏差，小于公称尺寸的尺寸称为负偏差。在标准规定的范围内称为允许偏差，超出范围称为尺寸偏差，超出的视为不合格品。

10、精度等级：金属材料尺寸的允许偏差有若干个范围，按允许偏差的大小分为若干个等级，称为精度等级。精度等级又分为普通级、高级、高级。

11、交货长度（宽度）：是金属材料交货的主要尺寸，指金属材料交货时应具备的长度（宽度）规格。

12.正常长度（可变长度）：长度无具体规定，但必须在规定的长度范围内（根据品种不同，长度不一，根据部门、工厂而不同）。

13.短尺（窄尺）：长度小于规定的正常长度下限，但不小于规定的最小允许长度。对于某些金属材料，可按规定以一部分“短尺”交货。

14、定长：交货的金属材料长度必须是需方在订货合同中规定的长度（一般取正偏差）。

15、倍数长度：交货的金属材料长度必须是需方在订货合同中规定的长度的整数倍（包括锯切和正偏差）。

检验规格尺寸时，应注意测量材料位置，选择合适的量具。

（四）数量检验

金属材料的数量一般以重量计算（除垫板、鱼尾板等特殊情况以件计算），数量检验方法为：

17、按实际重量计量：按实际重量计量的金属材料，一般应称重检验。固体包装（如箱、袋、桶等）应在包装上标注毛重、净重、皮重。薄钢板、硅钢片、铁合金等，抽检数量不应少于每批的5%。如抽检重量与标注重量相差很大，必须全部拆箱称重。

18、理论换算计量：对于固定尺寸的模板等材料，可以根据材料的公称尺寸（实际尺寸）和比重计算出的重量，进行理论换算，但换算时要注意换算公式和材料的实际比重。

（五）表面质量检测

表面质量检测主要涉及材料、外观、形状、表面缺陷等的检测，主要包括：

19、椭圆度：圆形截面金属材料在同一截面上，各个方向上直径不相等的现象。椭圆度用同一截面上最大与最小直径之差来表示，不同用途的材料标准不同。

20、弯曲、曲率：弯曲是卷材长度或宽度不直的弯曲形状的总称。若用数字来表示不平整的程度，就称为曲率。

21、扭绞：将带状轧材沿纵轴方向扭成螺旋状。

22.镰刀弯（侧弯）：指金属板材、带材及材料沿长度方向（窄边）横截面近似矩形的弯曲，其一侧呈现凹曲线，另一侧呈现凸曲线，称为“镰刀弯”。用凹面高度来表示。

23.弯曲度：指板或带材的长度和宽度方向上同时出现上下波浪的现象，形成弯曲，称为弯曲度。表示弯曲程度的数值称为弯曲度。

24.表面裂纹：指金属物体表面的裂纹。

25、耳子：由于轧辊配合不当等原因而产生的沿轧制方向延伸的凸起物称为耳子。

26.划痕：指材料表面的直状或弧状的沟槽，通常可以看到沟槽的底部。

27、结疤：指金属材料表面不均匀分布的舌头状、钉子状或鱼鳞状的薄片。

28.粘结：金属板、箔、带材在轧制、退火过程中，层间形成的点、线、面粘结现象。当表面开裂时，出现粘结的痕迹，称为粘结。

29.氧化铁皮：氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中，表面生成的金属氧化物。

30、折叠：金属在热轧（或锻造）过程中形成的表面缺陷，表面双金属层相互折叠，并以直线或曲线重叠。

31、麻面：指金属材料表面不平整、粗糙的现象。

32、皮下气泡：金属材料表面呈现大小不一、形状不一、分布不规则的小凸起，周围光滑，气泡破裂时呈现鸡爪状裂纹或舌状疤痕，称为气泡。

表面缺陷产生的原因主要是生产、运输、装卸、保管等操作不当。根据对使用的影响大小，有些缺陷是不允许超过限度的，有些缺陷虽然不存在，但也是不允许超过限度的；各种表面缺陷是否允许存在，或允许存在的程度，在有关标准中都有明确的规定。

（六）内部质量检验保障条件

金属材料内在质量的检验依据，根据材料适应不同的要求，保证条件也不同，出厂、验收时均须按保证条件进行检验，并符合要求。保证条件分为;

33.基本保证条件：无论是否提出，材料质量的最低要求都必须得到保证，如化学成分、基本力学性能等。

34.附加保证条件：指按订货合同中需方规定的要求进行检验，并保证检验结果符合规定的项目。

35、协议担保条件：经供需双方协商，在订货合同中保证的项目。

36.参与及修改条件：双方协商执行检查项目，但仅作为参考条件，不作考核。

金属材料的内部质量检验主要有力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能、化学成分及内部组织的检验。第一部分力学性能和工艺性能已经介绍完毕，这里只对化学成分和内部组织的检验方法的原理和简单过程作一概括介绍。

（七）化学成分检验

化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素，因此标准对大多数金属材料都规定了必须保证的化学成分，有的甚至作为主要的质量和品种指标。化学成分可以通过多种化学和物理方法进行分析鉴别，目前应用最广泛的方法是化学分析和光谱分析。此外，火花鉴别法也是鉴别钢材成分的一种实用而简便的方法，该法设备简单，鉴别速度快。

37.化学分析：利用化学反应来确定金属成分的方法。化学分析分为定性分析和定量分析。定性分析可以确定材料中所含的元素，但不能确定其含量；定量分析可以准确测定各种元素的含量。定量分析主要用于实际生产中。定量分析的方法有重量分析和容量分析。

重量分析：采用适当的分离方法将待测元素与金属中的其他组分分离，然后用称量法测定元素含量。

容量分析法：用标准溶液（已知浓度的溶液）与金属中待测元素完全发生反应，根据消耗的标准溶液的体积计算出待测元素的含量。

38、光谱分析：各种元素在高温、高能激发下，都能产生各自独特的光谱。根据元素受激发后产生的特征光谱来确定金属化学组成和大致含量的方法叫光谱分析。通常借助电弧、电火花、激光等外界能量激发样品，使被测元素发出特征光谱。经光谱分离后，与化学元素谱表对照，进行分析。

39、火花鉴别法：主要用于钢材。是利用砂轮磨削时各种元素和质点因摩擦、高温、氧化等作用而产生的火花的不同数量、形状、分布、颜色等来鉴别材料化学成分（组成元素）和大致含量的方法。

（八）内部质量检查

常见的内部组织缺陷包括：

40.疏松：铸铁或铸件在凝固过程中，枝晶间区域的熔体由于最后凝固而收缩并放出气体，从而产生许多微小的孔隙和气体，造成疏松。

41.夹渣：被固体金属基体包围的杂质相或外来颗粒。

42. 偏析：合金金属内部各个区域化学成分分布不均匀。

43.脱碳：钢铁及铁基合金材料或制品表面层中的碳全部或部分丢失的现象。

此外，气泡、裂纹、分层、白点等也是常见的内部结构缺陷。内部结构（晶粒、组织）和内部结构缺陷的检查方法常用有：

44、宏观检查：用肉眼或10倍以下低倍放大镜对金属材料内部组织及缺陷的检查。常用的方法有断口检查、低倍检查、金字塔转折发丝检查、硫印试验等。

主要检查有气泡、夹渣、分层、裂纹、晶粒粗大、白点、偏析、疏松等。

45.显微检查：显微检查又称高倍检查，是在规定的放大倍数下，将制备好的试样在相位显微镜下观察、测量，以检查金属材料组织和缺陷的检查方法。一般检查夹杂物、晶粒大小、脱碳层深度、晶间腐蚀等。

46、无损检测：无损检测包括磁性检测、荧光检测和颜色检测。磁性检测用于检测钢等铁磁性材料的表面裂纹、夹杂、白斑、折叠、缩孔、疤痕等。荧光检测和颜色检测用于检测有色金属、不锈钢、耐热合金等非磁性材料的表面细小裂纹和疏孔。

47、超声波检测：又称超声波探伤。超声波在同一均匀介质中作直线传播。但在两种不同材料的界面处将发生部分或全部反射。因此，当超声波到达材料内部的孔隙、裂纹、缩孔、夹杂物等处时，将在金属的界面处发生反射。异质界面越大，反射能力越强，反之越弱。这样，通过探伤仪荧光屏的波形就可反映出内部缺陷的位置和大小。常用的超声波探伤方法有X射线和射线探伤。