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大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有:1.轧制: 将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长度增加的压力加工方法,这是生产钢材常用的生产方式,主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。2.锻造: 利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻,常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。3.拉拨: 是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。4.挤压: 是将金属放在密闭的挤压简内,一端施加压力,使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材料。从上个世纪末开始,我国的钢铁产量已经连续10多年稳居世界 ,从近几年中国的钢产量来看,中国已经是一个钢铁大国,但是大而不强。钢铁强国的首要条件是要有的生产能力和技术水平,要有能力生产高性能、高技术含量和高附加的产品,在满足国内市场的同时,现在中国钢材生产依然偏重于高能耗、低附加值产品,部分高附加值钢材依然依赖于进口。
导电性:金属传导电流的能力,称为导电性。不同种类金属的导电性不同。银的导电性 ,其次为铜和铝。如把银的导电性作为100,那么铜的导电性为94,铝为55,铁为2。一般来说,纯金属的导电性较合金为好、
材料的导电性愈好,则电流通过时电能的损失愈小,所以导电材料多选用铜或铝(银的价格太高)。如果材料的导电性差,则电流通过时会产生很大热量。所以电热炉内电热元件(电阻丝、电阻带等)都采川铬镍合金.铁铬铝合金等高电阻材料。
磁性:金属能被磁场吸引或磁化的性能称为磁性。根据磁性,可把盆属分为:铁磁性的,即在外磁场中能强烈坡磁化的,如铁、镍、钻及其合金都是铁磁性金属。顺磁性的,即在外磁场中只能微弱地被磁化的如锰,铝,铬、钨等都是顺磁性金属;逆磁性的,即能抗拒或削弱外磁场的磁化件用的,如铜、铅、锌、锡等都是逆磁性金属,通常说的磁性材料,指的是铁磁性金属材料,而弱磁性或无磁性金属材料,则指的是顺磁性和逆磁性余属材料。
磁场强度:导体中通过电流,其周围就产生磁场,磁场对原磁矩或电流产牛作用力的大小为磁场强度的表征。其代表符号为H,单位为安/米。磁感应强度:磁介质中的磁化过程,可以看作是在原先的磁场强度(H)上加上一个由磁化强度(J)所决定的、数量等于4πJ的新磁场,因而在磁介质中的磁场B=H+4πJ,叫做磁感应强度。符号为B,单位为特(斯拉)。
磁导率:当磁性样品处于退磁状态,用冲击法测量H逐渐增加,每个H点对应一个B点,把全部点连起来的曲线称为基本磁化曲线,磁化曲线上任一点的B和H的比值、叫做磁异率,其代表符号为u,单位为亨/米。化学性能:金属材料的化学性能主要指其化学稳定性,即抵抗周围各种介质(如大气、水、各种酸碱、盐溶液等)腐蚀的能力。
钢材的热脆性是由硫元素引起的。硫在钢中以硫化铁(FeS)形式存在,它的塑性不好,并且形成熔点低(985℃)的硫化铁——铁(FeS——Fe)的共晶体存在于晶界处。当钢材在1000-1200℃高温下加工时,硫化铁—铁的共晶会先于钢熔化,使晶粒脱开而造成钢材的热脆性。
金属材料工艺性能和试验:金属材料工艺性能是指金属材料在投入生产的过程中,能承受各种加工制造下艺而不产生疵病或废品而应具备的性能。铸造性:铸造性指金属材料是否适于铸造及所铸制件的质量好坏。
金属材料的铸造性能包括流动性、缩减性和偏析等方面。流动性是指液态金属充满铸模的能力,流动性愈好、愈易铸造细薄精致的铸件,缩减性是指铸件凝固时体积缩减的程度,缩减愈小,铸件凝固时变形愈小,偏析是指化学成分不均匀,偏析愈严重,铸件各部位的性能愈不均匀,铸件的可靠性愈小。
切削加工性:切削加工性是指金属材料被切削加工时所表现出来的性能,亦即金属材料承受切削加工的难易程度。可从下述三个方面来衡量金属材料切削加工性:1.切削加工后工件表面的粗糙程度;2.允许的切削速度;3.对切削刀具的磨损程度。目前尚没有统一的检验金属材料切削加工性的方法。一般是根据材料的硬度和韧性作大致的判断,硬度过大、过小或韧性过大、则切削加工性均不好。合适的硬度大约是HB=140-250。
普通碳素结构钢(GB700-79):普通碳素结构钢简称普碳钢,是指在平炉或转炉中冶炼,对硫、磷等杂质限制较宽,冶炼容易、价格低廉,大量用于建筑及工程结构的钢种,按供应时的保证项目分为甲类钢、乙类钢和特类钢。碳素结钩钢是取代普通碳素结构钢,用于一般结构和工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢的钢种。该产品可供焊接、铆接、栓接构件用。
沸腾钢板是由普通碳素结构钢沸腾钢热轧制成的钢板。沸腾钢是一种脱氧不完全的钢,只用一定量的弱脱氧剂对钢液脱氧,钢液含氧量较高,当钢水注人钢锭模后,碳氧反应产生大量气体,造成钢液沸腾,沸腾钢由此而得名。
沸腾钢含碳量低,由于不用硅铁脱氧,钢中含硅量也低(Si<0.07).沸腾钢的外层是在沸腾所造成的钢液剧烈搅动的条件下结晶的。由干选择结晶的结果,表层纯净、致密,表面质量好,因而沸腾钢有很好的塑性和冲压性能。沸腾钢没有大的集中缩孔,切头少、成材率高,而且沸腾钢生产工艺简单,铁合金消耗少,钢材成本低,沸腾钢板大量用于制造各种冲压件、建筑及工程结构及一些不太重要的机器结构零部件。
沸腾钢心部杂质较多,偏析较严重、组织不致密,力学性能不均匀,钢中气体含量较多,韧性低,冷脆和时效敏感性较大,焊接性能也较差。故沸腾钢板不适于制造承受冲击载荷,在低温条件下工作的焊接结构及其他重要结构。
镇静钢板是由普通碳素结构钢镇静钢热轧制成的钢板。镇静钢是脱氧完全的钢,钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铝等进行充分脱氧,钢液含氧量低(一般为0.002一0.003%),钢液在钢锭模中较平静,不产生沸腾现象。镇静钢由此而得名。
在正常操作条件下,镇静钢中没有气泡,组织均匀致密;由于含氧量低,钢中氧化物夹杂较少,纯净度较高,冷脆和时效倾向小;同时,镇静钢偏析较小,性能比较均匀,质较高。镇静钢的缺点是有集中缩孔,成材率低,价格较高。因此镇静钢板主要用于低温下承受冲击的构件、焊接结构及其他要求较高强度的构件。
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