1. Mechanische Eigenschaften von Stahl
1. Streckgrenze (σs)
Wenn der Stahl oder die Probe gedehnt wird und die Spannung die Elastizitätsgrenze überschreitet, erfährt der Stahl oder die Probe weiterhin eine offensichtliche plastische Verformung, auch wenn die Spannung nicht zunimmt.Dieses Phänomen wird Fließen genannt, und der minimale Spannungswert, wenn Fließen auftritt, ist die Streckgrenze.Sei Ps die äußere Kraft an der Fließgrenze s und Fo die Querschnittsfläche der Probe, dann ist die Fließgrenze σs =Ps/Fo(MPa).
2. Streckgrenze (σ0,2)
Die Streckgrenze einiger Metallmaterialien ist sehr unauffällig und schwer zu messen.Um die Fließeigenschaften des Materials zu messen, wird daher die Spannung festgelegt, bei der die bleibende plastische Restverformung einem bestimmten Wert (im Allgemeinen 0,2 % der ursprünglichen Länge) entspricht, was als Bedingung bezeichnet wird.Streckgrenze oder einfach Streckgrenze σ0,2.
3. Zugfestigkeit (σb)
Der maximale Spannungswert, den das Material vom Beginn bis zum Bruch während des Streckvorgangs erreicht.Es stellt die Fähigkeit von Stahl dar, einem Bruch zu widerstehen.Der Zugfestigkeit entsprechen Druckfestigkeit, Biegefestigkeit usw. Sei Pb die maximale Zugkraft, die erreicht wird, bevor das Material bricht, und Fo die Querschnittsfläche der Probe, dann ist die Zugfestigkeit σb=Pb/Fo (MPa). ).
4. Dehnung (δs)
Nachdem das Material gebrochen ist, wird der Prozentsatz seiner plastischen Dehnung im Verhältnis zur Länge der ursprünglichen Probe als Dehnung oder Dehnung bezeichnet.
5. Ertragsverhältnis (σs/σb)
Das Verhältnis der Streckgrenze (Streckgrenze) von Stahl zur Zugfestigkeit wird Streckgrenze genannt.Je größer das Streckgrenzenverhältnis, desto höher ist die Zuverlässigkeit der Strukturteile.Im Allgemeinen beträgt das Streckgrenzenverhältnis von Kohlenstoffstahl 0,6–0,65, das von niedriglegiertem Baustahl 0,65–0,75 und das von legiertem Baustahl 0,84–0,86.
6. Härte
Die Härte gibt die Fähigkeit eines Materials an, dem Eindrücken eines harten Gegenstands in seine Oberfläche zu widerstehen.Es ist einer der wichtigen Leistungsindikatoren von Metallwerkstoffen.Generell gilt: Je höher die Härte, desto besser die Verschleißfestigkeit.Häufig verwendete Härteindikatoren sind Brinell-Härte, Rockwell-Härte und Vickers-Härte.
1) Brinellhärte (HB)
Drücken Sie eine gehärtete Stahlkugel einer bestimmten Größe (normalerweise 10 mm Durchmesser) mit einer bestimmten Last (normalerweise 3000 kg) in die Oberfläche des Materials und halten Sie sie für einen bestimmten Zeitraum.Nach Wegnahme der Belastung ergibt sich aus dem Verhältnis der Belastung zur Eindruckfläche der Brinell-Härtewert (HB).
2) Rockwell-Härte (HR)
Wenn HB > 450 oder die Probe zu klein ist, kann der Brinell-Härtetest nicht verwendet werden und stattdessen sollte die Rockwell-Härtemessung verwendet werden.Dabei wird ein Diamantkegel mit einem Spitzenwinkel von 120° oder eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1,59 mm und 3,18 mm unter einer bestimmten Belastung in die Oberfläche des zu prüfenden Materials gedrückt und daraus die Härte des Materials ermittelt die Tiefe der Vertiefung.Abhängig von der Härte des Prüfmaterials kann diese in drei verschiedenen Skalen ausgedrückt werden:
HRA: Hierbei handelt es sich um die Härte, die durch die Verwendung einer Last von 60 kg und eines Diamantkegel-Eindringkörpers erreicht wird. Sie wird für Materialien mit extrem hoher Härte (z. B. Hartmetall usw.) verwendet.
HRB: Dies ist die Härte, die durch die Verwendung einer 100-kg-Last und einer gehärteten Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1,58 mm erreicht wird.Es wird für Materialien mit geringerer Härte (wie geglühter Stahl, Gusseisen usw.) verwendet.
HRC: Hierbei handelt es sich um die Härte, die durch die Verwendung einer Last von 150 kg und eines Diamantkegel-Eindringkörpers erreicht wird. Sie wird für Materialien mit hoher Härte (z. B. gehärteter Stahl usw.) verwendet.
3) Vickershärte (HV)
Verwenden Sie einen quadratischen Diamantkegel-Eindringkörper mit einer Last von weniger als 120 kg und einem Scheitelwinkel von 136°, um in die Oberfläche des Materials zu drücken, und dividieren Sie die Oberfläche der Vertiefung durch den Lastwert, um den Vickers-Härtewert (HV) zu erhalten ).
2. Eisen- und Nichteisenmetalle
1. Eisenmetall
Bezieht sich auf die Legierung aus Eisen und Eisen.Zum Beispiel Stahl, Roheisen, Ferrolegierungen, Gusseisen usw. Sowohl Stahl als auch Roheisen sind Legierungen auf Eisenbasis mit Kohlenstoff als Hauptzusatzelement, die zusammenfassend als Eisen-Kohlenstoff-Legierungen bezeichnet werden.
Unter Roheisen versteht man das durch das Schmelzen von Eisenerz in einem Hochofen hergestellte Produkt, das hauptsächlich zur Stahlherstellung und zum Gießen verwendet wird.
Das Schmelzen von Gussroheisen in einem Eisenschmelzofen zur Gewinnung von Gusseisen (flüssige Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 2,11 %) und das Gießen des flüssigen Gusseisens in Gussteile, diese Art von Gusseisen wird als Gusseisen bezeichnet.
Ferrolegierung ist eine Legierung aus Eisen, Silizium, Mangan, Chrom, Titan und anderen Elementen.Ferrolegierungen sind einer der Rohstoffe für die Stahlherstellung.Es wird als Desoxidationsmittel und Legierungselementzusatz für Stahl bei der Stahlherstellung verwendet.
Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 2,11 % werden als Stahl bezeichnet. Stahl wird gewonnen, indem Roheisen zur Stahlherstellung in einen Stahlofen gegeben und nach einem bestimmten Verfahren geschmolzen wird.Zu den Stahlprodukten gehören Stahlbarren, Stranggussbrammen und Direktguss in verschiedene Stahlgussteile.Im Allgemeinen bezieht sich Stahl auf Stahl, der zu verschiedenen Stahlprodukten gewalzt wird.
2. Nichteisenmetalle
Auch Nichteisenmetalle genannt, bezieht es sich auf andere Metalle und Legierungen als Eisenmetalle, wie etwa Kupfer, Zinn, Blei, Zink, Aluminium und Messing, Bronze, Aluminiumlegierungen und Lagerlegierungen.Darüber hinaus werden in der Industrie auch Chrom, Nickel, Mangan, Molybdän, Kobalt, Vanadium, Wolfram, Titan usw. verwendet.Diese Metalle werden hauptsächlich als Legierungszusätze verwendet, um die Leistung von Metallen zu verbessern.Unter ihnen werden hauptsächlich Wolfram, Titan, Molybdän usw. zur Herstellung von Messern verwendet.harte Legierung.Die oben genannten Nichteisenmetalle werden neben Edelmetallen wie Platin, Gold, Silber usw. und seltenen Metallen, einschließlich radioaktivem Uran, Radium usw., als Industriemetalle bezeichnet.
3. Klassifizierung von Stahl
Zu den Hauptelementen von Stahl gehören neben Eisen und Kohlenstoff Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor.
Es gibt verschiedene Klassifizierungsmethoden für Stahl. Die wichtigsten Methoden sind folgende:
1. Nach Qualität klassifiziert
(1) Gewöhnlicher Stahl (P≤0,045 %, S≤0,050 %)
(2) Hochwertiger Stahl (sowohl P als auch S ≤ 0,035 %)
(3) Hochwertiger Stahl (P≤0,035 %, S≤0,030 %)
2. Klassifizierung nach chemischer Zusammensetzung
(1) Kohlenstoffstahl: a.Kohlenstoffarmer Stahl (C≤0,25 %);B.Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (C≤0,25～0,60 %);C.Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (C≤0,60 %).
(2) Legierter Stahl: a.Niedriglegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen ≤ 5 %);B.Mittellegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen > 5-10 %);C.Hochlegierter Stahl (Gesamtgehalt an Legierungselementen > 10 % %).
3. Klassifiziert nach Umformverfahren
(1) geschmiedeter Stahl;(2) Stahlguss;(3) warmgewalzter Stahl;(4) kaltgezogener Stahl.
4. Klassifizierung nach metallografischer Struktur
(1) Glühzustand: a.untereutektoider Stahl (Ferrit + Perlit);B.eutektoider Stahl (Perlit);C.übereutektoider Stahl (Perlit + Zementit);D.Tensitischer Stahl (Perlit + Zementit).
(2) Normalisierter Zustand: a.perlitischer Stahl;B.Bainit-Stahl;C.martensitischer Stahl;D.austenitischer Stahl.
(3) Keine Phasenänderung oder teilweise Phasenänderung
5. Klassifizierung nach Zweck
(1) Stahl für Bau und Ingenieurwesen: a.Gewöhnlicher Kohlenstoffbaustahl;B.Niedriglegierter Baustahl;C.Verstärkter Stahl.
(2) Baustahl:
A.Stahl für den Maschinenbau: (a) Vergüteter Baustahl;(b) Oberflächengehärteter Baustahl: einschließlich Aufkohlungsstahl, ammoniakhaltigem Stahl und oberflächengehärtetem Stahl;(c) leicht zu schneidender Baustahl;(d) Kaltplastizität Stahl zum Umformen: einschließlich Stahl zum Kaltprägen und Stahl zum Kaltstauchen.
B.Federstahl
C.Lagerstahl
(3) Werkzeugstahl: a.Kohlenstoff-Werkzeugstahl;B.legierter Werkzeugstahl;C.Schnellarbeitsstahl.
(4) Spezialstahl: a.Rostfreier, säurebeständiger Stahl;B.Hitzebeständiger Stahl: einschließlich Antioxidationsstahl, hitzefester Stahl, Ventilstahl;C.Elektrische Heizung; legierter Stahl;D.Verschleißfester Stahl;e.Tieftemperaturstahl;F.Elektrostahl.
(5) Stahl für den professionellen Einsatz – beispielsweise Stahl für Brücken, Stahl für Schiffe, Stahl für Kessel, Stahl für Druckbehälter, Stahl für landwirtschaftliche Maschinen usw.
6. Umfassende Klassifizierung
(1) Gewöhnlicher Stahl
A.Kohlenstoffbaustahl: (a) Q195;(b) Q215 (A, B);(c) Q235 (A, B, C);(d) Q255 (A, B);(e) Q275.
B.Niedriglegierter Baustahl
C.Gewöhnlicher Baustahl für bestimmte Zwecke
(2) Hochwertiger Stahl (einschließlich hochwertigem Edelstahl)
A.Baustahl: (a) hochwertiger Kohlenstoffbaustahl;(b) legierter Baustahl;(c) Federstahl;(d) Automatenstahl;(e) Lagerstahl;(f) hochwertiger Baustahl für bestimmte Zwecke.
B.Werkzeugstahl: (a) Kohlenstoff-Werkzeugstahl;(b) legierter Werkzeugstahl;(c) Schnellarbeitsstahl.
C.Spezialstahl: (a) rostfreier säurebeständiger Stahl;(b) hitzebeständiger Stahl;(c) elektrisch erhitzender legierter Stahl;(d) Elektrostahl;(e) verschleißfester Stahl mit hohem Mangangehalt.
7. Klassifiziert nach Schmelzmethode
(1) Je nach Ofentyp
A.Konverterstahl: (a) saurer Konverterstahl;(b) Basiskonverterstahl.Oder (a) bodengeblasener Konverterstahl;(b) seitlich geblasener Konverterstahl;(c) aufgeblasener Konverterstahl.
B.Elektroofenstahl: (a) Elektrolichtbogenofenstahl;(b) Elektroschlacke-Ofenstahl;(c) Induktionsofenstahl;(d) vakuumverzehrbarer Ofenstahl;(e) Elektronenstrahlofenstahl.
(2) Je nach Desoxidationsgrad und Gießsystem
A.Kochender Stahl;B.Halbberuhigter Stahl;C.Beruhigter Stahl;D.Speziell beruhigter Stahl.
4. Überblick über die Darstellungsmethoden für Stahlsorten in meinem Land
Die Angabe der Produktqualität erfolgt im Allgemeinen durch eine Kombination aus chinesischen Pinyin-Buchstaben, Symbolen chemischer Elemente und arabischen Ziffern.Im Augenblick:
①Die chemischen Elemente in Stahlsorten werden durch internationale chemische Symbole wie Si, Mn, Cr usw. dargestellt.Gemischte Seltenerdelemente werden durch „RE“ (oder „Xt“) dargestellt.
②Der Produktname, die Verwendung, die Schmelz- und Gießmethoden usw. werden im Allgemeinen durch die abgekürzten Buchstaben des chinesischen Pinyin dargestellt.
③Der Hauptgehalt an chemischen Elementen (%) in Stahl wird durch arabische Ziffern dargestellt.
Wenn das chinesische phonetische Alphabet zur Angabe des Produktnamens, der Verwendung, der Eigenschaften und der Verarbeitungsmethoden verwendet wird, wird im Allgemeinen der erste Buchstabe aus dem chinesischen phonetischen Alphabet ausgewählt, der den Produktnamen darstellt.Wenn es mit dem von einem anderen Produkt ausgewählten Buchstaben wiederholt wird, kann stattdessen der zweite oder dritte Buchstabe verwendet werden, oder der erste Pinyin-Buchstabe der beiden chinesischen Schriftzeichen kann gleichzeitig ausgewählt werden.
Wenn vorerst keine chinesischen Schriftzeichen und Pinyin verfügbar sind, werden als Symbole englische Buchstaben verwendet.
Fünftens die Unterteilung der Darstellungsmethode der Stahlsorten in meinem Land
1. Bezeichnungsmethode für Kohlenstoffbaustahl und niedriglegierten hochfesten Baustahl
Der oben verwendete Stahl wird normalerweise in zwei Kategorien unterteilt: allgemeiner Stahl und Spezialstahl.Die Methode zur Angabe der Sorte setzt sich aus den chinesischen Pinyin-Buchstaben der Streckgrenze oder Streckgrenze des Stahls, dem Wert der Streckgrenze oder Streckgrenze, der Qualitätsstufe des Stahls und dem Desoxidationsgrad des Stahls zusammen. welches eigentlich aus 4 Teilen besteht.
①Allgemeiner Baustahl verwendet den Pinyin-Buchstaben „Q“, der die Streckgrenze darstellt.Der Streckgrenzenwert (Einheit ist MPa) und die Qualitätsstufen (A, B, C, D, E) und Desoxidationsmethode (F, b, Z, TZ) sowie andere in Tabelle 1 angegebene Symbole bilden die Note in der Reihenfolge.Beispiel: Kohlenstoffbaustahlsorten werden wie folgt ausgedrückt: Q235AF, Q235BZ;Niedriglegierte hochfeste Baustahlsorten werden ausgedrückt als: Q345C, Q345D.
Q235BZ bedeutet beruhigter Kohlenstoffbaustahl mit einem Streckgrenzenwert ≥ 235 MPa und der Güteklasse B.
Die beiden Güten Q235 und Q345 sind die typischsten Güten für technischen Stahl, die Güten mit der größten Produktion und Verwendung sowie die am häufigsten verwendeten Güten.Diese beiden Qualitäten sind in fast allen Ländern der Welt erhältlich.
In der Sortenzusammensetzung von Kohlenstoffbaustahl kann das Symbol „Z“ für beruhigten Stahl und das Symbol „TZ“ für speziell beruhigten Stahl weggelassen werden, zum Beispiel: Für Q235-Stahl mit den Qualitätsklassen C bzw. D sollten die Sorten Q235CZ lauten und Q235DTZ, kann aber als Q235C und Q235D weggelassen werden.
Niedriglegierter hochfester Baustahl umfasst beruhigten Stahl und speziell beruhigten Stahl, das Symbol für die Desoxidationsmethode wird jedoch am Ende der Sorte nicht hinzugefügt.
②Spezieller Baustahl wird im Allgemeinen durch das Symbol „Q“ gekennzeichnet, das die Streckgrenze des Stahls, den Wert der Streckgrenze und die in Tabelle 1 angegebenen Symbole für die Produktverwendung darstellt, zum Beispiel: Die Stahlsorte für Druckbehälter wird ausgedrückt als „Q345R“;Die Güte des witterungsbeständigen Stahls wird als Q340NH ausgedrückt.Q295HP-Stahlsorten zum Schweißen von Gasflaschen;Q390g-Stahlsorten für Kessel;Q420q-Stahlsorten für Brücken.
③Je nach Bedarf können zur Bezeichnung von niedriglegiertem, hochfestem Baustahl für allgemeine Zwecke auch zwei arabische Ziffern (die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt in Teilen pro Zehntausend angeben) und Symbole chemischer Elemente in der Reihenfolge verwendet werden;der spezielle niedriglegierte hochfeste Baustahl. Der Markenname kann auch nacheinander durch die Verwendung von zwei arabischen Ziffern (die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt in Teilen pro Zehntausend angeben), chemischen Elementsymbolen und einigen spezifischen Symbolen ausgedrückt werden, die die Verwendung des Markennamens darstellen Produkt.
2. Darstellungsmethode von hochwertigem Kohlenstoffbaustahl und hochwertigem Kohlenstofffederstahl
Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl verwendet eine Kombination aus zwei arabischen Ziffern (die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt in Zehntausendsteln angeben) oder arabischen Ziffern und Elementsymbolen.
① Für Siedestahl und halbberuhigten Stahl werden am Ende der Sorte die Symbole „F“ bzw. „b“ hinzugefügt.Beispielsweise wird die Sorte Siedestahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,08 % als „08F“ ausgedrückt;Die Sorte halbberuhigter Stahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,10 % wird als „10b“ ausgedrückt.
② Beruhigter Stahl (S bzw. P≤0,035 %) ist im Allgemeinen nicht mit Symbolen gekennzeichnet.Beispiel: Beruhigter Stahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,45 %, seine Güteklasse wird mit „45“ angegeben.
③ Bei hochwertigen Kohlenstoffbaustählen mit höherem Mangangehalt wird das Elementsymbol Mangan nach den arabischen Ziffern hinzugefügt, die den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt angeben.Beispiel: Stahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,50 % und einem Mangangehalt von 0,70 % bis 1,00 %, seine Qualität wird als „50Mn“ angegeben.
④ Für hochwertigen Baustahl aus hochwertigem Kohlenstoff (S bzw. P ≤ 0,030 %) fügen Sie nach der Güte das Symbol „A“ hinzu.Beispiel: hochwertiger Kohlenstoffbaustahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,45 %, seine Güteklasse wird als „45A“ angegeben.
⑤Hochwertiger Baustahl aus Kohlenstoffstahl (S≤0,020 %, P≤0,025 %), fügen Sie nach der Güte das Symbol „E“ hinzu.Beispiel: Superhochwertiger Kohlenstoffbaustahl mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,45 %, seine Güteklasse wird als „45E“ angegeben.
Die Darstellungsmethode für hochwertige Kohlenstofffederstahlsorten ist die gleiche wie für hochwertige Kohlenstoffbaustahlsorten (65-, 70-, 85- und 65-Mn-Stähle gibt es in den beiden Normen GB/T1222 bzw. GB/T699).
3. Bezeichnungsmethode für legierten Baustahl und legierten Federstahl
① Legierte Baustahlsorten werden durch arabische Ziffern und Standardsymbole für chemische Elemente dargestellt.
Verwenden Sie zwei arabische Ziffern, um den durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt (in Teilen pro Zehntausend) anzugeben, und platzieren Sie ihn an der Spitze der Note.
Der Gehalt an Legierungselementen wird wie folgt ausgedrückt: Wenn der durchschnittliche Gehalt weniger als 1,50 % beträgt, wird in der Marke nur das Element angegeben, und der Gehalt wird im Allgemeinen nicht angegeben;Der durchschnittliche Legierungsgehalt beträgt 1,50 % ~ 2,49 %, 2,50 % ~ 3,49 %, 3,50 % ~ 4,49 %, 4,50 % ~ 5,49 %, …, entsprechend geschrieben als 2, 3, 4, 5 … nach den Legierungselementen.
Beispiel: Der durchschnittliche Gehalt an Kohlenstoff, Chrom, Mangan und Silizium beträgt 0,30 %, 0,95 %, 0,85 % bzw. 1,05 % von legiertem Baustahl.Wenn der Gehalt an S und P ≤ 0,035 % beträgt, wird die Sorte als „30CrMnSi“ ausgedrückt.
Hochwertiger, hochlegierter Baustahl (S- bzw. P-Gehalt ≤ 0,025 %), gekennzeichnet durch das Hinzufügen des Symbols „A“ am Ende der Güteklasse.Zum Beispiel: „30CrMnSiA“.
Fügen Sie für hochqualitativen legierten Baustahl der Sondergüte (S≤0,015 %, P≤0,025 %) das Symbol „E“ am Ende der Güte hinzu, zum Beispiel: „30CrM nSiE“.
Bei Baustahlsorten aus Sonderlegierungen sollte das Symbol, das die in Tabelle 1 angegebene Produktverwendung darstellt, am Anfang (oder am Ende) der Sorte hinzugefügt werden.Beispielsweise wird der 30CrMnSi-Stahl, der speziell zum Nieten von Schrauben verwendet wird, als ML30CrMnSi angegeben.
②Die Darstellungsmethode für legierten Federstahl ist die gleiche wie für legierten Baustahl.
Beispiel: Der durchschnittliche Gehalt an Kohlenstoff, Silizium und Mangan beträgt 0,60 %, 1,75 % bzw. 0,75 % von Federstahl, und seine Qualität wird als „60Si2Mn“ ausgedrückt.Fügen Sie bei hochwertigem Federstahl das Symbol „A“ am Ende der Sorte hinzu, und die Sorte wird als „60Si2MnA“ ausgedrückt.
4. Die Sorte des Automatenstahls
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Juni 2023
