人类的发展史,伴随着工具的发明创造。原始人类只能使用天然工具,如石头、木材等,当有了火以后,人们不仅学会了吃热食物,同时也逐渐学会制造陶器、铜器以及后面的铁器。
对于现代人来说,钢铁毫无疑问是生产中的重要组成部分,鸟巢的建造过程中使用的钢种Q460就是我国自主研制的高性能低合金结构钢。
一、钢和铁的区别
含碳量不同,因此性能有差异。
纯铁不含碳,但是非常软,我们在其中加入少量的碳就成了铁和碳的合金。
我们把含碳量≤2.11%的铁碳合金称为钢,把含碳量>2.11%的称为铸铁。含碳量越高越脆,因此铸铁通常用于承受静载荷并且是压力,而不能用于承受拉力和塑性的场合。
二、钢的分类
1. 按照含碳量分
低碳钢0.25%以下,中碳钢0.25%-0.60%,高碳钢0.60%-2.11%
其中低碳钢和中碳钢我通常使用较多,如20#钢,45#钢分别代表含碳量0.20%和0.45%。
2. 按照杂质含量分
杂质主要是P和S,普通钢杂质含量0.035%以上,优质钢0.025-0.035%,高级优质钢<0.025%
如何从钢的牌号上区分呢?
普通钢一般是Q开头,也就是直接标注屈服强度,如Q195,Q215,Q235,Q255,Q275,应用最广泛的是Q235,它有一定的强度、塑性和韧性,焊接性好,因此常见的槽钢、角钢、圆钢、工字钢可能都是这种材质,工厂做一个平台、楼梯等非常合适,由于是普通钢,价格上也可以接受。
优质钢就是直接以含碳量的千分数表示,如08F,20,35,45,55,65,其中20钢最常用,工厂的管材均是20钢,其次是45钢,能够用于较高强度的场所。
3. 按照用途分
碳素结构钢和碳素工具钢。
三、钢的热处理
四把火:退火、正火、淬火、回火。
退火和正火都是用于钢胚件的粗加工,是指将钢胚加热到一定温度后冷却下来,这样可以使钢胚中的颗粒细化,使整个组织稳定,具有良好的塑形和强度。他们的区别是:退火一般是随炉冷却,而正火是直接在空气中冷却,正火冷却的速度快,因此具有更好的晶粒。
淬火很特别,电视剧中的铁匠,将刀剑加热,锻打成型以后,要直接伸进冷水(或盐水、油)里,这样可以获得强度硬度较高的产品,这就是淬硬性。
回火,淬火可以产生很好的淬硬性,是我们获得高强度钢的主要途径,但是淬火的同时由于温度的急剧变化,钢的内部会产生较大的应力,需要处理,此时就用到了回火。回火就是将淬火后的工件重新加热以后再冷却,和退火、正火的原理差不多。
淬火和回火合起来称为调制。
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