鐵”變身成為“鋼”的工藝過程_滄州五森管道有限公司
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煉鋼先煉鐵。鋼鐵材料的原材料是鐵礦石，有赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）等種類。無論哪一種都是以氧化鐵的形式存在的，為此，在冶煉過程中需要添加作為熱源和還原劑的焦炭，同時，還需要加入去除雜質(zhì)的石灰石，使三者在爐內(nèi)燃燒而冶煉成生鐵。這一冶煉過程是在高爐中進行的，高爐具有鋼制的圓筒形外殼，內(nèi)襯貼有耐火磚等耐火材料。大型高爐的高度可達100m以上。高爐的頂部裝有排除爐內(nèi)氣體的通氣孔和開閉裝置，為防止有毒氣體的排放而采用環(huán)境保護措施。隔熱管托
另外，在高爐的上部有被稱為料斗的原料投入口，外部安裝的傾斜式卷揚機將鐵礦石等原材料邊提升邊運輸?shù)皆贤度肟凇?/span>
高爐冶煉出來的生鐵，因為硬而脆，不能直接使用。因此，需要在下面的工序中運送到轉爐進行吹氧冶煉，或送到電爐使其與廢鋼發(fā)生反應，通過煉鋼工藝煉成鋼。
完成煉鋼工藝后的鋼水接著流入鑄型，被制成鋼錠或被送到連鑄連軋工序而被軋制成板材或棒材。鋼錠是半成品，為了制造板材或棒材需要進行再加熱。另一方面，因為連鑄連軋工藝是有效利用被加熱材料余熱的制造過程，從提高生產(chǎn)效率和節(jié)省能源的角度出發(fā)而被迅速推廣。
碳素鋼（carbon steel）
碳素鋼是指鐵和碳的合金，這種鋼的碳元素含量通常在0.02% ～ 2%的范圍內(nèi)。碳素鋼通常含有少量的硅、錳、磷以及硫等元素，其各元素的作用如下：碳元素能提高金屬材料的強度和硬度，硅元素能夠除去鋼水中的氧元素，錳元素能夠除去硫元素。
另外，磷元素和硫元素是鋼中的含量越少越好的不純凈物質(zhì)，為此，對磷、硫的含量的限度進行了規(guī)定。此外，碳素鋼因碳含量的不同可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼，因硬度的不同可分為極軟鋼、軟鋼和硬鋼。隔熱管托
碳含量在0.02%以下的碳素鋼通稱為純鐵。說起純鐵的力學性能，倒是在電磁性能方面比較優(yōu)越，常用來制作直流電器具的鐵芯與電樞等以及電動機零件。
鋼鐵材料術語
JIS標準規(guī)定了不同鋼鐵材料的用途以及關于質(zhì)量方面的主要術語。這里，我們介紹幾種典型的鋼鐵材料。
① 普通結構用軋制鋼材（rolled steel for general structure）
普通結構用軋制鋼材常作為建筑、橋梁、船舶、鐵道車輛、鐵塔等一般結構的鋼材使用。普通結構用軋制鋼材有鋼板、帶鋼、扁鋼、棒材以及型鋼等種類。這些材料根據(jù)steel for structure英文名被稱為SS材，JIS標準中規(guī)定了SS330、SS400、SS490及SS540等四個品種。
SS400中的400這一數(shù)字是保證材料的拉伸強度的下限值，這是意味著SS400的最低拉伸強度不低于400N/mm²。隔熱管托
② 機械結構用碳素鋼材（Carbon steel for machine structural use）
制作成機械零件的結構用材不僅僅是支撐靜載荷，而且還要像齒輪和軸那樣，經(jīng)常使用在長期承受載荷作用并進行運動等的場合。機械零件用的典型材料是機械結構用碳素鋼材，在S和C之間標記的數(shù)字，表示其含碳量的多少。例如，S45C這種材料就是意味著金屬中的含碳量為0.45%。
S-C材料與SS材料相比，S-C材料規(guī)定了材料的化學成分，是更加可靠的材料。其次，S-C材料是適宜于精加工的材料，適合制造過程中的鍛造、切削、沖壓等的加工和熱處理。
另外，熱處理是通過適當?shù)臏囟热ゼ訜峒袄鋮s鋼材，以改善鋼材的力學性能的操作方法。熱處理有淬火、回火、退火及正火等類型。利用這些熱處理的方法可以提高鋼材的硬度、強韌性。
合金鋼（alloy steel）
為了提高鋼材的性能，除了5種主要元素以外，再含有一種或兩種以上元素的鋼被稱為合金鋼。主要的合金成分有提高金屬淬火性能和耐腐蝕性能的鉻元素、提高耐摩擦性能的鉬元素、釩元素、鎢元素等。
① 機械結構用合金鋼材（Mlloy steel for machine structural use）
與SS材料相比，提高了拉伸強度和柔韌性的結構用合金鋼被稱為機械結構用合金鋼材，分為強韌性鋼和高強度鋼等種類。隔熱管托
強韌性鋼的種類有鉻鋼、鉻鉬鋼、鎳鉻鋼、鎳鉻鉬鋼、錳鋼、錳鉻鋼等，無論哪一種鋼都通過熱處理提高了拉伸強度和強韌性能。另外，保證了淬火性能的合金鋼稱為H鋼（日本的合金鋼牌號后附H），這是保證了距離淬火端一定距離的材料的硬度上限、下限或范圍的鋼種。強韌性鋼作為齒輪、螺栓、螺母、車軸類等零件的制造材料被廣泛使用。
高強度鋼是除碳元素外添加了鎳元素、硅元素及錳元素等，強化了拉伸強度的合金鋼。有時省略其英文High Tensile Steel稱為高級鋼（HTS），一般的高強度鋼的拉伸強度在490 ～ 790MPa之間。主要應用于建筑、橋梁、船舶、車輛、其他的結構物以及壓力容器或汽車用冷軋鋼板等，使用范圍十分廣泛。
② 不銹鋼（Stainless steel）
不銹鋼是以提高耐腐蝕性和硬度為目的，含有單一的鉻元素或鉻、鎳兩種元素的合金鋼。JIS 標準規(guī)定不銹鋼的代號為SUS（一般SUS讀為沙斯），如SUS304或SUS430，在SUS后面的數(shù)字表示其牌號。
一般的鉻含量約達到10.5%以上的合金鋼才能稱為不銹鋼，通過鉻在鋼的表面形成一層薄的氧化膜以提高鋼的耐腐蝕性。
所謂的耐腐蝕性優(yōu)良、不容易生銹就意味著不需要對產(chǎn)品表面進行電鍍或涂裝。含有13%鉻的13Cr鋼被應用于硬度要求高于防銹性能的情況，如要求高硬度的螺栓、螺母、刀具、叉子、餐具等。含有18%鉻的18Cr被應用于對防銹性能有高要求的情況，如炊事機械、汽車零件、化學裝置等。含有18%的鉻和8%的鎳的18Cr-8Ni不僅耐腐蝕性好，而且拉伸強度也好，被用于制造汽車、鐵道等的結構件，以及作為建筑材料而廣泛使用。
鑄鐵（cast iron）
鑄鐵是含碳量在2.14% ～ 6.67%范圍內(nèi)的鐵合金，因為它具有比碳素鋼熔點低的特點，故作為鑄造材料使用。一般情況下，鑄鐵與碳素鋼相比，其延伸率低、硬度高、脆性大，不適合作為結構材料使用，但它在硬度和耐磨性能方面具有優(yōu)勢。其種類如下圖所示。
① 灰口鑄鐵（日語的直譯為老鼠鑄鐵）隔熱管托
灰口鑄鐵是不添加特別合金元素的一般性鑄鐵，通常稱為鑄鐵。在JIS標準中記為FC，規(guī)定了FC100 ～ FC350的六種品種。
這里，符號FC后面的數(shù)字與SS材相同，是表示材料拉伸強度的最低保證值，將這一數(shù)值與SS400比較，就會發(fā)現(xiàn)鑄鐵的拉伸強度較低。
如果用顯微鏡觀察灰口鑄鐵的斷面，就能夠看到分散在灰口鑄鐵材料內(nèi)的石墨的形狀。因為材料內(nèi)的石墨是月牙形的，所以也被稱為片狀石墨鑄鐵。對于灰口鑄鐵這一名稱有另一種說法是，其名稱并不僅僅是來源于鑄鐵呈現(xiàn)老鼠灰的顏色，還包括其內(nèi)部的石墨形狀看起來像老鼠。
鑄鐵中的月牙形石墨起著潤滑劑的作用，另外其熱傳導性也好，容易散發(fā)摩擦熱，所以灰口鑄鐵的耐磨性優(yōu)越。此外，因為灰口鑄鐵具有優(yōu)良的吸收振動的能力，所以一直以來，對灰口鑄鐵的使用開始于制作機床的床身，逐漸應用到汽車的氣缸及與制動器相關零件的制造，應用范圍非常廣泛。
② 球狀石墨鑄鐵
觀察灰口鑄鐵所見到的月牙形石墨的尖端是尖銳的，我們可以認為這是一種缺陷，這是灰口鑄鐵的脆性產(chǎn)生的原因。為此，對其進行改良，球狀石墨鑄鐵就是將石墨的形狀改進為球狀，使其能耐某種程度的塑性變形。在JIS標準中球狀石墨鑄鐵記為FCD，規(guī)定了FCD370 ～ FCD800的七種品種。另外，球狀石墨鑄鐵有時也被稱為可鍛鑄鐵。
球狀石墨鑄鐵的吸收振動能力低于灰口鑄鐵，但因其強韌性優(yōu)越，廣泛地應用于汽車零部件、機械設備的零部件、鋼管接頭、閥門等的制造。隔熱管托
另外，在鑄鐵里也有含鎳、鉻、錳、硅等元素的合金鑄鐵。
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