鋼鐵材料基礎知識
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- 發(fā)布時(shí)間：2023-11-07 11:37
鋼鐵行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱行業(yè)和重要的原材料行業(yè)，其重要地位不言而言。且我國是世界最大的鋼鐵生產(chǎn)國和消費國，鋼鐵行業(yè)的投資和消費拉動(dòng)作用巨大、與其他行業(yè)的關(guān)聯(lián)度很高。
鋼材有不同的類(lèi)型、不同的種類(lèi)、不同的形狀、不同的尺寸。所有的鋼都是由鐵和碳組成。碳的含量以及其他合金決定了每種鋼材的性能。按品種分，鋼材可以分為鐵道用鋼、長(cháng)材、線(xiàn)材、扁平材（也稱(chēng)板材）和管材；按化學(xué)成分分為非合金鋼材、低合金鋼材、合金鋼材和不銹鋼材。
一、按品種分類(lèi)
1、鐵道用鋼材：是指主要供鐵道部門(mén)生產(chǎn)和建設用的鋼材。主要包括輕軌、重軌、工業(yè)用鋼軌、起重機用鋼軌、導電鋼軌道岔鋼軌等鋼軌以及扣件等鋼軌配件和車(chē)輪、輪箍、車(chē)軸及車(chē)軸坯等。其中大于30千克/米的鋼軌為重軌，不大于30千克/米的鋼軌為輕軌。
2、長(cháng)材
型鋼：型鋼是指斷面形狀如字母H、1、U、L、Z、T等較復雜形狀的鋼材。按斷面高度分為大型型鋼、中小型型鋼。型材廣泛應用于國民經(jīng)濟各部門(mén)，如工字鋼主要用于建筑構件、橋梁制造、船舶制造: 槽鋼主要用于建筑結構、車(chē)輛制造:窗框鋼主要用于工業(yè)和民用建筑等。其中，大型型鋼是指高度不小于80毫米的型鋼，中小型鋼是指高度小于80毫米的型鋼。
棒材：棒材是指斷面形狀為圓形、方形、矩形(包括扁形)六角形、八角形等簡(jiǎn)單斷面，并通常以直條交貨的鋼材，不包括混凝土鋼。
鋼筋：鋼筋是指鋼筋混凝土用和預應力混凝土用鋼材。其橫截面為圓形，有時(shí)為帶有圓角的方形。通常以直條交貨，但不包括線(xiàn)材軋機生產(chǎn)的鋼材。按加工工藝分為: 熱軋鋼筋、冷軋 (拔) 鋼筋和其它鋼筋;按品種分為: 光圓鋼筋、帶肋鋼筋和扭轉鋼筋。按強度分為:一級 (235MPa) 、二級(335MPa)、三級(400Mpa)、四級(590Mpa)和五級(1350Mpa)鋼筋。
3、線(xiàn)材
線(xiàn)材是指經(jīng)線(xiàn)材軋機熱軋后卷成盤(pán)狀交貨的鋼材，又稱(chēng)盤(pán)條。含碳量0.6%以上的線(xiàn)材俗稱(chēng)硬線(xiàn)，一般用作鋼簾線(xiàn)、鋼纖維和鋼絞線(xiàn)等制品原料，在0.6%以下的線(xiàn)材俗稱(chēng)軟線(xiàn)。線(xiàn)材主要用于建筑和拉制鋼絲及其制品。熱軋線(xiàn)材直接使用時(shí)多用于建筑業(yè)，充當光圓鋼筋。
線(xiàn)材按用途可分為:供拉絲用、網(wǎng)用線(xiàn)材、供建筑和其他一般用途用線(xiàn)材；按軋制速度和卷重可分為:普線(xiàn)、高線(xiàn)和準高線(xiàn):高線(xiàn)軋制速度在100-120m/s，準高線(xiàn)軋制速度在60-90m/s; 普線(xiàn)卷重一般在600-800公斤/卷，高線(xiàn)卷重一般在1.5-2噸/卷
老牌號:常見(jiàn)牌號一般分Q195、Q215、Q235三種，其中建筑鋼材用盤(pán)條只有Q215、Q235兩個(gè)牌號;舉例說(shuō)明: Q235(Q一指鋼材的屈服強度，235指屈服強度不小于235Mpa)。新牌號: HPB195、HPB215、HPB235、HPB300，其中建筑鋼材用盤(pán)有HPB215、HPB235、HPB300.(H: 熱軋的意思，P: 光圓的意思，B: 鋼筋，235: 表示屈服點(diǎn)為235Mpa
4、扁平材
特厚板：是指厚度不小于50毫米的鋼板，一般用可逆式熱軋特厚板軋機生產(chǎn)，主要用于鍋爐、造船、航空、軍工國防、建筑橋梁及容器等。
厚鋼板：是指厚度不小于20毫米而小于50毫米的鋼板，一般用可逆式熱軋中厚板軋機生產(chǎn)，主要用于鍋爐、造船、航空、軍工國防、建筑、橋梁及容器等。
中板：中板是指厚度不小于3毫米而小于20毫米的鋼板?？梢允强赡媸綗彳堉泻癜遘垯C生產(chǎn)的也可以是連續式寬帶鋼熱軋機所生產(chǎn)的熱軋帶鋼的剪切產(chǎn)品，其薄規格產(chǎn)品還可以經(jīng)過(guò)冷軋機的加工。中板主要用于鍋爐、造船、火車(chē)車(chē)廂、集裝箱、軍工國防.建筑、橋梁及容器等
薄板是指厚度小于3毫米的單張鋼板。薄板按軋制工藝分為熱軋薄板和冷軋薄板，包括單張軋制生產(chǎn)的和將寬鋼帶剪切成單張的薄板。主要用于汽車(chē)、造船、機械、搪瓷、集裝箱、建筑、家電、家具、農機及容器等。
熱軋薄板通常用連續式寬帶鋼軋機軋機、爐卷軋機、薄板坯連鑄連軋設備生產(chǎn)的熱軋寬帶鋼經(jīng)過(guò)剪切得到的。單張生產(chǎn)或疊軋生產(chǎn)的熱軋薄板生產(chǎn)工藝屬于淘汰工藝。
冷軋薄板通常用可逆式冷軋機單張軋制的，也可以是用可逆式冷軋機或連續式寬帶鋼冷軋機生產(chǎn)的冷軋寬帶鋼經(jīng)過(guò)剪切得到
中厚寬鋼帶：是指厚度不小于3毫米，寬度不小于600毫米，用連續式寬帶鋼熱軋機或爐卷軋機等設備生產(chǎn)、卷狀交貨的鋼帶。
熱軋薄寬鋼帶：是指厚度不小于3毫米，寬度不小于600毫米，用連續式寬帶鋼熱軋機或爐卷軋機或薄板坯連軋設備等生產(chǎn)卷狀交貨的鋼帶。
冷軋薄寬鋼帶是指厚度不小于3毫米，寬度不小于600毫米，通常用連續式寬帶鋼冷軋機或可逆式冷軋機等設備生產(chǎn)、卷狀交貨的鋼帶。
熱軋窄鋼帶是指寬度不小于600毫米，通常用熱軋帶鋼機等設備生產(chǎn)或將熱軋寬鋼帶經(jīng)過(guò)縱剪得到、通常以卷狀交貨的鋼帶。
冷軋窄鋼帶是指寬度不小于600毫米，通常用帶鋼冷軋機等設備生產(chǎn)或將冷軋寬鋼帶經(jīng)過(guò)縱剪得到，通常以卷裝交貨的鋼帶。
鍍層板(帶)：是指在基體板(帶)的表面鍍有一層金屬的鋼材。鍍鋅板，是指表面鍍有一層鋅的鋼板。鍍鋅板按生產(chǎn)工藝分為熱鍍鋅板和電鍍鋅板。熱鍍鋅板的鋅層厚度較厚，用于抗蝕性強的部件。電鍍鋅板的鋅層厚度較薄且均勻，多用于涂漆或室內用品。
鍍錫板，俗稱(chēng)馬口鐵，是指表面鍍有一薄層金屬錫的鋼板。具有良好的抗腐蝕性能，有一定的強度和硬度，成型性好又易焊接。錫層無(wú)毒無(wú)味，能防止鐵溶進(jìn)被包裝物，且表面光亮，印制圖畫(huà)可以美化商品，主要用于食品罐頭工業(yè)，其次用于化工油漆、油類(lèi)、醫藥等包裝材料。鍍錫板按生產(chǎn)工藝分為熱鍍錫板和電鍍錫板。
涂層板 (帶)
是指以鍍鋅板、鍍鋁板、鍍鋅鋁板合金板、冷軋板等作為基體材料、表面涂上一層或兩層有機涂料(如環(huán)氧醋、聚醋、丙烯酸醋、塑料溶膠等) 或者敷上一層塑料薄膜而得到的產(chǎn)品。由于可以制成不同顏色或壓出花紋，也叫彩色鋼板。這種鋼板廣泛用于建筑、交通運輸、容器、輕工、電器、家具及儀表等行業(yè)。
電工鋼板(帶)
電工鋼板又稱(chēng)硅鋼片，是指一種含碳量極低(經(jīng)退火后，含碳量在0.005%以下)的硅鐵軟磁合金一般硅含量為0.5%-4.5%。鐵中加入硅可以提高其電阻率和增大導磁率。電工鋼板主要用于制造各種變壓器、發(fā)電機和發(fā)電機的鐵芯。
電工板分為兩大類(lèi)，即取向電工鋼板和無(wú)取向電工鋼板。取向電工鋼板，是指晶粒有一定取向的電工鋼板。這種電工鋼板的軋向磁性能明顯優(yōu)于橫向，主要用于變壓器，是用冷軋工藝生產(chǎn)。無(wú)取向電工鋼板，是指晶粒隨機取向的電工鋼板。這種電工鋼板的軋向與橫向磁性大致相同，主要用于電機。
5、管材：鋼管是指兩端開(kāi)口并具有中空斷面，其長(cháng)度與周邊之比較大的鋼材。按加工工藝可分為無(wú)縫鋼管和焊接鋼管，生產(chǎn)方法主要有熱軋、冷軋、擠壓冷拔、鍛造、焊接等。其規格用外形尺寸 (加外徑或邊長(cháng)) 及壁厚表示，其尺寸范圍很廣，用途極為廣泛。
無(wú)縫鋼管：是指整塊金屬制成的表面上沒(méi)有接縫的鋼管
焊接鋼管：是指用鋼帶或鋼板彎曲變形為圓形、方形等預期形狀后再焊接成的、表面有接縫的鋼管。
二、按化學(xué)成分分類(lèi)
1、非合金鋼：非合金鋼又稱(chēng)碳素鋼，鋼中除含有一定量為了脫氧而加入的硅(一般<0.40%) 和錳(一般0.80%) 等合金元素外，不含其他合金元素的鋼。根據碳含量的高低又可分成低碳鋼 ([C]≤0.25%) ，中碳鋼(0.25%≤[C]0.60%)和高碳鋼([C]>0.60%)。含碳量越高，屈服點(diǎn)和抗拉強度提高，但塑性和沖擊性降低。此外，按照鋼的質(zhì)量和用途不同，碳素鋼通常又分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼和工具碳素鋼三大類(lèi)。
低碳鋼由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車(chē)、制罐等，20G則是制造普通鍋爐的主要材料，此外，低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼，用于機械制造業(yè)的結構件；中碳鋼多在調質(zhì)狀態(tài)下使用，制作機械制造工業(yè)的零件:高碳鋼多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等。
2、低合金鋼：合金元素總含量小于5%，指的是鋼中除含有硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素如鉻鎳、鉑、鐵、釩、銅、鎢、鋁、鉆、鋸、錯和稀土元素等，有的還含有某些非金屬元素如硼、氮等的鋼。微合金化鋼也屬于低合金鋼。
3、合金鋼：合金元素總含量一般大于5%，按鋼中所含有的主要合金元素不同，合金鋼可分為錳鋼、硅鋼、硼鋼、鉻鎳鎢鋼、鉻錳硅鋼等。
4、不銹鋼：是指在大氣、水、酸、堿和鹽等溶液，或其他腐蝕介質(zhì)中具有一定化學(xué)穩定性的鋼的總稱(chēng)。耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的稱(chēng)為不銹鋼，耐酸、堿和鹽等強介質(zhì)腐蝕的鋼稱(chēng)為耐腐蝕鋼。不銹鋼具有不銹性，但不一定耐腐蝕，而耐腐蝕鋼則一般都具有較好的不銹性。不銹鋼主要以鉻為標志，鉻含量應大于12%。按照化學(xué)成分的不同，可分為: 鉻鎳系不銹鋼 (300系Ni>5%) 、鉻錳系 (200系，) 不銹鋼、鉻系不銹鋼 (400系，Ni<5%) 以及耐熱不銹鋼 (Cr > 20%)等
三、鋼材主要品種介紹
在期貨市場(chǎng)，鋼材主要包括三個(gè)品種：螺紋鋼、線(xiàn)材和熱軋卷板。
1、螺紋鋼
鋼筋中的典型代表為螺紋鋼，螺紋鋼是熱軋帶肋鋼筋的俗稱(chēng)，鋼筋中的典型代表為螺紋鋼，根據強度可分為三類(lèi): HRB335、 HRB335E、HRB400E、HRB400、HRB500、 HRB500E等幾類(lèi);其中H-HOT熱軋，R-Ribbed帶肋，B-Bars鋼筋; 335表示屈服強度不小于335MPa；螺紋鋼也可以根據幾何形狀分類(lèi)，即以橫肋的截面形狀及肋的間距不同進(jìn)行分類(lèi)或分型，如英國標準（BS4449)中，將螺紋鋼分為I型、Ⅱ型。這種分類(lèi)方式主要反映螺紋鋼的握緊性能。
為落實(shí)國務(wù)院關(guān)于節能減排的工作部署，2012年，住房和城鄉建設部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合出臺《關(guān)于加快應用高強鋼筋的指導意見(jiàn)》，要求在建筑工程中加速淘汰335兆帕級鋼筋，優(yōu)先使用400兆帕級鋼筋，積極推500兆帕級鋼筋。目前市面上最常用的為HRB400E，335和400已瀕臨淘汰。
2、線(xiàn)材
隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，線(xiàn)材的應用領(lǐng)域越來(lái)越廣，對其品種質(zhì)量要求日益嚴格和專(zhuān)業(yè)化。線(xiàn)材的鋼種非常廣泛，有碳素結構鋼、彈簧鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、軸承鋼、合金工具鋼、不銹鋼等。凡是需要加工成絲的鋼種大都經(jīng)過(guò)線(xiàn)材軋機生產(chǎn)成盤(pán)條再拉拔成絲。因為鋼種、鋼號繁多，所以在線(xiàn)材生產(chǎn)中通常將線(xiàn)材分為以下五大類(lèi):
（1）建筑用線(xiàn)材:主要用于鋼筋混凝土的配筋和焊接結構件，是用途最大的一類(lèi)線(xiàn)材，牌號HPB300;執行標準為GB1499.1-2017《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》。
（2）軟線(xiàn):指普通低碳鋼熱軋圓盤(pán)條，牌號主要是碳素結構鋼標準中所規定的Q195、Q215、Q235、Q275和優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼中所規定的10、15、20號鋼。
（3）硬線(xiàn):指優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼類(lèi)的盤(pán)條，如制繩鋼絲用盤(pán)條，輪胎鋼絲等專(zhuān)用盤(pán)條。硬線(xiàn)一般含碳量偏高，泛指45號以上的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、40Mn-70Mn 等。
（4）焊線(xiàn):指焊條用盤(pán)條，包括碳素焊條鋼和合金焊條鋼的盤(pán)條。
（5）合金鋼線(xiàn)材:指各種合金鋼和合金含量高的專(zhuān)用盤(pán)條。如軸承鋼盤(pán)條、合金結構鋼、不銹鋼、合金工具鋼盤(pán)條等。低合金鋼線(xiàn)材一般劃歸為硬線(xiàn)，如有特殊性能也可劃入合金鋼類(lèi)。
3、熱軋板卷
熱軋卷板是以板坯（主要為連鑄坯）為原料，經(jīng)加熱爐加熱（或均熱爐均熱）后由粗軋機組及精軋機組軋制成的帶鋼。熱軋卷板從精軋最后一架軋機出來(lái)的熱鋼帶通過(guò)層流冷卻至設定溫度，由卷取機卷成熱軋鋼帶。熱軋卷板包括鋼帶（卷）及由其剪切而成的鋼板。鋼帶(卷）可以分為直發(fā)卷及精整卷(分卷、平整卷及縱切卷)。
熱軋卷板一般包括中厚寬鋼帶、熱軋薄寬鋼帶和熱軋薄板。中厚寬鋼帶是其中最具代表性的品種，其產(chǎn)量占比約為熱軋卷板總產(chǎn)量的三分之二，上海期貨交易所已上市的熱軋卷板期貨合約的標的物屬于中厚寬鋼
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