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鋼一般分為哪些類?他們有什么區別?各有什么特性和用途.

一 鋼材的種類
按用途可分為:結構鋼、工具鋼和特殊鋼;
按冶煉方法可分為:轉爐鋼和平爐鋼;
按脫氧方法可分為:沸騰鋼(F)、半鎮靜鋼(b)、鎮靜鋼(Z)和特殊鎮靜鋼(TZ),鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼的代號可以省去;
按成型方法可分為:軋制鋼(熱軋、冷軋)、鍛鋼和鑄鋼;
按化學成分可分為:碳素鋼和合金鋼。
1.鋼材的牌號
鋼材的品種繁多,鋼結構中采用的鋼材主要有二類。
⑴碳素結構鋼
根據現行的國家標準《碳素結構鋼》(GB700)的規定,碳素結構鋼的牌號由代表屈服點的字母Q、屈服點的數值(N/mm2)、質量等級符號和脫氧方法符號等四個部分按順序組成。
碳素結構鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五種,屈服強度越大,其含碳量、強度和硬度越大,塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比較好,是鋼結構常用鋼材之一。

質量等級分為A、B、C、D四級,由A到D表示質量由低到高。不同質量等級鋼對化學成分和力學性能的要求不同。A級無沖擊功規定,對冷彎試驗只在需方有要求時才進行,其碳、錳、硅含量也可以不作為交貨條件;B級、C級、D級分別要求保證20℃、0℃、-20℃時夏比V形缺口沖擊功不小于27J(縱向),都要求提供冷彎試驗的合格保證,以及碳、錳、硅、硫和磷等含量的質保。所有鋼材交貨時供方應提供屈服點、極限強度和伸長率等力學性能的質保。
沸騰鋼、鎮靜鋼、半鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼分別用漢字拼音字首F、Z、b和TZ表示。對Q235,A、B級鋼可以是Z、b或F,C級鋼只能是Z,D級鋼只能是TZ。Z和TZ可以省略不寫。
如Q235-AF表示屈服強度為235N/mm2的A級沸騰鋼;Q235-Bb表示屈服強度為235N/mm2的B級半鎮靜鋼;Q235-C表示屈服強度為235N/mm2的C級鎮靜鋼。
(2) 低合金高強度結構鋼
低合金鋼是指在煉鋼過程中添加一種或幾種少量合金元素,其總量低于5%的鋼材。低合金鋼因含有合金元素而具有較高的強度。根據現行國家標準《低合金高強度結構鋼》(GBT/l591)的規定,其牌號與碳素結構鋼牌號的表示方法相同,常用的低合金鋼有Q345、Q390、Q420等。
低合金鋼交貨時供方應提供屈服強度、極限強度、伸長率和冷彎試驗等力學性能質保;還要提供碳、錳、硅、硫、磷、釩、鋁和鐵等化學成分含量的質保。
低合金鋼的質量等級除與碳素結構鋼A、B、C、D四個等級相同外,增加E級,其要求提供-40℃時夏比V型缺口沖擊功不小于27J(縱向)。不同質量等級對碳、硫、磷、鋁的含量的要求也有區別。 低合金鋼的脫氧方法為鎮靜鋼或特殊鎮靜鋼。 Q345-B表示屈服強度為345N/mm2的B級鎮靜鋼;Q390-D表示屈服強度為390N/mm2的D級特殊鎮靜鋼。
碳素結構鋼和低合金鋼都可以采取適當的熱處理(如調質處理)進一步提高其強度。例如用于制造高強度螺栓的45號優質碳素鋼以及40硼(40B)、20錳鈦硼(20MnTiB)就是通過調質處理提高強度的。
注意:質量等級的劃分與要求:碳素鋼分(A、B、C、D) 四級,低合金鋼分(A、B、C、D、E)五級。各級鋼的保證條件為:
A級鋼-抗拉強度、屈服點和伸長率,冷彎試驗只在需方要求時進行,無沖擊韌性要求;
B級鋼-抗拉強度、屈服點和伸長率,冷彎試驗合格,常溫(20℃)沖擊試驗,要求沖擊功不小于27 J;
C級鋼-抗拉強度、屈服點和伸長率,冷彎試驗合格,0℃沖擊試驗,要求沖擊功不小于27 J;
D級鋼-抗拉強度、屈服點和伸長率,冷彎試驗合格,-20℃沖擊試驗,要求沖擊功不小于27 J;
E級鋼-抗拉強度、屈服點和伸長率,冷彎試驗合格,-40℃沖擊試驗,要求沖擊功不小于27 J.

二、鋼材的規格
鋼結構所用的鋼材主要為熱軋成型的鋼板、型鋼以及冷彎成型的薄壁型鋼。
1.鋼板
鋼板有薄鋼板(厚度0.35~4mm)、厚鋼板(厚度4.5~60mm)、特厚板(板厚>60mm)和扁鋼(厚度4~60mm,寬度為12~200mm)等。鋼板用“—寬×厚×長”或“—寬×厚”表示,單位為mm,如—450×8×3100,—450×8。
2.型鋼
鋼結構常用的型鋼是角鋼、工字型鋼、槽鋼和H型鋼、鋼管等。除H型鋼和鋼管有熱軋和焊接成型外,其余型鋼均為熱軋成型。
(1)角鋼
角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。等邊角鋼以“L肢寬×肢厚”表示,不等邊角鋼以“L長肢寬×短肢寬×肢厚”表示,單位為mm,如L63×5,L100×80×8。
(2)工字鋼
工字鋼有普通工字鋼和輕型工字鋼兩種。普通工字鋼用“I截面高度的厘米數”表示,高度20mm以上的工字鋼,同一高度有三種腹板厚度,分別記為a、b、c,a類腹板最薄、冀緣最窄,b類較厚較寬,c類最厚最寬,如I20a。同樣高度的輕型工字鋼的翼緣要比普通工字鋼的冀緣寬而薄,腹板亦薄,輕型工字鋼可用漢語拼音符號“Q”表示,如QI40等。
(3)槽鋼
槽鋼也分普通槽鋼和輕型槽鋼兩種,以“[或Q[截面高度厘米數”表示,如[20 b, Q[22等。
(4)H型鋼
H型鋼分熱軋和焊接二種。熱軋H型鋼有寬翼緣(H W)、中翼緣 (HM)、窄翼緣 (HN)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”表示,單位為mm,如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12。
焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成,也用“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”表示,如H350×250×10×16。
(5)鋼管
鋼管有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管兩種。無縫鋼管的外徑為32~630mm。鋼管用“φ外徑×壁厚”來表示,單位為mm,如φ273×5。
我國生產的各型鋼規格和截面特性見附錄三。對普通鋼結構的受力構件不宜采用厚度小于5mm的鋼板、壁厚小于3mm的鋼管、截面小于L45×4或L56×36×4的角鋼。
3.冷彎薄壁型鋼
冷彎薄壁型鋼采用薄鋼板冷軋制成。其壁厚一般為1.5~12mm,但承重結構受力構件的壁厚不宜小于2mm。薄壁型鋼能充分利用鋼材的強度以節約鋼材,在輕鋼結構中得到廣泛應用。常用冷彎薄壁型鋼截面型式有等邊角鋼(a)、卷邊等邊角鋼(b)、槽鋼(c)、卷邊槽鋼(d)、 Z型鋼、卷邊Z型鋼(C型鋼) (e)、鋼管[(f)、(g)、(h)]等。
表示方法為:按字母B、截面形狀符號和長邊寬度×短邊寬度×卷邊寬度×壁厚的順序表示,單位為mm,長、短邊相等時,只標一個邊寬,無卷邊時不標卷邊寬度,如B[ 120×40×2.5、BC160×60×20×3。
壓型鋼板是冷彎薄壁型鋼的另一種形式,它是用厚度為0.4~2mm的鋼板、鍍鋅鋼板或彩色涂層鋼板經冷軋成的波形板。

根據含碳量來分

根據粗略的統計和分類,幾何商標圖形大致有以下幾類:

(1)單形.如圖9,10,以一個單獨幾何圖形為整個商標.這種例子較少見.且多為基本圖形的變形.

(2)分形.將一個基本幾何圖形分成幾部分如圖3(等邊三角形分為三部分)圖5(五邊形分出一個三角形)、圖12(圓分成上下兩部分).

(3)相似(同)組形.用幾個相似或相同的基本幾何圖形組合而成,如圖1(由三個等腰梯形組成)圖2(由三個等邊菱形組成)、圖11(由五個穿孔的小圓組成).

(4)變形.由一個基本幾何圖變化而來.如圖8(由菱形變化所得)、圖9(平行四邊形變化所得)、圖10(矩形變化所得).

(5)組形.由兩個或多個不同的基本幾何圖形組合而成.這種情況較為普遍.如圖4(由一個圓與一正方形疊加而成)、圖7(由一個等腰直角三角形與一矩形拼接而成).

(6)擬形.用幾何圖形或其組形來模擬物體、文字,達到傳神、表意的效果.這種例子也不少.如圖5(兩個V的疊加)圖13(擬一個“人”字,紅色小圓擬一藥丸)、圖14(擬太陽出山)、圖17(擬字母“M”).

(7)混合形.將多種手法混合使用.如圖6,可視為由一立方體及其陰影組成,而且從四個方向來看,效果一樣.筆者作過這樣的試驗:在不同年齡段的學生(從初中生和大學生)中,要求他們將自己從街上或電視上看到的商標,說出幾個,并畫出一、二個來.結果,說出來的,幾乎都是規則幾何圖形組成的商標(以下簡稱幾何圖形商標)——如“北大方正”、“三菱”“徐工”等.
這給我們一個啟示:幾何圖形商標,在多種類型的商標中,具有顯著的廣告宣傳優勢,值得數學工作者,特別是中學數學教師的關注.中學數學里的基本幾何圖形——三角形、矩形、正方形、梯形、菱形、圓、橢圓等進入商標設計,并扮演越來越重要的角色,為中學幾何知識聯系實際、為市場經濟服務,開辟了一條有效途徑,我們不妨結合數學教學做一點嘗試.

按用途分類
(1) 建筑及工程用鋼:a.普通碳素結構鋼;b.低合金結構鋼;c.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼
a.機械制造用鋼:(a)調質結構鋼;(b)表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;?易切結構鋼;(d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。
b.彈簧鋼
c.軸承鋼
(3) 工具鋼:a.碳素工具鋼;b.合金工具鋼;c.高速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼:a.不銹耐酸鋼;b.耐熱鋼:包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼;c.電熱合金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼。
(5) 專業用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。

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