大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
黑色金属 • 分类 （钢铁）
– 按冶炼方法分类 – 按脱氧程度 – 按用途
– 按金相组织 – 按化学成分 – 按品质分类 – 按形状分
大港油田检测监督评价中心
• 2、硅（Si）：炼钢过程，硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－ 0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著 提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗 腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。但是，硅量增加，会降低钢的焊接 性能。
* 普通碳素钢: Wp = (0.035% ～ 0.045%) Ws = (0.035% ～ 0.050%)
* 优质碳素钢: Wp = 0.035% Ws = (0.030% ～ 0.035%)
* 高级优质碳素钢: Wp ≤ 0.030% Ws = ( 0.020%～0.025% )
大港油田检测监督评价中心
– 低碳钢——含碳量小于0.25％
– 中碳钢——含碳量0.25～0.6％
– 高碳钢——含碳量大于0.6％
按钢的质量分
普通钢 优质钢
按钢的用途分
结构钢 工具钢
按冶炼时脱氧程度的不同分 沸腾钢 镇静钢
高级优质钢 半镇静钢
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
含碳量在2%～4.3%的铁的合金为铸铁，含碳量一般在0.03%～2%的铁的合 金为钢，含碳量越高，则铁碳合金的强度和硬度越高，塑性和韧性越低。。在 Fe-C合金中，有目的地加入各种适量的合金元素，来提高钢铁的强度、硬度、 耐磨性和耐腐蚀性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V 、Ti、Nb、B等，形成了形形色色的合金铸铁或合金钢。
课程内容安排
金属材料 化学分析
金属材料定义
金属材料分类
材料牌号表示方法
合金元素在钢中的作用
常用钢级套管化学成分
金属材料化学分析定 义及方法分类 分光光度法介绍
化学分析仪器
显色反应及其影响因素
测量条件的选择 JQ-8型电脑多元素联测分析仪 TU-1901紫外可见分光光度计
光电直读光谱仪
大港油田检测监督评价中心
分类
牌号
主要用途
普通碳素结构 钢
Q235-A.F 厂房、船舶、桥梁建筑结构或受力不大零件
优质碳素结构 钢
45 08
重要机械零件如法兰盘,齿轮等，一般为低、 中碳钢。
碳素工具钢
T10 T12 制造刀具,量具,模具等，一般为高碳钢。
铸造碳钢
ZG200-400
制造形状复杂力学性能要求较高的零件，铸 钢，σb ≥ 400MPa,σs≥ 200MPa。
– 管材：
• 无缝（热轧、冷拔和抵压） • 有缝{焊接管（直缝管、螺旋管）}
– 型材：
• 角钢、槽钢、工字钢、大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
2、分类：
①黑色金属：通常以铁、锰、铬为基的合金称黑色金属。 以铁为基的合金称为钢。
②有色金属：以其余合金为基的合金称有色金属。 有色金属通常按其元素名称命名。
如铝及铝合金，铜及铜合金。
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
非铁合金大体可分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重 有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉 、铋、铟、镓、汞及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金 等）、贵金属（金、银、铂、钯等）和稀土金属等。其中应用最广的是铝合金 。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的；高速 火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来 越多，既漂亮、又耐腐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线； 铝箔可用于包装食品和香烟；铝合金还可用作电容器等。
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
金属材料化学分析
质量监督站 2014年2月18日
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
厂房（普通碳素结构钢）
曲轴（优质碳素结构钢）
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
一、金属材料
1、定义：
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。 包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 （注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料），以金属(包括合金与纯金属) 为基础的材料。
按品质分类
– （1）普通钢 – （2）优质钢 – （3）高优质钢 A – （4）特殊优质钢 E
量具
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
按形状分
– 板材
• 板材：0.2～4.0 mm薄钢板 • 4～20mm 中厚钢板 • 大于20mm厚钢板
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
c、优质碳素结构钢
优质碳素结构钢用阿拉伯数字（1位或2位）表示，两位阿拉伯数字表示含碳量 （以万分之几计）
（1）沸腾钢、半镇静钢，沸腾钢和半镇静钢一般加F和b，镇静钢一般不标 。如：08F 10b 45
3、材料牌号表示方法
金属材料牌号的表示方法往往是根据其含碳量、合金元素含量 、强度级别、汉 语拼音来表示。 汉语拼音一般表示材料的名称、用途、特性和工艺方法。
a、结构钢（Q235A.F）
• Q——屈服强度
• A——质量等级（分ABCD 4个等级）
• F——代表沸腾钢
• 235——代表屈服强度235MPa
结构钢
按
用
钢
途
分
类
工具钢
特殊性能钢
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
• 按金相组织 – （1）按平衡状态及退火组织分为:亚共析钢、共析钢、过共 析钢和莱氏体钢。 – （2）按正火组织分为:珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥 氏体钢。 – （3）按加热氏有无相变和室温时的金相组织分为:铁素体钢 、奥氏体钢、马氏体钢、双相钢。
d、合金结构钢和合金弹簧钢 用两位数字表示含碳量（万分之几），牌号后仅标明元素，一般不标含量 ，平均含量在1.50～249％、2.5～3.49％、3.5～4.49％、4.5～5.49％时合 金元素相应写成2、3、4、5。 如：C 0.30％ Cr 0.95% Mn 0.85% Si 1.05%含量的结构钢表示为 30CrMnSi 高级优质合金钢在牌号后加A ，如35CrMoA；特级优质合金钢在牌号后加 E。
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
4、合金元素在钢中的作用
金属元素：具有金属通性的元素。 • 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性降低，当
碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能 力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀。此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感 性。
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
碳素钢简称碳钢
是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加入合金元素，且含碳量大 于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。除铁碳外主要含有少量Si Mn S P 杂 质，总含量不超过2％，按含碳量分为：
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
• 按化学成分
– 碳素钢分为： • 普通碳素钢、优质碳素钢和高级碳素钢。
– 合金钢分为： • 低合金钢、中合金钢和高合金钢。
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
（2）较高含锰量优质碳素钢，在表示平均含碳量的后面加锰元素的符合。 如50Mn
（3）高级优质碳素钢在牌号后面加A ，如20A 特级优质碳素结构钢牌号后面加E ，如：45E