淺談鋼鐵材料及其加工工藝

康 樂

（禹州安健安全技術(shù)檢測檢驗(yàn)有限公司,河南 禹州 461670）

淺談鋼鐵材料及其加工工藝

康 樂

（禹州安健安全技術(shù)檢測檢驗(yàn)有限公司,河南 禹州 461670）

隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國的鋼鐵制造與鋼鐵加工與之前相比有了長足發(fā)展，各級鋼鐵制造企業(yè)為了迎合市場需要，及新形勢下的競爭要求，都進(jìn)行了大量的技術(shù)改革與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文通過對鋼鐵材料的性質(zhì)及其加工工藝進(jìn)行概括性討論，旨在通過此研究，對我國的鋼鐵制造業(yè)及鋼鐵加工業(yè)的發(fā)展提出一些有價(jià)值的參考意見，為我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

鋼鐵材料；性質(zhì)；加工工藝

我國自1978年初進(jìn)入到鋼鐵快速發(fā)展的時(shí)代，經(jīng)過近40年的努力，我國在鋼鐵產(chǎn)量上已經(jīng)處于鋼鐵工業(yè)大國的階段，但是在鋼鐵品種質(zhì)量上，還是處于鋼鐵弱國階段，產(chǎn)量雖大，但是產(chǎn)量的實(shí)際意義仍低于美、日等發(fā)達(dá)國家，經(jīng)濟(jì)效益并不高，如何實(shí)現(xiàn)大而強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，就需要我們對鋼鐵材料有更加充分的認(rèn)識及了解，以及利用高科技的加工技術(shù)，將新工藝、新技術(shù)運(yùn)用到我國的鋼鐵企業(yè)中來，進(jìn)一步提升鋼鐵材料的工藝水準(zhǔn)，為產(chǎn)品增添更大的附加值以實(shí)現(xiàn)企業(yè)最大的經(jīng)濟(jì)效益，如何完成這種轉(zhuǎn)變，首先我們就要對鋼鐵材料特性有一定的認(rèn)識。

1 金屬類材料特點(diǎn)

（1）固有性。金屬類材料具有固定的特點(diǎn)，這種固有性是指具有一定的特點(diǎn)及性能，集中體現(xiàn)在使用的時(shí)候，這種特性是材料本身的物理特性和化學(xué)特性所決定的，所以在對金屬材料進(jìn)行二次加工時(shí)，對于最終的產(chǎn)品形態(tài)，往往是由材料的固有特性而決定的，這就要求在生產(chǎn)金屬材料時(shí)，既要滿足最終產(chǎn)品形態(tài)的基本功能性，同時(shí)還要滿足結(jié)構(gòu)特性等要求。

（2）感覺性。針對金屬類材質(zhì)，我們通過看、聽、觸等方式，對其產(chǎn)生綜合性質(zhì)的印象就是所謂的“感覺特性”，感覺特性的建立有其心理及生理兩個(gè)方面的作用，不同的材質(zhì)也會表現(xiàn)出不同的感覺特性，例如，鋁制品會給我們呈現(xiàn)亞光且厚重的感覺；不銹鋼制品呈現(xiàn)出科技及現(xiàn)代感；黃金及白銀制品會呈現(xiàn)出奢侈與富貴的感覺；因此在產(chǎn)品最終形態(tài)中，對于材料的感覺特性是人們對于情感的交流以及精神寄托的濃縮，這點(diǎn)體現(xiàn)了不同金屬材質(zhì)的差異化特點(diǎn)。

（3）工藝性。材料的工藝性是一種材料特性的綜合反映，表現(xiàn)在材料必須適應(yīng)多種性質(zhì)的工藝要求，不一樣金屬材料的工藝特性是不同的，例如，有些金屬適合鍛壓、延展；有些金屬適合焊接、鑄造；因此只有對各類金屬材質(zhì)的特性了然于心，才能根據(jù)具體的要求，選擇最適合的加工工藝。

2 鋼鐵材料概述

從鋼鐵材料在人類社會的發(fā)展過程中，我們就可以看到鋼鐵材料舉足輕重的社會地位，無論是建筑行業(yè)還是工業(yè)與機(jī)械加工行業(yè)，都離不開鋼鐵材料的身影。從我國來看，青銅及鐵器時(shí)代的到來，金屬材質(zhì)的工具與武器，就開始在人類社會中大面積進(jìn)行使用，隨著科技的進(jìn)步，這些金屬材質(zhì)逐漸向鋼鐵材料發(fā)展；直到現(xiàn)代，醫(yī)療行業(yè)中所使用的高碳鋼、家庭中所使用的不銹鋼、工業(yè)生產(chǎn)中所使用的鍍鋅鋼材，這些都預(yù)示著鋼鐵材料逐漸深入到我們的生活之中，其實(shí)所謂鋼鐵材料是指，針對單一的鐵元素或者有多種金屬元素和其他物質(zhì)混合而成的產(chǎn)物，我們目前所使用的往往是合金鋼鐵材料，通過合金鑄造可以更加符合我們經(jīng)濟(jì)生活的需求。

3 鋼鐵材料的特性

鋼鐵材料由于其豐富的物理特性、加工特性及原料普遍性，被大量的利用到我們的生產(chǎn)及生活之中，其特性主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

第一、鍛壓性：由于鋼鐵材料有其豐富的延展性特點(diǎn)，可以通過沖壓鍛造的形式進(jìn)行加工，在鍛壓進(jìn)行時(shí)，鋼鐵材料會產(chǎn)生塑性形變，從而使鋼鐵材料加工成鍛造件、沖壓件，這樣可以使加工的材料擁有更大的承載能力，汽車工業(yè)中往往采用單層或者多層沖壓鋼板來作為底盤的材質(zhì)。

第二、鑄造性：鋼鐵材料在1500℃左右會轉(zhuǎn)換成為液態(tài)狀態(tài)，可以將其筑造成需要的特定形狀，這樣的特性便是鋼鐵的鑄造性，在其通常情況下，鑄型的填充寬容度、鋼鐵合金本身的化學(xué)成分及澆鑄時(shí)的溫度，對于鋼鐵材料的特性都會產(chǎn)生一定的影響，鑄造技術(shù)的優(yōu)劣直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。

第三、加工性：加工性作為鋼鐵材料的后期加工，主要體現(xiàn)在切削及焊接兩個(gè)方面，這個(gè)特性對鋼鐵材質(zhì)本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部結(jié)構(gòu)、硬度及導(dǎo)熱程度有很大關(guān)系，即使通過后期加工，也要保障預(yù)期的產(chǎn)品使用壽命。

4 鋼鐵材料加工工藝

（1）鋼鐵材料焊接工藝。鋼鐵材料具有良好的導(dǎo)熱性及較小的收縮性，是焊接材料的首選，在工業(yè)生產(chǎn)中，往往通過焊接技術(shù)將鋼鐵材料進(jìn)行組合焊接，最終達(dá)到工業(yè)的要求。例如，以日常生活中所常見的不銹鋼焊接為例，首先通過200-400℃先讓焊接材料進(jìn)行充分預(yù)熱，隨后在部件焊接工作完成后進(jìn)行熱處理，最后等待其自行緩慢降溫為540℃之后空冷。高碳鋼與不銹鋼焊接方式相差無幾，對于鋼鐵材料的焊接，先進(jìn)行預(yù)熱，后進(jìn)行熱處理，這樣做的目的主要是對材料組織加以改善，對焊接的應(yīng)力加以消除，以提高焊接質(zhì)量。

（2）熱處理工藝。鋼鐵材料的熱處理工藝，主要分為：退、正、淬、回四個(gè)方面，通過退火以及后期的回火等進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，同時(shí)還要充分考慮鋼鐵材質(zhì)零部件的使用要求，通過熱處理后，就可以進(jìn)行拉力及硬度監(jiān)測，最終確定零部件的性能是否能夠滿足使用需求。

鋼鐵材料熱處理的流程包括三個(gè)主要環(huán)節(jié)，即加熱、保溫、冷卻，這些環(huán)節(jié)相互穿插相互持續(xù)。對鋼鐵材料進(jìn)行熱處理時(shí)，可以采用非常多樣的加熱方式，例如煤、木炭、氣體以及液體燃料等，當(dāng)鋼鐵材料的溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度時(shí)，一般需要把這樣的溫度再保持一段時(shí)間，是為了創(chuàng)造內(nèi)外一致的溫度，使其產(chǎn)品內(nèi)部組織徹底的轉(zhuǎn)變，這段時(shí)間便是保溫時(shí)間，因工藝選擇的不同，冷卻的方式也不盡相同，但最終的目的都是為了有效控制冷卻的速度，最終保證鋼鐵材質(zhì)熱處理后的品質(zhì)穩(wěn)定。

5 結(jié)語

通過上文我們發(fā)現(xiàn)，鋼鐵材料作為工業(yè)發(fā)展中使用量最大的金屬材質(zhì)，如果不對鋼鐵的特性進(jìn)行深入的研究與了解，根本不能對鋼鐵資源進(jìn)行最優(yōu)分配，這樣就會造成大量的資源浪費(fèi)。針對鋼鐵材料的加工工藝，我們要不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的加工技術(shù)，著眼未來大力培養(yǎng)相關(guān)人才，只有這樣，我國未來的鋼鐵行業(yè)才能走在世界的前列，為國計(jì)民生的建設(shè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.013

康樂（1986-）,男,河南許昌人,助理工程師,研究方向：冶金建材類材料工程。