【2025精讲课】13.2.2金属材料

金属材料在矿山工程中具有重要地位，其中钢材是核心材料。建筑钢材分类标准按化学成分分为碳素钢和合金钢，按用途分为结构钢、工具钢等，矿用支护型钢材料如U型钢、工字钢常用于巷道支护，其高强度和韧性适应复杂地质条件。
钢材力学性能指标包括抗拉强度、冲击韧性和疲劳强度。抗拉强度测试方法通过拉伸实验得出弹性模量、屈服强度等参数；冲击韧性测定标准采用缺口试件冲断实验，反映抗冲击能力。钢材的缺点为耐腐蚀性差、易冷脆，但通过冷加工强化工艺和时效强化处理技术可改善性能，前者提高屈服强度，后者同时提升极限强度。
矿山应用中，钢材加工技术包括冷轧、锻造及钢材热处理方法分类（退火、正火等）。矿用特殊钢材如U型钢用于可缩支架，适应顶板沉降；矿山提升钢丝绳类型分为特级、一级，特级用于人员升降，异形钢丝绳用于稳绳系统防止吊桶摆动。钢丝绳按捻向分为同向捻和交互捻，其机械性能直接影响矿井提升安全性和效率。