鋼鐵

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按含碳量不同，鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數(shù)情況下能滿足使用要求，所以應(yīng)用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經(jīng)常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。合金鋼的資源相當(dāng)豐富，除Cr、Co不足，Mn品位較低外，W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀(jì)初，合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中的比例將有大幅度增長。

含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據(jù)生鐵中碳存在的形態(tài)不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態(tài)分布，斷口呈銀白色，質(zhì)硬而脆，不能進(jìn)行機(jī)械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態(tài)分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機(jī)械性能、加工性能接近于鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應(yīng)用。

鋼鐵中碳的來源:煉鐵的原料之一是鐵礦石，鐵礦石主要成份是Fe2O3，沒有碳。
煉鐵的原料之二是焦碳
煉鐵過程部分焦碳留在了鐵水中,導(dǎo)致鐵水中含碳。
鋼鐵的生產(chǎn)  由鐵礦石煉生鐵。
由生鐵作原料煉鋼,煉鋼的過程主要是除碳的過程.還不能將碳除盡,鋼需要有一定量的碳,性能才達(dá)到最佳.

鋼鐵業(yè)的產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)9年居世界之首，但這絕不表示中國是鋼鐵強(qiáng)國。產(chǎn)量的輝煌掩蓋不了鋼鐵業(yè)的內(nèi)在危機(jī)，其危機(jī)的要害表現(xiàn)在兩個問題上。一是能耗大，每生產(chǎn)一噸鋼所用的礦石、煤炭、電力等資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家，甚至世界平均水平。而且，隨著這些年鋼鐵業(yè)發(fā)展，一些地方大煉鋼鐵，單位鋼材消耗資源量在遞增。二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，低附加值的長型鋼材占了60%以上，而汽車、機(jī)床、家電等行業(yè)所需的高檔鋼材要大量進(jìn)口。究其深層次的原因則在于鋼鐵企業(yè)規(guī)模太小，達(dá)不到規(guī)模經(jīng)濟(jì)所要求的產(chǎn)量水平，也不具備創(chuàng)新能力。所以，鋼鐵業(yè)發(fā)展的結(jié)果是進(jìn)口大量礦石，加工成低檔鋼材之后又大量出口，消耗了寶貴的資源，造成煤電的全面緊張，留下了污染，只賺到了微不足道的利潤。鋼鐵業(yè)的這種超常規(guī)發(fā)展不符合中國實現(xiàn)持續(xù)增長，建立節(jié)約型經(jīng)濟(jì)的總方向。所以，7月20日國務(wù)院公布《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》，實行鋼鐵新政，是極為有意義的。其中提出的合理控制生產(chǎn)規(guī)模、提高產(chǎn)業(yè)集中度優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)等對中國鋼鐵業(yè)發(fā)展都有戰(zhàn)略指導(dǎo)意義。

分類方法分類名稱說明
1.按化學(xué)成分分(1)碳素鋼是指鋼中除鐵、碳外，還含有少量錳、硅、硫、磷等元素的鐵碳合金，按其含碳量的不同，可分為：
1)低碳鋼--含碳量wc≤0.25%
2)中碳鋼--含碳量wc>0.25%～0.60%
3)高碳鋼--含碳量wc>0.60%
高碳鋼一般在軍工業(yè)和工業(yè)醫(yī)療業(yè)比較多

(2)合金鋼為了改善鋼的性能，在冶煉碳素鋼的基礎(chǔ)上，加入一些合金元素而煉成的鋼，如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量，可分為：
1)低合金鋼--合金元素的總含量≤5%
2)中合金鋼--合金元素的總含量5%～10%
3)高合金鋼--合金元素的總含量>10%
2.按冶煉設(shè)備分
(1)轉(zhuǎn)爐鋼用轉(zhuǎn)爐吹煉的鋼，可分為底吹、側(cè)吹、頂吹和空氣吹煉、純氧吹練等轉(zhuǎn)爐鋼；根據(jù)爐襯的不同，又分酸性和堿性兩種
(2)平爐鋼用平爐煉制的鋼，按爐襯材料的不同分為酸性和堿性兩種，一般平爐鋼多為堿性
(3)電爐鋼用電爐煉制的鋼，有電弧爐鋼、感應(yīng)爐鋼及真空感應(yīng)爐鋼等。工業(yè)上大量生產(chǎn)的，是堿性電弧爐鋼。
3、按澆注前脫氧程度分(1)沸騰鋼屬脫氧不完全的鋼，澆注時在鋼錠模里產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象。其優(yōu)點是冶煉損耗少、成本低、表面質(zhì)量及深沖性能好；缺點是成分和質(zhì)量不均勻、抗腐蝕性和力學(xué)強(qiáng)度較差，一般用于軋制碳索結(jié)構(gòu)鋼的型鋼和鋼板
(2)鎮(zhèn)靜鋼屬脫氧完全的鋼，澆注時在鋼錠模里鋼液鎮(zhèn)靜，沒有沸騰現(xiàn)象。其優(yōu)點是成分和質(zhì)量均勻；缺點是金屬的收得率低，成本較高。一般合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼都為鎮(zhèn)靜鋼
(3)半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼，因生產(chǎn)較難控制.目前產(chǎn)量較少www.gcjgw.com
4、按鋼的品質(zhì)分
(1)普通鋼鋼中含雜質(zhì)元素較多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼等
(2)優(yōu)質(zhì)鋼鋼中含雜質(zhì)元素較少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等
(3)高級優(yōu)質(zhì)鋼鋼中含雜質(zhì)元素極少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼等。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后面，通常加符號“A”或漢字“高”，以便識別
5、按鋼的用途分
(1)結(jié)構(gòu)鋼
1)建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼--簡稱建造用鋼，它是指用于建筑、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上制作金屬結(jié)構(gòu)件的鋼。如碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等
2)機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼--是指用于制造機(jī)械設(shè)備上結(jié)構(gòu)零件的鋼。這類鋼基本上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼，主要有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、易切結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等
(2)工具鋼一般用于制造各種工具，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等。如按用途又可分為刃具鋼、模具鋼、量具鋼
(3)特殊鋼具有特殊性能的鋼，如不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、耐磨鋼、磁鋼等
(4)專業(yè)用鋼這是指各個工業(yè)部門專業(yè)用途的鋼，如汽車用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼、航空用鋼、化工機(jī)械用鋼、鍋爐用鋼、電工用鋼、焊條用鋼等
6、按制造加工形式分(1)鑄鋼鑄鋼是指采用鑄造方法而生產(chǎn)出來的一種鋼鑄件。鑄鋼主要用于制造一些形狀復(fù)雜、難于進(jìn)行鍛造或切削加工成形而又要求較高的強(qiáng)度和塑性的零件
(2)鍛鋼鍛鋼是指采用鍛造方法而生產(chǎn)出來的各種鍛材和鍛件。鍛鋼件的質(zhì)量比鑄鋼件高，能承受大的沖擊力作用，塑性、韌性和其他方面的力學(xué)性能也都比鑄鋼件高，所以凡是一些重要的機(jī)器零件都應(yīng)當(dāng)采用鍛鋼件
(3)熱軋鋼熱軋鋼是指用熱軋方法而生產(chǎn)出來的各種熱軋鋼材。大部分鋼材都是采用熱軋軋成的，熱軋常用來生產(chǎn)型鋼、鋼管、鋼板等大型鋼材，也用于軋制線材
(4)冷軋鋼冷軋鋼是指用冷軋方法而生產(chǎn)出來的各種冷軋鋼材。與熱軋鋼相比，冷軋鋼的特點是表面光潔、尺寸精確、力學(xué)性能好。冷軋常用來軋制薄板、鋼帶和鋼管。
(5)冷拔鋼冷拔鋼是指用冷拔方法而生產(chǎn)出來的各種冷拔鋼材。冷拔鋼的特點是：精度高、表面質(zhì)量好。冷拔主要用于生產(chǎn)鋼絲，也用于生產(chǎn)直徑在50mm以下的圓鋼和六角鋼，以及直徑在76mm以下的鋼管碳鋼通常規(guī)律可以近似認(rèn)為是含碳量越高硬度越大但達(dá)到多大時隨含碳量的增高硬度反而降低。鋼鐵材料的硬度主要取決于材料的化學(xué)成分（鋼號），含碳量高的硬度高；以及熱處理狀態(tài)。
鋼鐵中均含有少量合金元素和雜質(zhì)的鐵碳合金，按含碳量不同可分為：
生鐵――含C為2.0～4.5％
鋼――含C為0.05～2.0％
熟鐵――含C小于0.05％
碳量多少是區(qū)別鋼鐵的主要標(biāo)準(zhǔn)。生鐵含碳量大于2.0％；鋼含碳量小于2.0％。生鐵含碳量高，硬而脆，幾乎沒有塑性。
但是以含碳量來說明硬度是不對的，這和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)系。如鐵素體\奧氏體，滲碳體，珠光體等。實際應(yīng)用中如果需要高的硬度，那么肯定是需要通過滲碳淬火或者氮化等熱處理的。因為含碳量只是影響硬度的重要因素，而不是唯一的絕對因素.和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有關(guān)系。金剛石全是碳組成，硬度是最高。 ^[1]

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