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钢铁

发布时间:2008-08-02 00:00 作者:互联网 来源:百科
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钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种: 分类按品质分类 (1) 普通钢
       是含量在0.04%-2.3%之间的合金。为了保证韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:

分类
 按品质分类
(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 优质钢(P、S均≤0.035%) (3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
按化学成份分类
(1) 碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。
         (2)合金钢:a.低合金钢(合元素总含量≤5%)b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%)c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
按成形方法分类
(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢

按金相组织分类
(1) 退火状态的a.亚共析钢铁素体+珠光体)b.共析钢(珠光体)c.过共析钢(珠光体+渗碳体)d.莱氏体钢(珠光体+渗体)。
(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。
(3) 无相变或部分发生相变的
按用途分类
(1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢
         (2) 结构钢a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢c.轴承钢
(3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
         (4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、强钢、气阀钢c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢
(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
综合分类
          (1)普通钢a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢(包括高级优质钢)
 a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢; (f)特定用途优质结构钢。
          b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;
 (c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。
按冶炼方法分类
(1) 按炉种分a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c.电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。
(2)按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢;b.半镇静钢静钢;d.特殊镇静钢。
钢铁的特性

铁(Fe)这元素占地壳元素总量的5.5%,世界上的金属产量钢铁占99.5%。自然界中自然铁极少,大部份和氧结合成铁矿石纯铁呈灰白色,强度不是很大,故用处不大。通常我们所说的铁,或钢,其实是一种合金,这种合金主要成份为纯铁(Fe,含有锰,等金属元素及碳,硅,硫磷等非金属元素。其中碳所扮演的角色最为重要,它决定铁是否有展延性,是不是很脆,容不容易熔化

铁矿加入高炉还原而得的“熔铣”(hotmetal,即熔融生铁)含碳2到7.5%。将熔铣浇注到模中得一定的形状,称为铸铁(castiron)。铣铁(或生铁)无法锻造、轧制或压制,换句话说,它不允许作任何形式的机械变形。铣铁有白铣(whitepigiron)和灰铣(greypigiron)的区别。白铣中的碳以碳化铁(Fe3C)的形式存在,故新的断口呈白色;且因碳化铁硬而脆,所以白铣较硬且脆。至于灰铣中的碳以石墨的形式出现,故断口为灰色,且较白铣软。

磷与硫对铁来说,是很令人讨厌的元素,虽然磷可使铁之流动性变佳,但也使得铁变脆(此因磷与铁结合或硬脆的Fe3P)。至于硫呢?如果铁中含硫过多,则有热脆现象发生,即铁在高温加工的操作下脆裂(这是因为硫与铁结合成为硫化铁,铁与硫化铁成为共晶,形成网状,围绕在铁的晶体周围,因为共晶体的熔点较铁为低,所以在高温加工的温度下,铁与硫的共晶体熔融而铁未熔;此时若加以外力,铁即生裂痕)。

如果加入某些特定的合金元素——锰、铬、等等,可以增加钢铁的延性、抗拉强度,硬度,改进其铸造性质,增加其对腐蚀与热的抵抗力。经过热处理(即将钢料加热至某一预定高温,再以各种速率使其冷却),可以改变钢料的机械性质和物理性质。再者,钢铁容易施以机械加工而得到所需要的尺寸和形状。钢铁因为具有这些特性,所以广泛地用来制造各种机械,设备及建筑楼房。

一般将含碳量高于2%的铣铁或铸铁称为铁,而将含量少于2%的称为钢。


用途
下面对特殊合金钢的性质和用途,作一概略的说明。

(1)高温钢(high-temperaturesteel)用于制造锅炉。在500℃到600℃的温度下连续使用,仍能保持其机械特性。是高温钢的主要合金元素。

(2)耐热钢(heat-resistantsteel)。在钢中加入铬、镍和硅能使钢耐1300℃之高温。此种钢通常用于制造工业用炉及电阻丝等。

(3)不锈钢(stainlesssteel),在钢中加入少量铜可延缓钢在空气中的腐蚀率。若在钢中加12%以上之铬则可避免钢之腐蚀。若再加入镍则腐蚀性更好,且提高钢之勒性。目前食品工业及化学工业正广泛地使用不锈钢。厨房用具,餐具和外科用具也用不锈钢制造。

(4)工具钢(Toolsteels)工具钢的含碳量高于结构用钢,通常用于制锯条,钻头等。特殊钢则加入铬、钨、、钼、等合金元素,并经适当的热处理。



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