鋼是含碳量在0

1、鋼是含碳量在0.04%-2.3% 之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。指含碳量小于 2的鐵碳合金。根據(jù)成分不同，又可分為碳素鋼和合金鋼。根據(jù)性能和用途不同，又可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下幾種：1、按品質(zhì)分類(1) 普通鋼（ P 0.045%， S 0.050% ）(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（ P、 S 均 0.035%） (3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（ P 0.035%，S 0.030%）2.、按化學(xué)成份分類(1) 碳素鋼： a.低碳鋼（ C 0.25%）； b.中碳鋼（

2、 C0.250.60% ）； c.高碳鋼（ C 0.60%）。(2) 合金鋼： a.低合金鋼（合金元素總含量 5%） b.中合金鋼（合金元素總含量 510% ） c. 高合金鋼（合金元素總含量 10%）。3、按成形方法分類：(1) 鍛鋼； (2) 鑄鋼； (3) 熱軋鋼； (4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類(1) 退火狀態(tài)的 a.亞共析鋼（鐵素體 +珠光體） b.共析鋼（珠光體） c.過共析鋼（珠光體 +滲碳體） d.萊氏體鋼（珠光體 +滲體）。(2) 正火狀態(tài)的： a.珠光體鋼； b.貝氏體鋼； c.馬氏體鋼； d.奧氏體鋼。(3) 無相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類(1) 建筑及工程用鋼

3、： a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼； b.低合金結(jié)構(gòu)鋼； c.鋼筋鋼。(2) 結(jié)構(gòu)鋼 a.機(jī)械制造用鋼： (a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼； (b) 表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼； (c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d) 冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼(3) 工具鋼： a.碳素工具鋼； b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。(4) 特殊性能鋼： a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼； e.低溫用鋼； f. 電工用鋼(5) 專業(yè)用鋼如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。6、綜合分類(1) 普通鋼 a.碳素結(jié)構(gòu)鋼： (a) Q195

4、；(b) Q215(A 、B)；(c) Q235(A 、B、C)；(d) Q255(A 、B) ；(e) Q275。 b.低合金結(jié)構(gòu)鋼 c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）a.結(jié)構(gòu)鋼： (a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼； (d) 易切鋼； (e)軸承鋼；(f) 特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。b.工具鋼： (a)碳素工具鋼； (b) 合金工具鋼； (c)高速工具鋼。 c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b) 耐熱鋼；(c) 電熱合金鋼； (d) 電工用鋼； (e)高錳耐磨鋼。7、按冶煉方法分類(1) 按爐種分 a.平爐鋼 :(a)酸性平爐鋼； (b) 堿性平爐鋼。b

5、.轉(zhuǎn)爐鋼 :(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼 ;(b) 堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；?a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼 ;(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。c.電爐鋼 :(a)電弧爐鋼； (b)電渣爐鋼； (c)感應(yīng)爐鋼； (d)真空自耗爐鋼；(e) 電子束爐鋼。(2) 按脫氧程度和澆注制度分 a.沸騰鋼； b.半鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼； d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。8、煉鋼過程及性質(zhì)比較：。淬硬 (Hardening, 又稱淬火 ) - 是將金屬均勻地加熱至適當(dāng)溫度, 然后迅速浸入水或油中急1冷, 或在空氣中或冷凍區(qū)中冷卻,使金屬獲得所需要的硬度?；鼗?- 鋼件淬硬后會(huì)變脆, 同時(shí)由淬火急冷而引致的應(yīng)力,可使鋼件受到輕擊而斷裂。要消除脆性 , 可用回火處理

6、法。 回火就是將鋼件重新加熱至適當(dāng)?shù)臏囟然蝾伾? 然后予以急冷。 回火雖然使鋼的硬度略為減少,但可增加鋼的韌性而降低其脆性。退火 - 退火是消除鋼件的內(nèi)在應(yīng)力和勒化鋼件的方法。退火法是將鋼件加熱至高于臨界溫度 , 然后放入干灰 , 石灰 , 石棉或封閉在爐內(nèi) , 令它慢慢冷卻。硬度 (Hardness) -是材料抵抗外物刺入的一種能力。試驗(yàn)鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦, 由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法 這種方法不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)器來試驗(yàn)極為準(zhǔn)確,是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。最常用的試驗(yàn)法有洛氏硬度試驗(yàn)洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)利用鉆石沖入金屬的深度來測定金屬

7、的硬度,沖入深度愈大 , 硬度愈小。 鉆石沖入金屬的深度 , 可從指針指出正確的數(shù)字, 該數(shù)字稱為洛氏硬度數(shù)。鍛造 - 是用錘擊使金屬成為一定形狀< 成型 >的方法 ,當(dāng)鋼件加熱達(dá)到鍛造溫度時(shí),可以從事鍛造 , 彎屈 , 抽拉 , 成型等操作。 大多數(shù)鋼材加熱至鮮明櫻紅色時(shí)都很易鍛造。脆性 - 表示金屬容易破裂的性質(zhì),鑄鐵的脆性大 ,甚至跌落地上亦會(huì)破裂。脆性與硬度有密切關(guān)系 , 硬度高的材料通常脆性亦大。延性 - ( 又稱柔軟性 ) 是金屬受外力永久變形而不碎裂的性質(zhì), 延性的金屬可抽拉成細(xì)線。彈性 - 是金屬受外力變形, 當(dāng)外力消除之后又恢復(fù)其原有形狀的一種性質(zhì)

8、。彈簧鋼是極富彈性的一種材料。硬度- 是金屬抵抗外物刺入或切削的一種能增加鋼材硬度常用的方法是淬火。展性- 又稱可鍛性 , 是金屬延性或柔軟性的另一種表示法。展性是金屬接受錘鍛或滾軋而變形時(shí)不致破裂的一種性質(zhì)。韌性 <Toughness>是金屬抵受震動(dòng)或沖擊的能力。韌性與脆性剛好相反。終點(diǎn)碳的判斷（二）看鋼樣判斷碳的經(jīng)驗(yàn)方法、結(jié)晶定碳、利用紅外分析直讀光譜儀的方法。從爐內(nèi)取出鋼水樣，不經(jīng)鋁脫氧，倒入樣模，觀看鋼水表面顏色、沸騰情況及火花情況，判斷終點(diǎn)碳的高低。未經(jīng)脫氧地鋼水倒入樣模后，在冷卻時(shí)會(huì)有火花飛出。這是由于碳氧反應(yīng)產(chǎn)生沸騰，將小鋼珠甩出來， 周圍空氣一方面使

9、鋼珠表面氧化，另一方面又將氧傳到鋼珠內(nèi)部。當(dāng)溫度下降，以及鋼珠內(nèi)的氧達(dá)到一定濃度后，就會(huì)發(fā)生C + O 反應(yīng)，逸出CO。由于 CO 氣體膨脹2產(chǎn)生很大壓力將鋼珠撐破，爆裂成許多小碎片。彈跳的高溫鋼珠看起來象一條條火線，而炸裂的小碎片看起來象不同分叉的火花。碳越高，碳氧反應(yīng)越激烈， co 氣體生成越多，炸裂得越歷害， 分叉也就越多。 所以可以通過觀察火花分叉的多少和彈跳情況去判斷鋼水中的含碳量。這是煉鋼工的一項(xiàng)基本功。在正常冶煉情況下，當(dāng)： C在 0.3-0.4 范圍，把鋼樣上的爐渣撥開就會(huì)出現(xiàn)沸騰，火花分叉較多且碳花密集，彈跳有力，射程較遠(yuǎn)。C在 0.18-0.25 范圍，把鋼樣上的爐渣撥開便

10、沸騰，火花分叉較清晰，一般分4 一 5叉，火花彈跳有力，弧度較大。C在 0.12-0.16 范圍，碳花較稀，分叉明晰可辨，分3 一 4 叉，落地呈 “雞爪 ”狀，跳出的碳花弧度較小，多呈直線狀。 C<0.10時(shí)，碳花彈跳無力，基本不分叉，呈球狀顆粒。C再低時(shí)，火花似麥芒狀，短而無力，隨風(fēng)飄搖。鋼樣凝固后，觀察它的上面、側(cè)面、周邊的毛刺多少去估計(jì)鋼水含碳量的高低，觀察經(jīng)驗(yàn)如下：觀察碳花時(shí)要注意排除一些假象：例如，當(dāng)溫度低時(shí)，鋼水發(fā)粘，碳的判斷值易偏高；當(dāng)溫度高時(shí)， 情況又恰相反， 老爐子槍位過高時(shí)， 鋼液上層含碳量較低， 往往出現(xiàn)將 判斷值低于爐內(nèi)實(shí)際值的現(xiàn)象。而余錳高時(shí)，鋼水粘，不易看準(zhǔn)

11、含碳量，往往判斷值易偏高。對(duì)中、高碳鋼，用取鋼樣觀察終點(diǎn)碳就困難了。這時(shí)可用結(jié)晶定碳方法快速且準(zhǔn)確地分析鋼水中的含碳量， 也可以通過氣動(dòng)送樣， 用直讀光譜儀快速分析出碳含量， 還可以用“甩片樣”進(jìn)行紅外分析，也能快速分析出碳含量。合金元素對(duì)鋼鐵性能的影響錳（ Mn ）在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30 0.50 在碳素鋼中加入 0.70% 以上時(shí)就算 “錳鋼 ”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn 鋼比 A3 屈服點(diǎn)高 40% 。含錳 11 14% 的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯板等。 錳量

12、增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。鉻（ Cr ）在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼， 耐熱鋼的重要合金元素。硅（ Si ）所以鎮(zhèn)靜鋼含有 0.15 0.30%在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%, 硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度， 故廣泛用于作彈簧鋼。 在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.0 1.2% 的硅，強(qiáng)度可提高15 20% 。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅 1 4% 的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于

13、電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性能。 磷（P）在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045% ，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。 硫（ S）硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕档湍透g性。 所以通常要求硫含量小于0.055% ，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于 0.040% 。在鋼中加入 0.08-0.20% 的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。 鎳 (Ni) 鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較3高的耐腐蝕能力， 在高溫下有防銹和

14、耐熱能力。 但由于鎳是較稀缺的資源， 故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。 鉬(Mo) 鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬， 能提高機(jī)械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。鈦 (Ti) ：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。 改善焊接性能。 在鉻 18 鎳 9 奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟仯?可避免晶間腐蝕。 釩(V)釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加 0.5% 的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。鎢(W) 鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。 鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢， 可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。鈮(Nb) 鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度， 但塑性和韌性有所下降。 在普通低合金鋼中加鈮， 可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。鈷 (Co) ：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。銅(Cu) ：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，