钢材广泛使用的原因

1、一、钢材广泛使用的原因进入青铜时代以来，人类与金属材料及其制品的关系日益密切，可以说没有金属材料就没有人类的物质文明。在人类使用的所有金属材料中，钢铁是使用量最大、使用范围最广泛的基础材料。其主要原因是：1、 铁的储藏量仅次于铝，且大多以巨大的铁矿床存在于自然界中；2、铁矿石的冶炼和加工与其他金属的生产相比，具有生产规模大、效率高、质量好、成本低等显著的优势；3、钢铁具有良好的物理、机械和工艺性能；4、将镍、铬、钒、锰等金属作为合金元素加入铁中，可获得具有各种性能的金属材料；5、钢铁通过热处理能调整其机械性能，可以满足国民经济各方面的需要；6、钢铁具有良好的可回收性。尽管钢铁也存在较容易锈蚀、

2、密度较大等缺点，但纵观材料的物理、机械和工艺性能，及其技术性、经济性和可回收性等因素，在人类未来发展的相当长时期内，钢铁的基础原材料地位仍无可替代。二、钢的冶炼钢是由生铁冶炼而成。生铁的冶炼过程是：将铁矿石、熔剂（石灰石）、燃料（焦炭）置于高炉中,约在1750高温下，石灰石与铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应，生成铁渣，浮于铁水表面，铁渣和铁水分别从出渣口和出铁口放出，铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣；排出的生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。生铁又分为炼钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。生铁硬而脆、无塑性和韧性、不能焊接、锻造、轧制。炼钢的过程就是将生铁进行精练，使碳的含量降低到一定的限度，

3、同时把其它杂质的含量也降低到允许范围内。所以，在理论上凡含碳量在2以下，含有害杂质较少的Fe一C合金可称为钢。根据炼钢设备的不同，常用的炼钢方法有空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。（一）空气转炉炼钢法空气转炉炼钢法是以熔融状态的铁水为原料，在转炉底部或侧面吹入高压热空气，使杂质在空气中氧化而被除去。其缺点是在吹炼过程中，易混入空气中的氮、氢等有害气体，且熔炼时间短，化学成分难以精确控制，这种钢质量较差，但成本较低，生产效率高。（二）氧气转炉炼钢法氧气转炉炼钢法是以熔融铁水为原料，用纯氧代替空气，由炉顶向转炉内吹入高压氧气，能有效地除去磷、硫等杂质，使钢的质量显著提高，而成本却较低。常用来

4、炼制优质碳素钢和合金钢。（三）平炉炼钢法以固体或液体生铁、铁矿石或废钢作原料，用煤气或重油为燃料进行冶炼。平炉钢由于熔炼时间长，化学成分可以精确控制，杂质含量少，成品质量高。其缺点是能耗大、成本高、冶炼周期长。（四）电炉炼钢法电炉炼钢法是以生铁或废钢原料，利用电能迅速加热，进行高温冶炼。其熔炼温度高，而且温度可以由调节，清除杂质容易。因此，电炉钢的质量最好，但成本高。主要用于冶炼优质碳素钢及特殊合金钢。在铸锭冷却过程中，由于钢内某些元素在铁的液相中的溶解度高于固相，使这些元素向凝固较迟的钢锭中心集中，导致化学成分在钢锭截面上分布不均匀，这种现象称为化学偏析，其中尤以硫、磷最为严重。偏析现象对钢

5、的质量有很大影响。三、钢材机械性能介绍钢铁是以铁为基础，以碳为主要添加元素的铁碳合金。含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，其他主要元素还有硅、锰、硫、磷等。钢具有良好的物理、机械和工艺性能，主要表现在以下六个方面：1、屈服点(s)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。2、 屈服强度(0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度0.2 。3、抗拉

6、强度(b)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。4、伸长率(s)钢材在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。5、屈强比(s/b)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。6、硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。四、钢的分类钢是含

7、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： 1、按品质分类 (1) 普通钢 (2) 优质钢 (3) 高级优质钢 2、按化学成份分类 (1) 碳素钢：a、低碳钢；b、中碳钢；c、高碳钢 (2) 合金钢：a、低合金钢；b、中合金钢；c、高合金钢 3、按成形方法分类(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。 4、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

8、钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、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、热强钢、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。5、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

9、、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。 6、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

10、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；c、镇静钢；d、特殊镇静钢。7、按外形分类可分为：a、型材、b、板材、c、管材、d、金属制品四大类。a、型材重轨，每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）；轻轨，每米重量小于或等于30千克的钢轨。大型型钢：普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型钢线材：直径5-10毫米的圆钢和盘条冷弯型钢：将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢优质型材：优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等b、板材薄钢板，厚度等于和小于4毫米的钢板厚钢板，厚度大于4毫米的钢板。可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大