2.4 总 结 20
3 结论 21
致 谢 22
参考文献 23
1 绪论
1.1 钢铁的概述
钢铁在工业与生活中都有着广泛的应用,从我们平时可见的大到建筑,桥梁,飞机,小到汽车,家电,生活用品都离不开钢铁以及其制品。
钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)以外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,所以统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、也是最有最主要的,用量最大的金属材料。尽管在文艺复兴之前很久,人们已经懂得使用各种低效的方式来生产钢,但是钢的普及化要等到十七世纪,也就是有了更高效的生产法之后,钢就成了一种可大量生产的廉价材料。后来炼钢的方法经过更多的改进,例如基本氧气炼钢,使得钢的生产价格更低,但同时品质却也更好。时至今日,钢已经成为了世界上普遍的材质,年产量达十三亿吨。在各种建筑,基础设施,工具,船只,汽车,机械,电器及武器中,钢都是一种主要成分。现代钢铁一般用各种标准团体所制定的不同品质标准来区分[1]。
1.2 钢铁的种类
1.21 按碳含量分类
铁碳合金可分为钢与生铁两大类,钢是含碳量0.03%~2%的铁碳合金。碳钢是比较常用的普通钢,加工容易,冶炼方便,价格低廉,而且在多数情况下可以满足使用要求,因此应用十分普遍。按照碳含量不同,碳钢又分为低碳钢,中碳钢和高碳钢。随碳含量的升高。碳钢的硬度增加,韧性也下降。合金钢又称作特种钢,是在碳钢的基础上加入了一种或多种合金元素,使钢的性能和组织机构发生变化,从而具有一些特殊性能,如高硬度,高耐磨,高韧性,耐腐蚀性等等。而经常加入钢中的合金元素有Si,W,Mn,Cr,Ni,Mo,V,Ti等。合金钢的资源相当丰富,除Cr,Co不足,Mn品较低外,W,Mo,V,Ti和稀土金属储量都挺高。在21世纪初,合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度的增加。
碳含量2%~4.3%的铁碳合金称为生铁。生铁硬而脆,但却耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁,灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C的形态分布,而断口呈银白色,质硬而脆,不能进行机械加工,是炼钢的原料,故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁,断口呈银灰色,易切削,易铸,耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁,其机械性能,加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特种条件下有十分重要的应用。
1.2.2 按化学成分分类
按其含碳量的不同,可分为:
(1)低碳钢--含碳量Wc≤0.25%
(2)中碳钢--含碳量Wc>0.25%~0.61%
(3)高碳钢--含碳量Wc>0.60%高碳钢一般在军工业和工业医疗业用途比较多。
合金钢为了改善钢的性能,在冶炼的碳素钢的基础上,加入一些合金元素而炼成的钢,如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量,可分为:
(1) 低合金钢--合金元素的总含量≤5%。
(2) 中合金钢--合金元素的总含量5%~10%。
(3) 高合金钢--合金元素的总含量>10%[1-2]。
1.3 钢的材质属性
在室温下,铁最稳定的形式是体心立方晶格结构的α-铁素体。这是一种颇软的金属材料,而且只能溶解很小量的碳,于723 ℃时上限为0.021wt%,而0℃时则为0.005%。在炼的温度下,若钢的含碳量超过0.021%,它就会转化为面心立方晶格的结构,叫沃斯田铁,或γ-铁。它亦是一种软的金属材料,但是它能溶解相当多的碳,于1,148℃达2.1%,反映出钢的含碳量上限[3]。
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