钢铁材料
钢铁材料是支撑经济和社会发展的基础材料，是其他工业发展的物质基础。

钢铁材料在经济建设中占有绝对重要的地位。

我们要重视钢铁材料并密切关注它的发展！
一、钢铁材料的定义
钢铁是钢和生铁的统称。

钢和铁都是以铁和碳为主要元素组成的合金。

钢铁材料是工业中应用最广、用量最大的金属材料。

钢铁材料分为生铁、铸铁和钢三类。

二、钢铁材料的分类
（1）、生铁的分类碳的质量分数大于2%的铁碳合金称为生铁。

按用途可将生铁分为炼钢生铁和铸造生铁；按化学成分可将生铁分为普通生铁和特种生铁（包括天然合金生铁和铁合金）。

（2）、铸铁的分类碳的质量分数超过2%（一般为2.5%-3.5%）的铁碳合金称为铸铁。

铸铁一般用铸造生铁经冲天炉等设备重熔，用于浇注机器零件。

按断口颜色可将铸铁分为灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁；按化学成分可将铸铁分为普通铸铁和合金铸铁；按生产工艺和组织性能可将铸铁分为普通灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。

（3）、钢铁的分类
钢铁种类的区分按含碳量不同区分铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为
0.03%～2%的铁碳合金。

碳钢是最常用的普通钢按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

含碳量2%～4.3%的铁碳合金称生铁。

生铁硬而脆，但耐压耐磨。

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形态分布，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。

按化学成分分一、碳素钢碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，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%～0.60% （3)高碳钢--含碳量wc>0.60%高碳钢二、合金钢为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，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% 按冶炼设备分（1)转炉钢用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种。

（2)平炉钢用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性（3)电炉钢用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。

工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢。

按浇注前脱氧程度分(1)沸腾钢属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。

(2)镇静钢属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。

其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。

一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢。

(3)半镇静钢脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢。

按钢的品质分(1)普通钢钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素结构钢、低合金结构钢等(2)优质钢钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如优
质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、轴承钢等 (3)高级优质钢钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金结构钢和工具钢等。

高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”以便识别。

按钢的用途分一、结构钢（1)建筑及工程用结构钢简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。

如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。

（2)机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。

这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等二、工具钢一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。

按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢。

三、特殊钢具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。

四、专业用钢这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。

按制造加工形式分（1）铸钢铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。

(2)锻钢锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。

锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件。

(3)热轧钢热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。

(4)冷轧钢冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。

与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。

(5)冷拔钢冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。

三钢铁材料的性能
【1】化学性能：
1 耐腐蚀性：耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质（大气、水蒸气、有害气体、酸、碱盐等）腐蚀作用的能力。

金属的耐腐蚀性与许多因素有关，如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态及介质和温度等。

1）电化学腐蚀：
2）一般腐蚀
3）晶间腐蚀
4）点腐蚀
5）应力腐蚀
6）腐蚀疲劳
7）腐蚀速度
8）腐蚀率
2 抗氧化性：金属材料在室温或高温下抵抗氧化的能力。

金属的氧化过程实际上是属于化学腐蚀的一种形式。

它可直接用一定时间内，金属表面经腐蚀之后重损失的大小，即用金属减重的速度表示。

3 化学稳定性：
系指金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。

金属材料在高温下的化学稳定性叫作热稳定性。

【2】工艺性能：
1 铸造性
2 切削加工型
3 焊接性
4 锻性
5 冲压性
6 顶锻性
7 冷弯性
8 热处理工艺性
【3】物理性：
（1）密度；（2）热比兴；（3）电热性；（4）磁能性；
【4】力学性：
（1）抗拉强度；（2）抗弯强度；（3）抗压强度；（4）抗剪强度；（5）抗扭强度；
（6）屈服；（7）屈服点；（8）持久强度；（9）蠕变强度；（10）弹性；（11）韧性；
四钢铁材料的应用
1：工业与民用建筑钢结构中的梁、柱构件。

2：工业构筑物的钢结构承重支架。

3：地下工程的钢桩及支护结构。

4：石油化工及电力等工业设备结构。

5：大跨度钢桥构件。

6：船舶、机械制造框架结构。

7：火车、汽车、拖拉机大梁支架。

8：港口传送带、高速公路档板支架。

五钢铁材料在工业生产和国民经济发展中的重要性
钢铁是国民经济的中流砥柱，是国家的命脉，是国家生存和发展的物质保障。

钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志。

随着国际产业的转移和我国国民经济的快速发展，我国钢铁工业取得了巨大成就。

我国钢铁工业不仅为我国国民经济的快速发展做出了重大贡献，也为世界经济的繁荣和世界钢铁工业的发展起到积极的促进作用！
1、我国钢铁工业为保证国民经济快速发展做出了巨大贡献
近几年，我国国民经济的快速增长主要是靠固定资产投资和进出口的超常增长拉动的，我国钢铁工业的快速发展，已使我国彻底告别了钢材短缺年代，能够满足国民经济各行业用钢基本需要。

如果没有我国钢铁工业的快速发展，使我国从2003的净进口3462万吨的钢坯材到2006年净出口3317万吨的钢坯材，就很难有我国ＧＤＰ的连续10％的快速增长，特别是钢铁工业的快速发展，有力地支了我国工业化进程和城市化进程，为国民经济快速发展做出了巨大贡献。

2001-2006年，我国工业化发展加快，汽车产量由246万辆增加到728万辆，空调产量由2313万台上升到7913万台，电脑由877万台上升到1.0395亿台，造船完工量2006年1452万载重口屯机电产品的出口额由1070低于进口钢材，大大降低了相关行业的制造成本。

我国机械、运输、家电产品能够大量出口，使用国产优质廉价钢材是一个重要因素。

目前国际市场的钢材平均价格大约比国内市场高54.5％，再加上国际运费等因素，每使用１吨国产钢材，比使用进口钢材节约2500－2600元人民币。

假如我国钢铁工业没有大发展，粗钢产量仍保持在世纪之交的1.5亿吨左右，我国国民经济保持近几年的高速增长，2006年我国就需要多进口钢材2.35亿吨，用钢
行业一年将多支出成本约6000亿元。

当然，这种情况不可能发生，因为哪个国家乃至整个世界钢铁业也没有能力供给中国如此巨量的钢材。

这充分说明，我国国民经济各行业的快速发展，经营效益提高，大量产品进入国际市场，我国钢铁行业贡献巨大。

钢铁工业是工业化的基础和机电产品出口的基础条件，没有高水平的钢铁工业，也很难有我国工业化水平的提高。