? Cr 钢：增强耐热耐腐蚀性，多用于制造滚珠 轴承或工具， 含Cr12.5 –18% 的铬钢或含铬0.6 – 1.75% 、Ni 1.25% 的镍铬 钢，又称不锈钢，可制高压锅等多种物品。
? W钢：具有极强的 耐热性，受热至白热化仍不软化，常用 于制造运转的机件或刀具。
? 各种合金钢具有独特的性能而用于特殊用途。
§8.1 概 述
二、各元素在钢中的形态和作用
?主要是 C 、S 、Si 、Mn 、P
（一）碳
? 钢铁中的C来源：原料中的焦炭 ? 碳是钢铁的主要成分之一，它直接影响着钢铁
的性能。
? 碳是区别铁与钢，决定钢号、品级的主要标志。
游离态
?碳的形态：
化合态 Fe3C, Mn3C, Cr3C2,WC, MoC等
铁矿石 石灰石 焦炭
§8.1 概 述
碳素钢
配比
辅助材料 生铁
C控制在一定限度
高温燃烧
熔炼 Si Mn 很低
S P 杂质<0.05%
焦炭还原铁矿石，生成粗制铁 ——生铁
石灰石CaCO 3除SiO 2
生铁
C 2.5 - 4% Mn 0.5 - 6% Si 0.5 - 3% S,P(少量)
C：0.05～1.7％ 钢 S、P杂质≤0.05％
灰口生铁 （软而韧）
Si>2%,Mn<2% Smi促p=使12C0以0oC游离断态口石灰墨色状存在 Si高流动性强，软易加工 用于铸造
白口生铁 （硬而脆） Si<0.5% ,Mn>4%
C以化合态存在（如Fe3C, Mn阻止以游离态存在） mp=1100oC 断口银白色 Mn高硬难加工
多用于炼钢
? 铁矿石主要成分是氧化铁 (Fe2O3)，还含有其他金 属的硅酸盐或非金属杂质，经冶炼大部分杂质转 化成炉渣，分离除去，有少量杂质 C、Mn、Si、 S、P等残存在 生铁中。
2 形态：以Fe2P 或 Fe3P 状态存在
3 性能：磷化铁硬度较强，以至钢铁难于加工，并 使钢铁产生“冷脆性”，也是 有害杂质 。 ? 但是P也有其作用：
? P↑ → 流动性↑ →易铸造 并可避免在轧钢时轧辊与 压件粘合 因此在特殊情况下常有意加入一定量 P 达此目的。
§8.1 概 述
(三) 锰
1、来源 少量由原料矿石中引入，主要是在冶炼钢
铁过程中作为 脱硫脱氧剂 有意加入。
2、形态 ?钢铁中主要以 MnS 状态存在，如 S含量较低，
过量的锰可能组成 MnC 、MnSi 、FeMnSi 等， 呈固熔体状态存在。
3、性能 增强钢的硬度，减弱延展性。
4、类型 ? 生铁 Mn 0.5% - 6% ? 碳素钢 Mn 0.3 – 0.8% ? 锰钢 Mn>0.8% ? 高锰钢 高达13%-14%
? 如果在 生铁中加入其他 辅助材料 ，进一步冶炼， 则杂质被进一步氧化除去，同时控制 含碳量 降至 一定限度， Si 、 Mn 等元素含量很低，硫磷等杂 质降至 0.05% 以下，则成为 铁及碳的合金 ——碳 素钢。
2、钢
钢
§8.1 概 述
碳素钢 C：0.05～1.7％ 合金钢
碳素钢 按含碳量分
? 各种型号的高锰钢，具 有良好的弹性及耐腐蚀 性。用于制造弹簧、齿 轮、转轴、铁路道岔等
? 含Mn 12% - 20% 的铁合金为镜铁 ? 含Mn 60% - 80% 的铁合金为锰铁
? 此两种主要用 于炼钢做脱硫 剂
§8.1 概 述
（四）硫 ——有害成分
1 来源：主要由焦炭或原料矿石引入
2 形态：主要以 MnS 或FeS 状态存在
Mn、Si很低
§8.1 概 述
一、钢铁的分类
钢铁
白口铁 /炼钢生铁
生铁 ： 含碳量2.5-4% 灰口铁/铸造生铁
钢：
含碳量0.05-1.7%
铁合金
碳素钢 合金钢
§8.1 概 述
1、生铁
? 铁矿石和焦炭、石灰石按一定比例配合，经过高温煅烧、 冶炼，则铁矿石被焦炭还原，生成粗制的铁，称 生铁。
据Mn Si 量生铁一般分为
2、 形态
? 主要以硅化物： FeSi 、MnSi 、FeMnSi 存在 ? 在高硅钢中，一部分以 SiC 存在，也有时形成
固熔体或硅酸盐 。
§8.1 概 述
3、性能
? (1)增强钢的硬度、弹性及强度，提高抗氧化能力及耐 酸性；
? (2)促使C以游离态存在，使钢具有流动性，易于铸造
? (3) 类型 ?a 一般生铁或碳素钢 Si含量 < 1% ?b 电器用硅钢 Si含量可达 4% ?c 特殊用途的硅铁、硅钢等合金，Si含量 高达 12 – 95% 如： ?含Si 12 – 14% 的铁合金称 硅铁； ?含Si 12% ，Mn 20% 的铁合金称硅镜铁，主 要用作炼钢脱氧剂。
低碳钢：C＜0.25％，称纯铁或熟铁 中碳钢： C 0.25 ～0.60％ 高碳钢： C＞0.60%
§8.1 概 述
? 特种钢： 若适当提高钢中Si或Mn 含量，或加入一定量的
Ni，Cr ，W，Mo，V，Ti等金属，成为特种钢（铁合金或 合金钢）。 ? Ni钢：有较强的强度及韧性，多用于承受冲击或强大压力 的制件，含 Ni36% 的铸钢受热时几乎不膨胀，可制 精密仪 器。
§8.1 概 述
? 碳决定钢的性能。碳在钢中可作为 硬化剂和加
强剂 ，正是由于碳的存在，才能用热处理的方 法来调节和改善其机械性能。 ? 对存在状态的影响
? 灰口生铁，游离的C多，软而韧→用于铸造 ? 白口生铁，化合物C多，硬而脆→用于炼钢
§8.1 概 述
或脱氧及特殊需要而有意加入。
第八章 钢铁分析
§8.1 概 述 §8.2 钢铁试样的采集 §8.3 总碳的测定 §8.4 硫的测定 §8.5 磷的测定 §8.6 锰的测定 §8.7 硅的测定
?
红 河 钢 铁 厂
§8.1 概 述
主要内容：
? 了解钢的生产过程，进一步理解五大元素 在钢中的作用，证明测定的意义 。
? 钢铁是铁和碳的合金，其化学成分中大多 数元素是铁，还含有碳、硫、磷、硅、锰 等元素。
若：
S Mn
生成 MnS
反之 过量 S 和 Fe
FeS
3 性能
使钢产生“热脆性” ——有害成分
原因：为什么产生热脆性？ FeS的熔点较低，最后凝固，夹杂于钢铁
的晶格之间。当加热压制钢铁时， FeS熔融， 钢铁的晶粒失去连接作用而脆裂。
§8.1 概 述
（五）磷 ——有害杂质 1 来源 ：由原料中引入，有时也为了特殊需要而有 意加入