钢铁材料基础
钢铁材料基础知识
钢铁材料基础知识钢铁材料基础知识1 材料：⾦属、⾮⾦属2 ⾦属材料：共性：有光泽、良的导热导电性能，⾦属学中分为晶体⿊⾊⾦属：铁、钴、镍有⾊⾦属（⾮⿊⾊⾦属）3 钢铁材料纯铁、钢材、铸铁3.1 纯铁：铁的密度为7.9克/⽴⽅厘⽶，熔点，是1534℃，3.2 钢：铁中加⼊碳，0.02-2.11%之间，理论上讲，我们使⽤的是钢，丌是铁，有时将低碳钢叫做铁，是错误的。
3.3 钢的⼀些性能物理性能熔点在1148℃以上；密度在7.85克/⽴⽅厘⽶；线膨胀系数10.6-12×10-6×/℃；弹性模量E=210GPa材料⼒学中简⽀梁公式y=PX/12EI×（3l2/4-x2）最⼤挠度y=PL3/48EJ I 惯性矩悬臂梁y=PX2/6EI×（3l-x）最⼤挠度y= PL3/3EJRmax=Mmax/WZGB228-1987 ⾦属拉伸试验⽅法GB/T228-2002 ⾦属材料室温拉伸试验⽅法开始改GB/T228.1-2010 ⾦属材料拉伸试验第1部分：室温试验⽅法抗拉强度Re（σb）；屈服强度Rm（σs）；断后伸长率A%；硬度（HB、HR、）不抗拉强度紧密相关⼤约是Re=0.3-0.6HB GB/T229-2007 ⾦属材料夏⽐摆锤冲击试验⽅法冲击吸收能量K（94标准为吸收功）化学性能：五⼤元素 C Si Mn S P 影响韧性碳对钢材性能的影响铁中加⼊碳之后，随着碳含量增加，钢材的抗拉强度增加。
韧性下降4 钢材的种类按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；c.⾼碳钢（C≥0.60%）。
(2)合⾦钢：a.低合⾦钢（合⾦元素总含量≤5%）b.中合⾦钢（合⾦元素总含量>5~10%）c.⾼合⾦钢（合⾦元素总含量>10%）。
按⽤途分(1)普通钢a.碳素结构钢：。
b.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)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。
钢铁材料基础知识讲解
钢铁材料基础知识1 材料：金属、非金属2 金属材料：共性：有光泽、良的导热导电性能，金属学中分为晶体黑色金属：铁、钴、镍有色金属（非黑色金属）3 钢铁材料纯铁、钢材、铸铁3.1 纯铁：铁的密度为7.9克/立方厘米，熔点，是1534℃，3.2 钢：铁中加入碳，0.02-2.11%之间，理论上讲，我们使用的是钢，丌是铁，有时将低碳钢叫做铁，是错误的。
3.3 钢的一些性能物理性能熔点在1148℃以上；密度在7.85克/立方厘米；线膨胀系数 10.6-12×10-6×/℃；弹性模量E=210GPa材料力学中简支梁公式 y=PX/12EI×（3l2/4-x2）最大挠度y=PL3/48EJ I 惯性矩悬臂梁 y=PX2/6EI×（3l-x）最大挠度y= PL3/3EJRmax=Mmax/WZ力学性能：GB228-1987 金属拉伸试验方法GB/T228-2002 金属材料室温拉伸试验方法开始改GB/T228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法抗拉强度Re（σb）；屈服强度Rm（σs）；断后伸长率A%；硬度（HB、HR、）不抗拉强度紧密相关大约是Re=0.3-0.6HBGB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法冲击吸收能量K（94标准为吸收功）化学性能：五大元素 C Si Mn S P 影响韧性碳对钢材性能的影响铁中加入碳之后，随着碳含量增加，钢材的抗拉强度增加。
韧性下降4 钢材的种类按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；c.高碳钢（C≥0.60%）。
(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量>5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。
按用途分(1)普通钢 a.碳素结构钢：。
b.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。
钢材基础知识大全
钢材基础知识大全 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.钢材基础知识（一）第一部分基础知识一、钢及其分类1、按冶炼方法分类：平炉钢：包括碳素钢和低合金钢。
按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种。
转炉钢：包括碳素钢和低合金钢。
按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种。
电炉钢：主要是合金钢。
按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种。
沸腾钢、镇静钢和半镇静钢：按脱氧程度和浇注制度不同区分。
2、按化学成分分类：碳素钢：是铁和碳的合金。
据中除铁和碳之外，含有硅、锰、磷和硫等元素。
按含碳量不同可分为低碳(C<%)、中碳(C：%%)和高碳(C>%)钢三类。
碳含量小于%的钢称工业纯铁。
普通低合金钢：在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素（如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等，其总量不超过3%）。
而获得较好综合性能的钢种。
合金钢：是含有一种或多种适量合金元素的钢种，具有良好和特殊性能。
按合金元素总含量不同可分为低合金（总量<5%）、中合金（合金总量在5%-10%）和高合金（总量>10%）钢三类。
3、按用途分类：结构钢：按用途不同分建造用钢和机械用钢两类。
建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物。
机械用钢用于制造机器或机械零件。
工具钢：用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢，包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。
特殊钢：具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类，包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等。
二、钢材及其分类炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。
钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。
1、型钢类型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。
按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。
前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。
钢铁基础知识
菱铁矿
矿石的品位
• • • • • 矿石品位指单位体积或单位重量矿石中有用组分或有用矿物的含量。矿 产品位是衡量矿床经济价值的主要指标。一般以 重量百分比表示（如铁、铜、铅、锌等矿）， 克／吨表示（如金、银等矿）， 克／立方米表示（如砂金矿等）， 克／升表示（如碘、溴等化工原料矿产）。
铁矿石的品位 • 铁矿的品位定级： • 含铁45%以上称之为富矿，（赤铁矿达70%） • 35%至45%为低品矿， • 25%至35%为贫矿， • 25%以下为超贫矿。 • 我国约有97%的铁矿储备的品位低于35%，属于贫矿甚至是超贫矿。 • 超贫铁矿在过去是没有什么开采价值的，因为开采成本高于销售的铁矿 价格。但是……
扁平材是指厚度与宽度、长度
比相差较大的平板钢材，用 “厚×宽×长”表示产品规格； 按生产方法可分为热轧钢板、 冷轧钢板。
•
• • • • •
•
厚钢板——是指厚度大于4毫米的钢板，其中厚度50毫米及以上的为特厚 钢板，主要用于造船、锅炉、桥梁和高压容器壳体等；厚度4～50毫米的 为中厚钢板。 薄钢板——是指厚度不大于4毫米的钢板，按轧制工艺分为热轧薄钢板和 冷轧薄钢板 钢带(带钢)——是一种宽度一定呈长带状的钢材，大多卷成卷状，也称带 钢。宽度600毫米及以上的为宽钢带，宽度小于600毫米的为窄钢带。 镀锡板——俗称“马口铁”，是指表面镀有一薄层金属锡的钢板。 镀锌板——是指表面镀有一层锌的钢板。 有机涂层钢板——是指以镀锌板、镀铝板、镀锌铝合金板、冷轧板等作 为基体材料，表面涂上一或两层有机涂料（如环氧酯、聚酯、丙烯酸脂、 塑料溶胶等）或者覆上一层塑料薄膜而得到的产品，可以制成不同的颜 色或压出花纹，也叫彩色钢板。 电工钢板——又称“硅钢片”、“矽钢片”，是指一种含碳量极低的硅 铁软磁合金，一般硅含量为0.5%～4.5%
钢铁生产基础知识
GB221钢铁产品牌号表示方法1
❖ 1生铁01生铁牌号（GB221）.docx
❖ 2碳素结构钢和低合金结构钢02碳素结构钢和 低合金结构钢牌号（GB221）.docx
❖ 3优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢03优质碳 素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号（GB221） .docx
❖ 4易切削钢04易切削钢牌号（GB221）.docx
脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会 产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色 ，称白点或发裂。
夹杂物分类
夹杂物的延展性
（1）脆性夹杂：热加工后形状和尺寸都不变化， 沿轧制方向成串或成点链状排列。主要是Al2O3.
（2）塑性夹杂：沿轧制方向延伸成条带状。 MnS、铁锰硅酸盐（SiO2含量40-60%）。
❖ 碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小， 钢的强度也越低，但塑性越好，这类钢统称 为亚共析钢。
铁碳相图中的A1、A3线
❖ A1：PSK线，温度727℃，共析转变温度。 ❖ A3：GS线，温度727~912°，铁素体转变
为奥氏体的终了线（加热）或奥氏体转变为 铁素体的开始线（冷却）。
❖ 由于加热的时候有过热度，冷却的时候有过 冷度，所以同样一个相变点，加热和冷却不 一样。加热用c表示，冷却用r表示，因此： 加热Ac1、Ac3，冷却Ar1、Ar3。
转炉炼钢的特点
❖ 使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生 铁里，使杂质硅、锰等氧化。
❖ 在氧化的过程中放出大量的热量 （含1%的 硅可使生铁的温度升高200℃），可使炉内 达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另 外使用燃料。
❖ 主要以生铁液为原料，加适量的废钢，其特 点是生产率高、节省能源、成本低，适合于 大型钢铁联合企业，主要生产各类普通用途 的非合金钢（碳钢）。
关于钢铁知识点总结
关于钢铁知识点总结
1. 钢铁的主要成分
钢铁主要由铁和碳组成，其碳含量在0.2%~2.14%之间。
根据碳含量的不同，钢铁可以分
为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
此外，钢铁中还含有一些其他元素，如锰、硅、磷、硫、铬、镍等，它们会影响钢铁的性能和用途。
2. 钢铁的生产过程
钢铁的生产主要分为炼铁和钢铁冶炼两个过程。
炼铁是将铁矿石还原为铁的过程，主要包
括矿石的选矿、炼铁炉的熔炼和铁水的出铁。
而钢铁冶炼是在炼铁产出的生铁中加入合适
的元素，调节其化学成分，使之成为钢的过程。
钢铁冶炼的方法包括转炉法、电弧炉法、
氧气转炉法等。
3. 钢铁的性能特点
钢铁具有许多良好的性能特点，如强度高、塑性好、韧性好、热处理性能好等。
这些性能
特点使得钢铁成为一种理想的结构材料，可以满足不同工程的需求。
同时，钢铁还具有良
好的可焊性，可以方便地进行加工和连接。
4. 钢铁的应用领域
钢铁在工业生产中应用广泛，主要包括以下几个方面：建筑结构领域，包括钢结构建筑和
桥梁工程；机械制造领域，包括各种机械设备的零部件和机械构件；汽车制造领域，包括
车身、发动机、底盘等部件；航空航天领域，包括飞机、火箭等航空器件的制造；其他领域，如船舶制造、压力容器制造等。
总的来说，钢铁作为一种重要的金属材料，在工业生产中扮演着举足轻重的角色。
通过了
解其基本知识点，可以更好地应用和利用钢铁，满足不同工程的需求。
希望本文对读者有
所帮助。
钢铁方面知识点总结
钢铁方面知识点总结一、钢铁的生产钢铁是一种合金，由铁和碳组成。
钢铁的生产采用高炉法和转炉法两种方式。
高炉法是将生铁矿、焦炭和石灰石等原料放入高炉中，通过高温熔化和还原，产生生铁。
转炉法是将废钢、铁矿石和废钢水放入转炉中，通过氧气吹炼产生合金的冶炼方法。
这两种方法都能生产高质量的钢铁。
二、钢铁的种类根据碳含量的不同，钢铁可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢碳含量在0.25%以下，具有良好的焊接、加工性能，广泛用于制造零件、汽车轮毂等。
中碳钢碳含量在0.25%-0.6%之间，具有较高的强度和硬度，适用于制造大型结构件、机械零部件等。
高碳钢碳含量在0.6%以上，硬度较高，用于制造刀具、弹簧等需要硬度的部件。
三、钢铁的应用钢铁广泛应用于建筑、制造、交通运输等领域。
在建筑领域，钢铁用于制造钢结构、钢桥梁等，具有较高的强度和稳定性。
在制造领域，钢铁用于制造汽车、机械设备等，既耐磨又耐腐蚀。
在交通运输领域，钢铁用于制造船舶、铁路轨道等，能够承受较大的压力和扭曲。
四、钢铁的性能钢铁具有良好的强度、硬度和韧性，能够承受较大的压力和拉力。
同时，钢铁具有良好的加工性能，易于冷热加工成各种形状。
另外，钢铁还具有良好的抗腐蚀性能，能在恶劣环境下长期使用。
总的来说，钢铁是一种优秀的金属材料。
五、钢铁的发展趋势随着科学技术的不断发展，钢铁的生产和加工技术不断提高。
新型材料和新工艺的不断涌现，使得钢铁材料的性能得到了进一步提高。
未来，钢铁材料将更加环保、节能和高效，应用范围也会更加广泛。
综上所述，钢铁是一种重要的金属材料，在各种领域都有广泛的应用。
随着科学技术的发展，钢铁的生产和加工技术不断提高，使得钢铁材料的性能得到了进一步提高。
相信在未来，钢铁材料将在更多的领域展现其优越性能。
钢铁基础必学知识点
钢铁基础必学知识点1. 钢铁的定义：钢铁是一种由含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金制成的金属材料。
当碳含量小于0.02%时，它被称为铁，而当碳含量超过2.11%时，它被称为铸铁。
2. 钢铁的制造：钢铁通常是通过冶炼铁矿石来制造的。
这个过程包括将铁矿石加热到高温，使其与石灰石和焦炭反应，生成炼铁矿石。
然后，炼铁矿石被冷却并与再生铁和其他添加剂一起加入炼铁炉中进行冶炼，产生钢铁。
3. 钢铁的特性：钢铁具有高强度、硬度、韧性和可塑性。
它也具有良好的导电性和导热性。
4. 钢铁的分类：钢铁可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类方法包括碳含量、合金元素、热处理方式等。
5. 钢铁的用途：钢铁广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车制造、船舶制造、机械制造、电力工业等。
钢铁也是制造其他金属制品的重要材料。
6. 钢铁的保护：由于钢铁容易受到氧化、腐蚀和磨损的影响，保护钢铁非常重要。
一些常见的保护方法包括涂覆防锈涂料、电镀、镀锌和使用不锈钢等。
7. 钢铁的可持续发展：在钢铁生产中，重要的问题是减少对环境的影响。
钢铁行业采取了一系列的措施来提高能源效率、降低碳排放和减少废物产生。
8. 钢铁的国际贸易：钢铁是全球贸易中最重要的商品之一。
各国之间进行钢铁的进口和出口，以满足国内需求和获得经济利益。
9. 钢铁的市场价格：钢铁的价格受到供需关系、全球经济形势、原材料成本等因素的影响。
钢铁市场价格常常波动，对行业和经济有重要影响。
10. 钢铁的未来发展趋势：随着科技的不断进步，钢铁行业也在不断发展。
未来的趋势包括可持续发展、数字化生产、高强度钢等。
第2章金属材料的基础知识
相是指合金中具有同一的聚集状态、同一的结构和性质的均匀组 成部分。按照相的形态划分，分为液相和固相。固态合金中的相 结构，分为固溶体和金属化合物。
组织是指用肉眼或借助显微镜观察到材料具有独特微观形貌特征 的部分。组织反映材料的相组成、相形态、大小和分布状况，它 是决定材料最终性能的关键。
金属材料的基本知识
金属材料在不同的使用场合下，所要求的力 学性能、物理性能、化学性能以及工艺性能各 不相同。虽然都是金属材料，不同成分和不同 状态下的性能差异也非常大。造成金属材料性 能差异的主要原因是由于金属材料内部结构的 不同。
2.1 金属材料的基础知识
按照物质原子在三维空间排列方式的不同， 材料可分为晶体材料与非晶体材料两大类。
3）面缺陷
面缺陷是指晶体中有一维空间方向上尺寸 很小，另外两维方向上尺寸较大的缺陷。这类 缺陷主要是指晶界和亚晶界。
晶界和亚晶界处区域内的原子排列不整齐， 偏离其平衡位置，产生晶格畸变。
面缺陷对金属的塑性变形起着阻碍的作用， 强度、硬度较晶内高。因此金属内部的晶粒越 细小，晶界就越多，强度和硬度就越高。
（2）金属的实际晶体结构
在理想状态下，金属的晶体结构是原子排 列的位向或方式完全一致的晶格，这种晶体称 为单晶体。
单晶体需要通过特殊的方法才能获得，例 如生产半导体元件的单晶硅、单晶锗等。
单晶体在不同方向上具有不同性能的现象 称为各向异性。
多晶体：由许多位向不同的晶粒构成 的晶体。
晶粒：多晶体是由许多微小的单晶体 构成的，这单晶体称为晶粒。
液体
2.1.1 纯金属的晶体结构与结晶
纯金属是指仅由同一种金属元素组成的金属。 汽车中的各种导电体、传热器等大多由纯铜、 纯铝等纯金属材料制成。纯金属是典型的晶体材料。
钢材的基本知识
一、钢材的基本知识钢是碳的质量分数小于 2.11%的铁碳合金。
因其资源丰富，可以进行大规模工业化生产，并且性能优异，可以通过各种加工处理来改变其形状、尺寸和性能，故而能更好地满足国民经济发展和人们的多种需求。
目前，钢材的生产量和消费量都非常大，已成为最重要的一种工业建筑材料。
(一)钢材的分类钢的分类方法很多，目前最常见和最常用的分类方法主要有以下四种：1.按冶炼方法分类按照冶炼方法和设备的不同，工业用钢可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢三大类，每一大类还可按其炉衬材料的不同，又可分为酸性和碱性两类。
(1)平炉钢一般属碱性钢，只有在特殊情况下，才在酸性平炉里炼制。
(2)转炉钢除可分为酸性和碱性转炉钢外，还可分为底吹、侧吹、顶吹转炉钢。
而这两种分类方法，又经常混用。
(3)电炉钢分为电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和钢电渣电炉钢等。
工业上大量生产的主要是碱性电弧炉钢。
按脱氧程度和浇注制度的不同，还可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢三类。
2.按化学成分分类按照化学成分的不同，还可以把钢分为碳素钢和合金钢两大类：(1)碳素钢根据含碳量不同，大致又可分为：低碳钢——碳的质量分数小于0.25%的钢。
中碳钢——碳的质量分数在0.25%～0.60%之间的钢。
高碳钢——碳的质量分数大于0.60%的钢。
此外，含碳量小于0.04%的钢又称工业纯铁。
(2)根据钢中合金元素总含量的不同，大致又可分为以下三种合金钢：低合金钢——合金元素总的质量分数小于5%的钢。
中合金钢——合金元素总的质量分数在5%～10%之间的钢。
高合金钢——合金元素总的质量分数大于10%的钢。
根据钢中所含合金元素的种类的多少，又可分为二元合金钢、三元合金钢以及多元合金钢等钢种，如锰钢、铬钢、硅锰钢、铬锰钢、铬钼钢、钒钢等。
3.按品质分类根据钢中所含有害杂质的多少，工业用钢通常分为普通钢、优质钢和高级优质钢三大类：(1)普通钢一般含硫量不超过0.050%，但对酸性转炉钢的含硫量允许适当放宽，属于这类的如普通碳素钢。
钢铁材料基础知识
•
建成最具核心竞争力的特钢企业
2.钢铁产品的牌号表示方法
• 1．碳素结构钢 ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠 以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单 位是MPa例如Q235表示屈服点（Rel）为235 MPa的碳素结构 钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。 质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾 钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静 钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾 钢。 ③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用 碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
•
建成最具核心竞争力的特钢企业
分类方 法
分类名称 (1)灰铸铁
说
明
1．按断 口 颜 色 分
这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性 能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中。 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能 进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称 激冷铸铁或冷硬铸铁。 麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少 应用。 是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。 是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、 耐热、耐磨的特殊性能铸铁。 参见“灰铸铁”。 这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁 好得多，组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件。 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高的韧性，又称韧性铸铁。 它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸件。 简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获 得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在 机械工程上应用广泛。 这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属 于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛。
钢铁材料详细知识
钢铁材料详细知识概述钢铁是一种常见的金属材料，广泛应用于建筑、工程、汽车、能源等各个领域。
本文将详细介绍钢铁材料的特性、分类和应用。
特性- 高强度：钢铁具有很高的强度，能够承受较大的力和压力。
- 耐腐蚀：钢铁可以通过镀层等方式进行防腐蚀处理，增强其耐用性。
- 可塑性：钢铁易于加工成各种形状和尺寸，适合各类工艺要求。
- 导电性：钢铁具有良好的导电性能，适用于电子设备和电气系统。
- 可焊接性：钢铁易于焊接，方便在生产过程中进行连接和组装。
分类碳钢碳钢是最常见的钢铁类型，含有较低的合金成分。
根据碳含量的不同，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
合金钢合金钢是在碳钢基础上加入其他合金元素的钢材。
不同的合金成分可以赋予钢铁不同的性能，如耐温性、耐磨性、耐腐蚀性等。
不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢铁。
添加铬等合金元素可以形成一层致密的氧化物膜，保护钢铁不受腐蚀和锈蚀。
铸铁铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金，具有良好的铸造性能和低成本。
根据碳含量和石墨形态的差异，可分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等。
应用钢铁广泛应用于各个领域，如：- 建筑和结构工程：用于梁、柱、桥梁等结构元件的制造；- 汽车工业：用于车身、发动机零部件等的制造；- 能源行业：用于石油管道、天然气管道等的制造；- 机械制造业：用于制造机床、工具、轴承等的零部件。
结论钢铁作为一种重要的金属材料，具有高强度、耐腐蚀等特性。
通过不同的合金成分和处理方式，可产生不同类型的钢铁，满足各种工业需求。
在各个领域中，钢铁都有着广泛的应用。
金属材料的基础知识
金属材料基础知识金属材料的基础知识一、金属材料的分类方法：金属材料分为两大类：即黑色金属与有色金属1、黑色金属元素：铁、锰、铬2、有色金属元素：除上述三种元素外，其余称为有色金属元素。
通常将以铁、锰、铬为基的合金称为黑色金属，以铁为基的合金称为钢，以其余金属元素为基的合金称为有色金属。
①按冶炼方法分类：工业用钢可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢三大类，每一类还可以根据炉衬材料不同分为碱性和酸性两类；电炉钢还可以分为电弧炉钢、感应炉钢、真空感应炉钢和电渣炉钢。
②按用途分类：按钢用途可分为结构钢、工具钢和特殊钢。
结构钢可分为两类，一类是建筑及工程用钢或构件用钢，另一类是机器制造用钢。
前者主要和做钢架、桥梁、钢轨、车辆、船舶、容器等，属于这类钢的有普通碳素钢和部分普通低合金钢，这类钢很大一部分做成钢板和型钢；后者主要用做各种机器零件，包括轴承、弹簧等。
工具钢分为量具刃具钢、冷模具钢、热模具钢、耐冲击工具用钢等。
特殊性能钢分为耐热钢（包括抗氧化和热强钢），不锈耐酸钢、电工用钢等。
③按金相组织分类：A按平衡状态或退火状态的组织分类，可分为亚共析钢，共析钢，过共析钢和莱氏体钢。
B按正火组织为类，可分为珠光体、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。
但由于正火控冷的冷却速度随钢材尺寸不同而不同，所以这类分类方法不是绝对的。
C按加热冷却时有无相变和室温时的金相组织分类：可分为：铁素体钢：加热和冷却时，始终保持铁素体组织。
奥氏体钢：加热冷却时，始终保持奥氏体组织。
马氏体钢：钢加热奥氏体化后快速冷却中，在低温（奥氏体向马氏体转变开始温度Ms线之下）连续冷却时，过冷奥氏体组织转变为马氏体组织，室温时仍保持马氏体组织。
双相钢：室温时在固溶组织中铁素体和奥氏体相约各占一半或较少相的含量在30%以上，兼有铁素体组织和奥氏体组织。
二、金属材料的表示方法。
①钢的编号方法：根据国标GB/T221-2000《钢铁产品牌号表示方法》的规定，一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。
《钢铁材料》课件
合金钢
添加了其他元素，具有特定的性能。
特殊钢
根据不同需求，设计和制造的特殊用途钢材。
钢的制造工艺
1
炼铁
从铁矿石中提取铁的过程。
2
活化炼钢
通过氧化与还原反应调控钢中元素含量。
3
连铸
将液态钢浇铸成坯料。
4
热轧
将钢坯加热至高温并通过轧制来改变形状。
5
冷加工
通过冷轧等工艺处理钢材。
钢的基础知识
钢由铁和其他元素组成，具有高强度、良好的韧性和可塑性。钢可以通过炼铁、炼钢和轧制等工艺制造。
钢的性能参数
强度
钢的抗拉强度指钢材在受力下发生塑性变形 和断裂前，所能吸收的能量。
抗腐蚀性
钢材对腐蚀介质的抵抗能力。
钢的分类
碳钢
主要由碳和铁组成，应用广泛。
不锈钢
2 新材料
钢铁材料的改良和新材料的应用将提升钢铁的性能和功能。
3 环保措施
钢铁工业将采取更多环保措施，减少对环境的影响。
结论
钢铁材料在现代工业中起着重要的作用，其前景将会随着科技的发展而不断 拓展。
参考文献
1. 《钢铁材料导论》 - 张成兴 2. 《钢铁材料科学与工程》 - 马晨 3. 《钢铁材料学》 - 王大钢
2
工业革命
随着工业革命的到来，钢铁成为主要建筑和制造材料。
3
现代发展
钢铁工业经过不断发展，成为现代工业的基础。
钢铁材料的种类
• 碳钢：含有较高碳含量，适用于机械制造。 • 合金钢：添加了其他元素，具有更高的强度和耐磨性。 • 不锈钢：含有铬等合金元素，具有良好的耐腐蚀性。 • 特殊钢：具有特殊用途和特殊性能的钢材。
钢铁是什么材料
钢铁是什么材料钢铁是一种合金材料，主要由铁和一定比例的碳组成。
除铁和碳之外，钢铁中还可能含有少量的其他元素，如锰、硅、磷等。
钢铁在人类历史中起到了重要的作用，是重要的建筑材料和工业原料。
钢铁的主要成分是铁，它是地壳中最常见的金属元素。
铁的存在形式主要有两种，一种是在氧气的作用下形成的氧化铁，另一种是在地壳中以矿石的形式存在。
氧化铁将会被还原成金属铁矿石，然后通过冶炼过程提炼出纯铁。
在纯铁的基础上加入适量的碳就形成了钢铁。
钢铁中的碳含量一般为0.02%-2.11%，根据不同的碳含量可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
碳的加入可以增加钢铁的硬度、强度和韧性，使其在不同环境下具有适应性。
钢铁具有许多优点，使其成为重要的材料。
首先，钢铁具有很高的强度和硬度，能够承受较大的载荷和抵抗磨损。
其次，钢铁具有良好的韧性，能够在受力时发生一定程度的变形而不断裂。
此外，钢铁还具有优良的可塑性和可焊性，易于加工和制造。
钢铁还具有良好的导电性和导热性，使其在电子、电力等领域有广泛的应用。
钢铁在建筑领域有重要的应用。
它可以用于制造钢结构，如桥梁、高楼大厦等。
钢铁的高强度和耐久性使得这些结构能够承受巨大的荷载和外力，确保建筑物的安全稳固。
此外，钢铁还可以用于制造钢筋混凝土，提供更好的支撑和加固作用。
钢铁也是工业制造的重要原料。
许多机械设备、交通工具和家电产品都使用了大量的钢铁材料。
例如，汽车、火车和飞机的车身和构件都需要使用钢铁以确保其牢固和安全。
家具、电器和器皿等产品也大量使用了钢铁材料。
然而，钢铁也有一些缺点。
首先，钢铁在潮湿环境中容易生锈，需要进行防腐处理。
其次，钢铁的生产过程对环境有一定的影响，排放大量的二氧化碳和其他污染物，对大气和水体造成污染。
因此，钢铁行业需要在生产过程中加强环保治理，减少对环境的不良影响。
总的来说，钢铁是一种重要的建筑材料和工业原料，具有高强度、耐久性强、可塑性好等优点。
它的应用广泛，为现代工业和建设领域的发展做出了巨大贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电炉钢是指用电炉炼钢法所炼制出来的钢，可分为电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢、电渣炉钢、真空自耗炉钢、电子束炉钢等。工业上大量生产的，主要是碱性电弧炉钢，品种是优质钢和合金钢
按脱氧程度和浇注制度分
沸腾钢
这是脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾，因而得名，其特点是收得率高、成本低、表面质量及深冲性能好；但成分偏析大、质量不均匀，耐腐蚀性和机械强度较差。这类钢大量用以轧制普通碳素钢的型钢和钢板
合金钢
合金钢是指在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时特意加入一些合金元素(如铬、镍、硅、锰、钼、钨、钒、钛、硼……等)而炼成的钢按其合金元素的种类不同，可分为：铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬钼钢、硅锰钢、硅锰钼钒钢、铬镍钼钢、锰钒硼钢……等许多钢组按其合金元素的总含量，可分为：1)低合金钢——这类钢的合金元素总质量分数≤5％2)中合金钢——这类钢的合金元素总质量分数＞5％～10％3)高合金钢——这类钢的合金元素总质量分数＞10％按照钢中主要合金元素的种类，又可分为：1)三元合金钢——指除铁、碳以外，还含有另一种合金元素的钢，如锰钢、铬钢、硼钢、钼钢、硅钢、镍钢等2)四元合金钢——指除铁、碳以外，还含有另外两种合金元素的钢，如：硅锰钢、锰硼钢、铬锰钢、铬镍钢等3)多元合金钢——指除铁、碳以外，还含有另外三种或三种以上合金元素的钢，如：铬锰钛钢、硅锰钼钒钢等
机械制造用结构钢
机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，它们往往要经过热处理、冷塑成形和机械切削加工后才能使用属于这一类型的钢，主要有：①优质碳素结构钢②合金结构钢上述两种钢按其工艺特征分为：调质结构钢表面硬化结构钢(渗碳钢、渗氮钢、液体碳氮共渗钢、表面淬火用钢)冷塑性成型用钢(如冷冲压钢、冷镦钢、冷挤压用钢等) ③易切结构钢④弹簧钢⑤滚动轴承钢
铸铁的分类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分类
名称
说明
按断口
颜色分
灰铸铁
这种铸铁中的碳大部或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。它有一定的力学性能和良好的被切削加工性，是工业上应用最普遍的一种铸铁
白口铸铁
白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其中碳全部以渗碳体形式存在，断口呈白亮色，因而得名。这种铸铁硬而且脆，不能进行切削加工，工业上很少直接应用它来制作机械零件。在机械制造中，有时仅利用它来制作需要耐磨而不承受冲击载荷的机件，如拉丝板、球磨机的铁球等，或用激冷的办法制作内部为灰铸铁组织、表层为白口铸铁组织的耐磨零件，如火车轮圈、轧辊、犁铧等，这种铸铁具有很高的表面硬度和耐磨性，通常又称为激冷铸铁或冷硬铸铁
麻口铸铁
这是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，它的组织由珠光体+渗碳体+石墨组成，断口呈灰白相间的麻点状，故称麻口铸铁，这种铸铁性能不好，极少应用
按化学
成分分
普通铸铁
普通铸铁是指不含任何合金元素的铸铁，一般常用的灰铸铁、可锻铸铁、激冷铸铁和球墨铸铁等，都属于这一类铸铁
合金铸铁
它是在普通铸铁内有意识地加入一些合金元素，借以提高铸铁某些特殊性能而配制成的一种高级铸铁，如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁，都属于这一类型的铸铁
按化学成分分
普通生铁
普通生铁是指不含其他合金元素的生铁，如炼钢生铁，铸造生铁都属于这一类生铁
特种
生铁
天然
合金
生铁
天然合金生铁是指用含有共生金属如铜、钒、镍等的铁矿石或精矿，用还原剂还原而炼成的一种特种生铁，它含有一定量的合金元素(一种或多种，由矿石的成分来决定)，可用来炼钢，也可用于铸造
铁
合
金
铁合金和天然合金生铁不同之处，是在炼铁时特意加入其他成分，炼成含有多种合金元素的特种生铁。铁合金是炼钢的原料之一，也可用于铸造。在炼钢时作钢的脱氧剂和合金元素添加剂，用以改善钢的性能铁合金的品种很多，如按所含的元素来分，可分为：硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、硅锰合金、稀土合金等等，其中用量最大的是锰铁、硅铁和铬铁。按照生产方法的不同，铁合金通常又分为：高炉铁合金、电炉铁合金、炉外法铁合金、真空碳还原铁合金等
奥氏体钢
这类钢含有多量的形成或稳定奥氏体的元素＋如锰、镍等，以致加热或冷却时，始终保持奥氏体组织
按
品
质
普通钢
这类钢含杂质元素较多，其中ωP与ωS均被限制在0.07％以内，主要用作建筑结构和要求不太高的机械零件，属于这一类的钢如：普通碳素钢、低合金结构钢等
优质钢
这类钢含杂质元素较少，质量较好，其中硫与磷的含量ωS，ωP均被限制在0.04％以内，主要用作机械，结构零件和工具。属于这一类的钢有：优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等
奥氏体钢
当合金元素含量很多时，在空气中冷却，奥氏体直到室温仍不转变的，称为奥氏体钢
碳化物钢
当含碳量较高并含有大量碳化物组成元素时，于空气中冷却，可得到由碳化物及其基体组织（珠光体或马氏体，奥氏体）所构成的混合物组织的，称为碳化物钢。最典型的碳化物钢时高速钢
按加热、冷却时有无相变和室温时的金相组织分
铁素体钢
镇静钢
它是脱氧完全的钢，在浇注时钢液镇静，没有沸腾现象，所以称镇静钢。其特点是成分偏析少、质量均匀，但金属的收得率低（缩孔多），成本比较高。一般合金钢和优质碳素钢都是镇静钢
半镇静钢
它是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢，浇注时沸腾现象较沸腾钢弱。钢的质量、成本和收得率也介于沸腾钢和镇静钢之间。它的生产较难控制，故目前在钢的生产中所占比重不大
转炉钢
转炉钢是指用转炉炼钢法所炼制出来的钢，除分为酸性和碱性转炉钢外，还可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹炼等转炉钢。它们常常混合使用，例如：贝氏炉为底吹酸性转炉钢，托马斯钢为底吹碱性转炉钢。我国现在大量生产的为侧吹碱性转炉钢和氧气顶吹转炉钢，氧气顶吹转炉钢具有生产速度快、质量高、成本低、投资少、基建快等一系列优点，是当代炼钢的主要方法。转炉钢的主要品种是普碳钢，氧气顶吹转炉亦生产优质碳素钢和合金钢
锻钢
按
用
途
分
结
构
钢
建筑及工程用结构钢
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。这类钢大多为低碳钢，因为它们多要经过焊接施工，含碳量不宜过高，一般都是在热轧供应状态或正火状态下使用属于这一类型的钢，主要有：①普通碳素结构钢——按用途又分为：a.一般用途的普碳钢b.专用普碳钢②低合金钢——按用途又分为：a.低合金结构钢b.耐腐蚀用钢c.低温用钢小钢筋钢e.钢轨钢f.耐磨钢g.特殊用途的专用钢
过共析钢
含碳量ωC大于0.80％，组织为游离碳化物＋珠光体
莱氏体钢
实际上也是过共析钢，但其组织为碳化物和奥氏体的共晶体，通常把它另分为一类
按正火后的金相组织分
珠光体钢、贝氏体钢
当合金元素含量较少，于空气中冷却可得到珠光体或索氏体、托氏体的，就属于珠光体钢，若得到贝氏体组织的，就属于贝氏体钢
马氏体钢
当合金元素含量较高，于空气中冷却，可得到马氏体组织的，称为马氏体钢
可锻铸铁
可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火后而成，其中碳大部或全部呈团絮状石墨的形式存在，由于其对基体的破坏作用，较之片状石墨大大减轻，因而比灰铸铁具有较高的韧性，故又称韧性铸铁。可锻铸铁实际并不可以锻造，只不过具有一定的塑性而已，通常多用来制造承受冲击载荷的铸件
球墨铸铁
球墨铸铁简称球铁。它是通过在浇铸前往铁水中加入一定量的球化剂（如纯镁或其合金）和墨化剂（硅铁或硅钙合金），以促进碳呈球状石墨结晶而获得的。由于石墨呈球形，应力大为减轻，它主要减小金属基体的有效截面积，因而这种铸铁的力学性能比普通灰铸铁高得多，也比可锻铸铁好，此外，它还具有比灰铸铁好的焊接性和接受热处理的性能，和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是一种同时兼有钢和铸铁优点的优良材料，因此在机械工程上获得了广泛的应用
工具钢
工具钢是指用于制造各种工具的钢这类钢按其化学成分，通常分为：1)碳素工具钢2)合金工具钢3)高速钢按照用途又可分为：1)刃具钢(或称刀具钢) 2)模具钢(包括冷作模具钢和热作模具钢) 3)量具钢
特殊钢
特殊钢是指用特殊方法生产、具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢属于这一类型的钢，主要有：1)不锈耐酸钢2)耐热不起皮钢3)高电阻合金4)低温用钢5)耐磨钢6)磁钢(包括硬磁钢和软磁钢) 7)抗磁钢8)超高强度钢(指σb≥1400MPa的钢)
这类钢含碳量很低并含有多量的形成或稳定铁素体的元素，如铬、硅等，以致加热或冷却时，始终保持铁素体组织
半铁素体钢
这类钢含碳量较低并含有较多的形成或稳定铁索体的元素(如铬、硅)，在加热或冷却时，只有部分发生α->γ相变，其他部分始终保持α相的铁素体组织
半奥氏体钢
这类钢含有一定的形成或稳定奥氏体的元素(如镍、锰)，以致在加热或冷却时，只有部分发生α->γ相变，其他部分始终保持γ相的奥氏体组织
特殊
性能
铸铁
这是一组具有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等等。这类铸铁大部分都属于合金铸铁，在机械制造上应用也较为广泛
钢的分类
分
类
分类名称
说明
按
冶
炼
方
法
按冶炼
设备分
平炉钢
平炉钢是指用平炉炼钢法所炼制出来的钢，按炉衬材料的不同，分酸性和碱性两种，一般平炉都是碱性的，只有特殊情况下才在酸性子炉内炼制。平炉炼钢法具有原料范围宽，设备能力大、品种多、质量好等优点，在20世纪50年代前，平炉钢在世界总产量中占绝对优势，以后由于氧气顶吹转炉炼钢法的出现很快使平炉相形见绌，现在世界各国都有停建平炉的趋势。平炉钢的主要品种是普碳钢、低合金钢和优质碳素钢