钢铁基本组织与分类相
钢铁材料手册
钢材知识钢材分类什么是特殊钢？理论重量计算方法对钢材性能产生影响的元素冶金术语金属材料性能金属材料的检验金属型铸造钢材分类线材：普线高线螺纹钢型材：工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢H型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿轮钢六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴承圆钢矩型管弹簧钢板材：中厚板容器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷板镀锌板电镀锌板电镀锌卷镒板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热轧带钢管材：焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝类别品种说明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。
中型型钢小型型钢线材直径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、六角钢等其它钢材包括重轨配件、车轴坯、轮箍等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（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）钢带也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板电工硅钢薄板也叫硅钢片或矽钢片管材无缝钢管用热轧、热轧一一冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管焊接钢管将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管金属制品金属制品包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等型材分类一、型材的分类1.简单断面型钢①方钢一热轧方钢、冷拉方钢；②圆钢一热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉圆钢；③线材；④扁钢；⑤弹簧扁钢；⑥角钢一等边角钢、不等边角钢；⑦三角钢；⑧六角钢；⑨弓形钢；⑩椭圆钢。
2.复杂断面型钢①工字钢——普通工字钢、轻型工字钢②槽钢一热轧槽钢（普通槽钢、轻型槽钢）、弯曲槽钢③H型钢（又称宽腿工字钢）④钢轨一重轨、轻轨、起重机钢轨、其他专用钢轨⑤窗框钢⑥钢板桩⑦弯曲型钢一冷弯型钢、热弯型钢⑧其他二、型钢中大、中、小型的划分大型中型小型工字钢高2180mm 高＜180mm槽钢高2180mm 高＜180mm等边角钢边宽2160mm 边宽50-140mm 边宽20-45mm不等边角钢边宽2160x100mm 边宽140x90-50x32 mm 边宽“5x28 mm圆钢直径290mm 直径38-80mm 直径10-36 mm方钢边宽290mm 边宽50-75 mm 边宽10-25 mm扁钢宽2120mm 宽60-100 mm 宽12-55 mm螺纹钢直径240 mm 直径10-36 mm铆钉钢直径10-22 mm其它异型钢：履带板、钢板桩等异型钢、小农具用复合扁钢异型钢、农具钢、窗框钢等三、热轧带肋钢筋1.品种规格热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。
钢铁总结归纳
钢铁总结归纳钢铁是一种重要的合金材料，广泛应用于建筑、制造业和交通运输等领域。
在钢铁的生产、种类和应用方面，我们可以总结归纳如下：1. 钢铁的生产过程钢铁的生产过程包括炼铁和炼钢两个主要步骤。
炼铁是将铁矿石还原为铁的过程，主要方法有高炉法和直接还原法。
炼钢是通过调整炼铁产物中的碳含量，控制其中杂质含量，得到适用于不同用途的钢材。
常用的炼钢方法有平炉法、转炉法和电炉法。
2. 钢铁的分类根据钢铁中碳的含量和其他合金元素的添加，钢铁可分为普通碳钢、合金钢和特殊钢。
普通碳钢是含有较低碳量的钢，具有较高的延展性和可塑性。
合金钢在普通碳钢的基础上加入其他元素，如镍、铬、钼等，以提高其硬度和耐磨性。
特殊钢则指具有特殊用途的钢材，如不锈钢、高速钢和耐火钢等。
3. 钢铁的应用领域由于钢铁具有高强度、良好的可塑性和耐腐蚀性，它在各个领域都有广泛的应用。
在建筑领域，钢铁用于制造梁、柱和桥梁等结构件，以支撑建筑物的重量。
在制造业中，钢铁是制造机械设备的重要材料，如汽车、船舶、航空器等。
此外，钢铁在交通运输、能源工业和家电等领域也有着重要的应用。
4. 钢铁生产对环境的影响尽管钢铁在各个领域有着广泛的应用，但其生产对环境造成了一定的负面影响。
钢铁生产会产生大量的二氧化碳等温室气体，对全球气候变化产生贡献。
此外，钢铁产业还会排放大量的粉尘和废水，对环境造成污染。
因此，降低钢铁生产过程中的能耗和环境污染已成为钢铁企业和政府部门亟待解决的问题。
5. 钢铁行业的未来发展趋势随着经济的发展和技术的进步，钢铁行业也呈现出一些新的发展趋势。
首先，钢铁行业将更加注重绿色、低碳的发展方式，推动节能减排和循环利用。
其次，随着科技的进步，新材料的出现可能会对传统钢铁产业带来一定的冲击。
例如，复合材料和3D打印技术的应用可能会减少对钢铁的需求。
因此，钢铁行业需要不断创新和转型以适应未来的发展需求。
通过对钢铁生产、分类、应用、环境影响和未来发展趋势的归纳总结，我们对钢铁有了更全面的了解。
钢铁知识大全
钢铁知识大全1. 简介钢铁是一种重要的合金材料，广泛应用于建筑、机械制造、汽车工业等领域。
本文将为您介绍钢铁的基本概念、分类、生产方法、特点及其应用领域。
2. 钢铁的概念钢铁是指铁和碳以及其他合金元素经过熔炼、冶炼、炼钢等工艺得到的一种合金材料。
其主要成分为铁和碳，碳的含量一般小于2%。
3. 钢铁的分类根据碳含量的不同，钢铁可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和合金钢。
低碳钢的碳含量一般在0.05%以下，中碳钢的碳含量在0.25%左右，高碳钢的碳含量可达到0.6%以上，而合金钢中还含有其他合金元素。
4. 钢铁的生产方法钢铁的生产方法包括高炉炼铁法、直接还原法、电炉炼钢法等。
其中，高炉炼铁法是最常用的方法，通过将铁矿石和焦炭在高炉中熔炼，得到初级铁液，然后在转炉或电炉中炼成钢铁。
5. 钢铁的特点钢铁具有高强度、良好的塑性和韧性，同时具备较高的耐热、耐磨、耐腐蚀等特性。
由于其可塑性强，可以通过冷、热加工等方式进行成型。
6. 钢铁的应用领域钢铁广泛应用于各个行业领域。
在建筑领域，钢铁可以用于建筑结构、桥梁、钢铁塔等；在机械制造领域，钢铁可用于制造机器零部件、轴承等；在汽车工业中，钢铁是制造汽车车身和零部件的重要材料。
7. 钢铁的保养与回收利用钢铁需要进行定期保养，以防止氧化、腐蚀等问题。
同时，钢铁也是可回收利用的材料，回收利用不仅有助于资源节约，还有利于环境保护。
8. 钢铁行业的发展与挑战钢铁行业是国民经济的重要支柱产业，但也面临着环保压力、市场竞争等挑战。
随着科技的不断进步，钢铁行业正朝着高效、环保、绿色发展的方向迈进。
结语：通过本文对钢铁的概念、分类、生产方法、特点及应用进行了综述，希望能够帮助读者更好地了解钢铁的基本知识。
钢铁作为一种重要的合金材料，对于社会和经济的发展起着至关重要的作用。
随着技术的不断进步，相信钢铁行业将迎来更加美好的未来。
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。
钢铁的基本知识
1.弹性极限: 1.弹性极限: 弹性极限 材料在外力作用下将产生变形,但是去除外力后仍能恢复原状的能力称 为弹性.材料能保持弹性变形的最大应力即为弹性极限,拉伸试验曲线图中 的e点即为弹性极限,oe段是弹性阶段. 弹性极限以σe表示,单位为兆帕(MPa):σe=Pe/Fo 式中Pe为保持弹性时的最 大外力(或者说材料最大弹性变形时的载荷).此部分载荷与变形是成比例的, 材料的弹性模数应在此范围内测定.
金属材料:生铁 马口铁 铝 铅 黄铜 锡 锌 金属材料
钢材的生产方法
钢材的生产方法
大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯,锭等)产生塑性变形.根据 钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种.钢材的主要加工方法有:
轧制: 轧制:将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截 面减小,长度增加的压力加工方法,这是生产钢材最常用的生产方式,主要用来生产 型材,板材,管材.分冷轧,热轧.
低塑性的材料屈服点极不明显,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σ0.2 .
3.强度极限 3.强度极限 抗拉强度(σb) 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.材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力称为强度极限,一般指拉力作 用下的抗拉强度极限,以σb表示,如拉伸试验曲线图中最高点b点即是强度极限,常 用单位为兆帕(MPa),换算关系有:1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa σb=Pb/Fo :Pb–至材料断裂时的最大应力(或者说是试样能承受的最大载荷); Fo–拉伸试样原来的横截面积.拉伸试验曲线图中的sb段是强化阶段.变形强化标志 着材料抵抗继续变形的能力在增强.这也表明材料要继续变形,就要不断增加载荷. 在强化阶段如果卸载,弹性变 形会随之消失,塑性变形将会永久保留下来.
常用金属材料的显微组织
03
钢铁材料的显微组织
钢的显微组织分类
铁素体
一种具有体心立方晶格 的相，在钢中通常作为
基体相。
奥氏体
一种具有面心立方晶格 的相，在钢的熔炼过程
中通常形成。
渗碳体
一种具有复杂晶格结构 的相，在钢中作为强化
相。
珠光体
由铁素体和渗碳体组成 的层状相，具有较好的
塑性和韧性。
钢材的显微组织特点
钢材的显微组织结构取决于其制造工艺，如熔炼、 轧制、热处理等。
马氏体
形状记忆合金中的马氏体是 一种有序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 变化。
奥氏体
形状记忆合金中的奥氏体是 一种无序的晶体结构，能够 通过加热或冷却实现形状的 恢复。
孪晶
形状记忆合金中的孪晶是一 种特殊的晶体结构，能够通 过温度变化实现形状的变化 和恢复。
06
金属材料显微组织的观察与分析方法
高温合金中的碳化物是一种硬质点，能够 提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
精密合金的显微组织
特点 精密合金是一种具有优异物理、 化学和机械性能的金属材料，其 显微组织通常包括单相、双相、 多相等结构。
多相 精密合金中的多相组织由多种晶 体结构组成，如奥氏体、铁素体 和碳化物，能够提供优异的机械 性能和耐腐蚀性能。
铝及铝合金
纯铝具有轻巧和良好的导电性， 但强度较低。铝合金通过添加镁、 锰等元素来提高其强度和耐腐蚀
性。
钛及钛合金
钛是一种轻巧、高强度的金属， 具有良好的耐腐蚀性和生物相容 性。钛合金通过添加铝、钼等元 素来进一步提高其强度和耐腐蚀
性。
特殊金属材料
不锈钢
功能金属材料
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良 好机械性能的合金钢。常见的类型包 括奥氏体、马氏体和双相不锈钢。
钢材的定义及钢材分类
钢材的定义及钢材分类钢材的定义您知道钢与铁的区别吗？其实简单的说，钢材就是含碳量大于0.025%,小于2.11%的铁碳合金。
铁是大自然赏赐给人内的恩物，将开采的铁矿石放入高炉中冶炼后即得到生铁，生铁按不同冶炼工艺和用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。
炼钢生铁是一种含碳量>2%的铁碳合金，同时也含有少量的硅，锰，硫，磷等元素，其中硅和锰是有利元素，按一定比例存在于钢铁中可以显著提高材料的强度.硬度和耐腐耐磨性，而硫和磷则有害，会分别造成钢铁的热脆性和冷脆性，降低材料性能。
把炼钢用生铁放入炼钢炉中按一定比例熔炼，将得到的钢液浇铸成型，冷却后即得到钢锭或铸坯，供轧制成各种型材，为了获得不同性能的钢材，还会在熔炼过程中加入铬.镍.钼.钨.钒等微量元素，而这些化学成分决定了钢材的不同特性。
其中“铬”可以增加钢材的耐腐蚀性，通常国际上把含铬量大于13%的钢材称为不锈钢。
镍可以增加钢材的强度和韧性，钼可以防止钢材变脆，钨可增加钢材的耐磨损性，别看钨的硬度较低，只有大约40s，但它们的抗磨损能力非常高，钒可增加钢材的抗磨损性和延展性。
低碳钢－含碳量小于0.25% 碳素结构钢－含碳量大多在0.7%以下中碳钢－含碳量在0.25～0.6% 碳素工具钢－含碳量一般在0.65～1.35% 高碳钢－含碳量大于0.60% 不锈弹簧钢－含碳量一般在0.45～0.7%，含铬量大于13% 滚动轴承不锈钢－含碳量一般在1%,含铬量大于13% 高速钢－又称锋钢，含碳量一般在0.7～1.65%,含钨5.5～19%,600摄氏度下工作时，硬度能保持在HRC60以上。
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。
代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。
从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。
钢铁行业基本情况介绍
钢铁行业基本情况介绍第一节行业范围界定广义的钢铁行业作为一个庞大的工业门类，是对以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业活动为主的工业行业的统称，包括金属铁、铬、锰等的矿物采选业、炼铁业、炼钢业、钢加工业、铁合金冶炼业等。
而狭义的钢铁行业指的是黑色金属冶炼及压延加工业，是以从事黑色金属冶炼及压延加工等工业生产活动为主的工业行业，包括炼铁业、炼钢业、钢压延加工业铁合金冶炼业等细分行业，是国家重要的原材料工业之一。
本报告所指的钢铁行业为狭义的钢铁行业，对应国民经济分类标准（GB/T4754-2017）黑色金属冶炼及压延加工业，包括炼铁、炼钢、钢压延加工、铁合金冶炼等4个子行业，见下表。
表1钢铁行业子行业分类（GB/T4754-2017）数据来源：国家统计局第二节行业主要产品分析钢铁产品是以铁元素（Fe）为基础组成成分的金属产品的统称，日常形态包括铁、粗钢、钢材、铁合金等。
由于铁合金在钢铁工业生产过程中主要用做炼钢时的脱氧剂和合金添加剂，在管理和统计上通常将铁合金归入钢铁生产主要原材料而非钢铁产品。
此外，钢丝、钢丝绳、钢绞线、铁丝、铁钉等钢丝及其制品属于钢铁产品的再加工产品，不属于金属基础产品。
所以在统计上，钢铁产品仅包括生铁、粗钢、钢材三大类产品。
一、生铁生铁是钢铁产品的“初级产品”，经过进一步冶炼就可得到钢，二者主要根据铁基产品中含碳量多少来区别。
二、粗钢生铁经冶炼直接得到的产品为粗钢（固体状态称钢坯或钢锭），粗钢通过铸、轧、锻、挤等方法处理加工后成为钢材。
三、钢材钢材是钢铁工业为社会生产和生活提供的最终产品的主要形式。
由于钢材产品品种、规格复杂多样，为了适应统计、生产、营销、库存等多方面管理的需要，国际上通常将钢材分为长材（也称“型材”）、扁平材（也称“板带材”或“钢板”）、钢管（也称“管材”）和其它等四大类。
表2钢材产品品种分类第三节行业在国民经济中的地位钢铁工业是国民经济的支柱性产业，是国家生存和发展的物质保障，是国家经济水平和综合国力的重要标志；同时作为原材料的生产和加工部门，处于工业产业链的中间位置，钢铁行业的发展与国家的基础建设以及工业发展的速度关联性很强。
关于钢铁分类的知识
关于钢铁分类的基础知识一、金属金属是一种具有光泽（对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。
工业界金属的分类（表1）一般说来，美、英、日等国家常分为铁与非铁金属，前苏联与东欧工业体系常按照黑色金属和有色金属分类，我国则沿用后者（即表中粗体部分）。
二、铁在工业铸造工艺中，通常按照碳含量的不同，将铁做以下分类：铁的分类（图1）生铁或称铸铁 （含碳量≥2.11%） 钢 （0.0218%＜含碳量＜2.11%）工业纯铁或称熟铁（含碳量≤0.0218%）三、钢钢或称钢铁、钢材，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.04%之间的铁合金的统称。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
在中华人民共和国国家标准GB/T 13304－91《钢分类》中这样描述：“以铁为主要成份、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。
”其中的一般是指除铬钢外的其他钢种，部分铬钢的含碳量允许大于2%。
含碳量大于2%的铁合金是铸铁。
其他国际标准如ISO4948或EN10020中对钢的定义也与此类似。
四、不锈钢在冶金学中，不锈钢指的是以重量计，铬（Cr）含量超过11.5%的铁合金。
这个名称源于这种钢不像普通钢那样容易腐蚀生锈。
钢中加入铬、镍使其表面会产生防锈的氧化膜，从而保护钢材本身受到外界环境中的空气（尤指氧气）、水、某些酸、碱的氧化腐蚀。
实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。
由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。
不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
不锈钢基本合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。
不锈钢常按金相组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。
1.铁素体不锈钢：含铬12%～30%。
其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25、Cr25Mo3Ti、Cr28等。
钢铁的分类
钢铁的分类线材：普线高线螺纹钢工字钢槽钢角钢方钢重轨高工钢型材：H型钢圆钢不等边角钢扁钢轻轨齿轮钢六角钢耐热钢棒合结圆钢合工圆钢方管碳工钢轴承钢碳结圆钢不锈圆钢轴承圆钢矩型管弹簧钢板材：中厚板谷器板中板碳结板锅炉板低合金板花纹板冷板热板冷卷板热卷板镀锌板电镀锌板电镀锌卷锰板不锈钢板硅钢片彩涂板彩钢瓦楞铁镀锌卷板热轧带钢管材：焊管不锈钢管热镀锌管冷镀锌管无缝管螺旋管热轧无缝金属材料：生铁马口铁铝铅黄铜锡锌、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。
如钢、生铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类钢是含碳量在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(P< 0.045%, S< 0.050%)(2) 优质钢(P、S均w 0.035%)(3) 高级优质钢(P< 0.035%, S< 0.030%)2. 、按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢(C w 0.25%) ; b.中碳钢(C w 0.25〜0.60%) ; c.高碳钢(C w 0.60%)。
课题二金属的晶体结构铁碳合金组织和相图
课题二金属的晶体结构铁碳合金组织和相图金属材料的基本知识钢铁材料铸铁(含碳量大于2.11%的铁碳合金)根据含碳量的不同分为钢(含碳量小于2.11%的铁碳合金)炼铁钢铁材料的生产方式炼钢钢材生产型材：圆钢、方钢、扁钢、六角钢、角钢、槽钢、螺纹钢等钢材种类板材：中厚钢板、薄钢板、钢带和硅钢片管材：无缝钢管和焊接钢管(又称有缝钢管)线材：直径为6~9mm的圆钢和直径在10mm以下的螺纹钢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。
一金属的晶体结构与结晶1.1晶体及其特点固态物质分类根据内部原子堆积的情况晶体：如纯铝、纯铁、纯铜等非晶体：玻璃、沥青、松香、石蜡等晶体和非晶体的根本区别晶体中的原子或分子，在三维空间中是按照一定的几何规则作周期性地重复排列。
非晶体中的质点，是杂乱无章地堆积在一起，无规则可循。
晶体的特点晶体具有规则的外形。
晶体具有固定的熔点。
晶体具有各向异性。
纯铁晶粒的内部结构示意图1.2金属的三种常见晶体结构体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格BCC结构FCC结构CPH结构1.3金属实际的晶体结构单晶体在理想情况下，晶体内部的晶格位向是完全一致的，即晶体的原子是按一定几何规律做周期性排列而成，这种晶体称为单晶体多晶体单晶体多晶体外形不规则，呈颗粒状的小晶体称为晶粒，每个晶粒相当于一个单晶体，其原子排列位向是一致的，而各个晶粒的晶格位向各不相同。
晶粒与晶粒之间的界面称为晶界，晶界上的原子处于过渡的不规则状态，这些由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。
晶核形成晶核长大纯铁结晶过程示意图晶体缺陷点缺陷点缺陷是指长、宽、高尺寸都很小的缺陷。
常见的点缺陷晶格空位置换原子间隙原子线缺陷线缺陷是指晶体内沿某一条线，附近原子的排列偏离了完整晶格所形成的线形缺陷区，即发生了“位错”。
金属的金相基本组织您都掌握了吗？
现代材料可以分为四大类——金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为各位详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成，来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种。
1铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
2奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关。
钢铁材料分类
分类方法
合金钢 分类名称
建筑及 工程用 结构钢
结构钢
按用途 分
机械制 造用结 构钢
工具钢
特殊钢
专业用钢 亚共析 钢 共析钢 过共析 钢 莱氏体 钢 珠光体 钢、贝 氏体钢 马氏体 钢
说 明 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 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 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 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σ b≥1400MPa的钢) 这是指各个工业部门专业用途的钢。例如；农机用钢、机床用钢、重型机 械用钢、汽车用钢、航空用钢、宇航用钢、石油机械用钢、化工机械用钢 、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢„„等 含碳量ω C小于0.80％，组织为游离铁素体+珠光体 含碳量ω C为0.80％，组织全部为珠光体 含碳量ω C大于0.80％，组织为游离碳化物＋珠光体 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 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 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
铁的金相组织
铁的金相组织包括多种形态，主要取决于其制造过程中的冷却速度和合金成分。
以下是一些常见的铁金相组织：
铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体，呈等轴多边形晶粒分布。
铁素体的性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，但强度和硬度较低。
奥氏体：碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相。
奥氏体的强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性。
渗碳体：渗碳体是由铁和碳的化合物组成的机械混合物，具有复杂的晶体结构。
渗碳体的硬度很高，但塑性和韧性较差。
这些金相组织在工业应用中具有重要意义，因为它们决定了铁的各种物理和机械性能。
如需了解更多信息，建议查阅金属学相关书籍或咨询专业人士。
钢铁金相组织介绍
铁素体转变为奥氏体后，晶体结构 发生变化，奥氏体呈面心立方结构 。
马氏体的形成与转变
温度骤降
当钢铁材料在奥氏体状态下经历 温度骤降时，奥氏体会转变为马
氏体。
碳原子不均匀分布
在马氏体转变过程中，碳原子在 马氏体中的分布是不均匀的，形
成碳的过饱和固溶体。
晶体结构变化
马氏体是一种具有复杂晶体结构 的金属间化合物，其晶体结构与
抗氧化性
抗氧化性是指材料在高温下抵抗氧化的能力，与材料的化学成分和 组织结构有关。
抗酸碱性
抗酸碱性是指材料在酸碱介质中抵抗腐蚀的能力，与材料的化学成分 和组织结构有关。
影响因素分析
化学成分
钢铁材料的化学成分是影响其性能的主要因素之一，不同 元素对材料的力学、物理和化学性能产生不同的影响。
热处理
热处理是改变钢铁材料组织和性能的重要手段，通过加热 、保温和冷却等工艺，可以改变材料的内部结构，从而改 变其性能。
扫描电子显微镜的应用
观察金属材料的表面形貌、组织结构、相组成等。
扫描电子显微镜的优点
具有较高的分辨率和景深，适用于表面形貌和微观组织的观察。
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钢铁金相组织的应用与发展趋 势
钢铁金相组织在材料科学领域的应用
材料组织结构研究
钢铁金相组织是研究材料微观结构的重要手段，通过对钢铁 材料的金相组织观察，可以了解材料的相组成、晶粒大小、 形态和分布等，为材料性能研究和优化提供基础数据。
X射线衍射分析法
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X射线衍射的基本原理
利用X射线在晶体中的衍射现象，测定晶体结构 。
X射线衍射分析法的应用
测定金属材料的晶体结构、晶格常数、晶粒大小 等参数。
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第三章-铁碳合金相图【详解版】
⑴ 五个单相区：
L、、、、Fe3C ⑵ 七个两相区: L+、
L+、L+Fe3C、 +、 +Fe3C、+ 、 +Fe3C
• ⑶ 三个三相区：即HJB (L++)、ECF(L++ Fe3C)、 PSK(++ Fe3C)三条水平线
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4. 铁碳合金分类
• （1） 工业纯铁 <0.0218% C 亚共析钢 <0.77% C
• 亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度 升高，塑性、韧性下降。
0.77%C时，组织为100% P, 钢的性能即P的性能。
＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界 连续网状，强度下降, 但 硬度仍上升。
＞2.11%C，组织中有以
Fe3C为基的Ld’,合金太脆.
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• 三、 含碳量对工艺性能的影响
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2)亚共析钢的 结晶过程
L→L+A →A→A+F先共析 AS(0.77% C) →P 室温组织为：P+F
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20钢组织
40钢组织
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• 亚共析钢室温下的组织 为F+P。
• 在0.0218~0.77%C 范围 内珠光体的量随含碳量 增加而增加。
60钢组织
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bcc
fcc
bcc
二、铁碳合金中的基本相
铁碳合金中的组元：Fe、C
L相：液态下无限互溶、成分均匀
Fe和C
固溶体相：C溶于Fe中形成 F、A等
金属化合物相：Fe与C化合形成Fe3C
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套类零件等 可编辑ppt
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3.碳素工具钢
T 12 A
高级优质
Wc = 12%0 碳素工具钢
用途：作手工具条、锉刀等。
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4.铸造碳钢
ZG 200 - 400
σb ≥ 400MPa
σs≥ 200MPa
铸钢
用途：作形状较为复杂的结构件，如 轧钢机框可架编辑、ppt 机车部件等。 23
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2.奥氏体 ( A ) --- Austenite
碳溶于 γ-Fe中形成 的间隙固溶 体。
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奥氏体组织金相图
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3. 渗碳体 ( Fe3C ) --- Cementite
铁与碳 形成的金属 化合物。
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渗碳体组织金相图
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4.珠光体 ( P ) --- Pearite 铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
第三章 钢铁基本组织与分类相图
❖ 钢铁基本组织、结构与性能。 ❖ 碳含量对铁碳合金组织、性能的影响 ❖ 铁碳合金的生产及分类。
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第一节 钢铁基本组织结构与性能
一.基本组织
1.铁素体 ( F )
( Ferrite ) 碳溶于
α–Fe中形成 的间隙固溶 体。
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铁素体组织金相图
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5.莱氏体 ( Ld ) --- Ledeburite 奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
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二.碳含量
对力学性能 的影响
三.碳含量对工艺性能的影响
❖ 对铸造性能的影响。 ❖ 对锻造性能的影响。 ❖ 对焊接性能的影响。 ❖ 对切削加工性能的影响。
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第二节 铁碳合金的分类 ❖钢中基本元素的作用 ❖碳素钢的分类、编号及用途
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一.碳钢中基本元素的作用
1.有益元素 ➢ Si — 有很强的固溶强化作用,能脱
氧。
➢ Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度 和硬度。
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2.有害元素:
➢ P — 有很强的固溶强化作用,低温 韧性差 ( 冷脆 )。
➢ S — 能引起钢在热加工时或高温工 作下开裂 ( 热裂 )。
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3.气体元素:
➢ N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时 效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除时效 倾向。
➢ O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。
➢ H：原子态的过饱和氢时将降低韧性, 引起氢
脆。当氢在缺陷处以
钢中白点
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。
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二.碳素钢的分类、编号及用途
❖ 碳素钢的分类 ❖ 碳素钢的编号及用途
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一)碳素钢的分类
1.按碳的质量分数分类: * 低碳钢: Wc ≤ 0.25% * 中碳钢: 0.25% ≤ Wc ≤ 0.6% * 高碳钢: Wc > 0.6%
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2.按钢的质量分类:
•碳素结构钢 ( carbon structural steel ) 用于制造各种机械零件、工程构
件。一般为低、中碳钢。
•碳素工具钢 ( carbon tool steel ) 用于制造各种工具。一般为高碳钢。
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二)碳素钢的编号及用途
1.碳素结构钢: Q 235 — A · F
沸腾钢
A等级
235 MPa
屈服强度
用途：作受力不高的结构，如建
筑钢筋、型钢、钢板等。
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2.优质碳素结构钢
* 45 --- Wc = 45%00
* 较高锰质量分数的优质碳素结构钢
45Mn --- Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%～1.0%
用途：作一般用途的零件、结构
件，如轴类、连杆、标准件、盘
* 碳素钢: Wp = (0.035% ～ 0.045%) Ws = (0.035% ～ 0.050%)
* 优质碳素钢: Wp = 0.035% Ws = (0.030% ～ 0.035%)
* 高级优质碳素钢: Wp ≤ 0.030%
Ws = ( 0.020%～0.025% )
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3.按钢的用途分类: