鋼
含碳量小于2％并含有某些其他元素的鐵碳合金。鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成形、原材料資源豐富、冶煉容易、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最廣泛的一種金屬材料。
簡(jiǎn)史 中國(guó)在春秋末期（前476年以前)已出現(xiàn)人工鍛煉的鋼。到東漢時(shí)期已掌握了炒鋼技術(shù)。鋼的工業(yè)生產(chǎn)最早采用坩堝法，產(chǎn)量低、成本高，難于滿足工業(yè)發(fā)展的需要。1856年，英國(guó)的H.貝塞麥發(fā)明了轉(zhuǎn)爐煉鋼法，1856～1864年，英國(guó)的K.W.西門(mén)子和法國(guó)的P.E.馬丁發(fā)明了平爐煉鋼法。1899年，法國(guó)的P.L.T.埃魯發(fā)明了電弧爐煉鋼法。20世紀(jì)50年代后，先后出現(xiàn)了真空除氣、電渣重熔、鋼包精煉、真空熔煉等精煉技術(shù)，使電爐鋼的品質(zhì)更好，各種新鋼種也相繼出現(xiàn)。鋼是現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)和生活所必需的基本材料，而鋼和鋼材的產(chǎn)量、品種、質(zhì)量已作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志
鋼的組織和特性 鐵是鋼的基本組成元素。鐵在固態(tài)有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一是體心立方結(jié)構(gòu)（存在于兩個(gè)溫度范圍內(nèi)，912℃以上稱α鐵，1394℃以上稱δ鐵）；另一是面心立方結(jié)構(gòu)（存在于912～1394℃之間，稱γ鐵）。碳是鋼中另一主要元素，對(duì)鋼的組織和性能起重要作用，通常隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度增加、塑性下降。碳在鋼中主要有兩種存在形式，一是溶入鐵中與鐵形成固溶體（兩種以上化學(xué)組分互相溶解而形成的均勻固相）；另一是與鐵形成鐵碳化合物，稱滲碳體（Fe3C），其硬度高、脆性大。碳溶于α鐵中形成的固溶體稱鐵素體；溶于γ鐵中形成的固溶體稱奧氏體，其最大溶解度為2.11％。鋼在冷卻過(guò)程中，過(guò)飽和的奧氏體將發(fā)生分解，形成鐵素體和滲碳體。鐵素體和滲碳體組成的呈片狀相間排列的混合物稱珠光體。一般碳素鋼在室溫下的金相組織由鐵素體、珠光體和滲碳體組成
在碳素鋼基礎(chǔ)上加入各種合金元素，可制成各種合金鋼。加入不同的合金元素，可使合金鋼具有耐熱、耐腐蝕、耐磨、高強(qiáng)度等特殊性能。合金元素按其與碳的親和力不同分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素；按其對(duì)鋼的組織轉(zhuǎn)變影響不同分為擴(kuò)大奧氏體區(qū)元素和縮小奧氏體區(qū)元素。合金元素還影響鐵碳相圖中特征點(diǎn)位置、相變、碳的擴(kuò)散及鋼的淬透性等。除加入合金元素外，通過(guò)熱處理工藝，也可改變鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能，如提高鋼的強(qiáng)度、增加韌性、獲得良好的加工工藝性能等
分類(lèi) 鋼的分類(lèi)方法有多種。按冶煉方法分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼。平爐煉鋼脫除硫、磷和氧的條件比轉(zhuǎn)爐好，故平爐鋼的品質(zhì)優(yōu)于轉(zhuǎn)爐鋼。轉(zhuǎn)爐鋼將空氣直接吹入鋼液中，以使碳、錳、硅等元素被氧化脫除。該法冶煉速度快、能耗少、成本低，所煉出的鋼可滿足工業(yè)上的一般應(yīng)用。但轉(zhuǎn)爐鋼含氧、氮量高，品質(zhì)較差，不能適應(yīng)重要產(chǎn)品的要求。電弧爐煉鋼脫除硫、磷和氧的條件好，合金成分調(diào)整容易，冶煉速度比平爐煉鋼快，適于生產(chǎn)各種優(yōu)質(zhì)鋼。按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼。按品質(zhì)分為普通鋼（磷≤0.045％、硫≤0.055％)、優(yōu)質(zhì)鋼(磷、硫≤0.035％)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（磷、硫≤0.03％)。按用途分為結(jié)構(gòu)鋼，用以制造各種承力結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件；工具鋼，用以制造各種切削刀具、量具、模具和其他耐磨工具；特殊鋼，包括耐熱鋼、耐磨鋼、不銹鋼、電工鋼、低溫鋼、易切削鋼等。按金相組織分為亞共析鋼（鐵素體加珠光體組織）、共析鋼（珠光體組織）、過(guò)共析鋼（碳化物加珠光體組織），或分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼和鐵素體鋼等。按供貨方式又分為軋鋼、鍛鋼和鑄鋼